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1、 本科生毕业设计（论文）开题报告 年 3 月15日 学生姓名 专业给水排水工程题目名称焦作市温县县城给水工程初步设计课题来源生产主要内容1. 设计任务温县需扩建给水工程，拟建一个具有充足供水能力的自来水厂。自然、气象、水文、水质及城市规划资料等分别见每个人的设计资料页。给水工程设计范围包括：净水工程、与输配水工程。2. 设计内容1、设计用水量的计算，供水规模的确定。2、给水系统选择与方案比较。3、配水管网设计计算。4、水厂工艺选择与设计计算确定给水厂厂址；根据原水水质与水厂设计水量确定给水厂的工艺流程；根据选定的工艺流程，选定各类生产构（建）筑物型式和设备及其工艺设计计算；水厂内各类管渠的定线
2、和水力计算；水厂的总体布置（平面与高程布置）及辅助建筑物与其它设施的选定。3. 重点研究课题1、设计用水量的计算，供水规模的确定。2、配水管网设计计算。3、各类生产构（建）筑物的选型及其设计计算。4、水厂的总体布置（平面与高程布置）。4. 设计成果要求1、设计说明书1份，总字数应在10000字以上。2、图纸1套（含给水系统总体布置图、管网平差图、水厂平面布置图及高程布置图、主要单体构筑物平面图、剖面图等），绘图折合量不少于2张A0号图纸。3、开题报告1份，3000汉字左右。4、外文资料原文及译文1份，译文应不少于2000汉字5. 设计资料5.1. 城市概况 温县位于河南省西北部，黄河北岸，地理
3、位置在东径11251至11313，北纬3452至3502之间，北界沁河与博爱为邻，南隔黄河与巩县、荥阳县相望，东连武陟县，西邻孟县，西北与沁阳市接壤。东西长31公里，南北宽24公里，总面积477.2平方公里。5.2. 气象资料温县属暖温带大陆性季风型气候，旱年多、涝年少，夏秋热，冬春寒冷干燥，年平均气温14.3C，7月份最热，月平均气温27.4C，1月份最冷，月平均气温-0.1C,历史上最高气温42.3C，最低温度零下14.6C。主导风向东北、西南风，其次西北、东南风，多年平均风速9.8米/秒，历史最大风速42米/秒。年平均降雨量552.4毫米，多集中在夏季7、8月份，日最大降雨量126.0毫
4、米，最长连续降雨日数1966年7月21日至23日降雨量为179.4毫米。年平均无霜期214天，年平均日照时数2512小时。5.3. 水文资料温县河流均系黄河水系，主要河流有黄河、沁河及排涝河系，境内河道全长190公里，平均年径流量近500亿立方米，平均年利用量为2717.8万立方米。温县境内还有高河、广济河、北冷涝河、兴隆河、常济河、姚庄涝河、老荣涝河、大平堰、番田涝河等河渠。全县水资源总量18402.7万立方米，其中深层地下水5765.7万立方米，浅层地下水12637万立方米。1982年全县地下水平均埋深11.98米，最大埋深20.51米，总体是南区和东北区好，西部和中部缺水严重。水资源总量
5、加入境水和引过境水，可利用量为16715.9万立方米，已利用量为10217.8万立方米。温县县城可供选择的水资源有两大类：地表水资源和地下水资源。（1）地表水资源县城附近的老蟒河、蚰蜒河、荣涝河，均属排涝、排污河，不宜作为饮用水源。新蟒河由于受上游工业排放废水的污染，水质恶化、污染严重，也不宜作为饮用水水源。流经温县县城的黄河河段位于小花区间，该区间起始端有洛阳市吉利区的废污水直接排入，还有洛河、汜水河、新蟒河、老蟒河、沁河、枯水河等支流水系相继汇入，随着流域经济发展，这些支流都已遭受严重污染，也使得黄河干流水污染明显加重，时常出现超类甚至超类标准，不能满足地面水环境质量标准（GHZB1-19
6、99）类水域使用功能的要求，已不宜作为生活饮用水源。（2）地下水资源县城城区地下水由于多项水质指标超标，已严重危害了居民的身体健康、增加了工业生产成本，同时由于常年超量开采，地下水水位逐年下降，已引起部分地面下沉。城南3公里远的黄河高漫滩区是整个县城地下水的富水地段，此地带的地下水补给源充分，补给条件好，年补给量与消耗大体相当。因此在本区内增建15万米3/日的水源地，地下水资源量是有保障的。5.4.水源水质资料本区地下水除铁、锰含量超标外，其它均符合城市供水水质标准（CJ/T 206-2005），属重碳酸镁钙型水，矿化度小于0.5g/L，比较适于饮用。另外，黄河高漫滩区还具有以下特点：地形平坦
7、，滩区距县城仅3公里，施工、管理方便。区域内最富水的中层含水层组底板埋深仅150米左右，且含水层颗粒粗，导水性强，厚度大，易开采，有较好的天然保护层，不易被外界污染。随着黄河小浪底工程的建成，该区域不再受黄河泛滥威胁。这里几乎无工业分布，污染源少，水质比较好。5.5.城市建设规划1、总体规划平面图 1：5000。2、市总规划人口近期12.78万人，远期21.77万人。4、工业企业资料：近期城区工业产值11.5亿元，远期22.1亿元。5.6. 水源的选择县城附近的老蟒河、蚰蜒河、荣涝河，均属排涝、排污河，不宜作为饮用水源。区地下水除铁、锰含量超标外，其它均符合城市供水水质标准（CJ/T 206-
8、2005），属重碳酸镁钙型水，矿化度小于0.5g/L，比较适于饮用。城南黄河漫滩区地下水补给源充分，补给条件好，年补给量与消耗大体相当，年补给量为15万吨。因此选用地下水作为该给水工程的水源，水源地为城南黄河漫滩区。6. 给水工程设计给水工程设计范围包括：净水工程、与输配水工程。6.1 净水工程6.1.1 设计内容与步骤 给水处理厂设计内容包括设计规模的确定、厂址选择、水处理工艺选择、处理构筑物选择与设计计算、处理用药剂选择与用量确定、二级泵站设计与计算、药剂(包括混凝剂、助凝剂、消毒剂等)配制与投加方式选择和计算附属建(构)筑物设计、水厂平面和高程布置、厂区道路、管线综合布置、厂区绿化布置、
9、编制水厂定员。6.1.2. 设计原则(1)水处理构筑物的生产能力，应以最高日供水量加水厂自用水量进行设计，井恢原水水质最不利情况进行校核。水厂自用水量取决于所采用的处理方法、构筑物类型及原水水质等因素，城镇水厂自用水量一般采用供水量的5一10，必要时可通过计算确定。(2)水厂应按近期设计，并考虑远期发展。根据使用要求及技术经济合理等因素，对近期工程亦可做分期建设的安排。对于扩建、改建工程，应从实际出发，充分发挥原有设施的效能，并应考虑与原有构筑物的合理配合。(3)水厂设计中应考虑各构筑物或设备进行检修、清洗及部分停止工作时，仍能满足用水要求。主要设备应有备用量；处理构筑物一般没设备用量，但可通
10、过适当的技术措施，在设计允许范围内提高运行负荷。6.1.3 水厂处理工艺的确定给水处理厂处理工艺流程的确定，应根据水源水质和生活饮用水卫生标准GB 5749-85及生活饮用水卫生规范、水厂所在地区的气候情况、设计水量规模等因素，通过调查研究，参考相似水厂的设计运行经验，经技术经济比较确定。2种较适当的给水处理工艺流程以作为比较。根据水源水质分析结果和生活饮用水卫生规范的对照，拟采用以下几种工艺流程方案：方案一：本设计中采用地下水，浊度、色度都在标准值之下，铁锰超标，其它各项生化指标都合标准，所以可以采用传统除铁锰工艺进行处理，就能达到生活饮用水卫生标准。原水曝气除铁锰滤池清水池二级泵房用户方案
11、二：考虑到水中铁锰含量比较高，采用一级过滤铁离子干扰锰离子的去除，影响最终水质，因此采用二级过滤，先除铁，再除锰。 原水曝气除铁滤池除锰滤池清水池二级泵房用户方案三：由于水源铁含量高，采用二级过滤除铁锰，并不能在一级过滤中彻底去除的铁离子，在二级过滤中仍然会对锰离子的去除造成干扰。因此，在二级过滤前进行再次曝气，使一级过滤后残余的铁离子在二级过滤中二次去除，以保证铁锰去除率。原水简单曝气除铁滤池二次曝气除锰滤池二级泵房用户参考给水处理理论与设计给水工程可以很容易的得出这个结论: 铁小于2.0mg/l；锰小于1.5mg/l时可采用简单曝气一级过滤法处理，达到除铁除锰的目的。当水中铁的含量大于5m
12、g/l；锰大于1.5mg/l时一般采用二级过滤工艺，一级过滤先除铁，二级过滤再除锰原因是当铁和锰同时存在于水中时，铁能干扰锰的去除，特别是铁和锰的含量较高时，除锰就更困难。本设计中，原水中铁含量为15mg/l，锰含量为5mg/l。采用方案一、二都不能较彻底的去除水中铁锰离子。另根据已建地下水处理工程（海拉尔自来水厂）运行经验，当原水中铁含量大于10mg/l，处理工艺采用方案二，出水管道中有大量锰质沉淀；在二级 滤池前增加二次曝气装置后，这种状况得到 明显改善，再无沉淀积层，出水水质也明显提高。此外，二级曝气只需增加曝气构筑物即可，工艺较为简单，水处理成本不会因此而大大提高。经以上工艺理论、工程
13、实践分析比较，本设计采用方案三6.1.4 处理构筑物选择水处理构筑物的选择，应根据原水水质、设计生产能力、处理后水质要求、水厂用地面积和地形条件等，参照相似条件下水厂的运行经验，结合当地条件，通过技术经济比较综合研究确定。本设计水源的铁锰含量超标，其它各项生化指标都合格，工艺设计主要是除铁除锰。同时由于该区地下水水质情况较好，对原水只需简单处理即可，所以该设计中主要是对铁锰的去除。6.2 配水系统的方案选择6.2.1 设计计算依据设计计算流量和校核计算流量，建设规划资料(路网、街坊户分布及用水状态，配水源及网中调节构筑物形式与位置等。6.2.2 设计计算方法与内容应考虑配水管网适当的可靠度。有
14、条件的应采取多水源配水，环状与树状相结合配水。如建设初期采用树状网，远期连接成环。城市中心地带常采用环状网，边缘地带采用树状网。干管应尽量避免穿超障碍物，穿越时应按有关技术规范执行。分配管是指连接于干管，直至用户的管道。城市配水管网定线仅限于干管厂区配水管网定线则还包括分配管。6.2.3 配水管网水力计算管网水力计算的目的是确定管网各管段的管径和水头损失或管网水头损失为泵站提供依据。管网水力计算，按配水源数目不同，可分为单水源管网、多水源管网计算；按管网图形结构不同，可分为树状管网、环状管网和混合管网计算；按管网工况可分为最高日用水时、消防时、转输时、事故时管网计算；按管网是否分区可分为统一管
15、网、并联分区、串联分区管网汁算；按管网规模不同可分为城市管网、小区管网、厂区管网计。采取的主要技术路线或方法由于水源铁含量高，采用二级过滤除铁锰，并不能在一级过滤中彻底去除的铁离子，在二级过滤中仍然会对锰离子的去除造成干扰。因此，在二级过滤前进行再次曝气，使一级过滤后残余的铁离子在二级过滤中二次去除，以保证铁锰去除率。原水简单曝气除铁滤池二次曝气除锰滤池二级泵房用户参考给水处理理论与设计给水工程可以很容易的得出这个结论: 铁小于2.0mg/l；锰小于1.5mg/l时可采用简单曝气一级过滤法处理，达到除铁除锰的目的。当水中铁的含量大于5mg/l；锰大于1.5mg/l时一般采用二级过滤工艺，一级过
16、滤先除铁，二级过滤再除锰原因是当铁和锰同时存在于水中时，铁能干扰锰的去除，特别是铁和锰的含量较高时，除锰就更困难。本设计中，原水中铁含量为15mg/l，锰含量为5mg/l。采用方案一、二都不能较彻底的去除水中铁锰离子。另根据已建地下水处理工程（海拉尔自来水厂）运行经验，当原水中铁含量大于10mg/l，处理工艺采用方案二，出水管道中有大量锰质沉淀；在二级 滤池前增加二次曝气装置后，这种状况得到 明显改善，再无沉淀积层，出水水质也明显提高。此外，二级曝气只需增加曝气构筑物即可，工艺较为简单，水处理成本不会因此而大大提高。预期的成果及形式1、设计说明书1份，总字数应在10000字以上。2、图纸1套（含给水系统总体布置图、管网平差图、水厂平面布置图及高程布置图、主要单体构筑物平面图、剖面图等），绘图折合量不少于2张A0号图纸。3、开题报告1份，3000汉字左右。4、外文资料原文及译文1份，译文应不少于2000汉字。时间安排熟悉设计资料及设计要求，写出开题报告；翻译外文资料 2周熟悉设计资料及设计要求，写出开题报告；翻译外文资料 1周配水管网设计计算，绘图 3周水厂工艺选择与设计计算，绘图 3周编制设计说明书 1周整理设计成果，打印，并提交设计成果 1周毕业答辩 1周指导教师意见签 名：年 月 日备注
