吉林化工学院毕业设计说明书
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净水厂送水泵房控制系统设计及应用
The control system design and application of water pump station
净水厂送水泵房控制系统设计及应用
摘要
近年来,能源紧张不时影响到工业生产及人民生活。因此,节能降耗是保证工业和生活稳定发展的一项关键措施。然而，长期以来，我国用水行业的技术水平相对比较落后，自动化程度低。
本论文设计一套基于PLC的变频调速恒压供水系统，并利用组态软件开发良好的运行管理界面。本系统包含3台水泵电机。采用通用变频器实现对三相水泵电机的软启动和变频调速，运行切换采用“先开先停”的原则。压力传感器检测当前水压信号，经由PLC与设定值经PID比较运算，从而控制变频器的输出电压和频率，进而改变水泵电机的转速来改变供水量，最终保持管网压力稳定在设定值附近。通过工控机与PLC的连接，采用组态软件完成系统监控，实现了运行状态动态显示及数据、报警的查询。
在运行过程中,水泵的出水流量随用水量大小而作自我调整，并可以做到从多泵到单泵的平滑切换，改变以往阶梯式调节。
关键词：变频调速；恒压供水；PLC；Wincc
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Abstract
In recent years，less and less regeneratable energy have affected the industrial production and people’s life from time to time．Therefore it is to guarantee industry and life to stabilize a crucial measure of development that energy saving falls to consume. However, since long-term, our country falls behind with the more technical more horizontal more relative comparison of water profession，automation level is low.
It also have designed a set of water supply system of frequency control of constant voltage c，and have developed good operation management interface using Supervision Control and Data Acquisition．This system is formed by 3 pump generators，3 main pump generators form the circulating run mode of frequency conversion．With general frequency converter realize for three—phase pump generator soft start with frequency control，operation switch adopts the principle of“start first stop first”.The detection signal of pressure sensor of hydraulic pressure，via PLC with set value by carry out PID comparison operation，So，control frequency and the voltage of frequency converter，and then the rotational speed that changes pump generator come to change water supply quantity, eventually, it is nearby to maintain pipe net pressure to stabilize when set value．Through work control machine the connection with PLC，with Wincc group form software consummately systematic monitoring，have realized operation state development to show and data，report to the police inquiry．
In the process of operation, the pump make self adjustment with the size of water, and can be done from one pump to another smoothly, so it can be changed the regulation.
Key Words：Variable frequency speed—regulating;Constant-pressure water
supply;Plc;Wincc
净水厂送水泵房控制系统设计及应用
目录
摘要 ........................................................................................................................................... I I ABSTRACT .................................................................................................................................... III 第1章绪论. (1)
1.1课题研究背景及意义 (1)
1.2变频调速恒压供水的发展 (2)
1.3变频恒压供水系统的国内外研究现状 (2)
1.4本文主要研究内容 (2)
第2章恒压供水基本原理 (4)
2.1恒压供水工艺简介 (4)
2.2变频调速供水原理 (4)
2.3供水系统对电气调速的基本要求 (8)
2.4恒压供水节能原理 (9)
第3章恒压供水控制系统设计 (11)
3.1恒压供水系统控制 (11)
3.2恒压供水系统方案设计与选择 (11)
3.3恒压供水系统框图 (12)
3.4系统工作原理 (12)
3.4.1系统控制示意图 (12)
3.4.2系统工作原理 (14)
3.4.3 PID调节恒压控制原理 (15)
3.5硬件选择 (16)
3.5.1 PLC及模块 (16)
3.5.2 变频器 (17)
3.5.3 软启动器 (17)
3.6系统主电路设计 (17)
3.7程序设计 (19)
3.7.1 PLC I/O分配 (19)
3.7.2 PLC程序设计 (20)
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第4章监控程序设计 (25)
4.1W IN CC软件简介 (25)
4.2监控界面 (25)
4.3 WINCC与PLCSIM的模拟 (27)
4.4系统仿真调试 (28)
参考文献 (32)
致谢 (33)
附录梯形图 (34)
第1章绪论
1.1课题研究背景及意义
我国人口众多，每年所消耗的能量巨大，近年来，能源紧张不时影响到了工业生产及人民生活。从2003年开始，中国的能源消耗速度开始高于经济增速，从“电荒”,“油荒”，到“水荒”，中国的能源问题日益突出。因此，节能降耗是保证工业和生活稳定发展的一项关键措施，是各行各业的技术改革方向。然而，长期以来，我国的电、用水行业的技术水平相对比较落后，自动化程度低，节能节水具有较大的发展空间。如供水系统，由于用户用水的不稳定性，经常出现在用水高峰期，水压较低，水的供给量低于需求量，特别是高层用户经常出现水压太低而无法用水的状况。传统的解决办法是采用高位水箱、水塔和各种气压罐进行蓄水加压，依赖挡板和阀门的阻力调节水流量。以下对各种供水方式的优缺点进行讨论。
1 恒速泵供水
恒速泵供水即水泵电机的转速恒定，通过改变阀门的开度及投入运行的泵的数量来适应用户用水量的改变需求。水泵机组全部或部份不间断运行，通过人工调节运行机组数量和调节出口阀门开度，从而调节管网压力。这种方式过去较多使用，但自动化程度低，压力变化大，水泵电机启动频繁，电力消耗大，能量大量损失在阀门和调节阀上。且频繁启停将影响设备使用寿命及电网电压。因此这种方法已逐渐被淘汰。
2 高位水箱供水
此种方法利用水泵工作时将水位提高到高于用户位置，储存水源，利用水源自身重量形成重力供水，但需要修建水塔、水箱、水池等，这种方式占用空间大、建址地势高、修建周期长、建筑投资大，后期维护、管理工作量较大。
3 气压罐供水
气压罐供水是用水罐储存水源，用户用水时，通过压缩空气使水进入用户管道，随着罐内水的减小，压力也会降低。气压供水技术简单，不受高度限制，近年来已在高层建筑中广泛采用。但其体积大，实际应用中受场地限制，且电机启动频繁，对设备要求较高。另外这种方式制造成本高、投资大，电力消耗较大。因此一般常用于增压及稳压设施。
1.2变频调速恒压供水的发展
变频调速被认为是一种理想的交流调速供水方法。20世纪60年代中期，随着普通晶闸管、小功率管的实用化，出现了静止变频装置。这个时期的变频装置，多为分立元件，体积大，造价高，大多为特定的控制对象而研制。调速后的电动机静、动态性能较差，因此应用场合较少。20世纪70年代以后，电力电子和微电子技术以惊人的速度向前发展，变频调速供水技术也随之取得了日新月异的进步，石油危机以后以节能为目的的变频器供水开始出现并得到了广泛应用。由于变频器供水具有的高效率性能和良好的控制特性，使之在供水系统中较多采用。
1.3变频恒压供水系统的国内外研究现状
变频恒压供水是在变频调速技术的基础上发展起来的。早期，由于变频器功能较简单，在恒压供水系统中仅作为执行机构，为满足用户需求的变化，保证管网压力恒定，需通过压力变送器和PID 控制器对压力进行闭环控制。如图1.1所示：
图1.1变送器和PID 控制器实现的恒压供水
水压由压力传感器的信号4-20mA 送入变频器内部的PID 模块，与用户设定的压力值进行比较，并通过变频器内置PID 运算将结果转换为频率调节信号，以调整水泵电机的电源频率，从而实现控制水泵转速。由于变频器内部自带的PID 调节器采用了优化算法，所以使水压的调节十分平滑，稳定。同时，为了保证水压反馈信号值的准确、不失值，可对该信号设置滤波时间常数，同时还可对反馈信号进行换算，使系统的调试更为简单、方便。
1.4本文主要研究内容
本系统是以一个供水系统作为被控对象。采用通用变频器实现三相水泵电机变频器 水泵 用户管网 压力y
压力变送器
+ - e
pv
给定值sp
的软启动和变频调速，压力传感器检测当前水压信号，水压信号经变送器输出标准电信号(4-20mA)通过A／D转换模块送入PLC，经PLC进行压力反馈值与设定值的PID运算，运算结果送入变频器频率控制端,控制变频器的输出频率，从而改变电机转速。压力反馈值经PLC送入上位监控机，经组态软件进行显示。由PLC接受控制信号，并实现对电机的启停及切换控制。变频器的故障输出及报警信号以及系统显示信号全部送入PLC，以方便利用PLC与上位机进行通讯并实现监控。系统的操作与管理采用微机实现，运行参数有记录，使系统节能达到最佳效果。
(1)对水泵电机的调速供水原理进行分析。根据供水特点，分析泵电机的运行特点、运行参数及工作点，分析供水系统对电气调速的要求，设计一套基于PLC 的变频调速恒压供水控制系统。
(2)从水泵运行曲线及管网特性曲线入手，分析水泵工况调节的几种方法，详细阐述变频调速恒压供水系统耗能原理及节能原理。
(3)重点阐述变频调速恒压供水系统的构成及其工作原理，进行系统硬件的选择及PLC程序的设计、变频器功能预置等。根据压力大小进行PID控制，调整变频器的输出频率，从而改变水泵电机转速，改变流量的大小，适应用户用水量改变的需求，保持管网压力恒定。
(4)用wincc组态软件在上位机中开发恒压供水控制系统的主监控界面、数据查询界面、报警界面、实时及历史曲线界面等。
第2章 恒压供水基本原理
2.1 恒压供水工艺简介 供水系统是国民生产生活中不可缺少的重要一环。传统供水方式占地面积大，水质易污染，基建投资多，而最主要的缺点是水压不能保持恒定，导致部分设备不能正常工作。变频调速技术是一种新型成熟的交流电机无极调速技术，它以其独特优良的控制性能被广泛应用于速度控制领域，特别是供水行业中。由于安全生产和供水质量的特殊需要，对恒压供水压力有着严格的要求，因而变频调速技术得到了更加深入的应用。恒压供水方式技术先进、水压恒定、操作方便、运行可靠、节约电能、自动化程度高，在泵站供水中可完成以下功能：
（1）维持水压恒定；
（2）控制系统可手动/自动运行；
（3）多台泵自动切换运行；
（4）系统睡眠与唤醒，当外界停止用水时，系统处于睡眠状态，直至有用水需求时自动唤醒；
（5）在线调整PID 参数；
（6）泵组及线路保护检测报警，信号显示等。
将管网的实际压力经反馈后与给定压力进行比较，当管网压力不足时，变频器增大输出频率，水泵转速加快，供水量增加，迫使管网压力上升。反之水泵转速减慢，供水量减小，管网压力下降，保持恒压供水。
2.2变频调速供水原理
1 异步电动机的调速方法
水泵电机多采用三相异步电动机，而其转速公式为：
()60
1f n s p
=?- (2-1)
式中f 是电源频率，p 是电动机极对数，s 是转差率。从上式可知，三相异步电动机的调速方法有：
(1)改变电源频率
(2)改变电机极对数
(3)改变转差率
改变电机极对数调速的调控方式控制简单，投资省，节能效果显著，效率高，但需要专门的变极电机，是有级调速，而且级差比较大，即变速时转速变化较大，转矩也变化大，因此只适用于特定转速的生产机器。改变转差率调速为了保证其较大的调速范围一般采用串级调速的方式，其最大优点是它可以回收转差功率，节能效果好，且调速性能也好，但由于线路过于复杂，增加了中间环节的电能损耗，且成本高而影响它的推广价值。下面重点分析改变电源频率调速的方法及特点。
根据公式可知，当转差率变化不大时，异步电动机的转速n基本上与电源频率厂成正比。连续调节电源频率，就可以平滑地改变电动机的转速。但是，单一地调节电源频率，将导致电机运行性能恶化。因为当电源电压不变时，若频率减小，主磁通将增加，这将导致磁路过分饱和，励磁电流增大，功率因数降低，铁心损耗增加；而当频率增加时，磁通减小，电磁转矩及最大转矩下降，过载能力降低，电动机的容量也得不到充分利用。因此，为了使电动机能保持较好的调速性能，要求在调节频率的同时，改变定子电压，以维持主磁通不变，或者保持电动机的过载能力不变。电源电压随频率按什么样的规律变化最为合适呢?一般认为，在任何类型负载下变频调速时，若能保持电动机的过载能力不变，则电动机的运行性能较为理想。
2 变频装置简介
要实现异步电动机的变频调速供水，必须有能够同时改变电压和频率的供电电源。现有的交流供电电源都是恒压恒频的，所以必须通过变频装置才能获得变压变频电源。变频装置可分为间接变频和直接变频两类。间接变频装置先将工频交流电通过整流器变成直流，然后再经过逆变器将直流变成为可控频率的交流，通常称为交-直-交变频装置。直接变频装置则将工频交流一次变换成可控频率的交流，没有中间直流环节，也称为交-交变频装置。目前应用较多的还是间接变频装置。
2.1 间接变频装置(交-直-交变频装置)
图2.1绘出了间接变频装置的主要构成环节。按照不同的控制方式，它也可分为图2-2中的(a)、(b)、(c)三种。
图2.1 间接变频装置(交-直-交变频装置)
图2.2(a)是可控整流器变压，用逆变器变频的交-直-交变频装置。调压和调频分别在两个环节上进行，两者要在控制电路上协调配合。这种装置结构简单、控制方便，但是，由于输入环节采用可控整流器，当电压和频率调得较低时，电网端的功率因数较低；输出环节多用晶闸管组成的三相六拍逆变器(每周换流六次)，输出的谐波较大。这是此类变频装置的主要缺点。
图2.2(b)是用不控整流器整流、斩波器变压、逆变器变频的交-直-交变频装置。整流器采用二级管整流器，增设斩波器进行脉宽调压。这样虽然多了一个环节，但输入功率因数高，克服了图2—2(a)的第一个缺点。输出逆变环节不变，仍有谐波较大的问题。
图2.2(c)是用不控整流器整流、脉宽调N(PWM)逆变器同时变压变频的交-直-交变频装置。用不控整流，则输入端功率因数高；用PWM逆变，则谐波可以减少。这样可以克服图2．2(a)装置的两个缺点。
（a）
（b）
(c)
图2.2 间接变频装置的各种结构型式
近年来，随着微机技术和电力电子技术的发展，PWM变频技术得到了飞速发展。由于它可以有效地进行谐波抑制而且动态响应好，在频率、效率诸方面有明显的优势。现在使用的大部分为电压型变频器。
2.2 直接变频装置(交一交变频装置)
直接变频装置的结构如图2.3所示，它只用一个变换环节就可以把恒压恒频的交流电源变换成变压变频电源。这种变频装置输出的每一相都是一个两组晶闸管整流装置反并联的可逆线路。正、反两组按一定周期相互切换，在负载上就获得交变的输出电压U0。UO的幅值决定于各组整流装置的控制角，U0的频率决定于两组整流装置的切换频率。当整流器的控制角和这两组整流装置的切换频率不断变化时，即可得到变压变频的交流电源。
图2.3 直接变频装置
由于交一交变频技术只用一次变流，且使用电网换相，提高了变流效率，但接线复杂，使用的晶闸管较多，受电网频率和变流电路脉波数的限制，输出频率较低，且采用相控方式，功率因数较低。目前较少采用。主要用于大功率、低转速的交流调速装置中。
2.3供水系统对电气调速的基本要求
生活用水不比生产用水定时定量，而具有明显的时变性，具有明显的时间段，因此生活给水设备应具有“多用水、多耗电；少用水、少耗电"的功能。在用水高峰期，管网压力下降，此时应根据压力反馈值的结果通过PID 运算，使变频器输出频率增加，水泵电机转速增加或增加投入运行的水泵台数，从而增加管网压力，保证供水能力。在用水较少时，管网压力将增加，此时压力的变化通过反馈运算使变频器输出频率下降，电机转速下降或减少运行的水泵数量，从而减小管网压力，直到管网压力等于设定值。这样，用户用水量的波动，供水装置都必须及时做出反应。供水系统对电气调速的基本要求有：
1 水泵在相同工况下调速时，其输出扬程H 和水泵转速n 的平方成正比，即：
2H Kn = (2-2)
其中H 是水泵扬程，K 是转速系数，n 是水泵转速。供水系统必须根据流量的变化调节水压，他们的关系式如下：
21211H H H H K Q =+=+ (2-3)
1H 是水网中最不利供水点要求流程，2H 是管道水头损失，1k 是流量系数，由管网本身决定。Q 是网用户要求的用水量两式联立求得：
2111
H H Q K K =- (2-4)
从上式可看出，流量的平方与转速的平方成线性关系。还可看出，当流量为零时，水泵电机必须保持一定转速以保证管网维持一定的水压。速度的调节根据
水压进行闭环控制。
2 系统启动和负载变化较大时，电流冲击较大，为保护电机及其他电气设备，应采用软启动方法。通过变频器输出频率的逐步变化使电流有一个变化过程，并通过PID调节和模糊控制相结合达到恒定水压的目的。
2.4 恒压供水节能原理
1 基本模型
图2.4供水系统的基本原理
图2.4所示为一生活小区供水系统的基本原理。水泵将水池中的水抽出，并上扬至所需高度，以便向生活小区住户供水。
2 主要参数
1．流量
单位时间内流过管道内某一截面的水量，符号用Q表示。供水系统的基本任务就是要满足用户对流量的要求。
2．扬程
单位质量的水被水泵上扬时所获得的能量。符号为H。扬程主要包括三方面：a：提高水位所需的能量
b：克服水在管道中的流动阻力(管阻)所需的能量
C：使水流具有一定的流速所需的能量
由于在同一管路中，上述b和C是基本不变的，在数值上也相对较小。可以认为，提高水位所需的能量是扬程的主体部分。因此在同一管路内进行分析时，常简单的把水从一个位置上扬至另一个位置时，水位的变化量用来表示扬程。
3．全扬程
也叫总扬程或水泵的扬程。是表明水泵的泵水能力的物理量。在数值上等于：在管路没有阻力，也不计流速的情况下，水泵能够上扬水的最大高度。
4．实际扬程
通过水泵提高水位所需的能量。在不计损失和流速的情况下，其主体部分正比于实际的最高水位与水池水面之间的水位差。
5．损失扬程
全扬程与实际扬程之差。全扬程=实际扬程+损失扬程
6．管阻
表示管道系统对水流阻力的物理量。管阻不是常数，不能以简单的公式定量计算，通常用扬程与流量间的关系曲线来描述。
7．压力
表明供水系统中某个位置水压，其大小在静态时主要取决于管路的结构和所处的位置，在动态情况下，还与供水流量和用水流量之间的平衡情况有关。
第3章恒压供水控制系统设计
3.1恒压供水系统控制
对供水系统进行控制，是为了满足用户对流量的需求。所以，流量是系统的基本控制对象。如前所述，流量的大小取决于扬程，但扬程难以进行具体测量和控制。考虑到在动态情况下，管道中水压的大小与供水能力和用水需求之间的平衡关系有关，供水能力>用水需求，则压力上升；供水能力<用水需求，则压力下降；供水能力=用水需求，则压力不变。
可见，供水能力与用水需求之间的矛盾具体反映在流体压力的变化上。因此，压力可以用来作为控制流量大小的参变量。即保持供水系统中某处压力的恒定，也就保证了该处的供水能力和用水流量处于平衡状态，满足了用户所需的用水流量。
3.2恒压供水系统方案设计与选择
从恒压供水的原理分析可知，系统主要有变频器、压力传感器、压力变送器等。前面已介绍了目前常用的恒压供水控制系统。鉴于专用变频器系统的不足之处，本文采用通用变频器加PLC控制系统。水压反馈值送入PLC进行PID运算，运算结果经D／A转换输出送给变频器的反馈信号输入端，从而调整变频器频率，改变电动机的转速，调整管网水压，保障水压恒定。上位机与PLC进行通信，对压力数值进行显示并实现系统启停控制、压力设定值的修改。且由于PLC产品的系列化和模块化，用户可灵活组成各种要求和规格不同的控制系统。由于PLC和
上位机具有良好的通信功能，此系统方便与其他系统进行通
信和数据交换。当控制要求改变时，利用编程软件很容易进行程序的修改和下载。因此，该系统能适用于不同控制要求的场合，与机组容量大小无关。且由于良好的人机界面，使得操作更加简单，系统运行状态更直观。因此本系统采用“变频器+PLC+上位监控计算机"的模式。
3.3 恒压供水系统框图
根据系统控制方案可得系统框图如下：
图3.1 恒压供水系统框图
图中水池水位经液位计检测送入电气控制柜，经PLC程序处理，决定水泵的运行与停止。安装在总水管上的压力变送器将压力值转换为标准电信号送至PLC 的A/D转换模块，经PLC内部PID处理，由D／A模块输出模拟量信号送至变频器频率控制端，从而影响变频器的输出频率，改变水泵电动机转速。上位机与PLC进行通讯，显示系统运行状态及历史数据。
3.4系统工作原理
3.4.1系统控制示意图
图3.2系统控制示意图
此系统由信号检测、水泵拖动机组、电气控制、上位机等组成，各部分的作用及工作原理如下。
a：信号检测
主要包括蓄水池液位检测、管网压力检测与反馈。液位检测通过安装在蓄水池的浮球液位传感器实现。当液位正常时，水泵机组处于工作状态。当水压不足，液面过低时，系统实施保护，以防止电机空转而损坏。管网压力检测通过安装在用户总管的压力传感器实现，实时地测量参考点的水压，检测管网出水压力，并将其转换为4-20mA的电信号。此检测信号是实现恒压供水的关键参数。
b：水泵拖动机组
系统由一个机组3台水泵电机组成。MI、M2、M3既可以变频运行又可以工频恒速运行，组成变频循环运行方式。系统首先启动一台水泵作为变速泵，当水压发生变化，变频器输出频率达到50Hz时，若供水量仍不能达到用水要求，则该泵退出变频状态，转入工频，启动另外一台泵变频运行。以此循环。另一台小泵电机采用恒速运行方式，使系统在用水量很低(如夜间)时，可以停止所有的主泵，用小泵补水，减小系统功耗及噪音。
c：电气控制系统
电气控制系统一般安装在控制柜中，由PLC、变频器和电控设备组成。
①PLC：是整个控制系统的核心部分。它采集系统的压力、液位、报警等信号，进行处理、运算和输出。并接收人机接口和通讯接口的数据信息进行分析，通过变频调速器和接触器等电气元件实现控制。
②变频器：实现电机转速控制的单元，接受PLC运算处理后数据，实现输出
频率的改变，从而完成调速泵的转速控制。
③电控设备：主要由空气断路器、接触器、保护继电器和转换开关、按钮等组成。空气断路器用于接通电源；接触器用于实现变频运行与工频运行；转换开关用于实现手自动的控制。
d：上位监控计算机
用于操作者与系统进行信息交流，实现控制和显示系统运行状态。通过监控计算机，操作者可以很方便地根据系统需求对压力设定值进行修改，对控制方式进行改变，并可以方便地控制系统的启停和控制方式的转换。
3.4.2系统工作原理
1 系统自动变频循环运行
系统变频全自动运行时，当用户用水量发生变化，水压变送器反馈的电信号将发生变化，此时将进行水泵的增减。电机切换过程如下：
①若原为1号电机变频运行，用户用水量增加，则管网压力下降，反馈到A
／D转换模块输入端的模拟量减小，通过PLC内部的PID运算，D／A转换模块输出量增加，即变频器频率给定端的电信号值增加，使变频器输出频率增加，电机转速增加，从而增大供水量直到与用水量平衡，管网水压随之上升，最后必须达到设定值。若在第一台电机的频率达到50Hz之前，管网水压已经达到设定值，此系统依然只运行第一台电机，只是运行于较高的频率。若第一台电机的频率达到50Hz时，管网水压仍然低于设定值，则进行水泵切换，此时第一台电机退出变频状态，转入工频；第二台电机变频启动，直到管网水压上升到设定值。若第二台电机频率达到50Hz，管网水压仍未达到设定值，则第二台电机也转为工频，而变频启动第三台电机。若此时用水量又减小，则管网压力将上升，如果第三台变频泵电机频率下降至下限值，管网压力仍不能达到设定值，则系统将根据“先开先停"的原则减泵。即系统将首先使第一台泵停止运行。系统进入水压的闭环控制，使压力重新达到设定值。若仅停掉一台水泵，压力仍不能达到设定值，将关掉第二台水泵，再次进入水压的闭环控制。
②以上分析的是一个循环的用水增加又减小，电机的切换过程。第二个过程将仍然根据“先开先停”的原则，即用水增加时将按三号泵变频一一三号泵工频、二号泵变频一一三号、二号泵工频，一号泵变频的顺序进行切换。
2 系统自动工频运行控制
如果变频器不能正常工作，系统采用自动工频运行方式，此时电动机采用软启动器启动，系统不能实现恒压，水压保持在一个规定的区间内。设泵l先工作
市西区水厂一期扩建工程设计说明书 1自然条件 1.1地形、地质 市地处闽江下游盆地，盆地总面积约200Km2，四周有鼓山、旗山、五虎山莲花峰等群山环抱。地貌类型以平原为主，地势由西北向东南倾斜，市中心散落有乌山、于山和屏山等小山，南台岛上有仓山、盖山和城门山。市区高程一般为5～15m（黄海高程系），闽江横贯市区，由于地势较低，易受洪涝灾害，需沿江、河筑堤。市区主要有两类地质：一是靠山的丘陵地区，主要在于于山、乌山、屏山一带以及市区四周群山余脉高地和仓山区丘陵地带，容许承载力约0.25Mpa；二是淤积、冲积地区为高压缩性土，围较广，淤泥埋藏浅，容积承载力为0.05～ 0.08MPa，地下水位高，一般在地面下0.5～2.0m。 1.2气象条件 市属于亚热带海洋性季风气候，夏季炎热多雨，冬季温暖少雨。 （1）气温 年平均：19.6摄氏度 极端最高：41.1摄氏度（1950年7月19日） 极端最低：－2.5摄氏度（1940年1月25日） （2）水量 年平均：1355.8mm 年平均降水天数：151.2天 24小时最大降水量：167.4mm 暴雨主要出现月份：5～9月 （3）霜冻 年无霜期326天 （4）风 常年主导风向为西北风和东南风，冬季多西北风，夏季盛行东南风。 平均风速：2.8m/s 极大风速：40.7m/s
基本风压：0.6KN/m2 台风影响本市始于5月，结束于11月中旬，以7月中旬至9月中旬次数最多。 （5）湿度 年平均相对湿度77% 最大相对湿度84% 最小相对湿度5% （6）蒸发量 年平均蒸发量 1451.1mm 1.3水文条件 闽江是省最大河流，水量充沛。闽江在以下分为两支，北支为北港，穿越市区至马尾，将中心城区分为江北平原和南台岛两部分，长为30.5km，平均水面坡降0.15‰，枯水季水面宽150～200m。南支为南港，又名乌龙江，经洪塘、湾边、纳入大漳溪河以后，出峡兜于马尾、长乐营前与北港又合二为一，南港长34.4km，进入河口段经亭江、倌口、琅歧流入东海。闽江流域面积60992Km2，水系全长2959Km，流经36个县、市。根据竹歧水文站1936年至1980年统计资料：闽江下游年平均径流总量为552.7亿m3，1992年7月7日最大洪峰流量30300m3/s，1971年8月30日最枯流量196m3/s，水口电站建成后，水库对洪峰调节作用不显著，最大下泄流量（坝下保证流量）为308m3/s。市区西端洪山桥最高水位8.441m、最低水位1.181m。 1.4地震发生情况 市区位于沿海长乐——诏安深大断裂带北段，为中等地震潜在震源区（M＝6级），在未来100年具有发生大于M＝5.5级以上地震的危险性。在活动断裂带附近地段可能会局部放震效应，故在断裂带附近的建筑物除7度地震烈度抗震设防外，还应因地制宜采用有效的构造加强措施。
摘要 E市给水工程，是为了满足该区近期和远期用水量增长的需要而新建的。该工程分为两组，最终的供水设计规模为3.1万m3/d， 整个工程包括取水工程，净水工程和输配水工程三部分。其工艺流程如下： 水源取水头自流管一级泵房自动加药设备 机械搅拌澄清池普通快滤池清水池配水池 二级泵房配水管网用户 同时，本设计课题还包括：水厂占地面积，人员配备，厂内建筑物布置和管线定位等。 整个工艺流程中主要构筑物的设计时间为 机械搅拌澄清池池：1.28h 普通快滤池冲洗时间：6min 普通快滤池的滤速为：13.3m/h
目录 第一章设计水量计算 第一节最高日用水量计算 第二节设计流量确定 第二章取水工艺计算 第一节取水头部设计计算 第二节集水间设计计算 第三章泵站计算 第一节取水水泵选配及一级泵站工艺布置 第二节送水泵选配及二级泵站工艺布置 第四章净水厂工艺计算 第一节机械搅拌澄清池计算 第二节普通快滤池计算 第三节清水池计算 第四节配水池计算 第五节投药工艺及加药间计算 第六节加氯工艺及加氯间计算 第七节净水厂人员编制及辅助建筑物使用面积计算第八节检测仪表
第一章 设计水量计算 第一节 最高日用水量计算 一、各项用水量计算 1、 综合生活用水量1Q 1Q d m d l N q f 33411108.81.1.200104?=???=??=人 m d l N q f Q 344111/10408.11.1.200104.6?=???=??=人 2、 工业企业生产用水量2Q ()()d m m d n N q Q d m m d n N q Q 343222/3432221076.11.180********.11.11001201?=??=-??=?=??=-??=万元万元万元 3、 未预见水量和管网漏失水量3Q ()d m Q Q Q 34213104.02.0?=+= 4、 消防用水量x Q d m s l N q Q x x X 3410432.0252?=?=?= 二、最高日用水量d Q m Q Q Q Q d 34321106.2?=++= 由于总用水量较小和消防水量相差不大则d m d m Q d 3434101.310072.3?≈?= d m Q d 34/104?= 第二节 设计流量确定 一、确定设计流量 1、 取水构筑物、一级泵站、原水输水管、水处理构筑物设计流量 s l d m T Q a Q s l d m T Q a Q d I d I 11.4863600 2410405.173.376360024101.305.134//34=???=?==???=?= 2、二级泵站设计流量
水质工程学课程设计 专业给水排水2班 姓名张宁 学号 090070238
11 COD Mg/L 11 12 氯仿Mg/L 0.08 二、设计计算 2.1水厂规模： 根据资料，水厂日处理水量8.8万m3/d，考虑到水厂自用水量，要乘以安全系数K=1.05。则净水处理构筑物总设计流量： Q=1.05 8.8=9.24万m3/d=8750m3/h=2.43 m3/s 2.2总体设计 2.2.1确定给水处理厂工艺流程 根据水源水质和《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）及《生活饮用水卫生规范》，根据设计的相关原始资料如水厂所在地区的气候情况、设计水量规模、原水水质和水文条件等因素，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采用地表水净化工艺： 2.2.2处理构筑物及设备型式选择 2.2.2.1取水构筑物 1.取水构筑物位置选择 取水构筑物位置的选择，应符合城市总体规划要求，从水源水质考虑，水质应该良好，取水构筑物应选择在水质良好的河段，一般设在河流的上游，从河床考虑，取水构筑物应设在凹岸，位置可选在顶冲点的上游或稍下游15~20m主流深槽且不影响航运处。故本水厂取水构筑物设在A点。 2.取水构筑物的形式与构造 根据资料所提供的条件，应选择岸边式取水构筑物采用合建式，水泵采用离心泵。构造为钢混结构，采用筑岛沉井方法施工。 3.外形 岸边取水构筑物平面形状采用矩形。 4.平面构造与计算 进水间由隔墙分成进水室和吸水室，两室之间设平板格网。在进水室外壁上设进水孔，进水孔上装闸板和格栅。进水孔也采用矩形。 （1）进水孔（格栅）面积计算
0120 Q F k k v = 1b k b S = + 式中0F ——进水孔或格栅的面积，2m ； Q ——进水孔设计流量，3m s /； 0v ——进水孔设计流速，m /s ，当江河有冰絮时，采用0.2~0.6m /s ；无冰 絮时采用0.4~1.0m /s 。当取水量较小、江河水流速度较小，泥砂和漂浮物较多时，可取较小值。反之，可取较大值； 1k ——栅条引起的面积减小系数； b ——为栅条净距，mm ，一般采用30~120mm ，常用30~50； S ——为栅条厚度或直径，mm ，一般采用10mm ； 2k ——格栅阻塞系数，一般采用0.75。 由于最高洪水位与枯水位高差为4米，进水孔分上、下两层，设计时，按河流最枯水位计算下层进水孔面积，上层面积与下层相同。 该水厂处于长春地区，江河冬季有冰絮，而取水量为8.8万吨每天，江河的最大流速为2.1m /s ，取水量大、江河水流速度较大，漂浮物较少，故设计中取进水孔设计流速0v 为0.4m /s ；栅条采用圆钢，其直径10mm S =；取栅条净距b=50mm ，取格栅阻塞系数2=0.75k 150 0.8335010 k ==+ 2 217.94 .0*75.0*833.0*8640088000 *05.1m v k k Q F o o === 进水孔设4个，进水孔与泵房水泵配合工作，进水孔也需三用一备，每个进 水孔面积 209.7= 3.20m 33 F f == 进水孔尺寸采用 112000mm 1500mm B H ?=? 格栅尺寸选用 2130mm 1630mm B H ?=?（标准尺寸） 实际进水孔面积 '2 0 2.0 1.539.0m F =??=
课程设计 设计题目： 专业班级： 姓名： 指导教师：
前言 自从有了人类的生活和生产活动，人类活动就受制于水的自然循环和社会循环所产生的水量和水质。城市给水工程的建设是一项系统工程，包括工程的前期立项和环境影响评价、工程的设计与建设资金的筹集。为了设计好建设好城市给水工程，需要在项目的立项和设计各个环节充分了解工程的内容、要求和设计计算方法，掌握必要的专业知识，使工程建成后达到预期的效果。 为了与理论结合，在课程结束时进行课程设计，可以巩固课堂知识，增加对实际情况的理解。同时可以涉及新兴工艺，对各个工艺流程进行比较选择。 水处理厂工艺的选择是水处理厂设计最为关键的问题，直接关系到工程建设造价、运行成本何处水水质。 常规水处理工艺（即所谓的混凝、沉淀、过滤、消毒工艺）无论在理论还是在实践上并无重大技术突破。 1．混合工艺其主导工艺仍然是水泵混合、管式静态混合器混合、机械混合和跌水混合等。 2．
第1章总论 1.1给水处理课程设计任务及要求 1.1.1设计题目 某市净水厂设计 1.1.2基本资料 1、水厂产水量：1组：30000m3/d。 2组：50000 m3/d。 3组：80000 m3/d。 2、水源为河水，原水水质如下： 3、厂区地形平坦，地面标高为黄海高程160.0m，水厂占地（1、2组）：2.26公顷（155×145m）。3组：2.4公顷(155×155m) 4、当地气象资料： 风向：东北 气温（月平均）：最高28℃，最低-1.9℃。 5、厂区地下水位高：-5m（水厂相对地面标高为0.00m）。
6、水源取水口位于水厂西北方向50m，水厂位于城市北面2km处。 7、二级泵扬程设为40米。 1.1.3设计内容 1、确定水厂的处理工艺流程及净水构筑物、设备的类型和数量。 2、进行净水构筑物及设备的工艺设计计算。 3、进行水厂各构筑物、建筑物以及各种管渠等总体设计。 1.1.4设计成果 1、设计说明与计算书一份。 2、设计图纸4-5张（其中，包括： （1）水厂平面布置图（1：300）； （2）水厂的处理工艺高程布置图（纵向1：50-1：100，横向1：100-1：200）； （3）絮凝沉淀池、滤池和清水池等净水构筑物和贮水调节构筑物以及二级泵房的工艺构造图（1：50——1：200）。 1.1.5其他 1、设计在老师指导下应由学生独立完成。 2、对设计内容质量的要求、设计要点与步骤以及设计参考资料等可参见“给 水处理设计指导书”。 1.2给水处理课程设计指导书 1.2.1图纸与说明书 1、水厂总平面图，应绘出全部的净水构筑物、泵站、清水池、附属房屋建 筑、道路、绿化及厂区界限，并表示出其外形尺寸和互相距离，同时绘出各种管渠、阀门及计量井等。管道均以单线表示。管线上应表明其管径（断面尺寸）、长度和坡度。（生活用给水管渠本设计可不考虑） 图中应绘出各种管线及其他图例，注明各生产构筑物、辅助建筑物的名称、
- 1 - 给水处理厂的设计 1.1 厂址的选择 厂址选择应在整个给水系统设计方案中全面规划，综合考虑，通过技术经 济比较确定，本设计在选择厂址时考虑了以下几个方面： 1.厂址选择在工程地质条件较好的地方，以降低工程造价，以便施工。 2. 取水地点在河流的上游，距离用水区较近，因此将水厂设置在取水构筑 物附近，且处于城市边缘。 3. 有发展的余地，厂区周围卫生条件较好，符合《生活饮用水水质标准》 4.水厂离市区较近，交通方便，有利于施工管理和降低输电线路的造价。 5.水厂所在的位置地形有适意的自然坡度，有利于高程布置，做到土方平 衡，同时理和到较近，有利于沉淀池排泥及滤池冲洗水排出。 6.水厂所在地势较高，不受洪水威胁。 1.2 给水水源水质的分析 有所给原水水质资料知，原水最高浊度1100mg/l,平均浊度160mg/l,超过 了《生活饮用水水质标准》中的规定，故需去除浊度。 细菌总数5600个/ml,大肠菌群257个/l,大大超过了《生活饮用水水质标 准》中的规定，故需进行消毒灭菌。 水源PH 值为7.5，符合《生活饮用水水质标准》中的规定，故不需处 理和调整，总硬度为458mg/lCaCO 3 ,稍稍超过了生活饮用水水质标准的规
定，在经过沉淀、过滤等常规处理，即可达到要求，故不需进行特殊处理。 1.3水厂设计水量 水厂设计水量按最高日平均时流量加上5％的水厂自用水量计算，则水厂设计水量为： Q=81443.7×1.05=85515.885m3/d=3563.16m3/h=0.99m3/s 1.4净水工艺流程的选择 合理的净水工艺是水厂保证供水水质的关键，给水处理方法和工艺流程，应根据原水水质及设计生产能力等因素，通过调查研究，必要的试验，并参考相似条件下处理构筑物的运行条件，经技术经济比较够确定。 本设计采用的井水工艺流程如下： 混凝剂消毒剂 原水——→混合→絮凝→沉淀→过滤→清水池——→二级泵房→管网1.5稳压配水井的设计 配水井具有消能作用，使原水均匀稳定的净如净水系统，避免受取水泵站富余，水头的影响，同时又具有排气的作用，使溶解在水中的部分气体溢出，以利于后续处理。 根据同类水厂运行经验，本设计采用配水井停留时间 1.5min，最小H/D=10/9 稳压井容积V=QT=0.99×60×1.5=89.1m3 - 2 -
目录 一、总论 (2) 1.设计任务及要求 (2) 2.设计原始资料 (2) 二、总体设计概况 (3) 1、水厂规模 (3) 2、总体设计 (3) 2.1确定给水处理厂工艺流程 (3) 2.2水厂工艺方案确定及技术比较 (3) 三、给水单体构筑物设计计算 (5) （一）、混凝剂配制和投加 (5) （1）、设计参数 (5) （2）、溶液池设计及计算 (5) （二）、混合设备的设计 (6) （三）、反应设备的设计 (6) 1、回转式隔板絮凝池 (6) 2、平流沉淀池 (9) 3、滤池 (12) 4、进出水系统 (20) 四、消毒 (21) 五、其他设计 (21) 1、清水池 (21) 2、吸水井的设计 (24) 3、二级泵房的设计 (24) 4、辅助建筑物面积设计 (24) 5、水厂管线 (24) 6、道路及其它 (24) 六、水厂总体布置 (25) 参考文献 (25)
一、总论 1.设计任务及要求 给水处理课程设计的目的，一方面在于培养学生的工程思想，另一方面在于学习给水处理工艺设计的基本方法。具体表现为巩固与运用所学的理论知识，熟悉设计步骤与内容，培养分析问题和解决问题的能力。 2.设计的原始资料 该城镇地处北京东部，是北京的一座重要的卫星城市，现有一座地下水源水厂和相应配套的供水系统。近年来，由于人口的增多及工业发展，城镇规模不断扩大，现有的城市基础设施，特别是城市供水系统难以满足供水要求。目前生活供水严重不足，大部分地区采用定时供水措施勉强维持，楼房二层无水，一些平房在高峰用水时也常发生停水现象，严重影响了市民的正常生活和工业生产发展，急需开发新水源以解决供水不足的问题。 （1）地理条件：地形平坦，稍向西倾斜，地势平均标高为22米（河岸边建有防洪大堤）（2）厂位置占地面积：水厂位置距河岸200米，占地面积充分。 （3）水文资料：河流年径流量3.76――14.82亿立方米，河流主流量靠近西岸。 取水点附近水位：五十年一遇洪水位：21.84米； 百年一遇洪水位：23.50米； 河流平常水位：15.80米； 河低标高：10米。 （4）气象资料及厂区地质条件：全年盛行风向：西北；全年雨量：平均63毫米；冰冻最大深度：1米。厂区地基：上层为中、轻砂质粘土，其下为粉细砂，再下为中砂。地基允许承载力：10～12t/m2。厂区地下水位埋深：3～4米。地震烈度位8度。
净水厂设计说明书 1.工程概况 （1）水厂近期净产水量为2.5万m3/d. （2）水源为河水，原水水质如下所示： 编号项目单位分析结果备注 1 水温℃最高30,最低5 2 色度<15度 3 臭和味无异常臭和味 4 浑浊度NTU 最大300,最小20,月平均最大130 5 PH 7 6 总硬度 mg/L(以CaCO3计) 125 7 碳酸盐硬度 mg/L(以CaCO3计) 95 8 非碳酸盐硬度 mg/L(以CaCO3计) 30 9 总固体 mg/L 200 10 细菌总数个/mg ﹥1100 11 大肠菌群个/L 800 12 其它化学和毒理指标符合生活饮用水标准 （3）河水洪水位标73.20米，枯水位65.70米，常年平均水位标高68.20米。 （4）气象资料：年平均气温22℃，最冷月平均温度4℃，最热月平均温度34℃，最高温度39℃，最低温度1℃.常年风向东南。 （5）地质资料：净水厂地区高程以下0～3米为粘质砂土，3～6米为砂石堆积层，再下层为 红砂岩。地基允许承载力为2.50～公斤/厘米。 （6）厂区地形平坦，平均高程为70.00米，水源取水口位于水厂西北50米，水厂位于城市北面1km。 （7）二级泵站扬程（至水塔）为40米。 2.设计依据及原则 2.1设计依据 （1）《给水排水工程快速设计手册-给水工程》 （2）《给水排水设计手册.城镇给水》（第3册） （3）《给水排水工程师常用规范选》（上册） （4）《室外给水设计规范》 （5）《给排水简明设计手册》 （6）《给水工程》 （7）《给水排水标准图集》 （8）《给水排水设计手册-常用资料》（第1册） （9）《给水排水设计手册》（第9，10册） 2.2 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，并以原水水质最不利情况进行校核。城镇水厂自用水量一般采用供水量的5%---10%，必要时通过计算确定。 （2）水厂应该按近期设计，考虑远期发展。 （3）水厂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。 （4）水厂自动化程度，应着提高供水水质和供水可靠性。
给水排水工程专业 毕业设计任务书 设计题目：朔州市恢河污水处理厂设计 学生：李文鹃 指导教师：杨纪伟 完成日期：2006年2月日---2006年6月日 河北工程大学城建学院 给水排水教研室 2006年2月 一、设计题目：朔州市恢河污水处理厂设计 二、设计（研究）内容和要求：（包括设计或研究内容、主要指标与技术参数， 并根据课题性质对学生提出具体要求） 根据朔州市城市总体规划图和所给的设计资料进行城市污水处理厂7设计。 设计内容如下： 1、完成一套完整的设计计算说明书。说明书应包括：污水水量的计算；设 计方案对比论证；污水、污泥、中水处理工艺流程确定；污水、污泥、 中水处理单元构筑物的详细设计计算，（包括设计流量计算、参数选择、 计算过程等，并配相应的单线计算草图），厂区总平面布置说明；污水厂 环境保护方案；污水处理工程建设的技术经济初步分析等。 2、绘制图纸不得少于8张，所有图纸按2#图出。（个别图纸也可画成1#图）。 此外，其组成还应满足下列要求： （1）污水处理工艺及污水回用总平面布置图1张，包括处理构筑物、附属构筑物、配水、集水构筑物、污水污泥管渠、回流管渠、放 空管、超越管渠、空气管路、厂内给水、污水管线、中水管线、 道路、绿化、图例、构筑物一览表、说明等。 （2）污水处理厂污水和污泥及污水回用工程高程布置图1张，即污水、污泥、中水处理高程纵剖面图，包括构筑物标高、水面标高、地 面标高、构筑物名称等。 （3）污水总泵站或中途泵站工艺施工图1张。 （4）污水处理及污泥处理工艺中两个单项构筑物施工平面图和剖面图及部分大样图3~4张。 （5）污水回用工程中主要单体构筑物工艺施工图1~2张。 3、完成相关的外文文献翻译1篇（不少于5000汉字）。外文资料的选择在
广东工业大学课程设计任务书 题目名称万吨/日净水厂设计 学生学院土木与交通工程学院 专业班级给水排水工程 11 级（1）班 姓名陈梓君 学号3211003484 一、课程设计的内容 根据所给定的原始资料，设计某城镇生活给水水厂，该设计属初步设计。设计的内容有： 1.净水厂的处理工艺流程的选择。 2.净水构筑物及设备型式的选择。 3.净水构筑物的工艺计算。 4.净水厂的总平面布置和高程布置。 5.编写设计说明书和计算书。 6.绘制净水厂的总平面布置图和高程布置图。 7.绘制处理构筑物工艺图。 二、课程设计的要求与数据 要认真阅读课程设计任务书，并复习教材有关部分章节并熟悉所用规范、手册、标准图等文献资料。要求设计选用参数合理，计算正确；说明书要有净水厂处理工艺流程及净水构筑物型式选择的理由，净水厂的总平面布置图和高程布置图要有详尽的阐述。叙述简明扼要，文理通顺；设计计算书、说明书包括必要的计算公式、草图和图表。图纸内容完整，布局合理，制图要规范。保证在规定时间内，质量较好地完成任务书中所规定的设计任务。 三、课程设计应完成的工作 应完成上述课程设计的内容，达到初步设计的程度。提交设计成果，包括设计计算书、说明书及设计图纸。设计图纸有：（1）净水厂平面布置图（1张）；
(2)净水厂处理流程高程布置图（1张）。 四、课程设计进程安排 五、应收集的资料及主要参考文献 任务书给出的原始资料、手册、标准、规范及有关的专著。主要参考资料： 1.《给水排水工程快速设计手册.给水工程》，严煦世编； 2.《给水排水设计手册.城镇给水》（第3册）； 3.《给水排水工程师常用规范选》（上册）； 4.《室外给水设计规范》； 5.《给水排水简明设计手册》； 6.《给水工程》，严煦世编。 7.《给水排水标准图集》 发出任务书日期：2014 年 6 月 23 日指导教师签名： 计划完成日期： 2014 年 6 月 27 日基层教学单位责任人签章： 主管院长签章： 附录： 一、设计资料 1.水厂近期净产水量为 25.2 万m3/d，要求远期发展到 40 万m3/d。 2.水源为河水，原水水质如下所示：
目录 设计说明书 1. 毕业设计的目的-----------------------------------------2 2. 毕业设计的内容和原始数据-------------------------------2 3. 工艺确定-----------------------------------------------4 4. 各构筑物形式确定及设备型号选择-------------------------5设计计算书 第一章取水构筑物----------------------------------------6 第二章药剂选择及投加方式--------------------------------7第三章混合设施-----------------------------------------10第四章净水工程 1. 水厂设计水量------------------------------------------11 2. 机械搅拌澄清池----------------------------------------11 3. 滤池设计计算------------------------------------------21 4. 清水池的计算------------------------------------------30 5. 二泵房的计算设计--------------------------------------32 6. 配水井和吸水井的设计计算------------------------------36 7. 加氯间的设计计算--------------------------------------37 第五章泥处理系统 1. 设计条件----------------------------------------------39 2. 设计计算----------------------------------------------40 3. 排泥池设计--------------------------------------------41 4. 浓缩池设计--------------------------------------------41 5. 污泥调节池设计----------------------------------------43 6. 脱水机房设计------------------------------------------44 第六章水厂附属建筑物和人员编制-------------------------45 第七章水厂总体布置 1. 水厂的平面布置----------------------------------------46 2. 水厂的高程布置----------------------------------------46 第八章高程计算-----------------------------------------47
第一章：水厂设计资料及设计原则 1.1设计资料 一．设计题目 某城镇净水厂工艺设计 二．设计基础资料 1、城市用水量 69000 m3/d。 2、厂址区水文地质资料 厂址区土质为亚粘土，冰冻深度-0.3m，地下水位为-6m，年降水量1500 mm，年最高气温38℃，最低气温-10℃，年平均气温20℃，主导风向为北风。 3、厂址区地形资料 厂址区地形平坦，地面标高150.00m。地形比例1:500，按平坦地形和平整后的设计地面高程32.00m设计，水源取水口位于水厂东北方向150m，水厂位于城市北面1km。 4、水源资料 水源为地面水源，水量充沛；河流最高水位147m，最低水位137m，常水位141m。水质符合饮用水源的水质标准，浊度为 400 度。 5、工程地质资料 (1)地质钻探资料 土壤承载力:20 t/m2. (2)地震计算强度为186.2kPa。 (3)地震烈度为9度以下。 (4)地下水质对各类水泥均无侵蚀作用。 6、气象资料 该市位于亚热带，气候温和，年平均气温15.90C，七月极端最高温度达390C，一月极端最低温度－15.30C，年平均降雨量954.1mm，年平均降雨日数117.6天，
历年最大日量降雨量328.4mm。常年主导风向为东北偏北（NNE），静风频率为12％，年平均风速为3.4m/s。土壤冰冻深度：0.4m。 风向玫瑰图 三．设计容 1、确定净水厂设计规模 2、工艺流程选择； 3、水处理构筑物选型及工艺设计计算； 4、平面布置，绘制水厂总平面布置图； 5、进行水力计算与高程布置计算，绘制高程布置图。 四．设计成果及要求 处设计说明书1份；图纸2（手绘铅笔图）。 1、设计说明书 3-5万字，300字左右的摘要要有中英文对照。 容包括：①摘要（前言）；②目录；③概述（简单说明设计任务、设计依据、设计资料等）；④处理流程阐述；⑤构筑物的设计计算；⑥平面布置说明；⑦高程布置计算；⑧设计中需要说明的问题。 设计说明书应有封面、前言、目录、正文、小结及参考文献。包括设计依据、设计基础资料、水厂规模确定、工艺流程选择方案、各理构筑物的选型及设计算、总体布置说明等。应包括设计中的阐述说明及计算成果，应简明扼要、文理通顺、段落分明、字迹清晰工整，容应系统完整，计算正确，草图和表格不得徒手草绘，图中各符号应有文字说明，线条清晰，大小合适，装订整齐。 2、设计图纸 容包括： ①水厂平面布置图（比例1：500-1：1000）。图中应表示出各构筑物平面坐标，图左下角为零坐标；辅助建筑物位置；厂区道路、绿化等，还应有图例，构筑物一览表。 ②高程布置图（横向比例1：500-1：1000，纵向比例1：50-1：200）。图中应标出各构筑物的顶、底、水面、连接管渠标高、地面标高。
毕业实习报告 实习内容：□认识实习（社会调查） □教学实习（□生产□临床□劳动） □毕业实习 实习形式：□集中□分散 学生姓名：周磊 学号： 20xx0110020213 专业班级：给排水2班 实习单位：双港水厂、牛行水厂 实习时间： 20xx年3月
目录 1 实习目的 (2) 2 实习要求 (2) 3 牛行水厂 (3) 4 双港水厂 (6) 5 人工污水处理工艺MBR工艺解决方案 (10) 6 人工湿地污水处理技术 (13) 7 实习总结 (16)
1 实习目的 1、实习是理论与实践相联系的环节，其主要目是巩固和加深所修课程。 2、为毕业设计收集资料。 3、开阔眼界，启发思维；对我国给水排水工程的现状和发展及给水排水工程在国民经济中的作用与地位有所了解，明确给水排水技术人员所担负的任务。 2 实习要求 1、加强组织纪律性，集体活动中不得迟到早退和无故缺席，请假必须经有关指导教师批准。 2、遵守所到单位的保密制度，严守国家机密。 3、遵守厂方有关规章，遵守劳动纪律，按时上下班。 4、虚心向工程技术人员和工人师傅学习，服从师傅和现场人员的安排与指导，做到眼勤、脑勤、脚勤与手勤，并注意培养自己发现问题与解决问题的独立工作能力。 5、要勤记笔记，注意收集资料和设计参数，及时整理笔记，必须认真写好实习日记、实习报告，在实习日记中必须附草图，在实习报告中必须附正规的插图。现场实习必须注意安全，严防发生工伤事故和生产事故。 6、注意身体健康，同学间互相帮助，互相关心。 7、注意文明礼貌，搞好内外团结，爱护学校声誉，为下一届同学实习创造好的条件。
3 牛行水厂 时间：2015年3月27日 3.1 牛行水厂概况 牛行水厂是南昌市最近建造的一座大型重叠式水厂，坐落在城市新区红谷滩，其设计日生产水规模为30万吨，一期工程10万吨于2005年竣工投产，一期工程总投资1.9亿元人民币。该厂主要负责供应红谷滩、凤凰洲的居民日常用水。该厂的全面竣工将缓解昌北地区未来可能出现的供水紧张局面。 3.2 水厂内容 牛行水厂的水处理工艺与其他水厂的大同小异，但是由于牛行水厂是最近建设的一座水厂，因此在建筑风格和处理构筑物和设备的选择方面与其他的水厂有些不大相同。 牛行水厂的建筑风格与先前看到的双港水厂截然不同。构筑物布置得简洁，由于是一座重叠式水厂，因此地下工程特别多。比如：清水池在反应沉淀池的下方，送水泵房也是深埋于地下十来米。 水的净水工艺流程：原水→取水泵站→管道井→折板絮凝池→V型滤池→接触池→清水池→二级泵站。 图3-1 工艺控制图 3.3 构筑物 1、折板反应池：牛行水厂的为竖直方向上的折板，使混凝剂与杂质反应更充分，这种折板反应池共有三大类，即相对折板式、平行折板式和直板折板式。
给水工程课程设计 —给水处理厂工艺设计 姓名：吴一凡 班级：给排水0903 学号：U200916366 指导老师：陆谢娟
目录 一、总论 (2) 1-1 设计要求 (2) 1-2 基本资料 (2) 二、总体设计 (5) 2-1 工艺流程的确定 (5) 2-2 处理构筑物及设备型式选择： (6) 三、混凝、絮凝 (6) 3-1 混凝剂投配设备设计 (6) 3-2加药间及贮液池 (9) 3-3 混合设备的设计 (10) 3-4絮凝池设计 (11) 四、沉淀池设计 (15) 五、滤池设计 (19) 5-1正常过滤系统设计 (20) 5-2反冲洗系统设计 (26) 5-3 反冲洗泵房设计 (28) 六清水池设计 (31) 七、消毒设计 (33) 八、二级泵房布置 (36) 九、处理构筑物平面设计 (36) 9-1工艺流程布置设计 (36) 9-2平面布置设计 (37) 9-3水厂管线设计 (38) 十、处理构筑物高程设计 (38) 10-1水头损失计算 (38) 10-2 处理构筑物高程确定 (39) 十一、水厂附属建筑物设计 (40) 十二、课设心得 (42)
十三、参考文献 (43) 一、总论 1-1 设计要求 净水厂课程设计的目的在于加深理解所学专业理论，培养运用所学知识综合分析和解决实际工程设计问题的初步能力，在设计、运算、绘图、查阅资料和设计手册以及使用设计规范等基本技能上得到初步训练和提高。 课程设计的内容是根据所给资料，设计一座城市净水厂，要求对主要处理构筑物的工艺尺寸进行计算，确定水厂平面布置和高程布置，最后绘出水厂平面布置图、高程布置图和某个单项处理构筑物(絮凝沉淀池、澄清池或滤池)的工艺设计图(应达到初步设计的深度)，并简要写出一份设计计算说明书。 1-2 基本资料 （1）水厂规模： 该水厂总设计规模为9.7万m3/d，分两期建设，近期工程供水能力9.7万m3/d,，远期工程供水能力为19.4万m3/d。近期工程设计征地时考虑远期工程用地，预留出远期工程用地。 （2）水源为河流地面水，原水水质分析资料如下： 表1 原水水质表
华东交通大学毕业设计（论文）开题报告书 课题名称中山市给水工程扩大初步设计（Ⅰ） 课题来源课题类型AY 导师 学生姓名学号XXX 专业给排水 开题报告内容： 毕业设计在整个教学计划中处于相当重要的地位，学生在教师的指导下，达到理论与实践的结合，是一次综合概括性的训练，为以后更好的做好给排水打下良好的基础。 本设计是中山市给水工程扩大初步设计，近期城市规划人口14万人，远期人口18万人，规划建筑为6层混合式，设计规模为50000t/d。取水水源为临近城市的北江，其水源丰富，水质稳定。 根据规范、手册以及相关的专业知识，初步拟定多套方案，通过技术、经济比较确定最佳方案：原水——一泵——机械搅拌澄清池——V型滤池——请水池——二泵——管网。此方案的优点在于用澄清池代替絮凝设施，大大缩小了水厂长度方向上的距离；采用V型滤池，反冲洗水量大大减少，反冲洗周期增长，节水、节省运行费用。 方法及预期目的： 方法：根据设计任务书，《城市居民生活用水量标准》、《给水排水设计手册》1、3、10册、《给水水源及取水工程》、《水泵及水泵站》、《管道工程》和《给水工程主要构筑物及设备工艺计算》以及网易给排水相关资料，按进程安排，在指导老师的协助下进行用水量、水处理构筑物的设计计算、管网布置及方案比较等，与此同时，绘制相关图纸。 预期目的：学生在指导老师的指导下，通过毕业设计（论文）受到一次综合运用所学理论知识和技能的综合训练，进一步提高独立分析问题和解决问题的能力，培养阅读参考文献能力，学会收集、运用设计原始资料以及使用规范、手册、产品目录、标准图的技能，提高设计计算、绘图等实际应用能力。 指导教师签名：日期： （2）X—真实课题；Y—模拟课题；Z—虚拟课题 （1）、（2）均要填，如AY、BX等。
净水厂设计说明书 班级：给水排水级1班 姓名： 学号： ……大学 市政与环境工程系 20 年1月
目录 第一章总论 第二章工艺流程的确定及论证（评价）第三章混凝剂投配设备的设计 第四章．水厂管线设计 第五章絮凝池设计 第六章沉淀池设计 第七章过滤工艺设计 第八章清水池设计 第九章吸水井设计 第十章二泵站设计 第十一章净水厂总体布置设计依据
净水厂设计说明书 第一章总论 1.1.设计题目 某市净水厂设计 1.2.设计时间 第七学期第十七，十八两周（12.24-01.06） 1.3.设计任务 水厂平面布置及高程布置 1.4.原始资料 （1）设计供水量为5000+13*1000=6.3万m 3 /d. （2）水厂所在地：长春地区 （3）设计地面标高：13.00 （4）水源为河水，河水受到污染，水质分析报告如下： 编号指标单位分析结果 1 浊度 NTU 最大800,平均110 2 色度度 13 3 水温℃最高22,最低1 4 PH - 7.0-8.5 5 总硬度 mg/L(以CaCO3计) 380 6 总大肠菌群 CFU/L 650 7 细菌总数 CFU/mg 1500 8 耗氧量 mg/L 7 9 BOD5 mg/L 4 10 氨氮 mg/L 0.9 11 COD mg/L 11 12 氯仿 mg/L 0.08 第二章．工艺流程的确定及论证（评价） 2.1 设计方案 方案一 KMno4 PAM助凝 Cl2 原水→静态混合器→机械絮凝池→平流沉淀池→V型滤池→清水池混凝剂粉炭 城市管网二泵站
方案二 KMno4 PAM助凝 Cl2 原水→静态混合器→网格絮凝池→斜板沉淀池→普通快滤池→清水池混凝剂粉炭 城市管网二泵站 2.2. 各构筑物凝聚剂消毒剂选择依据及优点 2.2.1 方案技术比较 2.2.1.1 消毒剂 水的消毒处理是生活饮用水处理工艺中的最后一道工序，其目的在于杀灭水中的有害病原微生物（病原菌、病毒等），防止水致传染病的危害。氯: 消毒灭细菌,病毒效果好,而且原水水质PH=7,消毒效果更理想,在配水管网中有剩余消毒作用, 应用广泛,适用于极大多数净水厂。氯胺: 消毒灭菌,病毒效果差.受 PH 影响,应用少,适用于原水中有机物较多和供水管线较长时使用。二氧化氯: 消毒灭菌,消灭病毒效果好.PH>7时较有效,中间产物多,尚未在城市水厂应用,适用于有机物如酚污染严重时,须现场制备,直接应用。臭氧: 缺点,制造成本高,适用于有机物污染严重时,无持续消毒作用,需另加少量氯。紫外线辐射: 需补加氯,应用少,限于小水量处理,适用于工矿企业等集中用水处理。综合上述，选用氯消毒:氯是目前国内外应用最广的消毒剂,除消毒外还起氧化作用. 优点：经济有效，使用方便，使用广泛。 缺点：受污染的水经过氯处理后产生有害身体健康的副产物。 凝聚剂粉炭高锰酸钾 混凝剂种类很多，据目前所知，不少于200-300种。无机混凝剂品种较少，目前只要是铁盐和铝盐及其聚合物，在水处理中用得最多。有机混凝剂品种最多，主要是高分子物质，但在水处理中用的比无机的少。常用的几种混凝剂主要有硫酸铝，聚合铝，三氯化铁，硫酸亚铁，聚合铁，助凝剂。PAM助凝剂作用效果好，它不起混凝作用，只能起辅助混凝作用，与高分子助凝剂作用机理也不相同。高锰酸钾先处理掉较大的水中颗粒，再经粉炭处理掉微小颗粒。使水得到很好净化。 2.2.1.2 静态混合器 优点：构造简单，无活动部件，安装方便，混合快速而均匀，混合效果好。 缺点：流量过小时，效果下降。 2.2.1.3 机械絮凝池 优点：絮凝效果好，水头损失小，可适应水质水量的变化。 缺点：需要机械设备和经常维修。 2.2.1.4 网格絮凝池
给水工程毕业设计任务书 一、设计题目：西南H城镇净水厂设计（日处理量8万吨） 二、设计目的和要求 训练学生综合应用基础课、技术基础课和专业课所学知识，独立完成给水工程设计的能力。 学生通过毕业设计，应熟悉和了解给水工程设计的一般原则、设计程序、具体步骤和方法；了解给水工程方案比较的原则和方法；掌握水厂工艺设计、单体构筑物的设计计算方法；学会收集、整理和运用原始资料以及使用规范、手册、标准图集、产品目录等参考资料的方法；掌握设计说明书、计算书的编写和设计图纸的绘制技能。 要求设计方案合理、设计计算正确、图纸规范整洁、说明（计算）书文理通顺、简明扼要，并按时完成设计任务。 三、设计资料： 1．城区总体规划图一张； 2．设计原始资料一份（详见附录）。 设计中若发现原始资料不足，则按常识或参考相似工程取用。 四、设计内容 1．净水工艺比较和选择 1）水源种类的比较和选择； 2）给水系统供水方式的比较和选择； 3）净化工艺流程及构筑物形式的比较和选择； 2．净水构筑物的设计计算 1）各净水构筑物的工艺设计计算； 2）加药间、清水池的设计计算； 3）水厂辅助建筑物面积的确定； 3．二泵站的设计计算 1）水泵机组及附属设备的选型； 2）泵站工艺布置
4．给水系统的布置 1）水厂内各构筑物、建筑物及各种管渠总体布置； 2）水厂的平面布置和高程布置； 5．编制设计文件并绘制设计图纸 1）编写设计说明书和计算书； 2）绘制工程设计图。 五、设计提交的成果 1．设计说明书和计算书一份 设计说明书内容包括：概述、设计的主要依据、原始资料及设计要求，给水工程方案比较选择、各项工艺设计说明、工程概算、主要设备及材料、水源防护措施、设计中存在的问题等，并附有关的草图和表格。 设计计算书包括：各净水构筑物、以及二泵站的设计计算。 2．设计图纸 单体构筑物工艺图要求基本达到施工图深度，其余图纸按扩大初步设计要求。包括： 1）水厂平面及高程工艺布置图（比例尺1:100~1:200）1张； 2）主要构筑物（混凝、沉淀（澄清）、过滤等）工艺布置图（比例尺1:50~1:100）3张； 3）二泵站工艺图（比例尺1:50~1:100）1张； 4）施工大样图（比例尺1:5~1:30） 5）其余图纸与指导教师商定。 六、设计时间：7-17周（包括答辩和机动时间1周）
前言 水是生命之源，是人类生活、工农业生产和社会经济发展的重要资源，科学用水和排水是人类社会发展史上最重要的社会活动和生产活动内容之一。给水排水工程又可分给水工程和排水工程两个部分。其中给水工程的任务是向城镇居民、工矿企业、公共设施等提供用水，且保障水质、水量、水压要求。 我的毕业设计题目是阜新市某净水厂工程工艺设计，净水厂设计规模为150000m3/d，源水取自白石水库，水库水质为二类地表水，符合生活饮用水水源要求，出厂水质为一类水质标准，水厂出厂水压为0.6MPa。净水厂所在地阜新属辽宁西部的低山丘陵区，地势西北高，东南低；西南高，东北低，平均海拔高度为138m。本设计选用“混凝—沉淀—过滤—消毒”的常规处理工艺，混凝剂选用聚合氯化铝[Al2（OH)n·Cl6-n]m；絮凝池选用往复式隔板絮凝池，沉淀池选用斜管沉淀池，且絮凝池和沉淀池合建；滤池选用普通快滤池，采用高速水流反冲洗；消毒方式采用液氯消毒。 毕业设计是本科生教学环节中重要的一环。通过毕业设计，可以把所学习的理论知识进行系统地实践，培养学生的综合分析问题和解决问题的能力，为今后的实际工作奠定必要的基础，同时把书本上所学到的知识系统化。我们在今后的实践中还需要不断学习，不断探索，不断总结经验。从这个意义上说，毕业设计是我们在大学期间最接近工程实践的一次训练，通过它我们可以掌握工程中的一般设计同时这也是大学四年中最重要最正规的一次大型考核。
第一部分设计说明书 1 设计资料 1.1 设计任务 根据所给资料进行阜新市某净水厂工程工艺设计，包括净水工程的初步设计及送水泵房的初步设计。净水工程设计分为混合工艺设计、絮凝工艺的设计、沉淀工艺的设计、过滤工艺的设计、清水池的设计，消毒系统的设计，加药系统的设计以及水厂的布置。送水工程设计包括选泵和泵房的计算。 1.2 设计原始资料 1.2.1 概况 阜新总面积10355平方公里，其中城市规划区面积674.02平方公里，建成区面积53平方公里。下辖两县五区，即阜新蒙古族自治县、彰武县和海州区、细河区、太平区、新邱区、清河门区。此外，还有省级经济开发区和高新技术产业园区。全市总人口192万（2008年）,其中城市人口78万。 1.2.2 自然条件 1)地理位置：辽宁省阜新市 2)地形地貌 阜新市是内蒙古高原和辽河平原的中间过渡带，属辽宁西部的低山丘陵区。全区是长矩形，中轴斜交于北纬42°10′和东经122°0′交点上，斜卧方向是东北一西南向。全境东西长170公里，南北宽84公里，总面积10355平方公里。地势西北高，东南低；西南高，东北低。海拔最高点为西北部的乌兰木头山，831.4米；海拔最低点为东南部的十家子乡南甸子村，48.5米。 3)气象资料 (1)气温 年平均气温7.5℃，最冷月份（一月）平均气温-17.3℃，极端最低气温-28.4℃，最热月份（七月）平均气温29.5℃，极端最高气温40.6℃； (2)平均降雨量：539.3mm； (3)常年主导风向：西南偏南风； (4)冰冻线冻土厚度：140cm；