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1、哈尔滨工业大学给水处理课程设计给水处理课程设计学生姓名张 婷学院名称市政环境工程学院专业名称给水排水工程指导教师2013年11月 14日 哈尔滨工业大学课程设计(论文)目 录1 设计说明书31.1 课程设计题目31.2 课程设计的原始数据：31.2.1 原始资料31.3 课程设计(论文)的内容和要求(包括技术要求、图表要求以及工作要求等)41.3.1 设计任务与内容41.3.2 进度安排41.3.3 基本要求41.4 课程设计应完成的技术文件：41.4.1 绘制图纸41.4.2 写出计算书和说明书52 设计方案的确定52.1 给水处理厂设计52.1.1 给水处理厂的设计内容52.1.2 给水处
2、理厂的设计原则52.1.3 给水处理厂厂址选择62.2 生活饮用水处理工艺的选择63 给水处理设计计算书63.1 工艺流程及设计计算63.1.1 给水处理工艺流程的选择63.1.2 设计水量73.2 混凝剂的配制和投加73.2.1 混凝剂投量计算73.2.2 溶液池、溶解池容积设计计算83.2.3 溶解池搅拌设备83.2.4 投加方式和计量设备83.2.5 活化硅酸的投加93.3 加药间及药库计算93.3.1 加药间93.3.2 药库93.4 混合设施103.4.1 隔板混合池103.5 往复式隔板絮凝池计算113.5.1 设计水量113.5.2 设计计算113.6 平流式沉淀池计算133.6
3、.1 平面尺寸计算133.6.2 进出水系统143.7 V型滤池163.7.1 平面尺寸计算163.7.2 进水系统173.7.3 反冲洗系统193.7.4 过滤系统203.7.5 排水系统203.7.6 滤池总高度213.8 消毒处理233.8.1 加氯量计算233.8.2 加氯设备的选择233.8.3 加氯间和氯库233.9 清水池计算233.9.1 平面尺寸计算243.9.2 管道系统253.9.3 清水池布置263.10 二泵站计算263.10.1 泵的选取263.10.2 泵站尺寸的确定264 给水处理工程高程布置275.1 管渠水力计算275.2 给水处理构筑物高程计算284小结与
4、建议295参考文献301 设计说明书1.1 课程设计题目给水处理课程设计1.2 课程设计的原始数据：1.2.1 原始资料该城市地处江苏北部地区，是一座中等城市，该市实施10年规划，规划拟建一座给水处理厂，采用统一供水方式供给该市的工业企业及居民用水。水厂设计基本资料如下：（1）水厂设计产水量：7.5104（1+） m3/d，其中Y为学号的末2位。（2）水文及水文地质资料：1）河流最高洪水位：32.50m 最大流量：25.65m3/s2）河流常水位： 30.50m 平均流量：14.85m3/s3）枯水位： 28.70m 最小流量：9.28m3/s4）设计地面标高：(35.30+0.1Y)m，其中
5、，Y为学号的末2位。（3）原水水质如下：名称单位检测结果浑浊度NTU1060色度度30总硬度mg/L(以CaCO3计)450（mg/L）左右PH值7.2水温020溶解性固体mg/L800细菌总数个/mL40000大肠菌群个/L290（4）厂区地形：按平坦地形设计，水源口位于水厂西北方向80m，水厂位于城市北面1km。（5）自然状况城市土壤种类为砂质黏土，地下水位6.00m，冰冻线深度0.38m，年降水量980mm，最冷月平均为-5.2，最热月平均为25.5；极端温度：最高39.5，最低-7.5。主导风向：夏季西南，冬季西北。1.3 课程设计(论文)的内容和要求(包括技术要求、图表要求以及工作要
6、求等)1.3.1 设计任务与内容包括设计计算说明书和设计图纸两部分。1）设计计算说明书水源的选择；厂址的选择；给水处理方案的选择；构筑物的选型、定位、竖向布置；一个主要水处理构筑物计算说明。2）设计图纸水厂平面布置图；工艺流程图、净水构筑物高程布置图；一个主要水处理构筑物的施工图（平面、剖面图）。1.3.2 进度安排课程设计时间为1.5周，主要完成设计的方案及工艺计算部分。确定水厂处理流程 0.5天处理构筑物计算 3.0天图纸绘制 2.5天编制计算说明书 1.5天1.3.3 基本要求学生应在教师指导下，按时独立完成所规定的内容和工作量，同时必须满足以下几项要求：1）通过调查研究与收集有关资料，
7、拟定设计方案，选择合理的设计方案。2）课程设计说明书，应包括工程设计的主要原始资料、方案比较以及各系统的设备选型分析，说明，参数选择，工艺设计计算与有关简图等，要求内容系统完整，计算正确，论述简洁明了，文理通顺，书写工整，装订整齐。说明书一般应包括目录、前言、正文、小结及参考文献等。3）课程设计图纸应能较准确地表达设计意图，图面力求布局合理、紧凑、正确清晰，符合制图标准，专业规范及有关规定，用工程字注文。图纸不少于 3 张（按1号图纸）。1.4 课程设计应完成的技术文件：1.4.1 绘制图纸1）水厂平面布置图画出澄清池、滤池、附属构筑物等平面布置图。2）工艺流程图、净水构筑物高程布置图画出水厂
8、工艺流程图及净水构筑物高程布置。3）一个主要水处理构筑物的施工图一个主要水处理构筑物的平面、剖面图4）图例、说明等课程设计图纸应能较好地表达设计意图，图面应布局合理、正确、清晰，并符合制图标准及有关规定。1.4.2 写出计算书和说明书一份完整的计算书和说明书主要内容包括：1）水源选择简要理由。2）各系统的计算过程。3）各系统平面布置说明。课程设计说明书、计算书应包括目录、前言、正文、小结及参考文献等。要求内容系统完整，计算正确，论述简洁明了，文理通顺，书写工整，装订整齐。2 设计方案的确定2.1 给水处理厂设计2.1.1 给水处理厂的设计内容给水厂的设计内容一般包括：根据给水规划要求确定设计规
9、模和厂址；根据原水水质即用水要求确定给水处理工艺流程和水处理构筑物的形式；选定药剂（混凝剂、助凝剂、消毒剂）种类、投加量和投加设备；设计布置附属构筑物及编制水厂定员；进行水厂的总体布置（平面与高程）及厂区道路、绿化和管线综合布置；按照要求进行给水厂的自动控制设计等。2.1.2 给水处理厂的设计原则有关城镇给水处理厂的设计原则，在国家设计规范中已有全面规定。这里主要介绍一下几点：1） 水处理构筑物的生产能力，应以最高日供水量和水厂自备用水量之和进行设计，并以原水水质在最不利情况下所需最大供水量进行核算。2） 城镇自来水厂应按近期设计，考虑远期发展的可能性。3） 城镇自来水处理厂内设备机械化和自动
10、化程度，应本着提高科学管理水平和增加经济效益的原则，根据实际生产要求，技术、经济合理性和设备供应情况，妥善确定，逐步提高。4） 城镇自来水处理厂设计中应考虑对水处理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。5） 设计中必须遵守设计规范的规定。2.1.3 给水处理厂厂址选择城镇自来水处理厂厂址的选择应在整个给水处理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。在选择时要结合城市或工厂的总体规划、地形、管网布置、环保要求等因素，进行现场勘查，作多方案比较。在选择厂址时，一般应考虑以下几个问题：1） 厂址应选择在工程地质条件比较好的地方。2） 水厂应尽可能选择在不受洪
11、水威胁的地方，否则应考虑防洪措施。3） 水厂应尽量减少拆迁，少占或不占良田，并留有适当的发展余地。4） 尽量设置在供电安全、可靠的地方，以便于施工管理和降低输电线路造价，并使管网的基建费用最省。5） 考虑交通和运输方便、防火距离、卫生防护距离、环保措施，应靠近主要用水点，远离污染源。6） 当取水地点距离用水区较近时，水厂一般设置在取水构筑物附近的地方，通常与取水构筑物建在一起；当取水地点距离用水区较远时，厂址选择有两种方案：一是将水厂设置在取水构筑物附近；而是将水厂设置在离用水区较近的地方。7） 考虑发展扩建的可能。2.2 生活饮用水处理工艺的选择地表水处理常规处理工艺时，主要是指在以天然地表
12、水为水源水的城市自来水厂中采用最广的一种工艺系统，主要是以去除水中的悬浮物和杀灭致病细菌为目标而设计的。以去除悬浮物（浊度）为目标的常规水处理工艺系统，主要由混凝、沉淀和过滤三个单元处理方法组成。3 给水处理设计计算书3.1 工艺流程及设计计算3.1.1 给水处理工艺流程的选择给水处理工艺流程的选择与原水水质和处理后的水质要求有关。一般来讲，地下水只需要经消毒处理即可，对含有铁、锰、氟的地下水，只需要采用除铁、除锰、除氟的处理工艺。地表水为水源时，生活饮用水通常采用混合、絮凝、沉淀、过滤、消毒的处理工艺。如果是微污染原水，则需要进行特殊处理。该水厂以地表水为水源，根据该水源水质特点（符合类水质
13、标准），先确定该水厂工艺流程如图3-1所示。混凝沉淀原水混凝剂过滤消毒剂清水池二级泵房管网图3-1 自来水处理厂水处理工艺系统3.1.2 设计水量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，并以水质最不利情况进行校核。水厂自用水量主要用于滤池冲洗和澄清池排泥等方面。城镇水厂只用水量一般采用供水量的5%10%，本设计取5%，则设计处理量为：式中 Q水厂日处理量；a水厂自用水量系数，一般采用供水量的5%10%，本设计取6%； Qd设计供水量（m3/d），为10万m3/d.3.2 混凝剂的配制和投加3.2.1 混凝剂投量计算用于生活饮用水厂的混凝药剂首先应满足以下要求：对人体健康
14、无害；混凝效果好；货源充足、运输方便。混凝剂投量计算：式中 T日混凝剂投量（kg/d)a单位混凝剂最大投量（mg/L） Q日处理水量（m3/d)设计中取Q=105000m3/d，采用精制硫酸铝，根据原水水质，参考某地水厂，最大投量取a=61.3mg/L，平均取a=38.0mg/L当a取61.3mg/L时：当a取38.0mg/L时：混凝剂投加方法有湿投和干投，干投应用较少，本设计采用湿投方法。混凝剂采用湿投时，其调节方法有水力、机械搅拌方法，水力方法一般用于中小型水厂，机械方法可用于大、中型水厂，本设计采用机械方法调制混凝剂。3.2.2 溶液池、溶解池容积设计计算1.溶液池容积式中 W1溶液池容积（m3） Q设计处理水量（m3/L）； a混凝剂最大投加量（mg/L）；a=61.3mg/L b混凝剂的浓度
