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1、给水处理厂课程设计任务书一、 课程设计的目的 通过净水厂课程设计，巩固学习成果，加深对给水处理课程内容的学习与理解，掌握净水厂设计的方法，培养和提高计算能力、设计和绘图水平。在教师指导下，基本能独立完成一个给水处理厂工艺设计，锻炼和提高分析及解决工程问题的能力。二、 课程设计的要求基本要求：完成设计计算书明书一份，工艺扩初设计图纸2张（1#），其中：净水厂平面布置图及工艺流程程图1张，单体构筑物图1张。学生根据课程设计任务书和指示书，教师先介绍设计方法，安排设计进度表，学生以独立完成为主，教师定时答疑，共性问题集中讲解。三、 课程设计的内容1、 原始资料的分析、整理。2、 结合城市建设，综合考
2、虑，通过技术经济比较确定水厂厂址。3、 根据水质、水量、地区条件、施工条件和一些水厂运转情况选定处理方案和确定处理工艺流程。4、 进行方案比较。5、 构筑物的选型。6、 处理构筑物的初步设计，定出各构筑物和主要构件的尺寸，设计时要考虑到构筑物及其构造、施工上的可能性，并符合建筑模数的要求。7、 水厂的平面和高程布置。根据各构筑物的确切尺寸，确定各构筑物在平面布置上的确切位置，并最后完成平面布置。8、 写出设计说明书及计算说明书。四、 课程设计的成果1、 设计说明计算时（包括技术经济比较、方案选择、构筑物的选型、定位及竖向布置的说明等）。2、 给水处理厂平面布置图1张（1：500）；3、 净水构
3、筑物高程布置图及主要设备、材料和必要的图纸说明1张；4、 一个主要水处理构筑物的扩初设计图纸1张；五、课程设计原始资料1、水厂水源采用*水库水，此水库是集雨区积蓄的雨水，水质较好，平均色度和浊度分别为56HU和2.6NTU，偶遇浊度峰值也在30FTU以下，出水浊度要求0.3FTU，日产水量为23万m3/d。2.城市自然状况城市土壤种类为黏质土，地下水水位深度为3m，年降水量为1200mm。城市最高温度为36.9，最低温度为5，。夏季主导风向为东南风，冬季主导风向为东北风。给水处理厂课程设计计算说明书第一部分 混凝处理一、混凝药剂的选择生活用水处理用的混凝剂，不得使处理后的水质对人体健康产生有害
4、的影响，用于生产用水处理时，不得含有对生产有害成分。混凝药剂种类很多，按其化学成分可分为无机和有机两大类。无机混凝剂主要是铁盐和铝盐及其水解聚合物，如硫酸铝、明矾、聚合氯化铝、聚合硫酸铝、三氧化铁、硫酸亚铁、聚合硫酸铁、聚合氯化铁等。无机混凝剂品种虽少，但在水处理中应用最多。有机混凝剂是高分子物质，品种多,在水处理中用量比无机的少。本水厂处理水属于水库集雨区积蓄的雨水，水质较好，平均色度和浊度分别为56HU和2.6NTU，偶遇浊度峰值也在30FTU以下，可以选用三氯化铁处理效果较好。二、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:对人体健康无害;混凝效果好;货源充足、运输方便
5、。 原水水质不同，其适用的混凝药剂和最佳用量也不同。 当同一水源已有建成水厂时，混凝药剂和投量可参照已建水厂的资料，对水质相似的已建水厂的资料，亦可参照。但在参照时，应对照混凝条件的差别(如混合、反应、投药点等)，进行适当的调整。 混凝剂投量计算: T = aQ/1000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(m/d)。 设计中取Q = 2300001.1 = 253000 m/d,（式中1.1为水厂自用水系数）采用三氯化铁，根据原水水质，参考某地水厂，投量取a=5mg/L。 T = 5/1000253000 = 1265kg/d三、水的pH值
6、和碱度影响三氯化铁除浊的最佳pH值范围在3.5-5之间，其对胶粒具有十分优异的絮凝作用。由于三氯化铁水解过程中不断产生氢离子，而导致水的pH值下降。为使pH值保持在最佳范围内，应使水中具有足够的碱性物质与氢离子中和。当原水碱度不足或混凝剂投量多时，会使水的pH值大幅下降并影响三氯化铁继续水解。为此，需向水中投加碱剂，通常投加的碱剂为CaO.由水质资料知，原水中碱度为0.2mmol/L。三氯化铁投量为5mg/L,市售石灰纯度为50%。FeCl分子量为162.5,投药量相当于592% /162.5=0.0283mmol/L。Ca0投量 CaO=1.5a-x+式中a-混凝剂投量(mmol/L);x-
7、原水碱度，按mmol/LCaO计;-保证反应顺利进行的剩余碱度，一般采用0.25-0.5mmol/LCaO。设计中取=0.25mmol/LCaO=1.50.0283-0.2+0.25=0.0925mmol/L CaO分子量为56，则市售石灰投量为:0.092556/0.5=10.36mg/L。四、混凝剂的配制和投加1.混凝剂投加方法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。在药剂湿投法系统中，首先把固体(块状或粒状)药剂置人溶解池中，并注水溶化。2.混凝剂调制方法混凝剂采用湿投时，其调制方法有水力、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，为增
8、加溶解速度及保持均匀的浓度，一般采用水力、机械及压缩空气等方法搅拌，投药量较小的水厂也有采用人工进行搅拌调制的。本设计采用机械方法调制混凝剂。3.溶液池与溶解池容积设计药剂溶解池时，为便于投置药剂，溶解池的设计高度一般以在地面以下或半地下为宜，池顶宜高出地面1m左右，以减轻劳动强度，改善操作条件。溶液池溶液池是配制一定浓度溶液的设施。通常用耐腐泵或射流泵将溶解池内的浓药液送入溶液池，同时用自来水稀释到所需浓度以备投加。采用两个溶液池，以便交替使用，保证连续投药。溶液池容积按下式计算:W2=(24100aQ)/(10001000cn)=aQ/417cnW2溶液池容积，m;Q处理的水量，m/h;a
9、混凝剂最大投加量，mg/L;c溶液浓度，一般取5-20（按商品固体重量计）；n每日调制次数，一般不超过3次。此设计中c取15%，n取2W2 = (510541.67)/(417152)=4.213m溶液池尺寸：LBH=221.8，超高0.3m，沉渣高度0.3m，则有效容积LBH=221.2=4.8m溶解池溶解池一般建于地面以下以便于操作，池顶一般高出地面约0.2m左右。溶解池容积W1按下式开算:W1= (0.2-0.3) W2式中W2-溶液池容积。W1=0.3W2=5.25m溶解池尺寸：LBH=111.8 超高0.3m，沉渣高度0.2m，则LBH=111.3=1.3m 溶解池采用钢筋混凝土结构
10、，由于药液一般都具有腐蚀性，所以盛放药液的池子和管道及配件都应采取防腐措施。内壁采用环氧树脂进行防腐处理，底坡设0.02坡度，池底设DN100mm的排渣管，采用硬聚氯乙烯管。给水管管径DN80mm，按10min放满溶解池考虑，采用硬聚氯乙烯管。五、溶解池搅拌设备溶解池搅拌设备采用机械搅拌，搅拌桨为平桨板，中心固定式。六、投加方式 混凝剂的湿投方式分为重力投加和压力投加两种类型。重力投加方式有泵前投加和高位溶液池重力投加。压力投加方式有水射器投加和计量泵投加。水射器用于抽吸真空、投加药液、提升和输送液体。加注式水射器多用于 向泵后的压力管道投药。水射器的进水压力一般采用2. 4516105 Pa
11、。 虽然水射器效率较低(15% 30%)， 但设备简单，使用方便，工作可靠。所以本设计采用水射器投加。七、计量设备 计量设备有孔口计量、浮杯计量、定量投药箱和转子流量计。设计采用耐酸泵与转子流量计配合投加。 计量泵每小时投加药量 q= W1/12式中 q一计量泵每小时投加药量(m/h) ; W1一溶液池容积 (m)。设计中取W1 =4.213 m q= 4.213/12=0.351 m/h八、混合设施混合的主要作用，是让药剂迅速而均匀地扩散到水中，使其水解产物与原水中的胶体微粒充分作用完成胶体脱稳，以便进一步去除。按现代观点，脱稳过程需时很短，理论上只要数秒钟。在实际设计中，一般不超过2min
12、。 对混合的基本要求是快速与均匀。“快速”是因混凝剂在原水中的水解及发生聚合絮凝的速度很快，需尽量造成急速的扰动，以形成大量氢氧化物胶体， 而避免生成较大的绒粒。“均匀”是为了使混凝剂在尽量短的时间里与原水混合均匀，以充分发挥每一粒药剂的作用，并使水中的全部悬浮杂质微粒都能受到药剂的作用。 1.混合方式的选择混凝药剂投人原水后，应快速、均匀的分散于水中。混合方式有水泵混合、管道混合、静态混合器、机械搅拌混合、扩散混合器、跌水混合器等。根据下表，本设计中采用管式静态混合器。 2.混合设备的计算 静态混合器的水头损失一般小于0.5m，根据水头损失计算公式 h = 0.1184nQ2/d4.4式中
13、h-水头损失(m); Q-处理水量(m/d);d-管道直径(m); n-混合单元(个)。 设计中取d=1.5m，Q=2.928 m/s,当n为2时，h=0.341m,满足要求，所以选DN1500内装2个混合单元的静态混合器。加药点设于靠近水流方向的第一个混合单元，投药管插人管径的1/3处，且投药管上多处开孔，使药液均匀分布第二部分 往复式隔板絮凝池一、往复式絮凝池的选择往复式絮凝池也称隔板絮凝池，为一般常规的水平或垂直式水力絮凝反应池。即在流水渠中加装了横折或竖折档板，使加药混合后的水流形成近似于弦形弯曲。池内挡板或隔板的间距的安置使水流的速度梯度位分布呈逐步递减。底部还有一定的坡度以保持水深
14、。此种形式的池可在相当宽广的流量范围内得到合理的成效。机械絮凝器相比，絮凝时间由于更为均匀的剪力场，故而常只需要前者的一半。往复式隔板絮凝池的构造简单，管理方便。因此本设计采用往复式隔板絮凝池。二、往复式絮凝池的设计计算1、设计水量Q1=Q/24n设计中取Q=253000 m3/d，n=4个Q1=253000/24*4=2635.42 m3/h=0.732 m3/s2、设计计算（1）、絮凝池有效容积V=QT设计中取T=25minV=2635.42*25/60=1098.09m3=1100 m3设计中絮凝池与平流沉淀池合建，所以有效水深取3m.池宽取12.0m。（2）、絮凝池长度L=V/HB设计中取超高0.3m，H=3m，B=12mL=1100/(3*12)=36.67m（3）、隔板间距设计中将絮凝池中流速分为4段：v1=0.5m/s,v2=0.4m/s,v3=0.3m/s,v4=0.2m/sa1=Q1/(3600*n*v1*H)设计中将H=3m，n=1,A1= Q1/(3600*n*v1*H)=0.586m设计中：a1=0.5m,实际流速v1=0.488m/s
