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1、工程水质工程学课程设计（） 姓 名：周扬 学 院：建筑与环境学院 专 业：给水排水 学 号：0843052235 指导老师：付垚 第1章 设计水质水量与工艺流程的确定1.1设计水质水量1.1.1设计水质本设计给水处理工程设计水质满足国家生活饮用水卫生标准（GB5749-2006），处理的目的是去除原水中悬浮物质，胶体物质、细菌、病毒以及其他有害万分，使净化后水质满足生活饮用水的要求。生活饮用水水质应符合下列基本要求：1.水中不得含有病原微生物。2.水中所含化学物质及放射性物质不得危害人体健康。3.水的感官性状良好。原始资料：1.现用水量 ：50000m3/d 2.给水水源：桃河 3.水质资料：
2、原不为穿城河流，取水口在城镇上游；水质较好，含沙量较低（平均含沙量0.4kg/m3），上游无工业污染和集中生活污水污染。 原水水质资料如下：项目 含量项目含量浑浊度 3001000mg/l耗氧量20mg/l色度10度总硬度3度（德国度）水温10200C暂时硬度3度（德国度）PH值7.58.0氯化物21mg/l细菌总数12000mg/l总固体298mg/l大肠菌数33000mg/l碱度8度臭和味微量4.地质资料： (1).拟建水厂区域工程地质钻探资料 通过工程地质钻探，地层构造为：表面为0.50.7m厚的耕土，以下均为密实压粘土，地下12m处才有基岩露头。 地下水作为在地表8m一下，地下水无浸蚀
3、性。 (2).该城镇地震资料 据记载，该地区未发生过破坏性地震，据地震监测总局的记录，该地区最大震级为6级；地震裂度为6度。 由四川地震局推荐，该地区建筑设计按地震裂度7度设防。5. 水文资料桃河由西向东穿城而过，拐向镇东南出城。河上设有两座通行汽车的大桥。河流常年流量较大，上游设有一大型水库调节，因此河流枯水位及流量变化不大。该河流为通航河流，船舶最大吨位700吨，并有木牌放下，取水构筑物设计时应考虑放排和通航的影响。最高洪水位：188.00m 最大流量：150m3/s 常水位：185.40m年平均流量：75m3/s 枯水位：183.00m 最小流量：50m3/s取水口水深最小达：4.0m6
4、. 气象资料：最冷月气温平均4.00C，最热月平均34.10C，极端最高气温400C，极端最低气温-20C。年平均降水量1185.4mm，一日最大降雨量197.1mm，土壤冰冻深度0m。7. 其他资料 该城镇为县政治、经济中心，交通便利，铁路、公路、水运均与省城及阜外相连接，该县地方材料丰富。1.1.2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： Q=（1+a）*Qd=1.05*50000=52500m3/d式中 Q水
5、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5%；Qd设计供水量（m3/d），为5万m3/d. 1.2给水处理流程确定1.2.1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，则需采用除铁、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。一般净水工艺流程选择：1、原水简单处理（如用筛网隔虑）适用条件：水质要求不高，如某些工业冷却用水，只要求去除粗大杂质时2、原水混凝、沉淀或澄清适用条件：一般进
6、水悬浮物含量应小于2000-3000mg/L，短时间内允许到5000-10000mg/L，出水浊度约为10-20度，一般用于水质要求不高的工业用水。3、原水混凝沉淀或澄清过滤消毒一般地表水广泛采用的常规流程，进水悬浮物允许含量同上，出水浊度小于2NTU。原水接触过滤消毒（1）一般可用于浊度和色度低的湖泊水或水库水处理。（2）进水悬浮物含量一般小于100mg/L，水质稳定、变化较小且无藻类繁殖。5、原水调蓄预沉、自然预沉或混凝预沉混凝沉淀或澄清过滤消毒高浊度水二级沉淀（澄清），适用于含砂量大，砂峰持续时间较长时，预沉后原水含砂量可降低到1000mg/L以下。本设计采用一般常规的净水处理工艺， 其
7、净水工艺流程如下：处理构筑物与设备型式选择2.1加药间2.1.1 药剂溶解池设计药剂溶解池时，为便于投置药剂，溶解池的设计高度一般以在地平面以下或半地下为宜，池顶宜高出地面0.20m左右，以减轻劳动强度，改善操作条件。溶解池的底坡不小于0.02，池底应有直径不小于100mm的排渣管，池壁需设超高，防止搅拌溶液时溢出。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。溶解池一般采用钢筋混凝土池体，若其容量较小，可用耐酸陶土缸作溶解池。2.1.2 混凝剂药剂的选用与投加(1). 混凝剂药剂的选用混凝剂选用:碱式氯化铝Aln(OH)mCl3n-m简写PAC. 碱式氯化铝在我国
8、从七十年代初开始研制应用，因效果显著，发展较快，目前应用较普遍，具用使胶粒吸附电性中和和吸附架桥的作用。本设计水厂混凝剂最大投药量为30mg/L。其特点为：1）净化效率高，耗药量少除水浊度低，色度小、过滤性能好，原水高浊度时尤为显著。2）温度适应性高：PH值适用范围宽（可在PH=59的范围内，而不投加碱剂）3）使用时操作方便，腐蚀性小，劳动条件好。4）设备简单、操作方便、成本较三氯化铁低。5）无机高分子化合物。(2). 混凝剂的投加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投加和计量泵投加。计量设备有孔口计量，浮杯计量，定量投
9、药箱和转子流量计。本设计采用耐酸泵和转子流量计配合投加。耐酸泵型号25FYS-20选用2台，一备一用。2.1.3 加氯间1、靠近加氯点，以缩短加氯管线的长度。水和氯应充分混合，接触时间不少于30min。为管理方便，和氯库合建。加氯间和氯库应布置在水厂的下风向。2、加氯间的氯水管线应敷设在地沟内，直通加氯点，地沟应有排水设施以防积水。氯气管用紫铜管或无缝钢管，氯水管用橡胶管或塑料管，给水管用镀锌钢管，加氨管不能用铜管。3、加氯间和其他工作间隔开，加氯间应有直接通向外部、且向外开的门，加氯间和值班室之间应有观察窗，以便在加氯间外观察工作情况。4、加氯机的间距约0.7m，一般高于地面1.5m左右，以
10、便于操作，加氯机（包括管道）不少于两套，以保证连续工作。称量氯瓶重量的地磅秤，放在磅秤坑内，磅秤面和地面齐平，使氯瓶上下搬运方便。有每小时换气8-12次的通风设备。加氯间的给水管应保证不断水，并且保持水压稳定。加氯间外应有防毒面具、抢救材料和工具箱。防毒面具应防止失效，照明和通风设备应有室外开关。设计加氯间时，均按以上要求进行设计。2.2 混合设备在给排水处理过程中原水与混凝剂，助凝剂等药剂的充分混合是使反应完善，从而使得后处理流程取得良好效果的最基本条件。混合是取得良好絮凝效果的重要前提，影响混合效果的因素很多，如药剂的品种、浓度、原水温度、水中颗粒的性质、大小等。混合设备的基本要求是药剂与
11、水的混合快速均匀。同时只有原水与药剂的充分混合，才能有效提高药剂使用率，从而节约用药量，降低运行成本。混合的方式主要有管式混合、水力混合、水泵混合以及机械混合等。由于水力混合难以适应水量和水温等条件变化，且占地大，基建投资高；水泵混合设备复杂，管理麻烦；机械混合耗能大，维护管理复杂；相比之下，管式静态混合器是处理水与混凝剂、助凝剂、消毒剂实行瞬间混合的理想设备,管式混合具有占地极小、投资省、设备简单、混合效果好和管理方便等优点而具有较大的优越性。它是有二个一组的混合单元件组成，在不需外动力情况下，水流通过混合器产生对分流、交叉混合和反向旋流三个作用，混合效益达90-95%，本设计采用管式静态混
12、合器对药剂与水进行混合。2.3 絮凝池絮凝过程就是在外力作用下，使具有絮凝性能的微絮粒相互接触碰撞，而形成更大具有良好沉淀性能的大的絮凝体。目前国内使用较多的是各种形式的水力絮凝及其各种组合形式，主要有隔板絮凝、折板絮凝、栅条（网格）絮凝、和穿孔旋流絮凝。表2-1 絮凝池的类型及特点表类 型特点适用条件折板式絮凝池优点：絮凝效果好，絮凝时间短，容积较小；缺点：构造较隔板絮凝池复杂，造价高流量变化较小的中小型水厂网格絮凝池优点：絮凝效果好，水头损失小，絮凝时间短；缺点：末端池底易积泥续表2-1类型特点适用条件旋流式絮凝池优点：容积小，水头损失较小；缺点：池子较深，地下水位高处施工较难，絮凝效果较
13、差一般用于中小型水厂回转式优点：絮凝效果好，水头损失小，构造简单，管理方便；缺点：出水流量不宜分配均匀，出口处宜积泥水量大于30000m3/d的水厂；水量变动小者；改建和扩建旧池时更适用往复式优点：絮凝效果好，构造简单，施工方便；缺点：容积较大，水头损失较大，转折处钒花易破碎水量大于30000m3/d的水厂；水量变动小者根据以上各种絮凝池的特点以及本次设计要求，本设计选用往复式隔板絮凝池。2.4 沉淀池常见各种形式沉淀池的性能特点及适用条件见如下的各种形式沉淀池性能特点和适用条件。表2-2 各种形式沉淀池性能特点和适用条件表型式性能特点适用条件竖流式优点： 1、排泥较方便2、一般与絮凝池合建，
14、不需建絮凝池；3、占地面积较小缺点： 1、上升流速受颗粒下沉速度所限，出水流量小，一般沉淀效果较差；2、施工较平流式困难占地面积较大1、一般用于大中型净水厂；2、原水含砂量大时作预沉池 续表2-2形式性能特点适用条件平流式优点： 1、可就地取材，造价低；2、操作管理方便，施工较简单；3、适应性强，潜力大，处理效果稳定； 4、带有机械排泥设备时，排泥效果好缺点： 1、不采用机械排泥装置，排泥较困难2、机械排泥设备，维护复杂；3、占地面积较大1、一般用于大中型净水厂；2、原水含砂量大时作预沉池辐流式优点： 1、沉淀效果好；2、有机械排泥装置时，排泥效果好；缺点： 1、基建投资及费用大；2、刮泥机维护管理复杂，金属耗量大；3、施工较平流式困难1、一般用于大中型净水厂；2、在高浊度水地区作预沉淀池斜管（板）式优点：1、沉淀效果高；2、池体小，占地少缺点：1、斜管（板）耗用材料多，且价格较高；2
