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1、环境工程2008年级本科生课程设计目 录一、设计基本资料及任务要求21.1 设计目的和要求 21.2 原水水质及水文地质资料21.3 设计任务4二、设计计算内容 42.1设计水质水量 42.2 水厂工艺方案确定及技术比较42.3 给水单体构筑物设计计算 6 2.3.1 混凝剂配置和投加6 2.3.2 静态混合器 8 2.3.3 往复式隔板絮凝池9 2.3.4 平流沉淀池12 2.3.5 普通快滤池132.3.6 消毒 192.3.7 清水池 202.4 水厂高程计算222.5 泵站设计计算 232.6 水厂平面布置及附属构筑物确定 25三、参考文献27一 设计基本资料及任务1.1 设计目的和要
2、求（1）、设计题目：某市自来水厂设计（2）、目的和要求：、通过设计加深生活给水处理所学基本知识和理解，并起到巩固和提高的作用；、掌握水厂工艺设计主要内容、步骤与方法，处理构筑物的设计计算；、提高制图能力，学会运用有关设计资料；、提高独立分析与解决问题的能力；、课程设计是教学中心不可少的重要环节，要求同学必须认真复习教材，阅读有关规范、设计手册及资料，务必认真、独立地完成。1.2 原水水质及水文地质资料（1）、原水水质资料：(附表一)； 附表一 原水水质资料项目数据项目数据Na + K （mg/L）8.46总硬度（度） 6.38Ca（mg/L） 32.46碳酸盐硬度（度）5.51Mg（mg/L）
3、 8.05 溶解固体（mg/L）119Fe + Fe（mg/L）0.03耗氧量（mg/L） 0.78Cl （mg/L） 8.51氨氮 （mg/L） 0.24NO（mg/L） 0.016碱度 （毫克当量/L） 120NO（mg/L） 2.75色度 （度）10 HCO （mg/L） 119.6嗅、味无 SO （mg/L） 17.1pH 7.6浑浊度（NTU） 286 细菌总数（CFU/ mL） 38000大肠菌群（CFU /L） 1300（2）、气象、水文、地质资料：（附表二）；附表二 气象、水文、地质资料项目数据项目数据夏季平均气压（毫巴）1004.8最大积雪厚度（厘米）22年平均气温 12.2
4、最大冻土深度（厘米）69最热月平均最高气温30.7地下水位深度（厘米）297最冷与最低平均气温-8.2河水最低水温3极端最高气温39.7河水最高水温29.5极端最低气温-22.9河水最低水位（米）33.0最热月平均相对湿度（%）78河水最高水位（米）37.5平均年最降水量（毫米）569.9河水平常水位（90%）（米）34.036.4夏季平均风速（米/秒）2.6河水平均水位（米）35.5年最多风向及频（%）NNW 8河水冰冻时水位（90%）（米）35.035.8最多风向及频率（%）冬 NNW 15冰冻厚度（厘米）32.5 夏 SE 13地震裂度（度）七度（3）、城市及厂区位置图：（附图一）；（4
5、）、厂区地形图：（附图二）。1.3 设计任务（1）、根据制定水源、厂址和有关设计资料，设计主要处理设备及构筑物。并满足：、出厂水质达到国家生活饮用水卫生标准GB 5749-2006； 、最高日供水量6万米/日； 、出厂水压0.43MPa。（2）、具体内容：、绘制处理工艺流程示意图；、计算各构筑物的设计流量；、选用混凝剂、消毒剂，决定其投量；设计加药间、加氯间、药库、氯库，并绘制草图；、混合、反应、沉淀（或澄清）、过滤设备与清水池的设计与计算，并绘制草图；、水厂处理构工艺的平面布置及高程设计，并绘制水厂总平面及高程图。、绘制滤池技术设计图。、设计完成时应交设计说明书一份（15-25页）；2号图纸
6、两张。二、设计计算内容 2.1. 设计水质水量 （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：水中不得含有病原微生物；水中所含化学物质及放射性物质不得危害人体健康；水的感官性状良好。（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8%，则设计处理量为
7、：Q=(1+a)Q=(1+10%)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10%；Qd设计供水量（m3/d），为6万m3/d。2.2. 水厂工艺方案确定及技术比较 （1）、给水处理厂工艺流程方案的选择及确定方案一：原水 一泵房 静态混合器 往复式隔板絮凝池 平流沉淀池 普通快滤池 清水池 二泵房 用户方案二：原水 一泵房 扩散混合器 往复式隔板絮凝池 平流沉淀池 V型滤池 清水池 二泵房 用户（2）、方案技术比较：方案一方案二项目优缺点项目优缺点水厂工艺方案确定及技术比较优点：布置紧凑，占地面积小，水泵吸水管路短，运行管理方便，应用广泛，适用在岸边地质条
8、件较好时，取水可靠，维护管理较简单缺点：投资较大，水下工程量较大，施工期限长，合建式土建结构复杂，施工较困难。静态混合器优点：1.设备简单，维护管理方便2.不需土建构筑物3.在设计流量范围，混合效果较好4不需外加动力设备缺点：1.水头损失较大2.运行水量变化影响效果扩散混合器优点：1.不需土建构筑物2.不需外加动力设备3.不占地缺点：混合效果受水量变化有一定影响机械搅拌絮凝池优点：1.絮凝效果良好2.不受水量变化的影响3.可适用于各种型式的沉淀池缺点：1.多了一台设备，需一定时间维修往复式隔板絮凝池优点：1.絮凝效果较好2.结构简单，施工方便缺点：1.絮凝时间较长2.水头损失较大3.转折处絮粒
9、易破碎斜管沉淀池优点：1.沉积效率高2.池体小，占地少3.宜用于大中型厂4.宜用于旧沉淀池的扩建、改建和挖槽缺点：1.斜管耗用较多材料，老化后尚需要更换，费用较高2.对原水浊度适应性较平流沉淀池差3.不设机械排泥装置时，排泥较困难，设机械排泥装置时，维护管理较平流沉淀池麻烦平流沉淀池优点：1.造价较低2.操作方便，施工简单3.对原水浊度适应性强，潜力大，处理效果稳定4.带有机械排泥设备时，排泥效果好5.一般用于大中型净水厂；6.原水含砂量大时作预沉池缺点：1.占地面积较大2.不采用机械排泥装置时，排泥较困难3.需维护机械排泥设备普通快滤池优点：1.有成熟的运转经验，运行稳妥可靠2.采用砂滤料，
10、材料易得，价格便宜3.采用大阻力配水系统，单池面积可做得较大，池深较浅4.可采用降速过滤，水质较好缺点：1.阀门多V型滤池优点：1.运行稳妥可靠2.采用砂滤料，材料易得3.滤床含污量大、周期长、滤速高、水质好4具有气水反洗和水表面扫洗，冲洗效果好缺点：1. 配套设备多，如鼓风机等2.土建较复杂，池深比普通快滤池深综上所述：根据以上各构筑物的特点以及实际情况并进行比较，本设计选用方案一较合理。2.3给水单体构筑物设计计算2.3.1 混凝剂配置和投加1. 设计参数：根据原水水质及水温，参考有关净水厂的运行经验，混凝剂选用:碱式氯化铝Aln(OH)mCL3n-m简写PAC. 碱式氯化铝在我国从七十年
11、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。 原水浊度与最佳投药量最大投加量为30mg/L碱式氯化铝投加浓度为10%。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. 设计计算（1）、混凝存放面积袋装碱式氯化铝混凝剂，泵前投加，每袋体积约为：0.5内装w:40g碱式氯化铝,设计投加量30mg/L，存放天数T：30天，堆高
12、H：1.5m，P(堆放空隙率)=30%。N=A=式中： N混凝剂贮存袋数 A混凝存放面积（2）、溶液池容积=aQ/（417cn） 式中：a混凝剂（碱式氯化铝）的最大投加量，30 mg/L; Q处理的水量，2750m3/h; c溶液浓度（按商品固体重量计），10%； n每日调制次数，3次 。故：=302750/（417103）=6.6（m3）溶液池设置2个，一用一备。 取有效水深1.3m，总深溶液池的形状采用矩形，尺寸：长宽高=2m2m2m，其中包括超高0.2m，贮渣高度0.1m。溶液池实际有效容积：W m满足要求。池旁设工作台，宽1.0-1.5m，取1.0m。池底坡度为0.03。底部设置DN1
13、00mm放空管，采用硬聚氯乙烯塑料管。池内壁用环氧树脂进行防腐处理。（3）、溶解池容积 式中： 溶解池容积（m3 ），一般采用（0.2-0.3）；本设计取0.3溶解池也设置为2池，尺寸：L，高度中包括超高0.2m，贮渣深度0.1m池底坡度采用0.025。 溶解池实际有效容积：W 1.98m,满足要求。溶解池的放水时间采用t10min，则放水流量：q，查水力计算表得放水管管径100mm，相应流速，。溶解池底部设管径d100mm的排渣管一根，采用硬聚氯乙烯管。溶解池为地下式，池顶高出地面0.3m，以减轻劳动强度和改善工作条件,溶解池池壁设超高，以防止搅拌溶液时溢出。由于药液具有腐蚀性，所以盛放药液的池子和管道以及配件都采用了防腐措施。溶液池和溶解池的形状采用矩形钢筋混凝土结构，内壁衬用聚乙烯板进行防腐处理。（4）、投药管投药管流量：查水力计算表得投药
