水质工程学（一）课程设计汇本计算说明书

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1、 水质工程学一课程设计说明书学 院：环境科学与工程学院 系 名：市政工程系 专 业：给水排水工程 姓 名：学 号： 班 级：指导教师： 指导教师：2016年 12 月 09 日 / 目 录第一章 设计根本资料和设计任务- 5 -1.1 设计根本资料- 5 -1.2 设计任务- 6 -第二章 水厂设计规模确实定- 8 -2.1 近、远期规模- 8 -2.2 水厂设计规模- 9 -第三章 水厂工艺方案确实定- 9 -3.1 净水工艺流程确实定- 10 -3.2 处理构筑物及设备型式选择- 10 -3.2.1 药剂溶解池- 10 -3.2.2 混合设备- 13 -3.2.3 絮凝处理构筑物的选择-

2、14 -3.2.4 沉淀池- 16 -3.2.5 滤池- 17 -3.2.6 消毒方法- 19 -第四章 水厂各个构筑物的设计计算- 20 -4.1 一级泵站- 21 -4.1.1一泵房吸水井- 21 -4.1.2一泵房- 21 -4.1.3泵与电机的选择- 21 -4.2 混凝剂的选择和投加- 21 -4.2.1 设计原那么- 21 -4.2.2 条件- 22 -4.2.3 计算过程- 22 -4.3配水井- 24 -4.3.1设计参数- 25 -4.3.2设计计算- 25 -4.4 管式静态混合器- 25 -4.5往复式隔板絮凝池- 26 -4.5.1设计原那么- 27 -4.5.2 条件

3、- 27 -4.5.3 设计计算- 28 -4.6斜管沉淀池- 30 -4.6.1 设计原那么- 30 -4.6.2 条件- 31 -4.7过滤构筑物系统- 32 -4.7.1 设计参数- 33 -4.7.2 池体设计- 33 -4.7.3 反冲洗管渠系统:- 36 -4.8滤池管渠的布置- 38 -4.8.1 反冲洗管渠- 38 -4.8.2 进水系统- 39 -4.8.3 V型槽的设计- 41 -4.9 消 毒- 43 -4.10清水池- 45 -4.10.1条件- 45 -4.10.2设计计算- 45 -4.11二级泵站- 46 -4.11.1设计流量和扬程- 46 -4.11.2选泵-

4、 46 -4.11.3 吸水井- 47 -4.11.4泵房高度- 47 -4.11.5通风与抽水设备- 48 -第五章 水厂平面和高程布置- 48 -5.1 水厂的平面布置- 49 -5.1.1 水厂平面布置主要容- 49 -5.1.2水厂布置应考虑下述因素- 49 -5.1.3生产管线设计- 50 -5.2高程布置- 51 -结 论- 53 -参 考 文 献- 55 -第一章 设计根本资料和设计任务1.1 设计根本资料(1) 生活用水量该地区现有人口4.0万,人均用水量标准(最高日)为240L/capd(2) 城市大用户集中用水量工厂A:0.5万m/d；工厂B:0.9万m/d工厂C:1.7万

5、m/d；工厂D:0.8万m/d(3) 一般工业用水量一般工业用水量占生活用水量的180 % .(4) 第三产业用水量第三产业用水量占生活用水量的85 % .(5) 最大日时变化系数为1.23.(6) 原水水质及水文地质资料 原水水质情况表1.1 原水水质情况表序号名称最高数平均数备注1色度25152PH值7.57.23DO溶解氧10.25.384BOD2.51.15COD4.22.46其余均符合国家地面水水源I级标准温度为平均20 水文地质及气象资料a. 河流水文特征最高水位: 8.35 m,最低水位:-6.00 m,常年水位7.35 mb. 气象资料历年平均气温:20C，年最高平均气温:38

6、C，年最低平均气温:-3C年平均降水量:1390 mm，年最高降水量:5190 mm，年最低降雨量:290 mm常年风向:东南风，频率:14.5%历年最大冰冻深度20 cmc. 地质资料第一层:回填、松土层，承载力8kg/cm,深11.5 m；第二层:粘土层，承载力10kg/cm,深34 m；第三层:粉土层，承载力8kg/cm,深34 m；地下水位平均在粘土层下0.5 m。1.2 设计任务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等根本技能上得到初步训练和提高。(1) 某水厂工艺设

7、计,确定水厂建立规模、位置；(2) 水厂工艺方案确定(进展二种方案比拟)；(3) 水厂构筑物设计计算,完成水厂平面布置图、高程图(完成设计图2 ,其中手工图1)；(4) 设计计算说明书1份.第二章 水厂设计规模确实定2.1 近、远期规模:近期水厂用水： 约为净水厂自用水量按产水量的5%计算远期水厂用水： 该地区现有人口4.0万,人均用水量标准(最高日)为240L/capd 工厂A:0.5万m/d；工厂B:0.9万m/d 工厂C:1.7万m/d；工厂D:0.8万m/d 一般工业用水量占生活用水量的180% 第三产业用水量占生活用水量的85% 最大日时变化系数为1.23 可得:由于最大日时变化系数

8、为1.23考虑管网漏失水量和未预计水量(系数1.151.25)考虑水厂自用水量(系数1.051.10)2.2 水厂设计规模近期规模8.085万m3 /d.水处理构筑物按照近期处理规模进展设计.水厂的主要构筑物分为2组，每组构筑物类型一样,每组处理规模为4.043万m3 /d.近期建造2组.第三章 水厂工艺方案确实定3.1 净水工艺流程确实定水厂原水色度最高为20度，色度平均数为15度；其水质平均浊度为20NTU，原水水质毒理学和放射性指标全部到达?生活饮用水卫生标准?GB 5749-2006的要求。总体来说，原水水质较好，为我国?地面水环境质量标准?GB3838-200I类水源。而水厂出水水质

9、需满足?生活饮用水卫生标准?GB 5749-2006的要求。综合以上考虑，设计初步采用常规水处理工艺，流程图如下：图3-1 工艺流程图3.2 处理构筑物及设备型式选择3.2.1 药剂溶解池1药剂的选择表3-1 常用混凝剂及其特点名称分子式一般介绍精制硫酸铝.18制造工艺复杂，水解作用缓慢；含无水硫酸铝50%52%；适用于水温为2040。当PH=4-7时，主要去除有机物；PH=5.7-7.8时，主要去除悬浮物；PH=6.4-7.8时，处理浊度高，色度低小于30度的水。粗制硫酸铝.18制造工艺简单，价格低；设计时，含无水硫酸铝一般可采用20%25%；含有20%30%不溶物，其他同精制硫酸铝。三氯化

10、铁.6不受水温影响，絮体大，沉淀速度快，效果好。易溶解，易混合，残渣少。对金属尤其对铁腐蚀性大，对混凝土亦腐蚀，对塑料会因发热而引起变形。原水PH=6.08.4之间为宜，当原水碱度缺乏时应加适量石灰；处理低浊水时效果不显著聚合氯化铝，简称PAC净化效率高，用药量少，出水浊度低，色度小，过滤性能好，原水浊度高时尤为显著。温度适应性高，PH值使用围宽PH=5-9，因而可调PH值。操作方便，腐蚀性小，劳动条件好，本钱低聚丙烯酰胺又名三号絮凝剂，简写PAM 处理高浊度水池效果显著，既可保证水质，又可减少混凝剂用量和沉淀池容积，目前被认为是处理高浊水最有效的絮凝剂之一，适当水解后，效果提高，常与其他混凝

11、剂配合使用或作助凝剂，其单体丙烯酰胺有毒，用于饮用水净化应控制用量PAM等有机高分子混凝剂有毒性，不易控制用量，由于在投混凝剂前加液氯进展预处理，如用硫酸亚铁作混凝剂，易被氧化成三价铁。本次设计的原水水源为河水，其浊度在20NTU左右，PH值为7.2-7.5，结合这些特点，选用精致硫酸铝为混凝剂，该混凝剂腐蚀性较小，原料易得，价格廉价，被大多数水厂所采用，有一定的管理经历，并且劳动条件有保障。2投加方式确实定本设计采用湿投法，其优点为：容易与原水充分混合；不易阻塞入口，管理方便；投量易于调节。投加系统示意图见以下图所示：固体药剂溶解池溶液池搅拌计量投加设备加水加水搅拌图3-2 投加系统示意图结

12、合上述优缺点，采用计量泵投加混凝剂，因为其使用方便，操作简单，工作可靠，广泛应用于加药系统。3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，假设其容量较小，池壁用环氧树脂进展防腐处理。3.2.2 混合设备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颗粒充分作用完

13、成脱体脱稳，以便进一步去除，对混合的根本要快速与均匀，一般混合时间10-30s，混合方式根本分为两大类：水力混合和机械混合，水力混合简单，但不能适应流量的变化，机械混合可进展调节，能适应各种流量的变化，具体采用何种混合方式，应根据净水工艺布置、水质、水量、投加药剂品种及数量以及维修条件等因素确定。表3-2 各种混合方式比拟 方式优缺点适用条件管道混合优点：混合简单，无需建混合设 施。 适用于中等规模的水厂。缺点：当混合效果不稳定，流速 低时混合不充分。静态混合器优点：构造简单，无运动部件， 安装方便，混合快速均匀。 适用于水量变化不大的各种规模的水厂。缺点：当流量降低时，混合效果下降。水泵混合

14、优点：混合效果好，不需增加混合设施，节省动力。 适用于一级泵房离处理构筑物120米以的水厂。缺点：使用腐蚀性药剂时对水泵有腐蚀作用。机械混合优点：混合效果好，且不受水量 变化影响，适用于各种规格的水厂。适用于各种规模的水厂。缺点：需增加混合设备和维修工作。综上所述，因为水厂水量变化不大，并且考虑到尽可能的减少能量消耗，以整体经济效益而言是最具有优势的，本设计采用管式静态混合器，它较水泵混合和机械混合能耗低，并且混合效果比管道混合稳定，混合速度快。3.2.3 絮凝处理构筑物的选择不同形式的絮凝池的一般介绍如下所示：表3-3各种絮凝池的比拟形式优缺点适用条件隔板絮凝池往复式优点：絮凝效果好，构造简单， 施工方便。 水量大于30000m3/d的水厂，水量变动小。缺点：容积较大，水头损失较大，转折处矾花易碎。回转式优点：絮凝效果好，水头损失小，构造简单，管理方便。 水量大于30000m3/d的水厂，水量变动小者，改建和扩建旧池时适用。缺点：出水流量不易分配均匀，出口处易积泥。旋流