某給水廠全套畢業(yè)設計開題報告.doc

-37-畢業(yè)設計（論文）開題報告題目：E市給水廠設計學院：建筑工程系土木工程專業(yè)：給水排水工程班級：給012班學號：姓名：指導教師：2005.3.142005.6.17填表日期：2005年04月08日-38-一、選題的依據(jù)及意義：一選題的依據(jù)：（一）水源和水質1、地下水E市基本無地下水可以開采利用。2、地表水碧流河貫通E市全境，其水文情況為：歷年最大流量為952m3/s，最小流量為8.25m3/s,最高水位66.82m(P=1%)，最小水位59.98m(P=97%)，平均水位62.84m。浪高1.1m.碧流河水質符合生活飲用水水源水質標準二級標準。該市有東風水庫、萬福水庫。其中，離市區(qū)最近的無金礦污染的為距離市區(qū)30公里，萬福水庫上游2.5公里。水庫水量充足，水質好。（二）城市規(guī)劃與供水規(guī)模規(guī)劃到2005年，城市人口規(guī)模為2.8萬人，生活用水量標準200L/人d，日工業(yè)產值80萬元，萬元產值耗水量140m3/萬元，日變化系數(shù)1.20，未預見漏失量20Q最高日計。規(guī)劃到2010年，城市人口規(guī)模為4萬人，日工業(yè)產值120萬元，萬元產值耗水量100m3/萬元，綜合生活用水量標準200L/人d，日變化系數(shù)1.10，未預見漏失量20Q最高日計。（三）供水水質及水壓水廠出廠水質統(tǒng)一按現(xiàn)行國家生活飲用水衛(wèi)生標準考慮。水廠出廠水壓為0.38MPa，以滿足接管點處服務水頭0.25MPa。（四）氣象該市屬亞熱帶濕潤氣候，年平均氣溫18攝氏度，最高氣溫39攝氏度，最低氣溫零下9攝氏度，最高月平均氣溫29.2攝氏度，最低月平均氣溫5.6攝氏度。日照時速1850小時，無霜期260天左右，有冰雹、暴雨、干旱等災害氣候影響。降雨量：多年平均降雨量為1600-2000mm左右，最高降雨量2672.5mm，最小降雨量1432.6mm.境內氣候濕潤溫和，四季分明。二選題的意義：通過畢業(yè)設計，熟悉并掌握給水工程的設計內容、設計原理、方法和步驟，學會根據(jù)設計原始資料正確地選定設計方案，正確計算,具備設計中、小城鎮(zhèn)水廠的初步能力。對取水工程、輸水管道、凈水廠進行設計要求對總體布置的設計思想，從工藝流程、操作聯(lián)系、生產管理以及物料運輸?shù)雀鞣矫婵紤]，而進行合理的組合布置設計。掌握設計說明書、計算書的編寫內容和編制方法，并繪制工程二、國內外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢（含文獻綜述）：建國以來，我國給水事業(yè)無論在科學理論或生產工藝各方面都有了飛躍的發(fā)展與進步，并取得豐碩的成果，這些成果有的已經接近或達到國際先進水平，有力地推動了國民經濟的發(fā)展。但從總體看我國給水工藝與世界先進技術相比還有一定距離。及時了解和總結我國給水工藝與世界先進技術相比還有一定距離。及時了解和總結我國給水工藝水平發(fā)展狀況及與國外先進水平的差距，才能督促和鼓勵給水工作者奮起直追，盡快趕上國際水平。下面就我們所了解到的現(xiàn)階段國內與國外給水工藝存在的差距，作一粗淺的評價，與同行共同研討。近年來，由于工業(yè)的日益發(fā)展，人類生活水平不斷發(fā)展提高，以及活動范圍的逐漸擴大，各國的水體都出現(xiàn)了不同程度的污染。目前已知的有機化合物達400萬種，人工合成有機物達4萬之多?，F(xiàn)已能用現(xiàn)代檢測技術從原水中檢測出來的已達2千2百余種。因此以飲用水中THM為代表的鹵代有機物的生物致突活性也日益為廣大給水技術人員所關注。長期以來，給水工藝仍然是混合、絮凝、沉淀、過濾和消毒幾個階段，宏觀上理論上尚-39-無重大突破，然而在微觀上，凈化工藝確不斷地改進，對給水處理的認識也不斷地更新。理論的繼續(xù)深化，促進了給水工藝水平的提高。傳統(tǒng)工藝、理論主要是建立在以粘土膠體微粒和致病細菌為主要工作對象的基礎上，隨著污染程度的日益加劇和污染源的逐漸增多，污染物品種的多樣化，為給水處理工作者帶來新的課題?，F(xiàn)在給水工程較以往的任何時候都更加注意原水的預處理工作和在傳統(tǒng)工藝后面的深度處理，這是當前發(fā)展最快的方面，也是我國和國外給水工藝水平主要差距所在。一、預處理預處理是設置在傳統(tǒng)處理工藝之前的各種處理措施，包括格柵篩除原水中的漂浮雜物，預氯投加，調整原水的pH值，泥砂在預沉池中預沉以及投加粉末活性炭或生物過濾等各種工藝措施。我國的預處理工藝主要是格柵隔除漂浮物；預氯投加，即在長距離輸水管的起始點小劑量加氯；或在預沉池前投氯，以保證充分的消毒效果。粉末活性炭的投加多為季節(jié)性，當水質嚴重污染時，為了去除臭味和有機物而采用的臨時性措施。由于我國生活水準所限，粉末活性炭投加對制水成本影響較大，故采用不多。如哈爾濱市自來水公司僅在松花江污染嚴重時，季節(jié)性投加。從投加粉末活性炭的效果看還是令人滿意的。我國當前在預處理方面與國外先進國家的主要差距在于原水調質和去除水中污染的有機物。從西方發(fā)達國家情況看，原水的調質已是普通采用的水處理手段。如日本東京朝霞水廠取用利根川河水，年平均pH值為7.1，最高為7.3，最低為6.8，當選用聚合氯化鋁作混凝劑時，其最佳混凝pH值在78之間；為了提高藥效，使用氫氧化鈉做調質劑調整pH值，其投加量在1.73.0毫克升之內波動。當原水堿度不足而影響混凝劑藥效時，必須投加堿來提高堿度，常用的堿劑有消石灰和碳酸鈉，日本水道協(xié)會還制訂了相應的計算公式W=(A2+KR)-A1F，（其中W-堿劑投加量；A1-原水堿度；A2-凈水中剩余堿度；K-投加1毫克升混凝劑藥劑的堿度下降量；R-混凝劑投加量；F-提高1毫克升堿度所需投加堿劑的量）。日本札幌市白川水廠年平均投加消石灰3.8毫克升；大阪市柴烏水廠消石灰最高投加量為47毫克升。類似日本的調質方法和設備，在發(fā)達國家?guī)缀鯇儆诒貍洹Ｔ{質不存在技術問題，關鍵在于對調質必要性的認識。對水中污染的有機物質的控制和去除是給水工程技術面臨的重要課題。有機污染的根本控制在于搞好水體保護，不被有機物污染。那是環(huán)保工作者的任務。作為給水工程的技術人員的任務是將THM的影響降到最低程度，當前國際上采用的工作有兩種，一種是改變消毒方式，在水處理過程中避免使用氯氣。當經過常規(guī)處理使有機物降到安全界線以下后再加入少量氯以控制管網中細菌的復蘇。另一種辦法則是在預處理中將有機物去除，使常規(guī)水處理中草藥mes實驗保持陰性，達到飲用安全目的。預處理去除有機物多采用預曝氣和生物化學方法，即利用水中微生物的新陳代謝去除有機物、嗅味、氨氮。預曝氣處理工藝由于水停留較短，所以去除率稍差，而生物濾池一般負荷較低，占用的面積較大，運行管理復雜，也不普及，現(xiàn)在日本研制生物過濾方面取得突破性進展，并已應用到生產中去。日本大津市膳所水廠90年10月開始建始生物接觸濾池，過濾介質采用數(shù)毫米孔徑的多孔陶瓷質濾料，厚度1.5米。其原理是通過附著在濾料上的微生物膜，過濾原水中的污染物，并進行生物分解、凈化原水，和其它生物化學處理方法相比，由于單位體積生物量增多而提高了凈水效率，2-MIB的去除率達70%以上，氨氮去除率夏季為85%，冬季為60%。該濾池濾速為6.97米小時，共8個池子，單位面積37米2，日處理水量49500米3。具有慢濾池的過濾機理和快濾池的生產效率。由于濾料表面有合適的凹凸面，生物附著性良好，使用空氣和水反沖洗時生物膜也不剝離。該濾池有4個方面的特點。(1)屬生物自然凈化方式，單位體積生物量多，能有效縮短處理水停留時間，設備規(guī)模小，是蜂窩式體積的1/5；(2)運行時不需要曝氣和循環(huán)流，因此消耗電力少，運行成本低；(3)每周沖洗二、三次即可，易于維護管理；(4)因臭味去除率高，可以得到較好的水質。由于該濾池是生產性構筑物，所以在應用上處于國-40-際先進水平。二、常規(guī)處理(1)混合技術：理論上早已闡明混合是絮凝的基礎，要求快速劇烈的混合，以促進混凝藥劑擴散速度和壓縮水中膠體的雙電層，使膠體脫穩(wěn)。但在實際工作中對混合長期未給予應有的重視。80年代中后期加強混合才成為給水界最強調的觀點，因而也陸續(xù)出現(xiàn)了多種混合設備。有水力隔板混合、水泵混合、機械混合、混合池、槽等以及近幾年應用于給水行業(yè)上的靜態(tài)混合器。從混合設備形式上看，我國現(xiàn)有水平不遜于國外先進國家。由于混合設備對水力條件、輸入能量、混合方式要求比較嚴格、設備、構造上的差異往往造成混合效果相差較大，單純從理論計算上進行混合設計，往往和預先設想結果有較大偏差，因而影響混合效果。國外先進國家對混合設備都作嚴格的測試，以期取得最佳混合效果。例如美國混合設備的生產廠家對使用單位所需求的機械混合設備全部按1:1的比例，使用不同顏色的塑料珠進行混合測試，取得最佳使用效果后方進入施工。而我國對混合的測試手段和測試設備不足，直接影響混合器效果。美國這種作法是我國應當學習和效仿的，也是我們與先進國家的差距所在。(2)絮凝反應：我們的反應設備總體上和國外水平差距不大，傳統(tǒng)上的絮凝反應多采隔板反應，是建立在近壁紊流理論基礎上的。隨著給水理論的深入研究和發(fā)展，從能量耗散的角度出發(fā)提出自由紊流的微旋渦理論，我國在此理論之上研制出多種設備反應亦投入生產運行。但我國機械反應多為垂直軸機械反應，國外平流沉淀池多為水平軸機械反應，并采用液力無級變速式電機調頻無級變速。我國在前一段時間對縮短反應時間很感興趣，所設計的反應池停留時間有的短達7分鐘，認為這樣可以減少占地節(jié)約投資。現(xiàn)在隨著實踐和對高效反應的認識加深，又開始傾向延長反應時間，這與國外先進國家的認識趨于一致。(3)沉淀池：平流沉淀池是給水行業(yè)最古老的一種池型，大型水廠應用較多，我國與國外技術水平相差無幾，所不同的是，國外停留的時間較長，一般為24小時，我國停留時間多為12小時。選擇較長的停留時間可以節(jié)約藥劑，提高沉淀后的水質，并有足夠的調節(jié)余地，抗沖擊負荷能力較強。停留時間短可以節(jié)省基建投資，減少占地面積。具體設計停留時間多長為好，這需要根據(jù)國家發(fā)達程度、沉淀后水質指標要求，并進行經濟技術比較后確定，根據(jù)我國水質標準和國情，采用1.52.0小時停留時間為好。斜管沉淀池是繼平流沉淀池之后于60年代末、70年代初發(fā)展起來的一種建立在淺池理論上的沉淀設施，具有占地面積少、沉淀效率高的特點，在我國經過近20年的應用和發(fā)展，使沉淀技術日臻完善，也積累了許多設計和運行經驗，是一種成熟工藝。近年來在斜管管形上出現(xiàn)了多種形式，有山形斜管、近菱形斜管、旋轉30放置的正六邊形斜管，規(guī)格上有2570等多種規(guī)格的斜管，材質有聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、乙丙共聚等多種材料。并且在加工制作上有多項改進。從工藝角度看我們并不落后。主要差距表現(xiàn)在設計參數(shù)選用偏高和監(jiān)測控制能力較差。斜管上升流速我國多選用2.5毫米秒3.0毫米秒，國外多選用2.0毫米秒以下。另外，由于水在斜管沉淀池內停留時間較短，