E市給水廠設(shè)計開題報告.doc

-37-畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告題目：E市給水廠設(shè)計學(xué)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(xué)號：姓名：指導(dǎo)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(zhì)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(zhì)符合生活飲用水水源水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)二級標(biāo)準(zhǔn)。該市有東風(fēng)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(zhì)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(biāo)準(zhǔn)200L/人d，日工業(yè)產(chǎn)值80萬元，萬元產(chǎn)值耗水量140m3/萬元，日變化系數(shù)1.20，未預(yù)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(chǎn)值120萬元，萬元產(chǎn)值耗水量100m3/萬元，綜合生活用水量標(biāo)準(zhǔn)200L/人d，日變化系數(shù)1.10，未預(yù)見漏失量20Q最高日計。（三）供水水質(zhì)及水壓水廠出廠水質(zhì)統(tǒng)一按現(xiàn)行國家生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)考慮。水廠出廠水壓為0.38MPa，以滿足接管點處服務(wù)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(zāi)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(nèi)氣候濕潤溫和，四季分明。二選題的意義：通過畢業(yè)設(shè)計，熟悉并掌握給水工程的設(shè)計內(nèi)容、設(shè)計原理、方法和步驟，學(xué)會根據(jù)設(shè)計原始資料正確地選定設(shè)計方案，正確計算,具備設(shè)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(shè)計要求對總體布置的設(shè)計思想，從工藝流程、操作聯(lián)系、生產(chǎn)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(shè)計。掌握設(shè)計說明書、計算書的編寫內(nèi)容和編制方法，并繪制工程二、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢（含文獻(xiàn)綜述）：建國以來，我國給水事業(yè)無論在科學(xué)理論或生產(chǎn)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(jīng)接近或達(dá)到國際先進水平，有力地推動了國民經(jīng)濟的發(fā)展。但從總體看我國給水工藝與世界先進技術(shù)相比還有一定距離。及時了解和總結(jié)我國給水工藝與世界先進技術(shù)相比還有一定距離。及時了解和總結(jié)我國給水工藝水平發(fā)展?fàn)顩r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(nèi)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(dá)400萬種，人工合成有機物達(dá)4萬之多。現(xiàn)已能用現(xiàn)代檢測技術(shù)從原水中檢測出來的已達(dá)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(shù)人員所關(guān)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(rèn)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(xì)菌為主要工作對象的基礎(chǔ)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(yù)處理工作和在傳統(tǒng)工藝后面的深度處理，這是當(dāng)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(yù)處理預(yù)處理是設(shè)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(yù)氯投加，調(diào)整原水的pH值，泥砂在預(yù)沉池中預(yù)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(yù)處理工藝主要是格柵隔除漂浮物；預(yù)氯投加，即在長距離輸水管的起始點小劑量加氯；或在預(yù)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(dāng)水質(zhì)嚴(yán)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(zhǔn)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(yán)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(dāng)前在預(yù)處理方面與國外先進國家的主要差距在于原水調(diào)質(zhì)和去除水中污染的有機物。從西方發(fā)達(dá)國家情況看，原水的調(diào)質(zhì)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(dāng)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(diào)質(zhì)劑調(diào)整pH值，其投加量在1.73.0毫克升之內(nèi)波動。當(dāng)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(yīng)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(diào)質(zhì)方法和設(shè)備，在發(fā)達(dá)國家?guī)缀鯇儆诒貍?。原水調(diào)質(zhì)不存在技術(shù)問題，關(guān)鍵在于對調(diào)質(zhì)必要性的認(rèn)識。對水中污染的有機物質(zhì)的控制和去除是給水工程技術(shù)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(wù)。作為給水工程的技術(shù)人員的任務(wù)是將THM的影響降到最低程度，當(dāng)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(dāng)經(jīng)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(wǎng)中細(xì)菌的復(fù)蘇。另一種辦法則是在預(yù)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(dá)到飲用安全目的。預(yù)處理去除有機物多采用預(yù)曝氣和生物化學(xué)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(yù)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(fù)荷較低，占用的面積較大，運行管理復(fù)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(yīng)用到生產(chǎn)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(zhì)采用數(shù)毫米孔徑的多孔陶瓷質(zhì)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(xué)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(dá)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(chǎn)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(shè)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(zhì)。由于該濾池是生產(chǎn)性構(gòu)筑物，所以在應(yīng)用上處于國-40-際先進水平。二、常規(guī)處理(1)混合技術(shù)：理論上早已闡明混合是絮凝的基礎(chǔ)，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(yīng)有的重視。80年代中后期加強混合才成為給水界最強調(diào)的觀點，因而也陸續(xù)出現(xiàn)了多種混合設(shè)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(yīng)用于給水行業(yè)上的靜態(tài)混合器。從混合設(shè)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(shè)備對水力條件、輸入能量、混合方式要求比較嚴(yán)格、設(shè)備、構(gòu)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(shè)計，往往和預(yù)先設(shè)想結(jié)果有較大偏差，因而影響混合效果。國外先進國家對混合設(shè)備都作嚴(yán)格的測試，以期取得最佳混合效果。例如美國混合設(shè)備的生產(chǎn)廠家對使用單位所需求的機械混合設(shè)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(shè)備不足，直接影響混合器效果。美國這種作法是我國應(yīng)當(dāng)學(xué)習(xí)和效仿的，也是我們與先進國家的差距所在。(2)絮凝反應(yīng)：我們的反應(yīng)設(shè)備總體上和國外水平差距不大，傳統(tǒng)上的絮凝反應(yīng)多采隔板反應(yīng)，是建立在近壁紊流理論基礎(chǔ)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(shè)備反應(yīng)亦投入生產(chǎn)運行。但我國機械反應(yīng)多為垂直軸機械反應(yīng)，國外平流沉淀池多為水平軸機械反應(yīng)，并采用液力無級變速式電機調(diào)頻無級變速。我國在前一段時間對縮短反應(yīng)時間很感興趣，所設(shè)計的反應(yīng)池停留時間有的短達(dá)7分鐘，認(rèn)為這樣可以減少占地節(jié)約投資?，F(xiàn)在隨著實踐和對高效反應(yīng)的認(rèn)識加深，又開始傾向延長反應(yīng)時間，這與國外先進國家的認(rèn)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(yīng)用較多，我國與國外技術(shù)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(zhì)，并有足夠的調(diào)節(jié)余地，抗沖擊負(fù)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(shè)計停留時間多長為好，這需要根據(jù)國家發(fā)達(dá)程度、沉淀后水質(zhì)指標(biāo)要求，并進行經(jīng)濟技術(shù)比較后確定，根據(jù)我國水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)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(shè)施，具有占地面積少、沉淀效率高的特點，在我國經(jīng)過近20年的應(yīng)用和發(fā)展，使沉淀技術(shù)日臻完善，也積累了許多設(shè)計和運行經(jīng)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(zhuǎn)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(zhì)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(shè)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(nèi)停留時間較短，