給水處理工程課程設計

1、1 設計資料及任務11.1設計原始資料11.1.1水廠設計產(chǎn)水量11.1.2水文及水文地質(zhì)資料11.1.3原水水質(zhì)如下11.1.4廠區(qū)地形11.1.5自然狀況12 設計說明書12.1方案選擇及確定12.2設計任務及主要內(nèi)容22.3繪圖內(nèi)容及要求23 總體設計23.1工藝流程的確定23.2處理構(gòu)筑物及設備型式選擇33.2.1藥劑溶解池33.2.2混合設備33.2.3絮凝池33.2.4沉淀池33.2.5濾池43.2.6消毒方法44混凝沉淀44.1 混凝劑投配設備的設計45 各構(gòu)筑物的選擇及設計計算55.1 混凝設備55555.2 混合設備的設計7777885.3 絮凝池8899910115.4 沉

2、淀池111112121212146過濾池14141414141415151616177消毒1818198其他設計202022229水廠總體布置222223結(jié)語24參考文獻241設計資料及任務水廠設計產(chǎn)水量,考慮到水廠自用水和水量的損失，要乘以安全系數(shù)K=1.06。所以總處理水量Qm3/d。取為6.2萬m3/d=2584m3/h.1.1.2水文及水文地質(zhì)資料1）河流最高洪水位：32.50m ，3/s。2）河流常水位：30.50m ，3/s。3）枯水位：28.70m ，3/s。4）設計地面標高：m。表1名稱單位檢測結(jié)果渾濁度NTU1060色度度30總硬度mg/L(以CaCO3計)450（mg/L）

3、左右PH值7.2水溫020溶解性固體mg/L800細菌總數(shù)個/mL40000大腸菌群個/L290按平坦地形設計，水源口位于水廠西北方向80m，水廠位于城市北面1km。（1） 城市土壤種類為砂質(zhì)黏土；（2） 地下水位6.00m，冰凍線深度m，年降水量980mm；（3） ；（4） 主導風向：夏季西南，冬季西北。2設計說明書1)水處理構(gòu)筑物的確定根據(jù)水源地水質(zhì)情況，確定混凝劑種類及混凝投加方式，確定其他處理構(gòu)筑物。2)計算按照已確定的方案計算各處理構(gòu)筑物的尺寸。3)平面布置平面布置力求配置得當，布置緊湊，流程簡捷，并適當留有余地，同時建筑物布置應注意朝向和風向。包括設計計算說明書和設計圖紙兩部分。1

4、）設計計算說明書水源的選擇；廠址的選擇；給水處理方案的選擇；構(gòu)筑物的選型、定位、豎向布置；一個主要水處理構(gòu)筑物計算說明。2）設計圖紙水廠平面布置圖；工藝流程圖、凈水構(gòu)筑物高程布置圖；一個主要水處理構(gòu)筑物的施工圖（平面、剖面圖）。2.3繪圖內(nèi)容及要求繪制的圖紙數(shù)量不少于3張,主要是下列圖紙（具體由老師指定）：建筑總平面圖1：5001000: 應繪出各處理構(gòu)筑物及附屬構(gòu)筑物的位置。工藝流程圖: 應繪出各構(gòu)筑物高程，水及污泥走向。凈水構(gòu)筑物高程布置圖；構(gòu)筑物的施工圖（平面、剖面圖）；應繪出至少一個主要構(gòu)筑物的平面、剖面圖。設計總說明及圖例等。3 總體設計根據(jù)地面水環(huán)境質(zhì)量標準（GB383802），原

5、水水質(zhì)符合地面水類水質(zhì)標準，除濁度、菌落總數(shù)、大腸菌數(shù)偏高外，其余參數(shù)均符合生活飲用水衛(wèi)生標準（GB57492006）的規(guī)定。給水處理工藝流程的選擇與原水水質(zhì)和處理后的水質(zhì)要求有關。地表水為水源時，生活飲用水通常采用混合、絮凝、沉淀、過濾、消毒的處理工藝。如果是微污染原水，則需要進行特殊處理。原水混凝沉淀過濾活性炭（顆粒）吸附消毒框圖表示為：圖1 水處理工藝流程圖示設計藥劑溶解池時，為便于投置藥劑，溶解池的設計高度一般以在地平面以下或半地下為宜，池頂宜高出地面0.20m左右，以減輕勞動強度，改善操作條件。溶解池的底坡不小于0.02，池底應有直徑不小于100mm的排渣管，池壁需設超高，防止攪拌溶

6、液時溢出。由于藥液一般都具有腐蝕性，所以盛放藥液的池子和管道及配件都應采取防腐措施。溶解池一般采用鋼筋混凝土池體，若其容量較小，可用耐酸陶土缸作溶解池。投藥設備采用計量泵投加的方式。采用計量泵，不必另備計量設備，泵上有計量標志，可通過改變計量泵行程或變頻調(diào)速改變藥液投量，最適合用于混凝劑自動控制系統(tǒng)。使用管式混合器對藥劑與水進行混合。在混合方式上，由于混合池占地大，基建投資高；水泵混合設備復雜，管理麻煩，機械攪拌混合耗能大，管理復雜，相比之下，管式混合具有占地極小、投資省、設備簡單、混合效果好和管理方便等優(yōu)點而具有較大的優(yōu)越性。反應池作用在于使凝聚微粒通過絮凝形成具有良好沉淀性能的大的絮凝體。

7、目前國內(nèi)使用較多的是各種形式的水力絮凝及其各種組合形式，主要有隔板絮凝、柵條絮凝和折板絮凝。這幾種形式的絮凝池在大、中型水廠中均有使用，都具有絮凝效果好、水頭損失小、絮凝時間短、投資小、便于管理等優(yōu)點，并且都能達到良好的絮凝條件，從工程造價來說，柵條造價為折板的1/2，而隔板絮凝池占地較大，因此采用柵條絮凝。原水經(jīng)投藥、混合與絮凝后，水中懸浮雜質(zhì)已形成粗大的絮凝體，要在沉淀池中分離出來以完成澄清的作用。設計采用斜管沉淀池，沉淀效率高、占地少。相比之下，平流式沉淀池雖然具有適應性強、處理效果穩(wěn)定和排泥效果好等特點，但是，平流式占地面積大。而且斜管沉淀池因采用斜管組件，使沉淀效率大大提高，處理效果

8、比平流沉淀池要好。采用擁有成熟運轉(zhuǎn)經(jīng)驗的普通快濾池。它的優(yōu)點是采用砂濾料，材料易得，價格便宜；采用大阻力配水系統(tǒng)，單池面積可較大；降速過濾，效果好。虹吸濾池池深比普快濾池大，沖洗強度受其余幾格濾池的過濾水量影響，沖洗效果不如普通快濾池穩(wěn)定。故而以普快濾池作為過濾處理構(gòu)筑物。水的消毒處理是生活飲用水處理工藝中的最后一道工序，其目的在于殺滅水中的有害病原微生物（病原菌、病毒等），防止水致傳染病的危害。采用被廣泛應用的氯及氯化物消毒，氯消毒的加氯過程操作簡單，價格較低，且在管網(wǎng)中有持續(xù)消毒殺菌作用。雖然二氧化氯，消毒能力較氯強而且能在管網(wǎng)中保持很長時間，但是由于二氧化氯價格昂貴，且其主要原料亞氯酸鈉

9、易爆炸，國內(nèi)目前在凈水處理方面應用尚不多。4混凝沉淀4.1 混凝劑投配設備的設計水質(zhì)的混凝處理，是向水中加入混凝劑（或絮凝劑），通過混凝劑水解產(chǎn)物壓縮膠體顆粒的擴散層，達到膠粒脫穩(wěn)而相互聚結(jié)；或者通過混凝劑的水解和縮聚反應而形成的高聚物的強烈吸附架橋作用，使膠粒被吸附粘結(jié)?；炷齽┑耐都臃譃楦赏斗ê蜐裢斗▋煞N，干投法指混凝劑為粉末固體直接投加，濕投法是將混凝劑配制成一定濃度溶液投加。我國多采用后者，采用濕投法時，混凝處理工藝流程如圖2所示。圖2 濕投法混凝處理工藝流程根據(jù)原水渾濁度最高值800 mg/L以及混凝劑投加量參考值（如圖）確定設計投加量為30.0 mg/L表2 混凝劑投加量參考值原水濁

10、度151.2m2 ,符合要求5保護高 =1.0m；斜管高度 =0.87m；配水區(qū)高度 =1.5m；清水區(qū)高度 =1.2m； 池底穿孔排泥槽高h5=0.75m.則池體總高為5管內(nèi)流速斜管水力半徑雷諾數(shù)管內(nèi)沉淀時間t5配水槽寬b=1m51) 集水槽個數(shù)n=92) 集水槽中心距a=L/n=16/9=m3) 槽中流量q063/s4) 槽中水深H25m88125m為方便施工，槽中水深統(tǒng)一按H22m計。5) 槽的高度H3集水方法采用淹沒式自由跌落。淹沒深度取5cm，跌落高度取5cm，槽的超高取0.15m，則集水槽總高度為 H3= H27m6) 孔眼計算圖7 支管上配水孔口的位置由 得 式中 集水槽流量，；

11、孔口淹沒水深，取0.05m；所以孔眼直徑采用d=30mm，則單孔面積65/0.0007=(個),取100個。 n=n/2=50(個)0 S0=B/50=10/50=m5采用穿孔排泥管，沿池寬（B=10m）橫向鋪設共6條V形槽，槽寬1.5m，槽壁傾角為450，槽壁斜高1.5m，排泥管上裝快開閘門。6過濾池6.1濾池的布置 采用雙排布置，按單層濾料設計，采用石英砂作為濾料。6.2濾池的設計計算62m3/s 濾速v=10m/h6沖洗強度q按經(jīng)驗公式計算式中 濾料平均粒徑； e濾層最大膨脹率，取e=50%；水的運動黏滯度，。砂濾料的有效直徑與所以，6及高度濾池總面積濾池個數(shù)采用N=6個，成雙排對稱布置

12、單池面積f=F/N=2/644m2每池平面尺寸采用LB=8m6m濾池高度HH=H1+H2+H3+H4其中：濾池高度承托層高度濾料層高度濾料層上水深超高圖8 單格濾池的配水系統(tǒng)布置圖6q沖=f*q=44*12=528L/s6圖8 洗砂排水槽斷面計算圖(1)斷面尺寸排水槽個數(shù)n1=L/a=8/2.0=4（個）槽長l=B=6m排水槽采用標準半圓形槽底斷面形式。(2) 每條洗砂排水槽的排水量 (3)洗砂排水槽斷面模數(shù)2)設置高度濾料層厚度采用Hn排水槽底厚度采用槽頂位于濾層面以上的高度為：6(1)渠始端水深Hq Hq=0.81(fq/1000b)2/3 =0.81*(44*12/1000*0.75)2

13、/34(2)集水渠底低于排水槽底的高度Hm Hm=Hq46采用大阻力配水系統(tǒng)，其配水干管采用方形斷面暗渠結(jié)構(gòu)。(1)配水干渠干渠始端流速采用干渠始端流量Q干=q沖28m/s干渠斷面積A=Q干/干2852(2)配水支管支管總數(shù)n2=2*L/s=28/0.25=64（根）支管流量Q支=Q干/n228/s支管直徑采用，流速支管長度核算(3)支管孔眼孔眼總面積與濾池面積f的比值a，采用，則=f=0.0024*44056孔徑采用單孔面積=d0/4=113*10-6m孔眼總數(shù)n3=/056/113*10-6 =934(個)每一支管孔眼數(shù)（分兩排交錯排列）為：n4=n3/n2=934/6415(個)孔眼中心

14、距s0=2*/n4孔眼平均流速=q/(10)=12/(10*0.24)=5m/s6沖洗水箱與濾池合建，置于濾池操作室屋頂上。(1)容量V沖洗歷時采用=6min =1.5*12*44*6*60/1000=285m水箱內(nèi)水深，采用圓形水箱直徑D箱=（4V/h箱）=(4*285/*3.5) =10.18m(2)設置高度水箱底至沖洗排水箱的高差H，由以下幾部分組成。28m3/s管徑采用D沖=400mm，管長查水力計算表得：， 沖洗管道上的主要配件及其局部阻力系數(shù)合計8按經(jīng)驗公式計算,承托層厚度采用H0式中 濾料的密度，石英砂為；水的密度，；濾料層膨脹前的孔隙率（石英砂為0.41）；濾料層厚度，m。所以

15、 則H=h1+h2+h3+h4+h57消毒7.1加藥量的確定 表4 各消毒劑性能 名性 稱能液氯、漂白粉二氧化氯臭氧消毒殺菌優(yōu)良（HOCl）優(yōu)良 優(yōu)良滅病毒優(yōu)良（HOCl）優(yōu)良優(yōu)良滅活微生物效果第三位第二位第一位PH值影響消毒效果隨PH值增大而減小，PH=7時，消毒效果最好PH影響較小，PH7時較有效Ph值影響小，PH值小時，剩余臭氧殘留較久在管網(wǎng)中的剩余消毒作用有比液氯有更長的剩余消毒時間無，需補加氯國內(nèi)應用情況廣泛在城市水廠中極少應用較少接觸時間30min數(shù)秒至10min適用條件極大多數(shù)水廠用氯消毒，漂白粉只適用于小水廠原水中有機物如酚污染嚴重時，須在現(xiàn)場制備，直接應用制水成本高，適用于有

16、機污染嚴重的情況。因無持續(xù)消毒作用，在進入管網(wǎng)的水中還需加少量氯消毒水廠設計6.2萬m3/d=2584m3/h最大投氯量為a=3mg/L加氯量為：式中每天的投加量(g/d)； Q 設計水量(m3/d)； b 加氯量(g/m3333。儲氯量（按一個月考慮）為：G=30*24*Q=30*24*=1858Kg/月,可取2000kg7.2加氯間的布置設水廠所在地主導風向為夏季西南，冬季西北，水源口位于水廠西北方向80m，水廠位于城市北面1km,加氯間靠近濾池和清水池。在加氯間、氯庫低處各設排風扇一個，換氣量每小時812次，并安裝漏氣探測器，其位置在室內(nèi)地面以上20cm。設置漏氣報警儀，當檢測的漏氣量達

17、到23mg/kg時即報警，切換有關閥門，切斷氯源，同時排風扇動作。為搬運氯瓶方便，氯庫內(nèi)設單軌電動葫蘆一個，軌道在氯瓶正上方，軌道通到氯庫大門以外。加氯間外布置防毒面具、搶救材料和工具箱，照明和通風設備在室外設開關。在加氯間引入一根DN50的給水管，水壓大于20mH2O，供加氯機投藥用；在氯庫引入DN32給水管，通向氯瓶上空，供噴淋用。圖9 加氯間與氯庫平面布置圖10 加氯間與氯庫平面布置圖8其他設計8.1清水池的設計(1)設置兩座清水池以適應水廠6.2萬m3/d 的產(chǎn)水量，單座清水池容積V=Q*15%=6.2*15%=9300m3,取設計值為1萬m3(2)清水池的容積 清水池的有效容積，包括

18、調(diào)節(jié)、消防儲水量和水廠自用水量，清水池的總有效容積式中 k-經(jīng)驗系數(shù)，10%20%，取10%； V-清水池總有效容積（） Q-設計流量（），Q=62000。清水池共建2座，則每座容積為（2）清水池尺寸設計 清水池單池面積式中 A-每座清水池的面積（）； h-有效水深（m），取4.0m。取清水池寬B=15m，則清水池長L為，取52m則清水池實際容積為52154=3120清水池超高取0.5m，則總高為（3）管道系統(tǒng)1）清水池進水管。每池設1根進水管，則Q=31000=359。則=0.79m，取DN=800mm。清水池出水管道。由于用戶的用水量時時變化，清水池的出水管應按出水最大流量計算式中 -最大

19、流量（）； K-時變化系數(shù)，一般采用1.32.5； Q-設計水量（）。設計中取時變化系數(shù)K=1.5，則，設計中取，則。溢流管。溢流管直徑與進水管相同，采用DN800的管徑，在溢流管管端設喇叭口，管道上不設閥門。出口設置網(wǎng)罩，防止蟲類進入池內(nèi)。，則管徑為式中 -放空管管徑（m）-放空管管內(nèi)流速（） t-放空時間（h），取t=2h。設計中取排水管管徑為DN700。清水池布置。0.1m的過水方孔，使清水池清洗時排水方便。b.檢修孔。在清水池頂部設圓形檢修孔2個，直徑為1200mm。c.通氣管。為了使清水池內(nèi)空氣流通，保證水質(zhì)新鮮，在清水池頂部設通氣孔，通氣孔每池共設12個，每格設4個，通氣管的管徑為

20、200mm，通氣管伸出地面的高度高低錯落，便于空氣流通。d.覆土厚度。清水池頂部應有0.51.0m的覆土厚度，并加以綠化美化環(huán)境。此處取覆土厚度為1.0m。圖11 清水池剖面圖8.2吸水井的設計吸水井深為3.6m，寬為2m，長度12m。8.3二泵房的設計二泵房中泵型號的選擇：3用1備,查給排水設計手冊-常用設備選泵型。水泵的參數(shù)如下：表5型號流量（）揚程轉(zhuǎn)數(shù)功率（KW)配電動機功率(KW)效率（）允許吸上真空度（m）972501450n/min164220811260448714403718979泵房的尺寸：40m10m，長度為控制間4m，泵軸之間的間距為4.0m，靠近控制間的泵與靠近吊裝間的

21、泵距離墻的距離也為4.0m，另外設4.0m做為吊裝機械用，共計40m。寬度為吸水管4.5m，泵基礎的長度為2.5m，壓水管3m，共計10m。9水廠總體布置9.1水廠的平面布置水廠的平面布置應考慮以下幾點要求：布置緊湊，以減少水廠占地面積和連接管渠的長度，并便于操作管理。但各構(gòu)筑物之間應留處必要的施工和檢修間距和管道地位；充分利用地形，力求挖填土方平衡以減少填、挖土方量和施工費用；各構(gòu)筑物之間連接管應簡單、短捷，盡量避免立體交叉，并考慮施工、檢修方便。此外，有時也需要設置必要的超越管道，以便某一構(gòu)筑物停產(chǎn)檢修時，為保證必須供應的水量采取應急措施；建筑物布置應注意朝向和風向；有條件時最好把生產(chǎn)區(qū)和

22、生活區(qū)分開，盡量避免非生產(chǎn)人員在生產(chǎn)區(qū)通行和逗留，以確保生產(chǎn)安全；對分期建造的工程，既要考慮近期的完整性，又要考慮遠期工程建成后整體布局的合理性。還應該考慮分期施工方便。9.2水廠的高程布置在處理工藝流程中，各構(gòu)筑物之間水流應為重力流。兩構(gòu)筑物之間水面差即為流程中的水頭損失，包括構(gòu)筑物本身，連接管道，計量設備等水頭損失在內(nèi)。水頭損失應通過計算確定，并留有空地。表6凈水構(gòu)筑物水位標高名 稱水 頭 損 失 （m）水位標高（m）連接管段構(gòu)筑物沿程及局部構(gòu)筑物管式混合器絮凝池4絮凝池至沉淀池沉淀池沉淀池至普通快濾池普通快濾池普通快濾池到清水池清水池36.50結(jié)語經(jīng)過一周時間 我們組完成了某自來水廠的課程設計的任務和內(nèi)容，無論是從設計計算，還是水廠構(gòu)筑物的平面和高程布置，我都認證的查閱資料，了解其優(yōu)缺點，這次課程設計鍛煉了實際演算、操作能力。在具體