给水厂课程设计

给水厂课程设计计算说明书学院：能源与环境学院专业：给水排水工程班级：102班学号：201001154211学生姓名：焦利刚指导老师：龚为进设计时间：2013.1.2～2013.1.9目录第一章设计任务及要求.................................................................31.1设计任务及工作要求...........................................................31.2设计原始资料........................................................................3第二章总体设计...............................................................................52.1资料分析与整理.................................42.2设计原则...............................................................................62.3厂址选择.................................................................................62.4水厂工艺流程选择................................................................62.5水处理工艺的选择................................................................7第三章净水构筑物的计算...........................................................133.1设计水量..............................................................................133.2设计配水井..........................................................................133.3药剂投配设备设计.............................................................133.4混合设施的设计..................................................................143.5反应/絮凝设施的设计.........................................................153.6平流沉淀池..........................................................................263.7普快滤池的设计.................................................................273.8清水池的计算......................................................................303.9加氯间的设计计算................................................................32第四章.水厂的平面布置...............................................................33第五章各构筑物的附属装置及其工艺构造.................................33第六章．高程布置...........................................................................33参考文献...........................................................................................34第一章设计任务及要求1.1设计任务及工作要求1.1.1设计题目城市给水处理厂方案设计1.1.2本次课程设计（论文）应达到的目的1加深对《水质工程学Ⅰ》课程内容的理解与掌握；2.培养学生综合运用和深化所学理论知识，培养学生的工程观念；提高独立分析问题和解决工程实际问题的能力；3.通过本课程设计使学生初步具有阅读中外文献的能力，技术经济比较和方案分析选择能力，理论分析与设计运算能力；应用计算机的能力和工程制图及编写说明书的能力。使学生受到专业工程师应具备的基本技能的初步训练，为今后的进一步学习和系统训练打下基础。1.1.3设计任务完成给水处理厂方案设计，即在给出设计任务的基础上，完成所给资料的分析、整理，进行水厂选址，工艺流程选择，方案比较，构筑物的选型，水厂的平面和高程布置以及处理构筑物的初步设计等工作。主要任务：完成城市给水处理厂方案设计。设计规模为（10+M）×104m3/d（M为学生学号的个位数字）。原水水质资料、地形地址、气象条件等参数见附《城市给水处理厂课程设计基础资料》设计要求：完成水源水质评价，设计包括工艺确定、主体处理构筑物初步设计计算、厂区平面、系统高程和主要管网布置等。设计成果：设计说明及计算书1份（总篇幅1万字以上），包括：目录、原始资料、系统选择、处理工艺设计计算、平面及高程等内容。完成给水处理厂平面图（1：500）和处理系统高程图（1：100）1张（1#）。1.2设计原始资料1.2.1设计水量满足最高日供水量11×104m3/d。1.2.2原水水质原水水质的主要参数见表。原水水质资料序号项目单位数值序号项目单位数值1浑浊度度54.213锰mg/L0.072细菌总数个/mL28014铜mg/L0.013总大肠菌群个/L920015锌mg/L0.054色度2016BOD5mg/L1.965嗅和味-17阴离子合成剂mg/L-6肉眼可见物微粒18溶解性总固体mg/L1077pH7.3719氨氮mg/L3.148总硬度(CaCO3)mg/L4220亚硝酸盐氮mg/L0.0559总碱度mg/L47.521硝酸盐氮mg/L1.1510氯化物mg/L15.222耗氧量mg/L2.4911硫酸盐mg/L13.323溶解氧mg/L6.9712总铁mg/L0.171.2.3工程地质资料根据岩土工程勘察报告，水厂厂区现场地表层分布较厚的素填土层，并夹杂大量的块石，平均厚度为5米左右，最大层厚达9.4米，该土层结构松散，工程地质性质差，未经处理不能作为构筑物的持力层，为提高地基承载力及减少构筑物的沉降变形，本工程采用振动沉管碎石桩对填土层进行加固处理.桩体填充物为碎石，碎石粒径为2~5CM，桩径为400毫米，桩孔距为1M，按梅花形布置。1.2.4气象水文资料项目所在地，属暖温带、半湿润大陆季风气候，四季分明。春季干旱风沙多，夏季炎热雨集中，秋季凉爽温差大，冬季寒冷雨雪少。盛行风向：夏季南风，冬季东北风。年平均气温14.0℃，最热月平均气温(7月份)27.1℃，最冷月平均气温(1月份)-0.5℃，平均日照时数2267.6小时，无霜期(年平均)214天，年平均降雨量627.5mm，年最大降雨量948.4mm，年最小降雨量248.2mm，年主导风向为NNE风和SSW风。最大风速28m/秒，年平均风速3.0m/秒，最大冻土深度2l0mm。1.2.5处理要求出厂水水质指标满足《生活饮用水卫生标准》（GB5749—2006）的相关要求。第二章总体设计2.1资料分析与整理结合《地表水环境质量标准》（GB3838-2002），进行原水的水质特性分析。给水水质的主要参数见表。地表水环境质量标准序号项目单位数值序号项目单位数值1浑浊度NTU度≤313锰mg/L0.12细菌总数个/mL10014铜mg/L1.03总大肠菌群个/L≤315锌mg/L1.04色度≤1516BOD5mg/L≤35嗅和味-17阴离子合成剂mg/L≤0.26肉眼可见物无18溶解性总固体mg/L10007pH6.5-8.519氨氮mg/L≤0.158总硬度(CaCO3)mg/L45020亚硝酸盐氮mg/L0.0559总碱度mg/L47.521硝酸盐氮mg/L2010氯化物mg/L25022耗氧量mg/L311硫酸盐mg/L13.323溶解氧mg/L6.9712总铁mg/L0.32.2设计原则(1)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，并按原水水质最不利情况进行校核。水厂自用水量取决于所采用的处理方法、构筑物类型及原水水质等因素，城镇水厂自用水量一般采用供水量的5%—10%，必要时可通过计算确定。(2)水厂应按近期设计，并考虑远期发展。根据使用要求及技术经济合理性等因素，对近期工程亦可做分期建设的可能安排。对于扩建、改建工程，应从实际出发，充分发挥原有设施的效能，并应考虑与原有构筑物的合理配合。(3)水厂设计中应考虑各构筑物或设备进行检修、清洗及部分停止工作时，仍能满足用水要求、主要设备应有备用量；处理构筑物一般不设备用量，但可通过适当的技术措施，在设计允许范围内提高运行负荷。(4)水厂自动化程度，应本着提供水水质和供水可靠性，降低能耗、药耗，提高科学管理水平和增加经济效益的原则，根据实际生产要求，技术经济合理性和设备供应情况，妥善确定。(5)设计中必须遵守设计规范的规定。如果采用现行规范中尚未列入的新技术、新工艺、新设备和新材料，则必须通过科学论证，确证行之有效，方可付诸工程实际。但对与确实行之有效、经济效益高、技术先进的新工艺、新设备和新材料，应积极采用，不必受现行设计规范的约束。2.3厂址选择水厂选址的原则：1.厂址应选择在工程地质条件较好的地方；2.水厂尽可能选择在不受洪水威胁的地方，否则应考虑防洪措施；3.水厂应少占农田或不占农田，并留有适当的发展余地；4.水厂应设置在交通方便、靠近电源的地方，以利于施工管理，降低输电线路的造价；5.当取水地点距离用水区较近时，水厂一般设置在取水构筑物附近，通常与取水构筑物在一起。2.4水厂工艺流程选择给水处理方法和工艺流程的选择，应根据原水水质、环境、经济及设计生产能力等因素，通过调查研究、必要的实验并参考相似条件下处理构筑物的运行经验，设计出几种可行方案，经技术经济比较后确定。结合给水水质的特点，水处理工艺流程见下表。各净水工艺流程的特点2.5水处理工艺的选择2.5.1混凝剂1)混凝剂的选择与投加混凝剂的选择应遵循以下一般原则：混凝效果好；无毒害作用；货源充足；成本低；新型药剂的卫生许可；借鉴已有经验。(1)精制硫酸铝Al3(SO4)2·18H2O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20—40℃。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。(2)粗制硫酸铝Al3(SO4)2·18H2O净水工艺流程适用条件Ⅰ原水→简单处理（如用筛网过滤）水质要求不高，如某些工业冷却用水，只要求去除粗大杂质。Ⅱ原水→混凝沉淀或澄清→过滤→消毒一般进水浊度不大于2000~3000NTU，短时间内可达5000~10000NTUⅢ原水→接触过滤→消毒进水浊度一般不大于25NTU，水质较稳定且无藻内繁殖Ⅳ原水→混凝沉淀→过滤→消毒（洪水期）原水→自然预沉→接触过滤→消毒（平时）山溪河流。水质经常清晰，洪水时含泥沙量较高Ⅴ原水→混凝→气浮→过滤→消毒经常浊度较低，短时间不超过100NTUⅥ原水→（调蓄预沉或自然