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广东工业大学课程设计任务书题目名称13.5万吨/日净水厂设计学生学院土木与交通工程学院专业班级给水排水工程2014级1班姓名温涛学号3114003875一、课程设计的内容根据所给定的原始资料，设计某城镇生活给水水厂，该设计属初步设计。设计的内容有：1.净水厂的处理工艺流程的选择。2.净水构筑物及设备型式的选择。3.净水构筑物的工艺计算。4.净水厂的总平面布置和高程布置。5.编写设计说明书和计算书。6.绘制净水厂的总平面布置图和高程布置图。7.绘制构筑物工艺图。二、课程设计的要求与数据要认真阅读课程设计任务书，并复习教材有关部分章节并熟悉所用规范、手册、标准图等文献资料。要求设计选用参数合理，计算正确；说明书要有净水厂处理工艺流程及净水构筑物型式选择的理由，净水厂的总平面布置图和高程布置图要有详尽的阐述。叙述简明扼要，文理通顺；设计计算书、说明书包括必要的计算公式、草图和图表。图纸内容完整，布局合理，制图要规范。保证在规定时间内，质量较好地完成任务书中所规定的设计任务。三、课程设计应完成的工作应完成上述课程设计的内容，达到初步设计的程度。提交设计成果，包括设计计算书、说明书及设计图纸。设计图纸有：（1）净水厂平面布置图（1张）；(2)净水厂处理流程高程布置图（1张）；（3）绘制构筑物工艺图（1张）。四、课程设计进程安排序号设计各阶段内容地点起止日期1布置课程设计任务，熟悉任务书内容，收集资料图书馆、网络2净水厂的处理工艺流程的选择，净水构筑物及设备型式的选择大学城教学楼3净水构筑物的工艺计算大学城教学楼4净水厂的总平面布置和高程布置大学城教学楼5编写设计说明书和计算书大学城教学楼6绘制净水厂的总平面布置图和高程布置图大学城教学楼7绘制构筑物工艺图大学城教学楼五、应收集的资料及主要参考文献任务书给出的原始资料、手册、标准、规范及有关的专著。主要参考资料：1.严煦世编，《给水排水工程快速设计手册.给水工程》，中国建筑工业出版社；2.《给水排水设计手册.城镇给水》（第3册）；3.《给水排水工程师常用规范选》（上册）；4.《室外给水设计规范》；5.《给水排水简明设计手册》；6.严煦世编，《给水工程》，中国建筑工业出版社；7.《给水排水标准图集。发出任务书日期：2018年1月8日指导教师签名：计划完成日期：2018年1月19日基层教学单位责任人签章：主管院长签章：附录：一、设计资料1.水厂近期净产水量为13.5万m3/d。2.水源为河水，原水水质如下所示：编号项目单位分析结果备注1水温℃最高30，最低52色度＜15度3嗅和味无异常臭和味4浑浊度NTU最大300，最小20，月平均最大1305pH7.06总硬度mg/L(以CaCO3计)1257碳酸盐硬度mg/L(以CaCO3计)958非碳酸盐硬度mg/L(以CaCO3计)309总固体mg/L20010细菌总数个/mL＞110011大肠菌群个/L80012其它化学和毒理指标符合生活饮用水标准3.河水洪水位标高73.20米，枯水位标高65.70米，常年平均水位标高68.20米。4.气象资料：年平均气温22℃，最冷月平均温度4℃，最热月平均温度34℃，最高温度39℃，最低温度1℃。常年风向东南。5.地质资料：净水厂地区高程以下0～3米为粘质砂土，3～6米为砂石堆积层，再下层为红砂岩。地基允许承载力为2.5～4公斤/厘米。6.厂区地形平坦，平均高程为70.00米。水源取水口位于水厂西北50米，水厂位于城市北面1km。7.二级泵站扬程（至水塔）为40米。二、设计成果格式要求（一）设计说明书及设计计算书第一部分设计说明书1.概述2.净水工艺流程的确定3.净水厂处理构筑物及设备型式选择4.处理构筑物设计要点及说明5.净水厂平面布置及高程布置说明第二部分设计计算书1.混合设备的设计2.絮凝设备的设计3.沉淀（澄清）池的设计4.滤池的设计5.投药系统及消毒系统的设计6.清水池的设计7.净水厂平面布置及高程布置（二）设计图纸1.净水厂平面布置图净水厂总平面布置图应按照初步设计要求完成。图上应绘出主要净水构筑物、水泵站、清水池、药剂间、辅助建筑物、道路、绿化地带及围墙等，并用坐标表示其外形尺寸和相互距离，同时绘出各种连接管渠、阀门等。构筑物管道均以单线表示。管线上应标明管径（渠道断面尺寸）。图中注明各生产构筑物及辅助建筑物的名称、数量及主要外形尺寸（或列表以序号表示之）等。2.净水厂处理工艺高程布置图（纵向1：50～1：100，横向比例同平面布置图的比例）净水厂高程图上，应标出各净水构筑物之顶、底及水面标高，主要构件及管渠的标高。3.构筑物工艺图选择絮凝沉淀池或者滤池均可，包含构筑物的平面图和剖面图。各剖面图要能反映出池的内部构造。池的进、出水管清晰明确。比例在1：50～1：200，根据池大小和图幅大小决定。设计说明书第一部分设计说明书一、概况一、设计资料一、设计资料1.水厂近期净产水量为13.5万m3/d。2.水源为河水，原水水质如下所示：编号项目单位分析结果备注1水温℃最高30，最低52色度＜15度3嗅和味无异常臭和味4浑浊度NTU最大300，最小20，月平均最大1305pH7.06总硬度mg/L(以CaCO3计)1257碳酸盐硬度mg/L(以CaCO3计)958非碳酸盐硬度mg/L(以CaCO3计)309总固体mg/L20010细菌总数个/mL＞110011大肠菌群个/L80012其它化学和毒理指标符合生活饮用水标准3.河水洪水位标高73.20米，枯水位标高65.70米，常年平均水位标高68.20米。4.气象资料：年平均气温22℃，最冷月平均温度4℃，最热月平均温度34℃，最高温度39℃，最低温度1℃。常年风向东南。5.地质资料：净水厂地区高程以下0～3米为粘质砂土，3～6米为砂石堆积层，再下层为红砂岩。地基允许承载力为2.5～4公斤/厘米。6.厂区地形平坦，平均高程为70.00米。水源取水口位于水厂西北50米，水厂位于城市北面1km。7.二级泵站扬程（至水塔）为40米。二．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，并以原水水质最不利情况进行校核。城镇水厂自用水量一般采用供水量的5%---10%，必要时通过计算确定。2.水厂应该按近期设计，考虑远期发展。3.水厂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。4.水厂自动化程度，应着提高供水水质和供水可靠性。5.设计中必须遵守设计规范的规定。一．净水工艺流程的确定混凝—沉淀—过滤—消毒二．净水厂处理构筑物及设备型式选择3.1混凝3.1.1混合----管式静态混合器、机械搅拌混合池管式静态混合器：对于两种介质的混合时间短，扩散效果达90%以上。可节省药剂用量约20～30%。而且结构简单占，地面积小。采用玻璃钢材质具有加工方便，坚固耐用耐腐蚀等优点。机械搅拌混合池:机械混合是在池子内安装搅拌设备，以电动机驱动搅拌器使水与药剂混合，机械搅拌的优点是混合效果好，且不受水量变化的影响，适用于各种规模的水厂，缺点是增加机械设备并且相应增加维修费用，目前广泛采用的是管式混合器。--最后决定采用管式静态混合器，原因是设备简单，不占地方，并且效果好。3.1.2絮凝池----网格、折板网格絮凝池：网格絮凝池的平面布置由多格竖井串联而成。絮凝池分成许多面积相等的方格，进水水流顺序从一格流向下一格，每个竖井安装若干层网格，各竖井之间的隔墙上、下交错开孔，使水流上下交错流动，直至出口。每个竖井网格数自进水端至出水端逐渐减少，一般分三段控制。前段为密网，中间为疏网，末段不安装网格。当水流通过网格时，相继收缩、扩大，形成涡旋，造成颗粒碰撞，形成良好絮凝条件。网格絮凝池的优点是：水头损失小，絮凝时间较短、效果较好。网格絮凝池的缺点是：存在末端池底积泥现象，及网格上滋生藻类、堵塞网眼现象。折板絮凝池：折板絮凝池是在隔板絮凝池基础上发展起来的，目前已得到广泛应用。折板絮凝池是利用在池中加设一些扰流单元以达到絮凝所要求的紊流状态，是能量损失得到充分利用，停留时间缩短，折板絮凝有多种形式，可以波峰对波谷平行安装，称“同波折板”；也可波峰相对安装，称“异波折板”。按水流通过折板间隙数，又分为“单通道”和“多通道”。折板絮凝池可布置成竖流或平流式。折板絮凝池的优点是：水流在同波折板之间曲折流动或在异波折板之间缩放、流动且连续不断，以至形成众多的小涡旋，提高了颗粒碰撞絮凝效果。与隔板絮凝池相比，水流条件大大改善，亦即在总的水流能量消耗中，有效能量消耗比例提高，故所需絮凝时间可以缩短，池子体积减小。折板絮凝池的缺点是：因板距小，安装维修较困难，折板费用较高。以下表格为详细对比。最后决定采用网格絮凝池，因为它造成的水头损失小，絮凝时间较短、效果较好3.1.3混凝剂选用：(1)铝盐混凝剂的混凝机理主要是其水解过程的中间产物能与水中不同阴离子和负电溶胶形成聚合体，即产生聚合混凝作用。聚合氯化铝由于含有更多的高电荷、高聚合度形态,因而具有更强的电中和能力和强烈的吸附能力。但是，近年来随着水处理过程中铝盐混凝剂的大量广泛使用,饮用水铝超标现象频繁出现,特别是在冬季及气温较低的北方地区尤为严重。聚合氯化铝（PAC）优点是，1应用范围广；2易快速形成大的矾花，沉淀性能好，投药量一般比硫酸铝低；3、适宜的PH值范围较宽(在5～9间)；4、水温低时，仍可保持稳定的混凝效果；5、其碱化度比其他铝盐、铁盐为高，因此药液对设备的侵蚀作用小。(2)铁盐混凝剂包括聚合氯化铁、液体聚合硫酸铁、三氯化铁、聚合磷酸类复合铁盐、聚合硅酸类复合铁盐、铝铁共聚复合混凝剂等。铁盐混凝的机理是其水解产物能与水中颗粒物进行电性中和、吸附架桥等一系列反应形成粗大絮体，通过对絮体的去除，达到对水体的净化。聚合氯化铁混凝剂有原水适应性强，密度较大，絮体沉降快的优点。铁盐水解后形成的Fe(OH)3胶体也和Al(OH)3胶体一样可以吸附杂质，更重要的是铁离子对人体没有像铝离子那样的毒性，所以近年来被更多地使用三氯化铁极易溶于水；沉淀性好，处理低温水或低浊水效果比铝盐的好。缺点是，氯化铁液体、晶体物或受潮的无水物腐蚀性极大，调制和加药设备必须考虑用耐腐蚀材料硫酸亚铁不如三价铁盐那样有良好的混凝效果；残留在水中的Fe2+会使处理后的水带色。聚合硫酸铁投加剂量少；絮体生成快；对水质的适应范围广以及水解时消耗水中碱度少聚丙烯酰胺（PAM）常作助凝剂以配合铝盐和铁盐作用，效果显著。(3)有机高分子混凝剂：聚丙烯酰胺（PAM）优缺点：硫酸铝优点是，价格较低，使用便利，混凝效果较好，不会给处理后的水质带来不良影响。缺点是，当水温低时硫酸铝水解困难，形成的絮体较松散；不溶杂质含量较多。--最后决定采用PAC，因为在相同水质下，投加量比硫酸铝少，对水的pH值变化适应性强，使用更广泛。3.2沉淀斜管沉淀池、平流沉淀池、3.2.1斜管（板）沉淀池优缺点优点：1.沉淀面积增大；2.沉淀效率高，产水量大；3.水力条件好，Re小，Fr大，有利于沉淀；缺点：1.由于停留时间短，其缓冲能力差；2.对混凝要求高；3.维护管理较难，使用一段时间后需更换斜板（管）适用条件：1.适用于中小型污水厂的二次沉淀池2.可用于已有平流沉淀池的挖潜改造3.2.2平流式沉淀池-优缺点优点：1.处理水量大小不限，沉淀效果好。2、对水量和温度变化的适应能力强。3、平面布置紧凑，施工方便，造价低。缺点：1、进、出水配水不易均匀。2、多斗排泥时，每个斗均需设置排泥管（阀），手动操作，工作繁杂，采用机械刮泥时容易锈蚀。适用条件：1.适用于地下水位高、地质条件较差的地区。2、大、中、小型污水处理工程均可采用。3.2.3竖流式沉淀池--优缺点：优点：竖流式沉淀池效果较好，占地面积小，排泥容易缺点：水池深度大，施工困难，造价高。常用于处理水量小于2万m3/d的小型污水处理厂。适用条件：适用于小型污水处理厂3.2.4辐流式沉淀池--优缺点：优点：辐流式沉淀池的优点是多用机械排泥，运行较好，管理较简单，排泥设备已经趋于定型缺点：机械排泥设备复杂，对施工质量