1、 姓名：吴一凡 班级：给排水 0903 学号： U200916366 指导老师：陆谢娟 给水工程课程设计 给水处理厂工艺设计 水 0903 吴一凡 u200916366 1 目录 一、总论 . 2 1-1 设计要求 . 2 1-2 基本资料 . 2 二、总体设计 . 5 2-1 工艺流程的确定 . 5 2-2 处理构筑物及设备型式选择： . 6 三、混凝、絮凝 . 6 3-1 混凝剂投配设备设计 . 6 3-2 加药间及贮液池 . 9 3-3 混合设备的设计 . 10 3-4 絮凝池设计 . 11 四、沉淀池设计 . 15 五、滤池设计 . 19 5-1 正常过滤系统设计 . 20 5-2 反
2、冲洗系统设计 . 26 5-3 反冲洗泵房设计 . 28 六 清水池设计 . 31 七、消毒设计 . 33 八、二级泵房布置 . 36 九、处理构筑物平面设计 . 36 9-1 工艺流程布置设计 . 36 9-2 平面布置设计 . 37 9-3 水厂管线设计 . 38 十、处理构筑物高程设计 . 38 10-1水头损失计算 . 38 10-2 处理构筑物高程确定 . 39 十一、水厂附属建筑物设计 . 40 十二、课设心得 . 42 水 0903 吴一凡 u200916366 2 十三、参考文献 . 42 一、总论 1-1 设计要求 净水厂课程设计的目的在于加深理解所学专业理论，培养运用所学知
3、识综合分析和解决实际工程设计问题的初步能力，在设计、运算、绘图、查阅资料和设计手册以及使用设计规范等基本技能上得到初步训练和提高。 课程设计的内容是根据所给资料，设计一座城市净水厂，要求对 主要处理构筑物的工艺尺寸 进行计算， 确定水厂平面布置和高程布置，最后绘出 水厂平面布置图 、 高程布置图 和 某个单项处理构筑物 (絮凝沉淀池、澄清池或滤池 )的工艺设计图 (应达到初步设计的深度 )，并简要写出一份设计计算说明书。 1-2 基本资料 （ 1）水厂规模： 该水厂总设计规模为 9.7 万 m3/d，分两期建设，近期工程供水能力 9.7 万m3/d,，远期工程供水能力为 19.4 万 m3/d
4、。近期工程设计征地时考虑远期工程用地，预留出远期工程用地。 （ 2）水源为河流地面水，原水水质分析资料如下： 表 1 原水水质表 序号 项 目 单位 数量 备 注 1 PH 值 / 7.6 2 色度 度 20 3 浊度 NTU 65 2000 4 肉眼可见物 / 较浑 水 0903 吴一凡 u200916366 3 5 总硬度 mg/L,CaCO3 117 6 氯化物 mg/L 5.0 7 氟化物 mg/L 1.0 硝酸盐 mg/L 1.0 9 总溶固物 mg/L 147 10 铁 mg/L 0.23 11 锰 mg/L 0.1 12 铜 mg/L 0.5 13 砷 mg/L 0.05 14
5、锌 mg/L 0.5 15 铅 mg/L 0.05 18 菌落总数 个 /mL 1.3 104 （ 3）厂区地形：（比例 1:500, 按平坦地形和平整后的设计地面高程 26.00m设计），水源取水口位于水厂东北方向 150m，水厂位于城市北面 1 km。 （ 4）工程地质资料 1）地质钻探资料 表 2 地质资料表 表土 砂质粘土 细砂 中砂 粗砂 粗砂砾石 粘土 砂岩石层 1m 1.5m 1 m 2 m 0.8m 1 m 2 m 土壤承载力 :20 t/m2. 2) 地震计算强度为 186.2kPa。 3) 地震烈度为 9度以下。 4) 地下水质对各类水泥均无侵 蚀作用。 （ 5）水文及水文
6、地质资料 地下水位：在地面以下 1.8m 表 3 水文资料表 水 0903 吴一凡 u200916366 4 序号 项 目 单位 数量 备 注 1 历年最高水位 m 34.38 黄海高程系统，下同 2 历年最低水位 m 21.47 频率 1 3 历年平均水位 m 24.64 4 历年最大流量 m3/s 14600 5 历年最小流量 m3/s 180 6 历年平均流量 m3/s 1340 7 历年最大含砂量 kg/m3 4.82 8 历年最大流速 m/s 4 9 历年每日最大水位涨落 m/d 5.69 10 历年三小时最大水位涨落 m/3h 1.04 地下水位：在地面下 1.8m。 （ 6）气象
7、资料 该市位于亚热带，气候温和，年平均气温 15.90C，七月极端最高温度达 390C，一月极端最低温度 15.30C，年平均降雨量 954.1mm，年平均降雨日数 117.6 天，历年最大日量降雨量 328.4mm。常年主导风向为东北偏北（ NNE），静风频率为12，年平均风速为 3.4m/s。土壤冰冻深度： 0.4m。 风向玫瑰图 水 0903 吴一凡 u200916366 5 二、总体设计 2-1 工艺流程的确定 给水工艺流程及主要构筑物的选用，应根据设计基础资料如：原水水质、设计规模、处理后水质要求、气候条件、水文地质条件等，经过调查研究或参照相似条件下已有水厂的运行经验，再结合当地操
8、作管理水平，通过经济技术分析综合研究确定。 其中， 水处理构筑物的设计水量，应按最高日供水量加水厂自用水量确定。二级泵房及配水管网应按最高日最高时水量设计。 水厂自用 量 一般可采用设计水量的 5 10。水处理构筑物的设计参数必要时应按原水水质最不利情况 ( 如沙峰、低温、低浊等 ) 下所需最大供水量进行校核 。水厂设计时，应考虑任一构筑物或设备进行检修、清洗而停运时仍能满足生产需求。净水构筑物应根据需要设置排泥管、排空管、溢流管和压力冲洗设施等。 当滤池反冲洗水回用时，应尽可能均匀回流，并避免有害物质和病原微生物等积聚的影响，必要时可采取适当处理后回用。 水厂原水色度约在 20 度，浊度一般
9、介于 60-2000NTU，原水水质毒理学和放射性指标全部达到生活饮用水卫生标准（ GB 5749-2006）的要求。总体来说，原水水质较好，为我国地面水环境质量标准（ GB3838-200）类水源。而水厂出水水质需满足 生活饮用水卫生标准（ GB 5749-2006）的要求。 综合以上考虑，设计初步采用常规水处理工艺， 流程图 如下： PAC、 Cl 原水 管式静态混合器 网格絮凝池 平流沉淀池 V 型滤池 Cl 清水池 图 1 工艺流程图 水 0903 吴一凡 u200916366 6 2-2 处理构筑物及设备型式选择： 1）混合设备： 为节省用地， 选择管式静态混合器。它具有设备简单，维
10、护管理方便；不需要土建构筑物；在设计流量 范围内，混合效果好；不需要外加动力设备的优点。 2）絮凝池： 结合水厂规模，日处理水量为 9.7 万 m3/d，可选用 网格 絮凝池，分为 2 组。网格絮凝池 具有絮凝时间短、絮凝效果好、结构简单的优点 3）沉淀池： 根据水厂规模，选用平流沉淀池，与网格 絮凝池合建。平流沉淀池的优点是构造简单；对水质变化的适应性强，处理效果好；操作管理方便，施工较简单；可就地取材，造价低。 4）滤池： 选择 V型 滤池，它具有运行稳妥可靠；滤料材料易得；虑床含污能力大、周期长、虑速高、水质好；具有气水反冲洗和水表面扫洗，冲洗效果好等优点。适合大 中型水厂，满足给水厂的
11、条件。 5）消毒方法： 氯是目前国内外应用最广的消毒剂，除消毒外还起氧化作用。加氯操作简单，价格较低，不需要庞大的设备，且在管网中有持续消毒杀菌作用。 三、混凝、絮凝 3-1 混凝剂投配设备设计 设计中采用碱式氯化铝，湿投方法。 1、混凝剂投加量计算： 1000T aQ 其中 T 日 混凝剂投加量（ kg/d） ； Q 设计水量（ m3/d） ； a 单位 混凝剂 最大 投加量（ mg/L） 。 根据给水排水设计手册（第三册），查得武汉长江水的混凝剂最高 投加量为64 mg/L，平均投加量为 24.7 mg/L。设计水量： Q=97000*（ 1+5%） =101850 m3/d 水 0903
12、 吴一凡 u200916366 7 =4243.75 m3/h=1.179 m3/s（取水厂自用水量为设计水量的 5%） 当按最高投加量 a=64 mg/L 时计算 : dkgaQ /4.6 5 1 81 0 1 8 5 01 0 0 0641 0 0 0T 当按平均投加量 a=24.7 mg/L 时计算 : dkgaQ /7.25151018501000 7.241000T 2、水的 PH 和碱度恰好在混凝剂的最佳 PH 值范围内，故不需要考虑对 PH 进行调节。 3、混凝剂采用湿式投 加，采用机械方式调制混凝剂。 4、溶液池容积： bnaQ417W 其中 W 溶液池容积 （ m3） ； Q
13、 设计水量（ m3/h） ； a 混凝剂 最大 投加量（ mg/L） ； b 混凝剂的浓度，一般采用 5% 20%； n 每日调制次数，一般不超过 3次。 设计中取 a=64 mg/L， b=16%， n=2。 335.2075.4 2 4 32164 1 7 644 1 7W mbnaQ 溶液池采用钢混结构，单池尺寸为 L B H=5.0 3.0 1.7（ m），高度中包括保护高 0.15m，沉渣高度 0.15m。 溶液池实际有效 容积： W1=5.0 3.01. 4=21.0 m3，满足要求。 溶液池按远期运行考虑设计，设置三个溶液池，近期运行使用两个，一用一备，远期运行时使用三个，两用一
14、备。 池旁设工作台，宽 1.0 1.5m，池底坡度 0.02。底部设置 DN100mm 放空管，采用硬聚氯乙烯塑料管，池内壁用环氧树脂进行防腐处理。沿地面接入药剂稀释用给水管 DN80mm 一条，于两池分设放水阀，按 1h 放满考虑。 5、溶解池容积 W1（ 0.2 0.3） W2 设计中取 W1 0.28W2 水 0903 吴一凡 u200916366 8 W1 0.28W2=0.28 20.35=5.698 m3 溶解池尺寸： L B H=2.0 1.9 1.8（ m），高度中含保护高度 0.3m，底部沉渣 0.2m。为操作方便，池顶高出地面约 0.2m。 溶解池实际有效容积： W1 2.
15、0 1.9 1.5=5.70 m3 和溶液池一样，按远期运行考虑设计，设置三个溶解池，近期运行使用两个，一用一备，远期运行时使用三个，两用一备。 溶解池采用钢筋混凝土结构，内壁用环氧树脂进行防腐处理，池底设 0.02坡度，设 DN100mm 排渣管，采用硬聚氯乙烯管。给水管管径 80mm，按 10min 放满溶解池考虑，管材采用硬聚氯乙烯管。 6.溶解 池搅拌设备 溶解池采用机械搅拌。搅拌设备查给水排水设计手册第 11 册，选用 ZJ-700型折桨式搅拌机。搅拌设备应进行防腐处理。 7.投加方式 混凝剂的湿投方式分为重力投加和压力投加两种类型。本设计中采用压力投加方式中的计量泵投加 ， 8.计
16、量设备 常用的投加计量设备有计量泵、转子流量计、孔口、浮杯。本设计中采用计量泵进行投加计量。 计量泵每小时投加药量 12q 1W 图 2 计量泵投加 式中， q 计量泵每小时投加量（ m3/h）； 1W 溶液池容积（ m3）。 q=20.35/12=1.70 m3/h 据查给水排水设计手册第 11 册，计量泵选用 J-ZM63/1.6 型隔膜计量泵四台，三台工作，一台备用。 水 0903 吴一凡 u200916366 9 J-ZM63/1.6 型隔膜计量泵参数：流量 0.63 m3/h、排出压力 0.8-1.6MPa、泵速 126 次 /分，配套电机功率 1.5kw。 3-2加药间及贮液池 1
17、. 加药间 各种管线布置在管沟内：给水管采用镀锌钢管、加药管采用塑料管、排渣管为塑料管。加药间内设二处冲洗地坪用水龙头 DN25mm。为便于冲洗集流，地坪坡度 0.005 ，并坡向集水坑。 2. 药库 药剂按最大投量的 30d 用量储存。 按远期考虑 ,碱式氯化铝所占体积 : 2301000aQT30 式中， T30 30 天碱式氯化铝用量； a 碱式氯化铝投加量； Q 处理水量。 设计中 a=64mg/L T30=100064 101850 30 2=391104kg=391.104t 碱式氯化铝相对密度约为 1.2，则碱式氯化铝所占体积为 391.104/1.2=325.9 m3 药品堆放高度按 2.5m计（采用吊装设备），则所需面积 130 。 考虑药剂的运输、搬运和磅称所占面积等，这部分面积按药品占有面积的30%计，则药库所需面积 130 1.3=169 ，设计中取 170 。 药库平面尺寸取： 17.0 10.0m。 库内设电动单梁悬挂起重机一台，型号为 DX0.5-10-20。
