1、 本科毕业论文 题 目 张家川回族自治县净水厂初步设计 学 院 资源与环境学院 专 业 环 境 工 程 毕业届别 2015 届 姓 名 指导教师 职 称 教务处制 二 一五 年五月 张家川回族自治县净水厂初步设计 目录 摘要 . 1 关键词 . 1 Abstract . 1 Key words . 1 1 环境工程毕业设计任务书 . 1 1.1 毕业设计原始材料 . 1 1.1.1 毕业设计原始资料 . 1 1.1.1.1 概述 . 1 1.1.1.2 水源资料 . 2 1.1.1.3 水 质 资 料 . 3 1.1.1.4 净水处理所用资料 . 3 1.1.2 毕业设计内容 . 4 1.1.
2、3 毕业设计应交出的文件 . 4 2 方案论证 . 4 2.1 原水水质与标准对比 . 4 2.2 处理流程选择及说明 . 5 2.2.1 具体处理设备选择 . 5 2.2.1.1 混合设备 . 5 2.2.1.2 絮凝设备 . 6 2.2.1.3 沉淀池 . 6 2.2.1.4 滤池 . 7 2.2.1.5 消毒系统 . 7 2.2.2 设计流程图例 . 8 3 取水工程 . 8 3.1 取水设计 . 8 3.2 原水水质分析 . 8 3.2.1 水源选取 . 9 3.2.2 水源选取原则 . 9 3.2.3 水源选取设计依据 . 9 3.3 取水构筑物 . 9 3.3.1 集水间 . 9
3、3.3.1.1 集水间设计 . 9 3.4 取水泵站 . 10 3.4.1 取水泵站设计 . 10 3.4.1.1 设计扬程 . 10 3.4.1.2 选泵 . 10 3.5 泵房设计 . 11 3.5.1 泵房布置 . 11 张家川回族自治县净水厂初步设计 3.5.2 起重设备的选择与布置 . 11 3.5.3 泵房高度 . 11 4 水处理构筑物 . 11 4.1 格栅和格网的计算与选取 . 11 4.1.1 格栅 . 11 4.1.2 格网 . 12 4.2 混合设备的设计与计算 . 13 4.2.1 溶液池容积计算 . 13 4.2.2 溶解池容积 . 14 4.2.3 投药管设计 .
4、 14 4.2.4 混合设备 . 14 4.3 往复式隔板絮凝池的设计 . 15 4.3.1 设计水量 . 15 4.3.2 折板絮凝池设计计算 . 15 4.3.2.1 设计参数 . 15 4.3.2.2 单池平面净尺寸 . 15 4.3.2.3 廊段宽度和流速 . 15 4.3.2.4 水流转弯次数 . 16 4.3.2.5 池长复核 . 16 4.3.2.6 水头损失的计算 . 16 4.3.2.7GT 值计算 . 17 4.4 上向流斜管沉淀池 . 17 4.4.1 设计参数 . 17 4.4.2 沉淀池池宽和总高度 . 18 4.4.3 雷诺数 . 18 4.4.4 集水系统设计 .
5、 18 4.4.4.1 设计参数 . 18 4.4.5 排泥 . 19 4.5 普通快滤池 . 19 4.5.1 设计参数 . 19 4.5.2 滤池面积与计算 . 20 4.5.3 滤池高度 . 20 4.5.4 配水系统 . 20 4.5.4.1 配水干管 . 20 4.5.4.2 配水支管 . 21 4.5.4.3 支管 孔眼 . 21 4.5.5 孔口平均水头损失 . 21 4.5.6 配水系统校核 . 22 4.5.7 洗砂排水槽 . 22 4.5.8 冲洗水箱 . 23 4.6 消毒 . 23 4.6.1 加药量的确定 . 24 4.6.2 加氯间布置与计算 . 24 4.6.3
6、氯库计算与布置 . 24 张家川回族自治县净水厂初步设计 4.7 清水池 . 24 4.7.1 设计说明 . 24 4.7.2 设计计算 . 25 4.7.2.1 有效容积 . 25 4.7.2.2 进水管管径计算 . 25 4.7.2.3 出水管管径计算 . 25 4.7.2.4 溢流管 . 26 4.7.2.5 排水管 . 26 5 结论 . 26 参考文献 . 26 致谢 . 27 张家川回族自治县净水厂初步设计 1 张家川回族自治县净水厂初步设计 （资源与环境学院环境工程专业，甘肃兰州， 730070） 摘要： 张家川回族自治县，位于甘肃东南部，属黄河中上游黄土梁峁沟区。 当地政府为了
7、发展经济和解决人民用水问题，决定新建一座净水厂。近期日产水量为 2.0万 m3/d，远期水量增加一倍。该给水厂的水源为地表水，取自该区北川河水，水质良好，大部分符合生活饮用水卫生标准 (GB5749-2006)的要求，由于处于黄河中上游泥沙较大，净水工艺重点需要处理水的浊度、细菌的灭活和消毒处理。且水源污染较轻，不需要深度处理，则该水厂的处理工艺流程为常规处理。其工艺流程如下：北川水 混合设备 絮凝设备 沉淀池 滤池 清水池 吸水井 二级泵站 配水管网。 关键词： 张家川回族自治县 ;净水厂 ;净水厂工 艺设计 Zhangjiachuan Hui Autonomous County Water
8、 Purification Plant Design (Major in environment engineering in the College of resources and environmental institute of, 730070) Abstract:Zhangjiachuan Hui Autonomous County, located southeast of Gansu, is in the upper reaches of the Yellow Loess Mountain Ridge ditch area. local government build a n
9、ew water purification plant to develop the economy and solve the water problem .The daily water rate is about 20,000 m3/d in the near furture ,The long-term daily rate will be doubled The raw water is from the surface water and the quality is good. Some conventional indexes could meet the Hygienic S
10、tandard for “ Drinking Water Quality (GB2749-2006)” ,because of a lot of sediment in the water in upper and middle reaches of the Yellow River,the indexes need to be treated are turbidity, residues and the inactivation of bacteria.The treatment process convention due to the slight pollution of water
11、 source. The process is as follows： North River water mixing equipment flocculation equipment sedimentation tank filter clear pool suction well two pumping water distribution network. Key words:Zhangjiachuan Hui Autonomous County； Water treatment plant； Water treatment plant process design 1 环境工程毕业设
12、计任务书 1.1 毕业设计原始材料 1.1.1 毕业设计原始资料 1.1.1.1 概述 张家川回族自治县净水厂初步设计 2 张家川回族自治县位于甘肃省东南部，东北部处于陇西山麓，六盘南缘地带。属黄河中上游黄土梁峁沟区。南临清水县，北连平凉地区的华亭、庄浪二县，西接秦安县，南靠陕西省陇县。 城区位于北川河与南川河的夹角地带，东北紧靠前山，南临南川河，东接上磨村，西接下马村。地区东北略高于西南，地势较平坦，海拔在 1700 米左右，面积约 2.52 平方公里。根据总体规划，人口规模近期为 8 万人，远期为 12 万人。 张家川回族自治县地处内陆，属典型的大陆性季风气候。由于受关山的影响，全县气候差
13、异较大，东部靠关山区一带属温寒的气候，中 、西部地区为温和半干旱气候，雨量略少，无霜期短，具有冬季长而不冷，夏季短而不热，四季不太明显的特征。 目前城区机关和居民从自挖土井和河边取沙泉取水，不仅劳动强度大，而且饮用卫生得不到保证。当地政府为了发展经济和解决人民用水问题，决定新建一座净水厂。近期日产水量为 2.0 万 m3/d，远期水量增加一倍。 水源概况：该区北川河水源较为丰富，常年有水，水质尚可，冬季较清、夏季水呈淡黄色，含沙量较高；南川河水量小，枯水期水量不能保证；地下水埋藏较深，并为苦咸水，不宜作为给水水源。 水厂所在地平均高程为 1700m，厂内地 面高差小于 1.0m。 1.1.1.
14、2 水源资料 一、 河流水文资料 （一） 河流概述：该区北川河水源较为丰富，常年有水，水质尚可，冬季较清、夏季水呈淡黄色，含沙量较高。河床河岸较稳定，河岸较陡，有足够水深。地质条件较好。 （二） 水位、流速、流量资料 表 1 1 水位、流速、流量资料： 水 位 水 面 标 高 （ m） 流 速 （ m/s） 流 量 （ m3/s） 设计频 率 保证率 附注 最高水位 1699.0 4.5 350 1% 最低水位 1694.0 0.9 12 97% 常水位 1695.5 2.8 67 (三 )地下水水文地质资料： 张家川回族自治县净水厂初步设计 3 地下水勘探概况： 经初步勘探，该地区地下水埋藏
15、较深、为承压含水层，经水质化验含盐量很高，为苦咸水，不宜作为水源。 1.1.1.3 水 质 资 料 表 1 2 水质资料 序号 项目 单位 地表水分析 结果 附注 1 水温 0C 2-28 2 色度 度 15 3 嗅和味 无异臭异味 4 浑浊度 度 35 1200 5 pH 值 8.0 6 总 硬度（以 CaCO3 计） mg/L 236.50 7 碳酸盐硬度 （以 CaCO3 计） mg/L 216.0 8 非碳酸盐硬度 （以 CaCO3 计） mg/L 20.5 9 碱度 （以 CaCO3 计） mg/L 216.0 10 溶解性总固体 mg/L 310.8 11 Na+(K+) mg/L
16、 27.6 12 Ca2+ mg/L 50.73 13 Mg2+ mg/L 26.73 14 Cl- mg/L 24.42 15 SO42+ mg/L 42.16 16 HCO3- mg/L 266.57 17 铁 mg/L 18 锌 mg/L 19 铅 mg/L 20 CO2 mg/L 8.0 21 细菌总数 个 /mL 12000 22 大肠菌群 个 /L 4500 23 其它化学和毒理学指标 符合生活饮用水卫生标准 1.1.1.4 净水处理所用资料 1：当地对净水处理混凝剂、硫酸铝、三氯化铁等供应情况： 表 1 3 净水处理混凝剂投加量参考资料 张家川回族自治县净水厂初步设计 4 100
17、 250 500 1000 硫酸铝 20 26 33 41 三氯化铁 12 16 20 27 碱式氯化铁 5 9 13 19 2：当地产滤料情况： 石英砂、无烟煤 。 3： 当地消毒用药品供应情况： 液氯 1.1.2 毕业设计内容 计算总用水量 1、 选择水源，给水系统。 2、 取水构筑物的设计计算。 3、 净水处理厂的设计。 4、 编制给水工程设计说明书（包括各部分计算书）。 1.1.3 毕业设计应交出的文件 编写计算说明书，其中包括设计总说明书，各部分工艺说明及计算书，必要的计算草图和计算表。 2 方案论证 2.1 原水水质与标准对比 表 2 1 国家生活用水标准与张家川回族自治县原水水质
18、对 比表 13， 14 项目 生 活 饮 用 水 卫 生 标 准（ GB5749-2006） 张家川回族自治县原水水质 色 （度） 15 15 浑浊度 （ NTU） 1NTU，特殊情况不超过 3NTU 35 1200 臭和味 无异臭异味 无异臭异味 肉眼可见物 无 氟化物 (mg/l) 1.0 氰化物 (mg/l) 0.05 砷 (mg/l) 0.01 汞 (mg/l) 0.001 镉 (mg/l) 0.005 铬（六价） (mg/l) 0.05 铅 (mg/l) 0.01 银 (mg/l) 0.05 硝酸盐 (以氮计 )（ mg/l) 10 浑 浊 度 ( 度 ) 投 加 量 mg/L 混
19、凝 剂 张家川回族自治县净水厂初步设计 5 氯仿 (mg/l) 0.06 四氯化碳 (mg/l) 0.002 pH 6.5 8.5 8.0 总硬度（以碳酸钙计） (mg/l) 450 236.50 铁 (mg/l) 0.3 锰 (mg/l) 0.1 铜 (mg/l) 1.0 锌 (mg/l) 1.0 挥发酚类（以苯酚计） (mg/l) 0.002 阴离子合成 (mg/l) 0.3 硫酸盐 (mg/l) 250 42.16 氯化物 (mg/l) 250 24.42 溶解性总固体 (mg/l) 1000 310.8 菌落总数 (CFU/ml) 100 总大肠菌群 不得 检 出 4500 粪大肠菌群
20、 不得 检 出 游离余氯 (mg/l) 0.30（出厂水） 总（ ）放射性 (Bq/l) 0.5 总（）放射性 (Bq/l) 1 2.2 处理流程选择及说明 根据上述材料分析可以得出，张家川回族自治县净水厂的原水处理主要在处理浑浊度和细菌的灭活消毒，所以得到原水处理流程：原水混合絮凝沉淀过滤消毒用户。这样不仅能够有效的降低水的浑浊度，而且能有效的杀死水中的细菌和病毒等微生物。 2.2.1 具体处理设备选择 2.2.1.1 混合设备 已知的混凝剂有：硫酸铝、三氯化铁、碱式氯化铁。 混合的方式主要有：管式混合，水力混合，机械搅拌混合和水泵混合。 水 力混合：优点是设备简单，但是难以适应水量，水温等
21、条件变化，故排除。 水泵混合：药剂投加在取水泵吸水管或喇叭口处，利用水泵叶轮的高速旋转以达到快速混合目的，混合效果好，不需另建混合设施，节省动力，适合于投加点近絮凝池。 机械混合：优点是可以适应水量，水温等变化，但是增加了机械设备，维修管理上不方便。 张家川回族自治县净水厂初步设计 6 管式混合：缺点是流量小时效果下降，水头损失高，由于该水厂属于中小型水厂，流量比较小，当水量达不到一定程度时混合效果必然下降，所以运行条件较差，且需设置专用混合池，混合池占地大，基建投资高 2。 综合对比优缺点， 水泵混合设备与泵前投加投药系统配合，混合器构造简单，安装方便，能有效的节省人力物力，并且混合快速而均
22、匀，混合效果好。 2.2.1.2 絮凝设备 絮凝设备有隔板絮凝池、机械絮凝池、网格（栅条）絮凝池、穿孔旋流絮凝池和折板絮凝池等五种方式。 网格絮凝池：网格絮凝池处理效果好，水头损失小，絮凝时间较短，所造成的水流紊动接近与局部各向同性紊流。但是网格絮凝池存在末端池底积泥现象，少数水厂发现网格上滋生藻类，堵塞网眼现象。 隔板絮凝池：优点是絮凝效果较好，构造简单，施工方便，但是在流量变化大时，絮凝效果不稳定，水流条件 不甚理想，能量消耗的无效部分比例较大，故需较长絮凝时间 (10min15min)，池子容积较大。 折板絮凝池：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、流流动且连续不断，
23、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，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，池子面积减小。折板絮凝池因板距小，安装维修较困难，折板费用较高 12。 综合上述，采用隔板絮凝池，水力絮凝池中的隔板絮凝池是应用历史较久、目前仍常应用的絮凝池型，有往复式和回 转式两种，后者是在前者的基础上加以改进而成的，所以作为水里絮凝池的基础，往复式隔板絮凝池的原理和运行经验对现在的水厂絮凝设计具有重要意义。往复式隔板絮凝池虽然节省絮凝时间、减少水力损失、保护絮凝体不被破坏、使出水分布均匀等方面较新型絮凝池型没有明显的优势，但在设计合理、运行条件控制恰当的情况下，其絮凝效果也较好，而且构造简单，施工方便。本课程设计选择往复式隔板絮凝池作为絮凝构筑物，便于加深对絮凝工艺基本原理的理解，也便于参照设计手册运用已有的工程经验，更贴近于工程实际，也为今后实际工作打下良好的基础。 2.2.1.3 沉淀池
