1、给水处理课程设计计算书年 月 日学 院：年 级：专 业：姓 名：学 号：指导教师：黑龙江大学给水排水工程专业课程设计给水处理课程设计 第 1 页 共 36 页 目 录第一章 总论 .-3-一 设计任务及要求 .-3-1、设计任务 .-3-2、设计要求 .-3-二 设计原始资料 .-4-1、概述 .-4-2、基础资料 .-4-第二章 水厂规模 .-5-城市用水量计算 .-5-第三章 总体设计 .-7-一 给水处理构筑物 .-7-二 设备型式选择 .-7-第四章 各构筑物的选择及设计计算 .-13-一 加药间设计计算 .-13-二 混合设备设计计算 .-15-三 往复式隔板絮凝池 .-16-四 斜
2、管沉淀池 .-19-五 普通快滤池 .-23-六 消毒和清水池 .-27-第五章 水厂高程布置计算一 管渠的水力计算 .-32-第五章 主要参考文献资料 -34-黑龙江大学给水排水工程专业课程设计给水处理课程设计 第 2 页 共 36 页 第一章 总论1.1 设计任务及要求1.1.1 设计任务给水工程课程设计题目是“城市给水处理厂工艺设计”.“城市给水处理厂工艺设计”是高等工科学校给水排水工程专业本科学生培养计划中一个重要的实践性教学环节，学生在学完给水处理课程内容后必须进行的课程设计。通过课程设计，巩固学习成果，加深对给水处理课程内容的学习与理解，掌握净水厂设计的方法，培养和提高计算能力、设
3、计和绘图水平。在教师指导下，基本能独立完成一个中、小型给水处理厂工艺设计，锻炼和提高分析及解决工程问题的能力。1.1.2、设计要求1. 设计时间：1 周（第 15 周，2013.6.102012.6.15） 。2. 设计内容包括：1）根据水质、水量、地区条件、施工条件和一些水厂运转情况选定处理方案和确定处理工艺流程。2）拟定各种构筑物的设计流量及工艺参数。 3）选择各构筑物的形式 和数目，初步进行水厂的平面布置和高程布置。在此基础上确定构筑物的形式、有关尺寸安装位置等。 4）进行各构筑物的设计和计算，定出各构筑物和主要构件的尺寸，设计时要考虑到构筑物及其构造、施工上的可能性，并符合建筑模数的要
4、求5）根据各构筑物的确切尺寸，确定各构筑物在平面布置上的确切位置，并最后完成平面布置。确定各构筑物间连接管道、检查井的位置。6）水厂厂区主体构筑物（生产工艺）和附属构筑物的布置，厂区道路、绿化等总体布置。7）绘制本设计任务书中指定的水厂平面、高程布置工艺设计技术图纸 2张（1#图） 。8）写出设计说明书及计算说明书【摘要、目录、原始资料、系统选择、单元形式选择、设计计算（计算草图、公式、参数、方法） 、设备选型、参考资料、致谢等。 】黑龙江大学给水排水工程专业课程设计给水处理课程设计 第 3 页 共 36 页 1.2 设计原始资料1.2.1 概述(1)设计题目：城市给水处理厂工艺设计设计水量、
5、出水水质及水压的要求。(2) 设计水量： 14 万 m3/d 。水厂自用水系数取 5%(3) 出水水质： 出水水质达到生活饮用水卫生标准 GB5749-2006。(4) 水压: 水厂出厂水压应0.38MPa，以满足最不利点处服务水头 0.25MPa的要求。城市用水逐日时变化如表2。表 2 城市用水变化情况 Kh=1.75 时间 变化系数 时间 变化系数 时间 变化系数 0-1 1.10 8-9 7.04 16-17 4.24 1-2 0.70 9-10 6.69 17-18 5.99 2-3 0.90 10-11 7.17 18-19 6.97 3-4 1.10 11-12 7.31 19-2
6、0 5.66 4-5 1.30 12-13 6.62 20-21 3.05 5-6 3.91 13-14 5.23 21-22 2.01 6-7 6.61 14-15 3.59 22-23 1.42 7-8 5.84 15-16 4.76 23-24 0.791.2.2 基础资料（1） 城市概况:某沿河城市。（2） 自然条件1）地形地处平原地区，地势平坦。2）气象资料 气温年平均： 12.8 最热月平均：28.8 最冷月平均： 5.5 降雨量年平均： 710mm 历年最大：1050mm 历年最小：260mm 日最大： 164mm 相对湿度年平均： 52% 历年最高： 82% 历年最低： 33%
7、 最大积雪深度： 130mm 最大冻土深度： 730mm 年平均蒸发量： 110mm主导风向冬季： 北 夏季： 南 风速历年平均： 2.6m/s 最大： 8.2m/s3）工程地质及地震资料黑龙江大学给水排水工程专业课程设计给水处理课程设计 第 4 页 共 36 页 地址结构为亚黏土及淤泥质黏土，地基承载力为亚粘土：1.21.5 公斤/厘米 淤泥质亚粘土：0.70.9 公斤/厘米 地震烈度为 8度地区。4） 水文资料 水位历年平均 32.7m; 历年最高（1）： 38.5m; 历年最低（97）：28.7m。 流量历年平均：300 m 3 /s 历年最高：900 m 3/s 历年最低：20 m 3
8、/s 流速取水点最大端面平均流速：3 m/s 取水点最小端面平均流速：0.5 m/s 含砂量平均含砂量：0.18kg/m 3 最大含砂量：3.00kg/m 3 最小含砂量：0.02kg/m35） 水质分析结果表 1水质分析结果分 析 结 果编号 项目 单位最高 最低 月平均最高 月平均最低 备注1 水 温 28 3 16 52 臭和味 少 许3 色 度 少 许4 浑浊度 毫克/升 800 30 400 805 pH 6.3 7.5 6.86 总硬度 毫克当量/升 280 20 220 1507 细菌总数 个/毫升 500008 大肠菌群 个/升 140其他指标 合 格6） 设计地下水位地下水位
9、在地下 1.0米左右。黑龙江大学给水排水工程专业课程设计给水处理课程设计 第 5 页 共 36 页 第二章 设计水质水量与工艺流程的确定2.1 设计水质水量2.1.1 设计水质及水质分析2.1.1.1 设计水质本设计给水处理工程设计水质满足国家生活饮用水卫生标准（GB5749-2006） ，处理的目的是去除原水中悬浮物质，胶体物质、细菌、病毒以及其他有害万分，使净化后水质满足生活饮用水的要求。生活饮用水水质应符合下列基本要求：（1） 水中不得含有病原微生物。（2） 水中所含化学物质及放射性物质不得危害人体健康。（3） 水的感官性状良好。2.1.1.2 水质分析本设计中，COD Mn，浊度，色度
10、，氨氮，均不达标，需要处理。同时，水中有臭味异味，也需要处理。2.1.2 设计水量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，并以水质最不利情况进行校核。水厂自用水量主要用于滤池冲洗和澄清池排泥等方面。城镇水厂只用水量一般采用供水量的 5%10%，本设计取 5%，则设计处理量为：Q=(1+a)*Qd=1.05*140000=147000m/d式中 Q水厂日处理量；a水厂自用水量系数，一般采用供水量的 5%10%，本设计取 5%；Qd设计供水量（m 3/d） ，为 14 万 m3/d.黑龙江大学给水排水工程专业课程设计给水处理课程设计 第 6 页 共 36 页 2. 2 给水
11、处理流程确定2.2.1 给水处理工艺流程的选择给水处理工艺流程的选择与原水水质和处理后的水质要求有关。地表水为水源时，生活饮用水通常采用混合、絮凝、沉淀、过滤、消毒的处理工艺。如果是微污染原水，则需要进行特殊处理。综合分析后得出最终的工艺流程为：原水活性炭（粉末）预吸附混凝沉淀或澄清过滤活性炭（颗粒）吸附消毒框图表示为：布置草图如下：原水 混合池 沉淀池市政管网絮凝池二级泵房清水池混凝剂消毒剂黑龙江大学给水排水工程专业课程设计给水处理课程设计 第 7 页 共 36 页 第三章 给水处理构筑物与设备型式选择3.1 加药间3.1.1 药剂溶解池设计药剂溶解池时，为便于投置药剂，溶解池的设计高度一般
12、以在地平面以下或半地下为宜，池顶宜高出地面 0.20m 左右，以减轻劳动强度，改善操作条件。溶解池的底坡不小于 0.02，池底应有直径不小于 100mm 的排渣管，池壁需设超高，防止搅拌溶液时溢出。由于药液一般都具有腐蚀性，所以盛放药液的池子和管道及配件都应采取防腐措施。溶解池一般采用钢筋混凝土池体，若其容量较小，可用耐酸陶土缸作溶解池。3.1.2 混凝剂药剂的选用与投加3.1.2.1. 混凝剂药剂的选用混凝剂选用:碱式氯化铝Al n(OH)mCL3n-m简写 PAC. 碱式氯化铝在我国从七十年代初开始研制应用，因效果显著，发展较快，目前应用较普遍，具用使胶粒吸附电性中和和吸附架桥的作用。本设
13、计水厂混凝剂最大投药量为 30mg/l。其特点为：1）净化效率高，耗药量少除水浊度低，色度小、过滤性能好，原水高浊度时尤为显著。2）温度适应性高：PH 值适用范围宽（可在 PH=59 的范围内，而不投加碱剂）3）使用时操作方便，腐蚀性小，劳动条件好。4）设备简单、操作方便、成本较三氯化铁低。5）无机高分子化合物。黑龙江大学给水排水工程专业课程设计给水处理课程设计 第 8 页 共 36 页 3.1.2.2. 混凝剂的投加混凝剂的湿投方式分为重力投加和压力投加两种类型,重力投加方式有泵前投加和高位溶液池重力投加;压力投加方式有水射投加和计量泵投加。计量设备有孔口计量，浮杯计量，定量投药箱和转子流量
14、计。本设计采用耐酸泵和转子流量计配合投加。3.1.3 加氯间1、靠近加氯点，以缩短加氯管线的长度。水和氯应充分混合，接触时间不少于30min。为管理方便，和氯库合建。加氯间和氯库应布置在水厂的下风向。2、加氯间的氯水管线应敷设在地沟内，直通加氯点，地沟应有排水设施以防积水。氯气管用紫铜管或无缝钢管，氯水管用橡胶管或塑料管，给水管用镀锌钢管，加氨管不能用铜管。3、加氯间和其他工作间隔开，加氯间应有直接通向外部、且向外开的门，加氯间和值班室之间应有观察窗，以便在加氯间外观察工作情况。4、加氯机的间距约 0.7m，一般高于地面 1.5m左右，以便于操作，加氯机（包括管道）不少于两套，以保证连续工作。
15、称量氯瓶重量的地磅秤，放在磅秤坑内，磅秤面和地面齐平，使氯瓶上下搬运方便。有每小时换气 8-12次的通风设备。加氯间的给水管应保证不断水，并且保持水压稳定。加氯间外应有防毒面具、抢救材料和工具箱。防毒面具应防止失效，照明和通风设备应有室外开关。设计加氯间时，均按以上要求进行设计。3.2 混合设备在给排水处理过程中原水与混凝剂，助凝剂等药剂的充分混合是使反应完善，从而使得后处理流程取得良好效果的最基本条件。混合是取得良好絮凝效果的重要前提，影响混合效果的因素很多，如药剂的品种、浓度、原水温度、水中颗粒的性质、大小等。混合设备的基本要求是药剂与水的混合快速均匀。同时只有原水与药剂的充分混合，才能有
16、效提高药剂使用率，从而节约用药量，降低运行成本。混合的方式主要有管式混合、水力混合、水泵混合以及机械混合等。由于水力混合难以适应水量和水温等条件变化，且占地大，基建投资高；水泵混合设备复杂，管理麻烦；机械混合耗能大，维护管理复杂；相比之下，管式静态混合器是处理水与混凝剂、助凝剂、消毒剂实行瞬间混合的理想设备,管式混合具有占地极小、投资省、设备简单、混合效果好和管理方便等优点而具有较大的优越性。它是有二个一组的混合单元件组成，在不需外动黑龙江大学给水排水工程专业课程设计给水处理课程设计 第 9 页 共 36 页 力情况下，水流通过混合器产生对分流、交叉混合和反向旋流三个作用，混合效益达 90-9
17、5%，本设计采用管式静态混合器对药剂与水进行混合。3.3、絮凝池絮凝过程就是在外力作用下，使具有絮凝性能的微絮粒相互接触碰撞，而形成更大具有良好沉淀性能的大的絮凝体。目前国内使用较多的是各种形式的水力絮凝及其各种组合形式，主要有隔板絮凝、折板絮凝、栅条（网格）絮凝、和穿孔旋流絮凝。表 3-1 絮凝池的类型及特点表类 型 特点 适用条件往复式优点：絮凝效果好，构造简单，施工方便；缺点：容积较大，水头损失较大，转折处钒花易破碎水量大于 30000m3/d的水厂；水量变动小者隔板式絮凝池回转式优点：絮凝效果好，水头损失小，构造简单，管理方便；缺点：出水流量不宜分配均匀，出口处宜积泥水量大于 30000m3/d的水厂；水量变动小者；改建和扩建旧池时更适用旋流式絮凝池优点：容积小，水头损失较小；缺点：池子较深，地下水位高处施工较难，絮凝效果较差一般用于中小型水厂折板式絮凝池优点：絮凝效果好，絮凝时间短，容积较小；缺点：构造较隔板絮凝池复杂，造价高流量变化较小的中小型水厂网格絮凝池优点：絮凝效果好，水头损失小，絮凝时间短；缺点：末端池底易积泥
