给水处理厂课程设计.doc
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中原工学院水质工程学课程设计
中原工学院
课程设计说明书
能源与环境学院给水排水工程专业
设计题目某市某给水厂设计
学生姓名：
班级：
学号：
起止日期：
指导教师：
系主任：
目录
第一章设计背景基础资料 3
1.1工程设计背景 3
1.2设计规模 3
1.3基础资料及处理要求 3
1.3.1原水水质 3
1.3.2地址条件 4
1.3.3气象条件 4
1.3.4处理要求 4
第二章给水处理厂方案设计 5
2.1水厂设计规模概况 5
2.2工艺设计流程 5
2.3配水井的设计计算 5
2.3.1设计参数 5
2.3.2设计计算 5
2.4混凝设施 6
2.4.1加药 6
2.4.2混凝剂的投加量 7
2.4.3混凝剂的投加 7
2.4.4溶液池容积W与规格 7
2.4.5溶解池容积W2与规格 7
2.4.6投加系统构成和药控制系统选型 8
2.4.7加药间及药库布置 8
2.5混合设施 8
2.5.1设计流量 9
2.5.2设计流量 9
2.5.3混合单元数 9
2.5.4混合时间 9
2.5.5水头损失 10
2.5.6投药管流量 10
2.6折板反应池 10
2.6.1设计参数 11
2.6.2设计计算 11
2.7斜管沉淀池 16
2.7.1已知条件 17
2.7.2设计计算 17
2.8V型滤池 19
2.8.1池体设计 20
2.8.2反冲洗管渠系统 22
2.8.3滤池管渠布置 24
2.8.4冲洗水的供给——选用冲洗水箱供水 28
2.8.5反洗空气的供给 30
2.9加氯间的设计与平面布置 33
2.9.1已知条件 33
2.9.2设计计算 33
2.9.3加氯设备的选择 34
2.9.4厂区布置 34
2.9.5加氯间和氯库 34
2.10清水池的设计计算 35
2.10.1设计参数：
35
2.10.2设计计算：
35
2.11相关管路设计 37
2.11.1沉淀池与滤池之间 37
2.11.2V型滤池与清水池之间 37
第三章净水厂的总体布置设计计算 39
3.1工艺流程布置设计 39
3.2平面布置设计 39
3.3水厂管线设计 40
3.3.1给水管线 40
3.3.2厂内排水 40
3.3.3加药管线 40
3.3.4自用水管线 40
第四章高程布置设计计算 41
4.1水处理构筑物的高程布置设计计算 41
4.1.1水头损失计算 41
4.1.2处理构筑物水头损失 41
4.2处理构筑物高程确定 41
4.2.1处理构筑物水头损失 41
4.2.2管渠水力计算 42
4.2.3给水处理构筑物高程计算 42
第五章参考文献 43
第一章设计背景基础资料
1.1工程设计背景
某市位于河南省近年来，由于经济的发展、城市化进程的加快和城市人民生活水平的提高，用水的需求不断增长，经市政府部门研究并上报请上级主管部门批准，决定新建一座给水处理厂。
1.2设计规模
该净水厂总设计规模为（10+M）×104m3/d（M为学生学号的个位数字）。
征地面积约40000m2。
1.3基础资料及处理要求
1.3.1原水水质
原水水质的主要参数见表1。
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
54.2
13
锰
mg/L
0.07
2
细菌总数
个/mL
280
14
铜
mg/L
0.01
3
总大肠菌群
个/L
9200
15
锌
mg/L
<0.05
4
色度
20
16
BOD5
mg/L
1.96
5
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/L
107
7
pH
7.37
19
氨氮
mg/L
3.14
8
总硬度（CaCO3）
mg/L
42
20
亚硝酸盐氮
mg/L
0.055
9
总碱度
mg/L
47.5
21
硝酸盐氮
mg/L
1.15
10
氯化物
mg/L
15.2
22
耗氧量
mg/L
2.49
11
硫酸盐
mg/L
13.3
23
溶解氧
mg/L
6.97
12
总铁
mg/L
0.17
1.3.2地址条件
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。
1.3.3气象条件
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。
主导风向东北（01班）、西南（02班）、西北（03班）、东南（04班）。
1.3.4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
第二章给水处理厂方案设计
2.1水厂设计规模概况
某市位于河南省近年来，由于经济的发展、城市化进程的加快和城市人民生活水平的提高，用水的需求不断增长，经市政府部门研究并上报请上级主管部门批准，决定新建一座给水处理厂。
该厂设计规模为150000立方米/天。
工程主要分为三大部分：
①取水工程
②输水工程
③净水厂工程
2.2工艺设计流程
原水
静态混合器
折板反应池
斜管沉淀池
V型滤池
清水池
PAC
氯消毒
2.3配水井的设计计算
配水井的设计计算
2.3.1设计参数
配水井设计规模为Q=150000x1.05m/d=157500m/d=6562.5m/h
2.3.2设计计算
（1）配水井有效容积
配水井水停留时间取T=30s,则
配水井有效设为容积：
V=QT=
配水井设计为矩形：
设配水井有效设为水深H=5m，安全高度设计为0.4m，则实际高度为5.4m。
宽B=3.2m长L=3.5m
则配水井应设计尺寸为V=HBL=5×3.2×3.5=56m﹥55m.符合要求
（2）进水管径
配水井进水管的设计流量为Q=6562.5m/h，查水力计算表知，当进水管管径D=1600mm时，（在小于范围内）。
（3）进水从配水井底中心进入，经等宽度堰流入2个水斗再由管道接入2座后续构筑物，每格后续构筑物的分配水量应为q=6562.5/2=3281.25m。
因单个出水溢流堰的流量为q=6562.5/2=3281.25m=911.46L/s，一般大于100L/s采用矩形堰，小于100L/s采用三角堰，所以，本设计采用矩形堰。
矩形堰的流量：
式中：
—单个出水溢流堰的流量
—流量系数，0.3
—堰宽，取1.0m
则H=
（4）配水管管径
由前面计算可知，每个后续处理构筑物的分配流量为q=0.911m，查水力计算表可知，当配水管管径D时，v=0.805m/s（在小于范围内）。
2.4混凝设施
2.4.1加药
根据对原水水质等方面水温和PH等值的分析，选用的混凝剂为聚合氯化铝，混凝剂的投加浓度为10%。
优点：
净化效率高、用药量少、出水浊度低、色度小，过滤性能好，温度适应性高，PH值适用范围宽（PH=5~9）。
操作方便，腐蚀性小，劳动条件好，成本较低。
采用计量泵湿式投加，不需要加助凝剂。
2.4.2混凝剂的投加量
混凝剂的投加量a=20mg/L，日处理水量Q=150000m³/d。
日投药量kg/d
2.4.3混凝剂的投加
混凝剂投加方法有干投和湿投，干投应用较少，本设计采用湿投。
2.4.4溶液池容积W与规格
日处理水量Q=（150000x1.05）m³/d=6562.5m³/h，调配次数n=3，混凝剂投加量a=20mg/L。
m³
溶液池采用混凝土结构，取有效水深H=1.4m，总深H=H+H+H=1.4+0.2+0.2=1.8m（H为保护高，取0.2m，H为贮渣深度，取0.2m）
溶液池采用矩形，单池尺寸为长（L）x宽（B）x高（H）=3.0x2.5x1.8=13.5m³。
溶液池有效容积为3.0x2.5x1.4=10.5，符合要求。
溶液池的数量设置为两个，以便交替使用。
池旁设工作台，宽1.0～1.5m，池底坡度为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，于两池分设放水阀门，按1h放满考虑。
2.4.5溶解池容积W2与规格
W=0.3xW=0.3x10.5=3.15m³
溶解池一般采用正方形，其有效水深为1m，总深H=H+H+H=1.0+0.2+0.2=1.4m（H为保护高，取0.2m，H为沉渣高，取0.2m）
溶解池的规格为LxBxH=1.8x1.8x1.4
溶解池的有效容积为1.8x1.8x1.0=3.24m³>3.15，符合要求。
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DN80mm，按10min放慢溶解池考虑，管材采用硬聚氯乙烯管
溶解池搅拌装置采用机械搅拌；以电动机驱动桨板搅动溶液。
2.4.6投加系统构成和药控制系统选型
固体药剂的湿式投加系统包括：
药剂的搬运、调制、提升、储液、计量和投加。
此外还需要考虑排渣等设施。
药剂的调制主要是进行稀释，以满足要求的浓度。
湿投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器投加和计量泵投加。
常用的计量设备有计量泵、转子流量计、孔口、浮杯。
本设计采用耐酸泵和转子流量计配合投加。
2.4.7加药间及药库布置
A加药间
加药间应与药剂仓库毗连，并且靠近投药点。
各种管线布置在管沟内，。
为便于冲洗水集流，地坪坡度大于0.005，并坡向集水坑。
B药库布置
储存一月的药量则有总药量
G=
相对密度为1.3，则V=94.5/1.3=72.7m
药剂堆放高度为两米，则A=72.7/2=36.35m，考虑其他的因素，这部分所占要药品面积的40%，所以S=36.35x1.4=50.59m，长宽为8.5x6。
内设电动单量悬挂起重机一台。
2.5混合设施
混合的主要作用，是让药剂迅速而均匀地扩散到水中，使其水解产物与原水中的胶体微粒充分作用完成胶体脱稳，以
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