某市给水水厂初步设计Word格式.docx
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LearningtheWatertreatmentEngineeringCourse,webeganourcoursedesign.Thisdesignisthesubjectofpreliminarydesignofacitywatersupplyandwater,whichincludesthedeterminationofthewatertreatmentprocessandwatertreatmentstructuresdesignedtoandsoon.
Urbanwatersupplyanddrainageisanimportantpartofurbanconstruction.
Wateristhepeople'
sdailylife,andallproductionactivitiesindispensablematerial.Urbanwatersupplyprojectpurposeandmission,istoeconomicallyrationalandsafeandreliablewatersupplyandproductionactivitiesinpeople'
slivesandtheneedtoprotectpeople'
slivesandpropertysafety,andtomeettheirwaterqualityandpressurerequirements.
Watertreatmentworksisthroughphysical,chemicalmeanstoremovesomeofthewaterofaprojectontheproductionandlivingunwantedsubstancesdo.Thesettlementinorderforaparticularpurposeandonthewater,aprojectfiltration,coagulation,flocculation,andcorrosion,scaleandotherwaterconditioning.
Becauseofsocialproduction,iscloselyrelatedtolivingwithwater,therefore,thescopeofapplicationofwatertreatmentprojectsinvolvingawiderangeofareas,constituteahugeindustrialapplicationprojects.
Soperfectforurbanwatersupplyprojectsforindustrialandagriculturalproduction,protectpeople'
shealthandtheprotectionoftheenvironmentfrompollutionandsohasamajorrole.
Keywords:
Thewatertreatment，Treatmentprocess，ThestructureDesign
第1章给水厂处理设计任务书
1.1设计题目
1.2主要设计内容及基本要求
具体内容包括以下几个方面：
（1）基本资料的分析整理。
（2）计算各种用水量，确定城市水厂及取水构筑物的设计流量。
（3）确定水厂处理工艺流程及净水构筑物形式（进行方案比较）。
（4）净水构筑物的工艺设计计算。
絮凝池（往复式隔板絮凝池，机械絮凝池）；
沉淀池（平流沉淀池，斜板/斜管沉淀池）；
过滤池（普通快滤池，v型滤池）
清水池
（5）绘制净水厂平面图。
1.3设计资料
1.3.1自然条件
（1）地理位置：
位于中国华北南部地区
（2）气象资料
①风向：
见风玫瑰图
②气温：
最冷月平均为：
－10.8℃
最热月平均为：
28.4℃
③土壤冰冻深度：
0.3m
1.3.2城市建设规划
（1）市总规划人口36万人，居住区最高日生活用水量标准采用120L/d·
人。
用水普及率按100%计。
（2）市分区资料：
分区名称
人口（万人）
楼房层数
一区
12
二区
24
（3）工业企业资料
企业名称
生产用水量（吨/日）
职工人数
倒班次数
冷车间人数（人/班）
热车间人数（人/班）
淋浴人数（人/班）
纺织厂
20000
15000
4000
1000
5000
钢厂
9000
2000
3000
（4）该城市需要浇洒的道路面积为141650㎡。
需要浇洒绿地的面积108150㎡。
绿地及道路最多每天浇洒两次。
（5）城市综合生活用水
城市综合生活用水每小时用水量占最高日用水百分比情况见表，用水日变化系数Kd=1.37。
城市综合生活每小时用水量占最高日用水量百分比
时间
小时用水量占最高日用水量百分比
0～1
1.70
8～9
6.00
16～17
5.75
1～2
1.67
9～10
5.84
17～18
5.83
2～3
1.63
10～11
5.07
18～19
5.62
3～4
11～12
5.15
19～20
5.00
4～5
2.56
12～13
20～21
3.19
5～6
4.35
13～14
21～22
2.69
6～7
5.14
14～15
5.27
22～23
2.58
7～8
5.64
15～16
5.52
23～24
1.87
（6）未预见水量及管网漏失水量可按最高日用水量的20%计。
（7）该城市公共建筑用水量按5000m3/d计算。
（8）水厂自用水量按最高日用水量的5%考虑。
1.4设计成果要求
全部任务要求按时完成，最后要求提交下列成果：
（1）毕业设计计算说明书一份；
（不少于20页）
（2）设计图纸1张;
1.5备注
排版顺序：
封面；
中文摘要；
英文摘要；
目录；
正文；
谢辞；
参考文献；
附表。
第2章水厂设计水量的确定
2.1生活用水量Q1
城市或居住区的最高日生活用水量为：
Q1=qNf（m3/d）
式中：
q——最高日生活用水定额，这里取120L/cap·
d
N——设计年限内计划人口数，36万
f——自来水普及率，100%
Q1＝120×
36×
100％×
104×
10-3＝43200（m3/d）
2.2工业企业生产用水量和工作人员生活用水量Q2
①A、B两企业生产用水量为：
20000（吨/日）＋15000（吨/日）=35000（吨/日）＝35000（m3/d）
②工作人员生活用水量：
A企业职工人数为15000人，倒班次数为3次每班5000人，其中冷车间人数4000人，生活用水量取25（L/cap·
班）（查城市给水排水工程，工业企业职工生活用水标准）浴用水量取40（L/cap·
班）。
热车间人数为1000人生活用水量取35（L/cap·
班），淋浴用水量取60（L/cap·
班）淋浴人数为5000人。
因此A企业工作人员生活用水量：
3×
[4000×
（25+40）+1000×
（35+60）]=1065000L/d=1065m3/d
B企业职工人数为9000人,倒班次数为3次每班3000人,其中冷车间人数为2000人，生活用水量取25（L/cap·
班），淋浴用水量为40（L/cap·
班）热车间人数为1000人，生活用水量取35（L/cap·
班），淋浴人数为3000人。
则B企业工作人员生活用水量为：
3×
[2000×
（35+60）]=675000L/d=675m3/d
则A、B两企业工作人员的生活用水量为：
1065+674=1740m3/d
因此工业企业生产用水量和工作人员生活用水量Q2为：
Q2=35000（m3/d）+1740（m3/d）=36740（m3/d）
2.3浇洒道路和绿地用水量，Q3
该城市需要浇洒的道路面积为141650㎡。
需要浇洒绿地的面积为108150㎡。
绿地及道路每天浇洒两次，分别在上午7—9时和下午3—5时。
浇洒道路用水量一般为每平方米路面每次1.0-1.5（L.m2/次），这里取1.0（L.m2/次）,大面积绿化用水可采用1-2（L.m2/d）,这里取1.5（L.m2/d）。
则浇洒道路和绿地用水量
Q3=141650×
1.0×
2×
10-3+108150×
10-3×
1.5=445.525（m3/d）=446（m3/d）
2.4公共建筑用水量，Q4=5000m3/d
2.5未预见水量及管网漏失量Q5
城市未预见水量和管网漏失量按最高日用水量的10%-20%计算，这里取20%。
Q5=（Q1+Q2+Q3+Q4）×
20%=（43200+36740+446+5000）×
20%=17077（m3/d）
2.6最高日设计用水量为Qd=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5=102463（m3/d）
2.7水厂自用水量Q5
水厂自用水量一般可取最高日用水量的5%—10%，这里取5%
Q水厂设计水量=102463*（100%+5%）=107586（m3/d）=4483（m3/h）=1.25（m3/s）
第3章给水处理工艺流程和给水处理构筑物的选择
在进行给水处理厂设计时，选择厂址是非常重要的环节。
厂址的选择应结合城镇或工厂的总体规划、地形、管网布置、环保要求等综合因素，进行多方案的经济技术比较，选择出适用可靠、工程造价低、管道及总输水费用省、施工及管理条件好的厂址。
1、在厂址选择中一般考虑以下几个因素：
少占农田和尽可能不占良田。
厂址选择在工程地质较好的地方；
在有抗震要求的地区还应考虑地震、地质条件。
考虑周围环境卫生条件，给水处理厂应布置在城镇上游。
应使管网的基建费用最低。
当取水点离配水管网较近时，厂址多选在取水地点附近或连在一起；
当距离用水区较远时，地表水处理厂选址应能通过经济技术比较后确定。
要充分利用地形，应选择有适当坡度的地区，以满足地表水处理构筑物高程布置的需要，减少土方工程量。
厂址应选在交通方便的地方，以有利于施工运输和运行管理。
厂址应选在靠近供电电源的地方，以利于安全运行和降低输电线路费用。
应考虑有发展扩建的余地
2、给水处理厂厂址选择的要求有：
一、给水系统布局合理；
二、不受洪水威胁；
三、有较好的废水排除条件；
四、有良好的工程地质条件；
五、有良好的卫生环境，并便于设立防护地带；
六、少拆迁，不占或少占良田；
七、施工、运行和维护方便。
水厂水处理的主要目标是去除水中杂质和对水进行消毒，即通过必要的处理方法去除水中的悬浮物质、胶体物质、细菌、病毒、以及其他有害成分，使净化后水质满足以下条件：
（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）水的感性性状良好。
水质随不同的水源而变化，因此当确定取用某一水源后，必须十分清楚该水源的水质情况。
根据用水要求达到的水质标准，分析研究原水水质中哪些项目是必须进行处理的，哪些项目通过净水厂解决，哪些项目需要单独处理解决。
根据需要处理的内容，选择净化工艺流程。
但在确定工艺流程的过程中，常会遇到同时有两个或几个方案都能达到净化处理的目的，此时除需进行技术经济比较外，还应考虑施工、管理、维护及其他方面的条件，加以综合比较，择优确定工艺流程。
混凝、沉淀、过滤等过程主要是通过其相应的净化构筑物来完成的。
同一过程有着不同形式的净水构筑物，而且都具有各自的特点，包括它的工艺系统、构造形式、适应性能、设备材料要求等。
同时，其建造费用和运行费用也是有差异的。
因此，当确定净水工艺流程后，应进行净水构筑物的选择，并通过技术经济比较确定。
在选择净水工艺流程时
，根据原水水质情况有如下几种：
低浊度水（<
50）处理工艺：
原水→（加药）混合→絮凝→过滤→消毒→清水池
受有机物污染水处理工艺：
常规水处理→臭氧反应池→活性炭吸附池→消毒→清水池
传统的水处理工艺：
原水→（加药）混合→絮凝→沉淀→过滤→消毒→清水池
传统的水处理工艺经过长期的运行改良与操作经验积累，对一般水质的原水有很好的处理效果，且运行相对经济可靠，管理方面的经验也相当成熟。
因此此次设计选择传统水处理工艺流程。
自药剂与水均匀混合起直到大颗粒絮凝体形成为止，整个称混凝过程。
常用的水处理剂有聚合氯化铝、硫酸铝、三氯化铁等。
可把水中不易沉淀的胶粒及微小悬浮物脱稳、相互聚结，再被吸附架桥，从而形成较大的絮粒，以利于从水中分离、沉降下来。
为了创造良好的混凝条件，要求混合设施能够将投入的药剂快速均匀的扩散于被处理的水中。
混合方式基本分为两大类：
水力混合和机械混合
几种不同混合方式的主要优缺点及适用条件如下：
方式
优缺点
适用条件
水泵混合
优点：
1.设备简单；
2.混合充分，效果较好
3.不另消耗动能；
缺点：
1.配合加药自动控制较困难；
2.G值相对较低
适用于一级泵房离处理构筑物120米以内的水厂
管式静态混合器
1.设备简单，维护管理方便；
2.不需土建构筑物；
3.在设计流量范围内，混合效果好；
4.不需外加动力设备
1.运行水量变化影响效果；
2.水头损失较大；
3.混合器构造较复杂
适用于水量变化不大的各种规模的水厂
扩散混合器
1.不需外加动力设备；
3.不占地
混合效果受水量变化有一定影响
适用于各种规模的水厂
跌水混合
1.利用水头的跌落扩散药剂；
2.受水量变化影响较小；
3.不需外加动力设备
1.药剂的扩散不易完全均匀；
2.需建混合池；
3.容易夹带气泡
适用于各种规模的水厂，特别当重力流进水水头有富余时
机械混合
1.混合效果较好；
2.水头损失较小；
3.混合效果基本不受水量变化影响
1.需耗动能；
2.管理维护较复杂；
3.需建混合池
综合分析各种混合方式的优缺点并结合具体情况，此次设计选择的混合方式为管式静态混合器。
絮凝工艺简介
絮凝工艺的基本要求是，原水与药剂经混合后，通过絮凝设备应形成肉眼可见的大的密实絮凝体。
絮凝池形式较多，概括起来分成两大类：
水力搅拌式和机械搅拌式。
不同形式絮凝池比较见下表：
形式
优缺点
适用条件
隔板絮凝池
往复式
1、絮凝效果好；
2、构造简单，施工方便
1、絮凝时间较长；
2、水头损失较大；
3、转折处絮粒易破碎；
4、出水流量不易分配均匀。
1、水量大于3000m³
/d的水厂；
2、水量变动小
回转式
2、水头损失较小；
3、构造简单管理方便
出水流量不易分配均匀
1水量大于3000m³
2、水量变动小；
3、适用于旧池改建和扩建
折板絮凝池
2、絮凝时间短；
1、构造复杂；
2、水量变化影响絮凝效果。
水量变动不大的水厂
网格絮凝池
3、构造简单
水量变化影响絮凝效果
1单池能力以1.0~2.5万m³
/d
2、水量变动不大的水厂
机械絮凝池
3、可适应水质水量变化。
需机械设备和经常维修
大小水量均适用，并适应水量变动较大的水厂
原水投加混凝剂后，经过混合反应，水中胶体杂质凝聚成较大的矾花颗粒，进一步在沉淀池中去除。
水中悬浮颗粒依靠重力作用从水中分离出来的过程称为沉淀。
沉淀池是应用沉淀作用去除水中悬浮物的一种构筑物。
沉淀池在废水处理中广为使用。
它的型式很多，主要有平流式、竖流式、辐流式和斜管沉淀池四种。
1、平流式沉淀池
平流式沉淀池是沉淀池的一种类型。
池体平面为矩形，进口和出口分设在池长的两端。
池的长宽比不小于4，有效水深一般不超过3m，池子的前部的污泥设计。
平流式沉淀池沉淀效果好，使用较广泛，但占地面积大。
常用于处理水量大于15000立方米/天的污水处理厂。
其特点是构造简单、造价较低、操作方便和净水效果稳定。
1 进水区
进水区也是平流沉淀池的混合反应区，原水与混凝剂在此混合，并起反应，形成絮凝体，然后进入沉淀池，此外由于断面突然扩大，流速骤降，絮凝体藉自重而不断沉降。
进水区就是为了防止水流干扰，使进水均匀的分布在沉淀池的整个断面，并使流速不致太大，以免矾花破碎。
2 沉淀区
沉淀区的作用是使悬浮物沉降。
3 出水区
沉淀后的水应从出水区均匀，不能跑“矾花”。
4 存泥区和排泥
存泥区是为存积下沉的泥，另一方面是供排泥用。
为了排泥，沉淀池底部可采用斗形底，可采取穿孔排泥和机械虹吸排泥等形式。
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。
2、竖流式沉淀池
竖流式沉淀池又称立式沉淀池，是池中废水竖向流动的沉淀池。
池体平面图形为圆形或方形，水由设在池中心的进水管自上而下进入池内（管中流速应小于30mm/s），管下设伞形挡板使废水在池中均匀分布后沿整个过水断面缓慢上（对于生活污水一般为0.5-0.7mm/s，沉淀时间采用1-1.5h），悬浮物沉降进入池底锥形沉泥斗中，澄清水从池四周沿周边溢流堰流出。
堰前设挡板及浮渣槽以截留浮渣保证出水水质。
池的一边靠池壁设排泥管（直径大于200mm）靠静水压将泥定期排出。
竖流式沉淀池的优点是占地面积小，排泥容易，缺点是深度大，施工困难，造价高。
常用于处理水量小于20000m³
/d的污水处理厂。
3、辐流式沉淀池
辐流式沉淀池，池体平面圆形为多，也有方形的。
直径（或边长）6-60m,最大可达100m，池周水深1.5-3.0m,池底坡度不宜小于0.05.废水自池中心进水管进入池，沿半径方向向池周缓缓流动。
悬浮物在流动中沉降，并沿池底坡度进入污泥斗，澄清水从池周溢流出水渠。
辐流式沉淀池多采用回转式刮泥机收集污泥，刮泥机刮板将沉至池底的污泥刮至池中心的污泥斗，再借重力或污泥泵排走。
为了刮泥机的排泥要求，辐流式沉淀池的池底坡度平缓。
采用机械排泥，运行较好，设备较简单，排泥设备已有定型产品，沉淀性效果好，日处理量大，对水体搅动小，有利于悬浮物的去除。
池水水流速度不稳定，受进水影响较大;
底部刮泥、排泥设备复杂，对施工单位的要求高，占地面积较其他沉淀池大，一般适用于大、中型污水处理厂。
4、斜管沉淀池
斜管沉淀池是指在沉淀区内设有斜管的沉淀池。
组装形式有斜管和支管两种。
在平流式或竖流式沉淀池的沉淀区内利用倾斜的平行管或平行管道（有时可利用蜂窝填料）分割成一系列浅层沉淀层，被处理的和沉降的沉泥在各沉淀浅层中相互运动并分离。
根据其相互运动方向分为逆（异）向流、同向流和侧向流三种不同分离方式。
每两块平行斜板间（或平行管内）相当于一个很浅的沉淀池。
其优点是：
①利用了层流原理，提高了沉淀池的处理能力;
②缩短了颗粒沉降距离，从而缩短了沉淀时间;
③增加了沉淀池的沉淀面积，从而提高了处理效率。
此次设计采用平流式沉淀池。
1、过滤概述
在常规水处理过程中，过滤一般是指以石英砂等粒状滤料层截留水中悬浮杂
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