10万吨地表水水厂优秀课程设计.docx

1、10万吨地表水水厂优秀课程设计第二章 设计资料1 设计目的及基本要求通过本次设计，应达到如下教学目的：（1）掌握给水处理厂工艺设计的基本步骤，复习和消化课程讲授的内容； （2）掌握给水处理厂各处理构筑物形式的选择方法与工艺设计计算方法，给水处理厂平面布置与高程设计的原则和方法，具备初步的独立设计能力；（3）掌握设计与制图的基本技能； （4）提高综合运用所学的理论知识独立分析和解决问题的能力。（5）设计中，应做到设计合理、计算准确、图面清晰、语言通顺、说明简练、字体端正。 2 设计内容2.1 设计题目某市新区地表水水厂设计。2.2 设计原始资料2.2.1 图纸净水厂地形图见附图。2.2.2 用水

2、资料（1）生活用水该城市新区位于山东中部，东平湖畔。拟建水厂以东平湖为水源地，一期工程日供水能力 10 万吨/天。2.2.3 原水水质资料（见附表）2.2.4 地形地貌地形较平坦，平均海拔高度在223233米之间。2.2.5 工程地质及水文地质工程地质良好，适宜于工程建设，地质构造一般皆为四层：（1）表土或耕土厚0.5m左右；（2）粘土及砂质粘土，即第四纪土层，厚8m左右，耐压力2kg/cm2以上；2.3 设计任务与步骤根据所给原始资料，进行城市净水厂工艺设计及工程扩大初步设计。设计任务与步骤如下所示：（1）根据原始资料计算水厂设计水量；（2）根据水质、水量、地区条件、施工条件和相似条件水厂运

3、转情况选定处理方案和确定处理工艺流程；（3）水厂自用水量按设计净产水量的 9 计；（4）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状、有关尺寸和安装位置等；（5）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件施工上的可能性；（6）根据各构筑物的确切尺寸，确定各种构筑物平面布置上的确切位置，并最后完成平面布置。确定各构筑物的连接管道的位置、管径、长度、材料及其附属设施，并最后定出水厂的高程布置；（7）绘制厂区总平面图、高程图（比例自定）； （8）就设计中需要说明的主要问题和计算成果写出设计计算说明书。3 设计成果及要

4、求设计成果包括设计说明书一份和图纸三张；3.1 设计说明书设计说明书内容包括下列各项：（1）目录；（2）概述设计任务和依据，简要分析设计资料的特点；（3）计算设计流量；（4）给水处理流程选择的各种因素分析和依据说明；（5）各处理构筑物及其辅助设备的工艺计算、工作特点的说明；（6）处理构筑物之间的水力计算及其高程设计；（7）处理构筑物总体布置的特点及依据说明。说明书应简明扼要，表格说明、要求文字通顺、段落分明、字迹工整。3.2 图纸绘制下列图纸：（1）厂区总平面图，图中应表示出各工艺构筑物的确切位置，外形尺寸，相互距离、各构筑物连接沟管的位置、管径、管材、管长，其他辅助性构筑物的位置。厂区内各种

5、管道：上水、下水、雨水、暖气管、电缆等的总平面布置。厂区道路、绿化及卫生防护区的布置等。该图中各种管道以单线条表示，图中应绘出各种线条表示的图例，注明构筑物名称。绘出地形等高线，填方挖方轮廓线等。（2）工艺流程高程图，图中应标出各构筑物顶、底、水面、主要构件及沟管的设计标高，室内外地坪标高。4 参考资料、给水工程（第四版）；、给水排水快速设计手册3、4册；、给水排水设计手册1、3、9、10等；、给水简明设计手册；、水资源及给水处理。附表：原水水质资料编号 项目 单位 分析结果 附注1 色度 CU 50 2 浑浊度 NTU 150300 3 嗅和味 度 合格 4 PH值 7.7 5 总硬度 mg

6、/ 250 以CaCO3计6 铜 mg/ 0.8 7 锌 mg/ 0.2 8 锰 mg/ 0.01 9 砷 mg/ 0.002 10 细菌总数 个/ 280 11 大肠菌群 个/ 73 第三章 给水处理工艺流程（1）原水的水质分析原水的嗅和味，PH值，总硬度，铜，锰，砷等水质指标均符合饮用水水质标准，因而这些物质均不用去除，只需去除色度，浊度，细菌，大肠杆菌等物质。（2）确定给水处理工艺流程根据以上原水水质分析，确定该厂的水处理工艺流程如下： 第四章 构筑物的工艺尺寸的计算1 设计水量的计算该水厂的日供水量为10万吨，水厂的自用水量为9%，因此水厂的设计供水量为Q=10104(1+9%)t/d

7、=10.9104 t/d=1.26m3/s。2 混凝剂的配制投加及混合原水浊度为150300，参考国内水厂成功经验，混凝剂选用PAC（碱式氯化铝）作絮凝剂，投加量13.564mg/L，平均30mg/L，溶液浓度取15%，每天调制两次，采用计量泵（两台，一用一备，轮流使用）湿投，应用自动控制系统。下图为投药工艺流程。 （1）溶液池容积W1= =10.88m3，溶液池分2格，每格有效容积为5.5 m3，有效高度1.4m，超高0.6m，每格实际尺寸222 m3,半地下式，高出地面1m。（2）溶解池容积W2=0.25W1=0.2510.88 m3=2.72 m3，有效高度1.0 m，超高0.3m，设计

8、尺寸：1.31.51.5m3，池底坡度采用2.5%，溶解池上沿与溶液池平齐。采用中心固定桨板式搅拌机。（3）采用管式静态混合器（两个，一用一备）混合药剂与原水。 投药管流量 q= =0.25L/s静态混合器的设计流量 Q=10104(1+9%)t/d=10.9104 t/d=1.26m3/s静态混合器设计流速取为1.7m/s，则管径为 D= =972mm，采用钢管DN1000，则实际流速为v=1.7m/s。混合单元数计算 按下式计算N2.36v-0.5D-0.3=2.36 =1.8，取N=2 则混合器的长度 L=1.112=2.2m混合时间 T= =1.3s水头损失 h= 0.42m3 平流沉

9、淀池的设计计算（1）设计参数的确定：采用平流沉淀池，和絮凝池一样分2组，沉淀时间为T=1.5h，水平流速为v=15mm/s，有效水深采用H0=3.2m，超高为0.3，故池总深为3.5m，池底坡度为i=3 ，下图即为平流沉淀池。 （2）池体的计算每组池子的设计流量 Q= =2271m3/h=0.63 m3/s 沉淀池的容积 W=QT=22711.5=3406.5 m3沉淀池的长度 L=3.6vT=3.6151.5=81m沉淀池的宽度B= =13.14m 采用13.4m，沿纵向设置一道导流墙分成两格，导流墙宽0.2m，每格沉淀池净宽度为6.6m，导流墙中有多个穿孔，将两边流通。絮凝池与沉淀池之间采

10、用穿孔布水墙连接。穿孔墙上的孔口流速采用0.2m/s，则孔口总面积为0.63/0.2=3.15m2。每个孔口的尺寸为1510cm，则孔口的个数为3.15/0.015=210个。沉淀池放空时间按3h计，则放空管的管径为 d= =0.36m 采用DN=400mm采用三角堰出水，出水渠断面宽度采用1.0m，出水渠起端高 H=1.73 =0.59m为保证堰口自由出水，出水堰保护高采用0.1m，则出水渠深度为0.69m，取0.7m。（3）水力条件校核水流截面积=6.63.2=21.12m水流湿周=6.6+23.2=13m水力半径R= =1.62m弗劳德数Fr= =1.4210-510-5符合要求。雷诺数

11、Re= =24300(按20C计算)（4）沉淀池排泥该水厂的原水平均浊度为250NTU，平流沉淀池出水的平均浊度为5NTU，水厂的进水浊度不是很高，为了方便水厂运行操作，节省水厂的生产费用采用多斗重力排泥。沉淀池下层已经过排泥的水回流到原水中重新处理。原水的的SS为 SS1=bT=1.5250=375mg/L平流沉淀池出水的SS为 SS2=1.55=7.5mg/L每日的干污泥量 V= =40t每日泥浆体积 V0= =444m3(干污密度=1.8t/m3,污泥的含水率取P2=95%)水厂共有两组平流沉淀池，每组池子分两格，每格池子的尺寸为6.681m，每格池子建3个集泥斗，总共建12个集泥斗。泥

12、斗的上表面尺寸为64m，下表面的尺寸为41m，侧边与水平面成60，则泥斗深2.25m。集泥斗的体积 V1= =28.3 m3平均排泥周期 T= =0.8d4 絮凝池的设计计算（1）设计参数的确定：本水厂设计的絮凝池为往复式隔板絮凝池，供水量较大，分2组池子进行处理，絮凝时间采用T=20min，絮凝池的宽度根据平流沉淀池子要求设为13.4m，平均水深为2.7m，池子超高为0.3m。絮凝池内流速分四档，分别为v1=0.5m/s，v2=0.4m/s, v3=0.35m/s，v4=0.3m/s，v5=0.2m/s。（2）池体的计算每组絮凝池的设计流量Q= =2271m3/h=0.63 m3/s絮凝池的

13、净长度 =21.20m隔板间距按廊道内流速的不同分为5档 b1= =0.47m0.5m则实际流速 v1=0.47m/s b2= =0.58m0.6m则实际流速 v2=0.38m/s b3=0.7 v3=0.33m/s; b4=0.9m v4=0.29m/s; b5=1.3m v5=0.2m/s 廊道分成五段,各段廊道宽度和流速见下表。 廊道宽度和流速计算表廓道分段编号 1 2 3 4 5各段廊道的宽度(m) 0.5 0.6 0.7 0.9 1.3各段廊道的实际流速(m/s) 0.47 0.38 0.33 0.29 0.20各段廊道数 5 5 5 5 6各廊道总净宽(m) 2.5 3.0 3.5

14、 4.5 7.8 各段廊道的宽度之和 b=2.5+3.0+3.5+4.5+7.8=21.3m 取隔板厚度=0.1m，共25块隔板，则絮凝池的总长度L为： L=21.3+250.1=23.8m（取24m） （3）计算各段水头损失采用公式 hi=xmi 水力半径: Ri= 槽壁粗糙系数n=0.013，流速系数Ci= 以下各段水头损失计算表。 各段水头损失计算表段数 mi li Ri vi vit Ci hi1 5 66 0.25 0.47 0.61 61.05 0.302 5 66 0.29 0.38 0.49 62.58 0.203 5 66 0.34 0.33 0.43 64.26 0.154

15、 5 66 0.44 0.29 0.38 67.09 0.115 5 66 0.62 0.20 0.26 71.03 0.05h=0.81m 平均速度梯度 G= = =80s-1 GT=802060=96000（在104105范围内）池度坡度 i= =3.4% 5 普通快滤池的设计计算（1）滤池设计参数的确定本水厂采用普通快滤池进行过滤，根据用水量的情况，采用8个构造相同的普通快滤池，布置成对称双行排列，则每个滤池的设计流量 Q= =568m3/h=158L/s。：滤速v=10m/h,冲洗强度为q=14L/(sm2)，冲洗时间为t=6min，滤池工作时间为24h，冲洗周期为12h，采用石英砂单层滤料。下图为普通快滤池。 （2）滤池池体的计算每个滤池的实际工作时间 T=24-0.1