【正文】 水 0903 吳一凡 u202116366 1 目錄 一、總論 ................................................ 2 11 設(shè)計要求 ......................................... 2 12 基本資料 ......................................... 2 二、總體設(shè)計 ............................................ 6 21 工藝流程的確定 .................................... 6 22 處理構(gòu)筑物及設(shè)備型式選擇： ........................ 8 三、混凝、絮凝 .......................................... 9 31 混凝劑投配設(shè)備設(shè)計 ................................ 9 32 加藥間及貯液池 ................................... 12 33 混合設(shè)備的設(shè)計 ................................... 13 34 絮凝池設(shè)計 ....................................... 14 四、沉淀池設(shè)計 ......................................... 20 五、濾池設(shè)計 ........................................... 25 51 正常過濾系統(tǒng)設(shè)計 ................................. 25 52 反沖洗系統(tǒng)設(shè)計 ................................... 34 53 反沖洗泵房設(shè)計 ................................... 37 六 清水池設(shè)計 .......................................... 41 七、消毒設(shè)計 ........................................... 44 八、二級泵房布置 ....................................... 48 九、處理構(gòu)筑物平面設(shè)計 .................................. 49 91 工藝流程布置設(shè)計 ................................. 49 水 0903 吳一凡 u202116366 2 92 平面布置設(shè)計 ..................................... 50 93 水廠管線設(shè)計 ..................................... 50 十、處理構(gòu)筑物高程設(shè)計 .................................. 51 101 水頭損失計算 .................................... 51 102 處理構(gòu)筑物高程確定 .............................. 52 十一、水廠附屬建筑物設(shè)計 ................................ 53 十二、課設(shè)心得 ......................................... 56 十三、參考文獻 ......................................... 57 一、總論 11 設(shè)計要求 凈水廠課程設(shè)計的目的在于加深理解所學(xué)專業(yè)理論，培養(yǎng)運用所學(xué)知識綜合分析和解決實際工程設(shè)計問題的初步能力，在設(shè)計、運算、繪圖、查閱資料和設(shè)計手冊以及使用設(shè)計規(guī)范等基本技能上得到初步訓(xùn)練和提高。 課程設(shè)計的內(nèi)容是根據(jù)所給資料，設(shè)計一座城市凈水廠，要求對 主要處理構(gòu)筑物的工藝尺寸 進行計算，確定水廠平面布 置和高程布置，最后繪出 水廠平面布置圖 、 高程布置圖 和 某個單項處理構(gòu)筑物 (絮凝沉淀池、澄清池或濾池 )的工藝設(shè)計圖 (應(yīng)達到初步設(shè)計的深度 )，并簡要寫出一份設(shè)計計算說明書。 水 0903 吳一凡 u202116366 3 12 基本資料 （ 1）水廠規(guī)模： 該水廠總設(shè)計規(guī)模為 萬 m3/d，分兩期建設(shè)，近期工程供水能力 萬 m3/d,，遠期工程供水能力為 萬 m3/d。近期工程設(shè)計征地時考慮遠期工程用地，預(yù)留出遠期工程用地。 （ 2）水源為河流地面水，原水水質(zhì)分析資料如下： 表 1 原水水質(zhì)表 序號 項 目 單位 數(shù)量 備 注 1 PH 值 / ～ 2 色度 度 ～ 20 3 濁度 NTU 65 ～2021 4 肉 眼可 見物 / 較渾 5 總硬度 mg/L,CaCO3 117 6 氯化物 mg/L 7 氟化物 mg/L 硝酸鹽 mg/L 9 總?cè)芄涛? mg/L 147 10 鐵 mg/L 水 0903 吳一凡 u202116366 4 11 錳 mg/L 12 銅 mg/L 13 砷 mg/L 14 鋅 mg/L 15 鉛 mg/L 18 菌落 總數(shù) 個 /mL 179。104 （ 3）廠區(qū)地形：（比例 1:500, 按平坦地形和平整后的設(shè)計地面高程 設(shè)計），水源取水口位于水廠東北方向 150m，水廠位于城市北面 1 km。 （ 4）工程地質(zhì)資料 1）地質(zhì)鉆探資料 表 2 地質(zhì)資料表 表土 砂質(zhì)粘土 細砂 中砂 粗砂 粗砂礫石 粘土 砂巖石層 1m 1 m 2 m m 1 m 2 m 土壤承載力 :20 t/m2. 2) 地震計算強度為 。 3) 地震烈度為 9 度以下。 4) 地下水質(zhì)對各類水泥均無侵蝕作用。 （ 5）水文及水文地質(zhì)資料 水 0903 吳一凡 u202116366 5 地下水位：在地面以下 表 3 水文資料表 序號 項 目 單位 數(shù)量 備 注 1 歷年最高水位 m 8 黃海高程系統(tǒng)，下同 2 歷年最低水位 m 7 頻率 1％ 3 歷年平均水位 m 4 4 歷年最大流量 m3/s 14600 5 歷年最小流量 m3/s 180 6 歷年平均流量 m3/s 1340 7 歷年最大含砂量 kg/m3 8 歷年最大流速 m/s 4 9 歷年每日最大水位漲落 m/d 10 歷年三小時最大水位漲落 m/3h 水 0903 吳一凡 u202116366 6 地下水位：在地面下 。 （ 6）氣象資料 該市位于亞熱帶，氣候溫和，年平均氣溫 ，七月極端最高溫度達 390C，一月極端最低溫度－ ，年平均降雨量 ，年平均降雨日數(shù) 天，歷年最大日量降雨量 。常年主導(dǎo)風(fēng)向為東北偏北（ NNE），靜風(fēng)頻率為 12％，年平均風(fēng)速為 。土壤冰凍深度： 。 風(fēng)向玫瑰圖 二、總體設(shè)計 21 工藝 流程的確定 給水工藝流程及主要構(gòu)筑物的選用，應(yīng)根據(jù)設(shè)計基礎(chǔ)資料如：原水水質(zhì)、設(shè)計規(guī)模、處理后水質(zhì)要求、氣候條件、水文地質(zhì)條件等，經(jīng)過調(diào)查研究或參照相似條件下已有水廠的運行經(jīng)驗，再結(jié)合當(dāng)?shù)夭僮鞴芾硭剑ㄟ^經(jīng)濟技術(shù)分析綜合研究確定。 水 0903 吳一凡 u202116366 7 其中， 水處理構(gòu)筑物的設(shè)計水量，應(yīng)按最高日供水量加水廠自用水量確定。 二級泵房及配水管網(wǎng)應(yīng)按最高日最高時水量設(shè)計。 水廠自用 量 一般可采用設(shè)計水量的 5％～ 10％。水處理構(gòu)筑物的設(shè)計參數(shù)必要時應(yīng)按原水水質(zhì)最不利情況 ( 如沙峰、低溫、低濁等 ) 下所需最大供水量進行校核。水廠設(shè)計時， 應(yīng)考慮任一構(gòu)筑物或設(shè)備進行檢修、清洗而停運時仍能滿足生產(chǎn)需求。凈水構(gòu)筑物應(yīng)根據(jù)需要設(shè)置排泥管、排空管、溢流管和壓力沖洗設(shè)施等。 當(dāng)濾池反沖洗水回用時，應(yīng)盡可能均勻回流，并避免有害物質(zhì)和病原微生物等積聚的影響，必要時可采取適當(dāng)處理后回用。 水廠原水色度約在 20 度，濁度一般介于 602021NTU，原水水質(zhì)毒理學(xué)和放射性指標(biāo)全部達到《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準》（ GB 57492021）的要求。總體來說，原水水質(zhì)較好，為我國《地面水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準》（ GB3838200）Ⅱ類水源。而水廠出水水質(zhì)需滿足《生活飲用水衛(wèi)生 標(biāo)準》（ GB 57492021）的要求。 綜合以上考慮，設(shè)計初步采用常規(guī)水處理工藝， 流程圖 如下： PAC、 Cl 原水 管式靜態(tài)混合器 網(wǎng)格絮凝池 平流沉淀池 V型濾池 Cl 清水池 圖 1 工藝流程圖 水 0903 吳一凡 u202116366 8 22 處理構(gòu)筑物及設(shè)備型式選擇： 1）混合設(shè)備： 為節(jié)省用地，選擇管式靜態(tài)混合器。它具有設(shè)備簡單，維護管理方便；不需要土建構(gòu)筑物；在設(shè)計流量范圍內(nèi)，混合效 果好；不需要外加動力設(shè)備的優(yōu)點。 2）絮凝池： 結(jié)合水廠規(guī)模，日處理水量為 萬 m3/d，可選用網(wǎng)格絮凝池，分為 2 組。網(wǎng)格絮凝池具有絮凝時間短、絮凝效果好、結(jié)構(gòu)簡單的優(yōu)點 3）沉淀池： 根據(jù)水廠規(guī)模，選用平流沉淀池，與網(wǎng)格絮凝池合建。平流沉淀池的優(yōu)點是構(gòu)造簡單；對水質(zhì)變化的適應(yīng)性強，處理效果好；操作管理方便，施工較簡單；可就地取材，造價低。 4）濾池： 選擇 V 型濾池，它具有運行穩(wěn)妥可靠；濾料材料易得；慮床含污能力大、周期長、慮速高、水質(zhì)好；具有氣水反沖洗和水表面掃洗，沖洗效果好等優(yōu)點。適合大中型水廠，滿足 給水廠的條件。 5）消毒方法： 氯是目前國內(nèi)外應(yīng)用最廣的消毒劑，除消毒外還起氧化作用。加氯操作簡單，價格較低，不需要龐大的設(shè)備，且在管網(wǎng)中有持續(xù)消毒殺菌作用。 水 0903 吳一凡 u202116366 9 三、混凝、絮凝 31 混凝劑投配設(shè)備設(shè)計 設(shè)計中采用堿式氯化鋁，濕投方法。 混凝劑投加量計算： 1000T aQ? 其中 T —— 日 混凝劑投加量（ kg/d） ； Q —— 設(shè)計水量（ m3/d） ； a —— 單位 混凝劑 最大 投加量（ mg/L） 。 根據(jù)給水排水設(shè)計手冊（第三冊），查得武漢長江水的混凝劑最高投加量為 64 mg/L，平均投加量為 mg/L。設(shè)計水量： Q=97000*（ 1+5%） =101850 m3/d = m3/h= m3/s（取水廠自用水量為設(shè)計水量的 5%） 當(dāng)按最高投加量 a=64 mg/L 時計算 : dkgaQ / ???? 當(dāng)按平均投加量 a= mg/L 時計算 : dkgaQ / ???? 水的 PH 和堿度恰好在混凝劑的最佳 PH 值范圍內(nèi)，故不需要考慮對 PH 進行調(diào)節(jié)。 混凝劑采用濕式投 加，采用機械方式調(diào)制混凝劑。 溶液池容 積： bnaQ417W? 水 0903 吳一凡 u202116366 10 其中 W —— 溶液池容積 （ m3） ； Q —— 設(shè)計水量（ m3/h） ； a —— 混凝劑 最大 投加量（ mg/L） ； b —— 混凝劑的濃度，一般采用 5%～ 20