开题报告 - 大连市开发区给水工程工艺设计

天津大学仁爱学院本科生毕业设计（论文）开题报告课题名称 大连市开发区给水工程工艺设计系名称 专业名称 环境工程（给排水）学生姓名 指导教师 一、课题来源及意义水是人们日常生活中不可或缺的组成元素，随着社会的发展给水厂占据着与日剧增的重要角色，中国的给水工艺也在飞速的发展。面对不同的原水水质拥有了更多的工艺选择。长春市作为中国重点发展城市在给水工艺上也拥有先进的处理设备和手法，由于近年来供水设施的高速发展，加之总需水量增长放缓，城市用水的“供需比”明显提高，水量的供给和需求上基本趋于平衡。中国供水行业的努力方向，已开始由增加水量转移到提高水质方面。让中国人民喝国际先进标准的水，是我们今后的奋斗目标。通过本次设计，熟悉给水工程设计的基本工艺流程，提高资料检索，文献阅读、设计计算、绘制图纸、编写设计的能力。增进对大学期间所学知识的认识，对各处理构筑物与处理工艺进一步熟悉计算运用。使得大学四年所学课程能够有机结合成为一个整体，融会贯通。二、国内外发展状况长期以来，给水工艺仍然是混合、絮凝、沉淀、过滤和消毒几个阶段，宏观上理论上尚无重大突破，然而在微观上，净化工艺确不断地改进，对给水处理的认识也不断地更新。理论的继续深化，促进了给水工艺水平的提高。传统工艺、理论主要是建立在以粘土胶体微粒和致病细菌为主要工作对象的基础上，随着污染程度的日益加剧和污染源的逐渐增多，污染物品种的多样化，为给水处理工作者带来新的课题。现在给水工程较以往的任何时候都更加注意原水的预处理工作和在传统工艺后面的深度处理，这是当前发展最快的方面，也是我国和国外给水工艺水平主要差距所在。 混合技术：理论上早已阐明混合是絮凝的基础，要求快速剧烈的混合，以促进混凝药剂扩散速度和压缩水中胶体的双电层，使胶体脱稳。但在实际工作中对混合长期未给予应有的重视。80 年代中后期加强混合才成为给水界最强调的观点，因而也陆续出现了多种混合设备。有水力隔板混合、水泵混合、机械混合、混合池、槽等以及近几年应用于给水行业上的静态混合器。从混合设备形式上看，我国现有水平不逊于国外先进国家。由于混合设备对水力条件、输入能量、混合方式要求比较严格、设备、构造上的差异往往造成混合效果相差较大，单纯从理论计算上进行混合设计，往往和预先设想结果有较大偏差，因而影响混合效果。国外先进国家对混合设备都作严格的测试，以期取得最佳混合效果。例如美国混合设备的生产厂家对使用单位所需求的机械混合设备全部按 1:1 的比例，使用不同颜色的塑料珠进行混合测试，取得最佳使用效果后方进入施工。而我国对混合的测试手段和测试设备不足，直接影响混合器效果。美国这种作法是我国应当学习和效仿的，也是我们与先进国家的差距所在。 絮凝反应：我们的反应设备总体上和国外水平差距不大，传统上的絮凝反应多采隔板反应，是建立在近壁紊流理论基础上的。随着给水理论的深入研究和发展，从能量耗散的角度出发提出自由紊流的微旋涡理论，我国在此理论之上研制出多种设备反应亦投入生产运行。但我国机械反应多为垂直轴机械反应，国外平流沉淀池多为水平轴机械反应，并采用液力无级变速式电机调频无级变速。我国在前一段时间对缩短反应时间很感兴趣，所设计的反应池停留时间有的短达 7 分钟，认为这样可以减少占地节约投资。现在随着实践和对高效反应的认识加深，又开始倾向延长反应时间，这与国外先进国家的认识趋于一致。 沉淀池：沉淀作为一种传统的水处理工艺，在给水和污水领域一直备受关注。现在常用的沉淀设备有斜板沉淀池、平流沉淀池等，斜板沉淀池在实际运用中的优缺点，可广泛运用于冶金、建材、机械、化工、市政等行业的废水、污水处理，具有效率高，占地面积小、投资省、运行稳定、安全可靠的特点，全钢结构的设计形式便于施工安装。另外，其独特的重力排泥设计减少了螺旋输泥机、泥浆泵等专用排泥设备，增强了系统的稳定性平流沉淀池是给水行业最古老的一种池型，大型水厂应用较多，我国与国外技术水平相差无几，所不同的是，国外停留的时间较长，一般为 24 小时，我国停留时间多为 12 小时。选择较长的停留时间可以节约药剂，提高沉淀后的水质，并有足够的调节余地，抗冲击负荷能力较强。停留时间短可以节省基建投资，减少占地面积。具体设计停留时间多长为好，这需要根据国家发达程度、沉淀后水质指标要求，并进行经济技术比较后确定，根据我国水质标准和国情，采用 1.52.0 小时停留时间为好。过滤池过滤在水处理上一般称为二级处理，通常是设于沉淀、澄清、气浮等一级设备之后，用来进一步降低水中浊度。最早的过滤是使用慢滤池。这是利用生物膜过滤工艺。慢滤池出水水质高，但生产效率低。当前国内外过滤过程多使用快滤池以提高生产效率。快滤池的过滤机理是接触絮凝。快滤池发展历史已百余年，创造出多种池型，有四阀滤池、双阀滤池、虹吸滤池、无阀滤池、压滤罐等。大型水厂多使用四阀滤池及其改型的双阀滤池。从滤料上看，使用单层砂滤料和砂、煤双层滤料的较多，三层滤料及三层以上滤料应用较少。国外先进国家的过滤设备与我国相比在三个方面有较大改进：滤料品种、级配的改进；辅助冲洗的普遍应用；自用水的降低。滤料品种和级配的改进方面，我国使用的砂滤料，粒径一般在 0.451.1 毫米，不均匀系数 K80 一般选在 1.62.0，无烟煤滤料一般作为双层滤池的轻质滤料，粒径多为 1.02.0，不均匀系数 K80 多为 2.0 左右。消毒杀菌技术消毒是指灭环境中微生物的方法，目前常用的饮用水消毒方法主要有氯化消毒法、臭氧氧化技术、二氧化氯消毒和光氧化技术等。氯化消毒：目前我国饮用水主要采用氯化消毒法。常用氯化消毒剂有漂白粉、漂白粉精、二氯异氰脲酸钠（优氯净） 、次氯酸钠等。氯的杀菌作用是由于次氯酸体积小，电荷中性，易于穿过细胞壁；同时，它又是一种强氧化剂，能损害细胞膜，使蛋白质、RNA 和 DNA 等物质释出，并影响多种酶系统，从而使细菌死亡。氯对病菌的作用在于对核酸的致死性损害。加氯量、需氯量和余氯是饮用水在采用氯化消毒时涉及的三个指标。臭氧氧化技术：通过臭氧与其他消毒剂比较研究后得出以下结论-从消毒效果看，臭氧二氧化氯氯氯胺。而从消毒后水的置突变性看，则氯氯胺二氧化氯臭氧。由此可显示臭氧消毒的优点。国际上已普遍应用臭氧氧化技术，该技术在法国的普及率很高。二氧化氯消毒技术：二氧化氯消毒技术相对于臭氧和氯消毒，杀菌量等强，剩余量更稳定，作用更持久，消毒后不产生有毒的三氯甲烷等氯化有机物，并能有效地控制出水的色度、臭，还可沉淀水中的铁、锰等。因此，它有用量少、作用快、杀菌率高的优点，但其成本高，不易压缩储存，只能在现场制造。常用作第一次消毒及氧化。光氧化技术：利用可见光或紫外线照射作用，产生氧化能力极强的OH 基，进行复杂反应，将有机物高效去除。光激发氧化技术是以臭氧、过氧化氢、氧气和空气等作为氧化剂，将氧化剂的氧化作用和光化学辐射相结合，其氧化效果要比单独使用 UV 或臭氧等好得多。三、研究目标、内容及处理工艺1、研究目标：通过水厂处理工艺的设计使河水经处理后达生活饮用水卫生标准中的规定。采用自动加药设备提高水厂运行的自动化程度。通过对水厂的合理设计，使工程投质和运行费用较低，使工程具有一定的可靠度，满足用户对水质，水量，水压的近远期要求。运用现代化的管理技术实现对水厂的自动化控制。2、研究内容设计用水量的计算，供水规模的确定。水厂工艺选择与设计计算 ：根据原水水质与水厂设计水量确定给水厂的工艺流程；根据选定的工艺流程，选定给类构筑物型式和设备及其工艺设计计算；水厂的总体布置(平面与工程布置)及辅助建筑物及其它设备的选定。的工艺流程；根据选定的工艺流程，选定给类构筑物型式和设备及其工艺设计计算；水厂的总体布置(平面与工程布置)及辅助建筑物及其它设备的选定。3、处理工艺 管式静态混合器斜管沉淀池双层滤料快滤池清水池二级泵站池隔板絮凝池一级泵站四、毕业设计工作进度安排序号 起止日期 计 划 完 成 内 容1 2.283.11 外文翻译、工艺方案确定2 3.144.1 工艺设计计算3 4.44.8 水厂总平面图和高程图4 4.114.22 絮凝池和沉淀池平剖面图5 4.254.29 滤池平剖面图6 5.25.6 清水池平剖面图7 5.95.13 二泵站工艺图8 5.165.27 编写毕业设计说明书、准备答辩五、参考文献1 严煦世、范瑾初主编. 给水工程M. 第 4 版. 北京：中国建筑工业出版社，19992 中国市政工程东北设计研究院主编. 给水排水设计手册（第 1 册）常用资料M. 第 2 版. 北京：中国建筑工业出版社， 20003 北京市政工程设计研究总院主编. 给水排水设计手册（第 3 册）城镇给5 崔玉川等主编给水厂处理设施设计计算M北京：化学工业出版社，选题是否合适： 是 否课题能否实现： 能 不能指导教师（签字） 年 月 日水M. 第 2 版. 北京：中国建筑工业出版社，20044 室外给水设计规范 （GB500132006）. 中国计划出版社，20065 崔玉川等主编给水厂处理设施设计计算M 北京：化学工业出版社20036 高湘主编给水工程技术及工程实例M北京：化学工业出版社，20027 姜乃昌、陈锦章主编水泵及水泵站M第 4 版北京：中国建筑工业出版社，19988 张智等主编给水排水工程专业毕业设计指南M 北京：中国水利水电出版社，19999 市政工程设计施工系列图集给水排水工程（上、下册） ，中国建筑工业出版社，200310 Dr B C Punmia, Ashok Kr Jain, Arun Kr JainWater Supply EngineeringMLaxmi ， 199511 American Water