开题报告-泗洪县给水工程工艺设计

天津大学本科生毕业设计（论文）开 题报告1 课题名称 泗洪县给水工程工艺设计系 名 建筑工程系 专 业 环境工程（给排水）学生姓名 指导教师 一、课题的来源及意义：水是一切生命的源泉，孕育了一切生命，生命也因此赖于水而生存。占人体体重 68% 的是水，人的血液中 83%也是水。不仅这样，生活中我们也被五花八门的水所包围着，自来水，矿泉水，蒸馏水，太空水，离子水等随处可见。随着当今生活水平的日益提高，科学技术的不断进步，对于每个追求生活品质，渴望健康长寿的人，对饮用水的标准也有了很高的要求。社会供水需求也在由水量的增大向水质的提高转变。但是在自然水源中并不是所有的水都适合人类饮用，含很多对人体有害的杂质和矿物质。如长期饮用会引发多种疾病，例如水中含氟过高会使骨骼畸变，影响发育，使牙齿变黄，又如水中含盐过高会增加心血管疾病，高血压，动脉硬化及脑血栓的发病率。这就使我们在给水工艺设计上遇到了一个不可避免的问题提高水质。通过本次对吉林省某市给水处理工程工艺的设计，可以熟悉给水处理的工艺流程，串联大学四年所学的知识，使我们融会贯通，以便于我们日后工作的需要。二、国内外发展现状：“混合、絮凝、沉淀、过滤和消毒” 几个阶段依然是给水工艺的主要步骤。表面看来并没有很大的进步，实际上，净化工艺的确不断地变化，人们对给水工艺处理的认识也不断地变化。人们日益增长的生活水平，对人体健康的意识的不断增长，对饮用水标准的提高，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、污染物品种的多样化和人们对水的极高标准，给水处理工作者带来新的要求。由于我国科学技术水平的限制，在当 今发展最快的方面“原水的预处理工作和在传统工艺后的深度处理”和国外给水工艺水平存在一定差距。混合：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2 凝药剂扩散速度和压缩水中胶体的双电层，使胶体脱稳。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。絮凝：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。沉淀：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 h，我国停留时间多为 12 h。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 h 停留时间为好。澄清：澄清池在我国使用普通程度仅次于平流沉淀池和斜管沉淀池。悬浮澄清和水力循环澄清池是早期修建。现在为了提高效率，大多都进行了不同程度的改进。我国现在建造的澄清池多为机械加速澄清池，用于中小水厂的一级处理，但有些大型水厂也选用此种池型。国外先进国家仍在研制新型澄清池，以进一步扩大澄清池的适用范围和得到高质量的滤前水。过滤：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。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。欧美国家普通使用辅助冲洗。有水表冲和气冲两种。水表冲有设一层的，也有在滤料层中再加设一层的。气冲则有采用“丰”字形管布气，也有用长柄滤头布气的。由于气冲造成滤料间磨擦力加大，使滤池冲洗更干净，故欧美国家采用气冲更为普遍。我们水表冲早有应用，气冲也有使用，但不普遍。其原因是加辅助冲洗后使操作复杂，并有可能引起滤料流失。消毒：很长一个时期以来，传统的消毒杀菌剂主要是采用氯及其化合物。该方法操作技术简单、价格低、杀菌效果好。在国外至今仍为主要杀菌方法之一，我国应用更为普遍。使用氯气消毒我国与国外的主要差距在于投加的控制手段上，目前一般采用容量分析比色法测量投氯后的余氯值，依据其余氯值采用浮子3 加氯机或真空加氯机调节投加量，靠人工操作。该方法不能提供准确的投加量，只是靠经验控制，检验投加效果又具有滞后性。而国外则采用自动余氯检测仪检测，根据余氯量反馈给自动加氯机自动调节投加量。这套设施由于国内的余氯检测仪以及氯氨加注自动化设施有待提高，目前尚不普及。深度处理：我国在这方面的差距主要表现在采用深度处理的普及程度低。随着我国改革开放的深化，国力的增强，相信定会逐步缩小这一差距。三、研究目标、研究内容、设计工艺、设计要求1、研究目标使给水厂出水水质达到生活饮用水卫生标准 （GB5749-2006 ） ，并安全输配到用户，满足用户的需求。2、研究内容城市土壤种类为亚粘土，地下水位深度为 -6.0 米;冰冻线深度 -1.5 米，城市最高温度为 34C;最低温度为 -17C; 年平均温度 11C;主导风向：夏季为东南风，冬季为东北风。自来水厂处的土壤种类为亚粘土，地下水位深度 6.0 米。给水水源为地表水源，流量：最大流量 8000m/s，最小流量 2000m/s 最大流速：1.4m/s 水位的最高水位(1%)170.0 米;常水位(97%)167.0 米，最低水位 164.0 米，冰冻期水位 165.0 米.最低水位时河宽 60 米冰的最大厚度 1.0 米，无潜水，无锚定冰。该河段为通航河段。水源水质情况表水质指标 单位 分析结果水的臭和味 级 合格混浊度 mg/L 30540色度 度 30总硬度 度 30PH 值 - 6.97.1碱度 度 78溶解性固体 mg /L 200水的温度(最高温度) 26(最低温度) 3.74 细菌总数 个/ml 3400大肠菌群 个/ml 210根据以上资料分析，原水浊度较低，不需要预处理和深度处理。只需要常规处理即可满足要求。3、工艺流程原水管式 静态混合 器网格 絮凝池 斜管沉淀池 单层石 英沙普通快 滤池清水池二泵房用户管式 静 态 混 合 器 主 体 在 混 合 管 内 安 设 一 毓 特 殊 设 计 的 螺 旋 状 混 合 单 体 ， 每两个 相 邻 的 开 头 相 同 的 单 体 ， 方 向 相 反 地 交 叉 固 定 在 管 道 内 ， 运 行 中 单 体本身 不 发 生 旋 转 运 动 ， 混 合 器 内 也 无 任 何 转 动 部 件 ， 而 是 以 水 流 的 动 能 作为混 合 的 能量 ， 流体 在 混 合 单体 内 流 动时 ， 每一 单 体 将 水流 一 分 为 二， 混合 器 总 分 流 数 将 单 体 的 数 量 成 几 何 级 数 递 增 ， 这 种 混 合 称 为 成 对 分 流 混合， 而 由 于 相 邻 的 混 合 单 体 方 向 相 反 ， 使 水 流 不 断 产 生 方 向 相 反 的 旋 紊 流状态 下 ， 在 每 个 单 体 的 两 端 产 生 旋 涡 ， 这 种 旋 涡 、 反 旋 涡 更 增 强 了 混 合 效率， 在 混 合 器 内 时 发 生 三 种 混 合 作 用 ， 从 而 使 得 本 体 具 有 传 质 速 度 快 ， 能完成 不 同 液介 质 在 瞬 时内 的 有 效 混合 。管 式 静 态混 合 器 整件 均 为 钢 质结 构 ，具有 坚 固 耐 用 、 结 构 简 单 、 不 需 专 门 占 用 场 地 、 安 装 容 易 、 投 资 少 、 使 用寿命 长 、 混合 效 率 高 等特 点 ， 在 运行 过 程 中无 任 何 有 害 物质 溶 析 出。网格 絮 凝 池 ， 又 名 栅 条 絮 凝 池 ， 指 的 是 在 沿 流 程 一 定 距 离 的 过 水 断 面 中 设置栅 条 或 网格 ， 通 过 栅条 或 网 格 的能 量 消 耗完 成 絮 凝 过程 的 构 筑 物。斜管沉淀池，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 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 逆 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 。 利 用 了 层 流 原 理 ， 提 高 了 沉 淀 池 的 处 理 能 力 ； 缩 短 了 颗 粒 沉 降 距离， 从 而 缩 短 了 沉 淀 时 间 ； 增 加 了 沉 淀 池 的 沉 淀 面 积 ， 从 而 提 高 了 处 理 效率， 而 且 占地 面 积 小 。单层石英沙普通快 滤池结构简单， 冲 洗 采 用 单 水 冲 洗 ，冲 洗 水 由 水 塔 （ 箱 ）或水 泵 供 给 。 运 行 管 理 可 靠 ， 有 成 熟 的 运 行 经 验 ； 池 深 较 浅 ； 但 阀 门 比 较多； 一 般 大阻 力 冲 洗 ，需 要 设 有 冲洗 设 备 。4、 设计 要 求（1）根据水质、水量、地区条件、施工条件和水厂运行情况、确定净水厂的处理工艺流程；（2）拟定各处理构筑物的设计流量，并根据确定的净水厂位置，选5 择适宜采用的处理构筑物，确定设计采用的处理构筑物的形式及数量；（3）进行各构筑物的设计计算，确定各构筑物和各主要构件的尺寸并绘制部分计算简图，设计时要考虑到构筑物及其构件施工上的可能性，并符合要求。四、进度安排：1.2012.3.1-3.10 熟悉设计资料及设计要求，写出开题报告；翻译外文资料。2.2012.3.11-3.15 设计水量的计算，设计方案的比较与选择。3.2012.3.16-4.5 水厂工艺选择与设计计算，绘制水厂平面图和高程图。4.2012.4.6-4.27 绘制各个构筑物施工图。5.2012.4.28-5.3 编制设计说明书。6.2012.4.28-5.3 整理设计成果，打印，并提交设计成果。7.2012.5.4-6.1 撰写论文，准备答辩。五、可行性分析参见原水水质情况，以及现有我国各中小型水厂的设计经验，并且上面叙述的工艺流程应用较普遍，技术成熟，且处理效果较好，估计经过水厂的净水工艺处理后，可满足城市用水水质的要求，达到我国饮用水标准。六、主要参考文献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，19986 8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王启山主编 水工业工程常用数 据速查手册 M 北京：机械工业出 版社，200511严煦世主编给水排水工程快速设计手册（1）给水工程M北京：中国建筑工业出版社，199912Dr B C Punmia, Ashok Kr Jain, Arun Kr Jain