水质工程学课程方案说明书

1、页眉内容课程设计说明书姓名：班级：学号：时间：一：设计任务及要求1 设计任务： 此课程设计的目的在于加深理解所学专业理论， 培养运用所学知识综 合分析和解决实际工程设计问题的初步能力，在设计、运算、绘图、 查阅资料和设计手册以及使用设计规范等基本技能上得到初步训练 和提高。2. 设计要求： 根据所给资料，设计一座城市自来水厂，确定水厂的规模、位置，对 水厂工艺方案进行可行性研究， 计算主要处理构筑物的工艺尺寸， 确 定水厂平面布置和高程布置， 最后绘出水厂平面布置图、 高程布置图 （达到初步设计的深度） ，并简要写出一份设计计算说明书。 二工艺流程设计及评价1，设计供水量为 58000m3/d

2、 ，水厂所在地为长春地区 2，水厂以地表水作为水源，工艺流程如图 1 所示 图 1 水处理工艺流程3，论证：为了确定絮凝池和沉淀池的选定， 现拟定两个净水工艺方案， 进行比较分析:方案一：原水T 一级泵房T回转式隔板絮凝池T斜管沉淀池T普通快滤池T清水池T二级泵房方案二：原水T 一级泵房T往复式隔板絮凝池T平流沉淀池TV型滤池T清水池T二级泵房1. 絮凝池的比较形式优缺点适用条件隔板絮凝池往复式优点：1、絮凝效果较好2、结构简单，施工方便 缺点：1、絮凝时间较长2、水头损失较小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 30000m3 /d的水厂2、水量变动小収式优点：1、絮凝效

3、果较好2、水头损失较小3、构造简单，管理方便 缺点：出水流量不易分配均匀1水量大于30000m3 /d的水厂2、水量变动小3、适用于旧池改建和扩建比较各种絮凝池优缺点和适用条件结果比较：综上所述以及综合本设计原始资料， 选用往复式絮凝池。回转式适用 于旧池的改建的扩建，不宜在初期就建回转式，且回转式絮凝池减小 了絮粒碰撞的机会，减小了絮凝的速度，增长了时间。所以选用选用 絮凝效果较好的往复式絮凝池。2. 沉淀池的比较沉淀池平流式斜管式优点1. 造价较低2. 操作管理方便，施工较简单3. 对原水浊度适应性较强，潜力大，处1. 沉淀效率咼2. 池体小，占地少理效果稳定4.带有机械排泥设备时，排泥效

4、果好缺点1. 占地面积较大2. 不采用机械排泥装置时，排泥较困难3. 需维护机械排泥设备1. 耗材较多，老化后尚需更换， 费用较咼2. 对原水浊度适应性较平流池差3. 不设机械排泥装置时，排泥较 困难；机械排泥时，维护管理较麻 烦使用条件一般用于大中型净水厂1. 可用于各种规模水厂2. 宜用于老沉淀池的改造，扩建 和挖槽3. 适用于需保温的低温地区4. 单池处理水量不宜过大结果比较：综上所述，虽然斜管式沉淀池出水量较大，但是池底易淤积，且费用较贵。所以采用经济费用较低的平流式沉淀池。3过滤池的比较过滤池普通快滤池V型滤池优点1. 有成熟的运转经验，运行稳妥可靠2. 采用砂滤料，材料易得，价格便

5、宜3. 采用大阻力配水系统，单池面积可做的较大，池深较浅4. 可采用降速过滤，水质较好1 运行稳妥可靠2. 采用砂滤料，材料易得3. 滤床含污量大，周期长，滤速咼，水质好4. 具有水汽反冲洗和水面扫洗，冲洗效果好缺点1. 阀门多2. 必须设有全套冲洗设备1 配套设备多，如鼓风机等2 土建较复杂，池身比普通快滤池深适用条件1.可适用大、中、小型水厂2 2 单池面积一般不宜大于 100m3.有条件时尽量采用表面冲洗或空气助洗设备1 .适用大、中型水厂22.单池面积可达150m以上结果比较：综上所述：选用比较好。V型滤池均质滤料，过滤效果好，因此本设计采用方案为：原水T 一级泵房T往复式隔板絮凝池T

6、平流沉淀池T v型滤池T清水池T二级泵房三.设计基本资料1.设计供水量为58000n3/d，水厂所在地为长春地区2原水水质资料(1)原水水质情况：以河流水为水源，河水受到污染，水质分析报告 如下：序号指标单位数值1浊度NPU最高800,平均1002色度度133水温最高22,最低14PH值7.08.05总硬度Mg/L CaCo3806总大肠菌群个/mL6507耗氧量Mg/L78BODMg/L59氨氮Mg/L0.910CODMg/L2011氯仿Mg/L0.9（2）城市用水量变化表时间系数时间系数时间系数时间系数011.15676.3112136.8218196.07120.9786.3113145

7、.2319205.56231.07896.6114154.2120213.16341.159106.5015164.7521222.22451.5010116.8816174.3422231.64563.8111127.1117185.7923240.91四，单体构筑物计算1设计流量2混凝剂（聚合铝PAC投配设备的设计混凝剂的投加分为干投法和湿投法两种，干投法指混凝剂为粉末 固体直接投加，湿投法是将混凝剂配制成一定浓度溶液投加。 我国多 采用后者，采用湿投法时，投加方式为高位溶液池重力投加，混凝处 理工艺流程如图所示。湿投法混凝处理工艺流程水质的混凝处理，是向水中加入混凝剂（或絮凝剂），通过混

8、凝 剂水解产物压缩胶体颗粒的扩散层， 达到胶粒脱稳而相互聚结；或者 通过混凝剂的水解和缩聚反应而形成的高聚物的强烈吸附架桥作用， 使胶粒被吸附粘结。聚合铝，包括聚合氯化铝（PAC和聚合硫酸铝（PAS等，具有 混凝效果好、对人体健康无害、使用方便、货源充足和价格低廉等优 点，因而使用聚合铝作为水处理的混凝剂。取混凝剂最大投加量为 42.0mg/L。当单独使用混凝剂不能取得预期效果时，需投加某种助凝 剂以提高混凝效果，通常选用聚丙烯酰胺及其水解产物，当进水浊度 较高时，可通过试验确定其用量后投加。2溶液池设计计算溶液池一般以高架式设置，以便能依靠重力投加药剂。池周围应 有工作台，底部应设置放空管。

9、必要时设溢流装置。溶液池容积按下式计算wiaQ-417cnW1溶液池容积，m3 ；Q处理水量，Q=26153/h ；a混凝剂最大投加量，a=40mg/L;n 每日调制次数，取n = 3c 溶液浓度，取10%一般5 20;代入数据得wiaQ 型迪 12.52m3 （考虑水厂的自用水量8%417cn41710 汉 2溶液池积为W,设置两个以便交替使用，保证连续投药。取有效水深H=1.1m，总深 H=1.1+0.2+0.1=1.4m。H2 -保护高，取0.2m; H 3-储渣深度，取0.1m, 溶液池实际有效容积 W=4 x 3X 1.仁13.2m3满足要求。溶液池尺寸：长X宽X高=4nX 3nX

10、1.4m3溶解池设计计算溶解池容积W2=0.27W=0.27 X 12.52=3.4m3 （取溶解池溶解W为溶 液池容积W的0.27倍）面积F =毁=3.78m4m边长 a二F 1/2 = 2.0m;（取有效水深Hhi为0.9m,保护高H2为0.2m,储渣深度H为0.1m）总深 H二h+H+H = 0.9+0.2+0.1 = 1.2m。溶液池实际有效容积 W=2 x2X 0.9=3.6m满足要求。溶解池形状采用正方形，尺寸：长X宽X高 =2mx 2mx 1.2m溶解池的放水时间采用t = 15mi n,则放水流量 查水力计算表得放水管管径 do= 100mm相应流速V0=2.56m/s溶解池

11、底部设管径d= 100mnt勺排渣管一根。溶解池搅拌装置采用机械搅拌： 以电动机驱动浆板或涡轮搅动溶液。4混合设备混合是原水与混凝剂或者助凝剂进行充分混和的过程，是进行混凝和沉淀的重要前提，混凝过程要求在投药后迅速完成。混合速度要快，药剂应在水流造成剧烈紊动的条件下投入，一般混合时间10- 30秒，特别剧烈速度梯度超过1000秒-1和长时间搅拌是不 宜的，这样会导致絮体不可逆的破坏，恶化悬浮物的粘附性质和减慢 随后的反应过程。投药方式采用一点连续投药，投在稳压井中然后进 水。混合设备离后续处理构筑物越近越好，尽可能与构筑物连接，如 必须用管道连接时，则在连接管道内的流速为0.81.0米/秒，管

12、道内的停留时间不能超过2分钟（即管道距离不宜超过120米）。 处理过程中原水与混凝剂，助凝剂等药剂的充分混合是使反应完善， 从而使得后处理流程取得良好效果的最基本条件，同时只有原水与药剂的充分混合，才能有效提高药剂使用率，从而节约用药量，降低运行成本。管式静态混合器(6) 设计流速静态混合器设在絮凝池进水管中，设计流速v=1.5m/s，则管径为：采用D=1000m，则实际流速v=1.46m/s)采用参数(7) 水头损失(水厂处理水量 Q=0.725nr/s ;管道直径d=1.0m;混合单元n=3个(8) 絮凝池与沉淀池布置本设计中采用的往复式隔板絮凝池将与平流沉淀池合建，它们的宽B相同。1往复

13、式隔板絮凝池计算：水厂处理水量Q=62640r/d ；池数n=2个；絮凝时间T=20min;流速分 4 段: vi=0.5m/s ； v 2=0.4m/s ； v 3=0.3m/s ； V4=0.2m/s考虑与平流式沉淀池合建，有效水深 H=2.5m;池宽B=10.0m单池设计水量 Qi = Q = 62640 = 1305 m3/h24n244,满足要求;长度与深度之比L/h=86.4/3=28.8 10，满足要求。总高度 H=h+ h1+ h 2=3.0+0.5+0.4=3.9m则单个沉淀池尺寸：长x宽x高 =86.4mx 10nX 3.9m有效水深H1 =3.0m，超高取0.5m,则池深

14、为3.5m,考虑到走道宽度和隔墙尺寸，每隔净距为10.1 2.0 =6.052（9）滤池1）滤池的选择V 型滤池：从实际运行状况，V型滤池来看采用气水反冲洗技术 与单纯水反冲洗方式相比，主要有以下优点：（1）、较好地消除了滤 料表层、内层泥球，具有截污能力强，滤池过滤周期长，反冲洗水量 小特点。可节省反冲洗水量4060%降低水厂自用水量，降低生产 运行成本。（2）、不易产生滤料流失现象，滤层仅为微膨胀，提高了 滤料使用寿命，减少了滤池补砂、换砂费用。（3）、采用粗粒、均质单层石英砂滤料，保证滤池冲洗效果和充分利用滤料排污容量，使滤后水水质好。根据设计资料，综合比较选用目前较广泛使用的 V型滤池

15、。设计水量（包括8%水厂自用水量）为：Q=62640r/d设计滤速采用V=8m/h，强制滤速v 2 22000用时，采用矩形水池由于清水池有效水深为h=4.0m,每座清水池的单个面积为F工性二空0 = 725m2，取B L =25 29 =725m2，超高取05m，则清水h 4池高度取40m。清水池总高H=h+h1=4.0+0.5=4.5m ,则单个清水池尺寸：长x宽x高=29mx 25mx 4.5m ,实际每座清水池有效容积为329 x 25 x 4=2900m进水管Qr = 99000m3 / d = 1.15m3 /s% = 1.2m/ s9.2清水池管道系统计算(1)进水管Q! = 9

16、9000m3 / d = 1.15m3 /s= 1.2m/ s设两座清水池，则采用DN8mm钢管，贝y实际流速 v = 4Q24 1.15 2 = 1.14m/s门兀D2汉兀汉0.8出水管由于用户的用水量时时变化，清水池的出水管应按出水量最大流量设计，设计中取时变化系数k=1.3，所以：采用DN1100mm钢管，贝卩实际流速v = 企 4 1.49厂0.78m/s tl D 2汉兀汉1.1溢流管溢流管的管径与进水管相同，取为DN 800mm。在溢流管管端设喇叭口，管上不设阀门。出口设置网罩，防止虫类进入池内。排水管清水池内的水在检修时需要放空，需要设排水管。排水管径2h内将水放空计算。排水管流速按1.5m/s估计，则排水管的管径为：采用DN1000mm钢管9.3清水池布置(1)导流墙每座清水池内设2条导流墙，间距为10m将清水池分为3格，在导流墙底部每隔1.0m设0.1mx 0.1m的过水方孔，使清水池清洗时排水方便，每条导流墙距清水池侧壁 5 m处开导流孔。14页脚内容页眉内容(2) 检修孔 在清水池顶部设圆形检修孔 2 个，直径为 1000mm(3) 通气孔在清水池顶部设通气孔，通气孔共设 18 个，每格设 6个，通气管径 为 200mm(4) 覆土厚度清水池顶部覆土厚度一般为0.51.0m,取覆土厚度为0.8m设计供水量 Q=58000m3/d经验系数 k=10%清