《城市给水处理厂》课程设计任务书_secret

1、城市给水处理厂课程设计任务书一、设计项目某城市给水厂净水工艺初步设计二、设计时间：2008年11月 27 日至2008年 12 月 5 日共1.5周。三、设计任务：1根据所给水质情况，确定处理工艺流程，并用方框图表示。2选用给水管网课程设计所计算的最大日用水量，或由教师给定的水量作为本设计的设计水量。3根据混凝实验结果选用混凝剂并决定其投量（也可参考设计手册比照相似情况选用），设计计算溶药池、溶液池的溶积、设计投药系统及药库并进行相应的平面布置。4设计计算混合池、絮凝池、沉淀池（或澄清池），并在设计说明书中绘出它们的工艺流程图（单线图）。5设计计算滤池（包括根据筛分资料，将滤料改组成所需d10

2、=0.5mm, K80=1.8），并绘出工艺图（1号工程图）。6设计计算加氯间、氯库。7设计计算清水池容积。8设计计算各构筑物之间的联接管道（它括水头损失值）。9设计全厂总平面布置和高程布置，并绘出其平面布置和高程布置图（1号工程图）。四、基础资料1厂区地形图（地形已平整，高程可定为58.00米）2原水水质分析表原水水质分析表项 目单 位数 据项 目单 位数 据色度度10CO2Mg/L14.26嗅味/无Na+K+Mg/L8.46浑浊度度501000SO42Mg/L17.2pH/7.2溶解固体Mg/L139.0总硬度Mg-N/L2.29挥发酚Mg/L0.002Fe+2+Fe+3Mg/L0.3有机

3、磷Mg/L0.09ClMg/L15.51砷Mg/L0.01HCO3Mg/L119.6耗氧量Mg/L3.78Ca2+Mg/L32.46氮氨Mg/L0.5Mg2+Mg/L3.05细菌总数个/mL38000NO2Mg/L2.75大肠杆菌个/L13003滤砂筛分资料（请改组成所需d10=0.5mm,K80=1.8的滤料）。筛孔孔径（mm）1.31.21.11.00.90.80.70.60.50.40.3通过砂量（%）1009692848075604028120城市给水处理厂课程设计指导书一、目的和要求1掌握给水处理厂设计的一般步骤，内容和方法，并提高设计计算、绘图能力，培养自己分析问题和解决问题的能力

4、。2对给水处理所学的内容进一步系统的总结和学习，加深理解、巩固所学知识。3熟悉一些设计常用资料，并能应用之。4培养自己刻苦钻研、严格细致、精益求精的精神，提高自学能力和独立工作能力。二、设计前准备：明确设计任务和要求，熟识任务书和指示书，并根据所安排日程安排好设计计划，准备好必要的书籍、规范、设计手册（主要是第三册）及计算和绘图工具。三、设计内容、步骤、方法1处理流程的决定根据原水水质分析表和生活饮用水卫生标准（GB57492006），并经过技术经济比较，决定其工艺流程，用方框图表示在说明书上。2各部分流量的确定处理构筑物的设计水量应满足最高日平均水量，再加上510%的水厂自用水量，各构筑物的

5、工作能力按24小时计，清水池的容积按最高日供水量的10-15%计。3混凝剂、加药间、药库a混凝剂：根据源水处理的要求，货源及技术经济比较，选用适当的混凝剂，并决定最大投药量，每日用药量（根据混凝实验选定或比照相关手册及资料的类似条件下其他水厂的结果）b加药间：作出加药间的平面布置，根据溶药池和溶液池的大小、操作方面等因素决定。c计算所需药库面积，存药量一般按12个月计，堆放高度一般在2m左右，如果机械运输，还可适当高些。4混合絮凝沉淀：a混合：混合时间<2分钟，G=500-1000S1，水泵混合，T<1分钟，管式混合V=0.81.0m/s。多孔隔板混合，槽中流速>0.6m/s

6、，孔口流速>1.0m/s。机械混合，外缘线速度V=2m/s。b絮凝池：絮凝时间1530分钟，G=20-70S1，GT=104105，池组2组。起端流速，0.50.6m/s，末端流速，0.30.15m/s，应特别注意絮凝池与沉淀之间的配合（高程、水位衔接、速度、池数）。c沉淀池平流沉淀池：停留时间13小时，水平流速520mm/s，有效水深34m，长宽比>4:1，宽深比>10:1。d斜管斜板沉淀池颗粒沉速，0.30.6mm/s，孔距，2540mm，板距50160mm，倾角60o，管长1m、表面负荷911m3/m2·h，配水一般采用狭缝和花格墙，一般作嗽叭口形式。流速小于

7、0.2m/s（但一般要小于反应池最后一档流速）集水 采用集水槽（三角堰、穿孔），穿孔集水管。集水半径12m。集水槽计算：槽宽 ：超越系数，一般为1.21.3q ：每条集水槽的集水量起端水深 h1=0.75+h终端水深 h2=1.95+hh 超高、取0.2m但一般集水槽采用平底排泥（穿孔管、斗式、虹吸机械）5澄清池a机械搅拌澄清池（详见手册）b脉冲式澄清池（详见手册）6滤池a普通快滤池：滤速V=810m/h，工作周期 1224小时。b虹吸滤池：适用于水量10000100000m3/d（详见手册，或标准图）c无阀滤池（重力式，详见手册，或标准图）7清水池容积为最大日用量的1015%，一般2个，相互

8、联通，又能单独使用，水深2.54.0m。8氯气消毒，加氯间和加氯库采用氯气消毒，方法（一次加氯，二次加氯）投量：滤前加氯1.52.5mg/l，滤后加氯，1.01.5mg/l9预处理及深度处理工艺设计。10各构筑物间联接的进、出水管，应按其设计流量和管中允许流速进行计算。允许流速值 混合反应V=1.01.5m/s反应沉淀V=0.150.2m/s沉淀滤池V=0.61.0m/s滤池清水池V=2.02.5m/s生产排水管V=1.01.2m/s11各构筑物的附属装置及其工艺构造各构筑物根据设计要求应有：排泥管、放空管、溢流管、超越管、反冲洗管还应考虑结构施工和运行管理的需要，设置走道、栏杆、检修入孔（根

9、据各种池子的要求考虑）。12高程布置为了配合平面布置，我们首先应根据下表估计各构筑物之间连接管渠的大小及长度大致水头损失。然后在平面布置确定后，按水力学公式逐步计算各构筑物之间的水头损失精确值，以便最后确定各构筑物之间的高程。各构筑物之间的水头损失估计值构筑物水头损失（m）备注进入井口 0.150.3一泵站混合池0.51.5视管长而定混合池内0.40.5混合池到反应池0.1反应池内0.40.5机械反应池应小一些反应沉淀0.1防止绒体破裂沉淀池内0.15混合澄清池0.3澄清池内0.60.8配水井澄清池0.30.5沉淀池滤池0.30.5快滤池内2.03.0虹吸、无阀滤池1.52.0滤池到清水池0.

10、30.5b平面布置应考虑生活区（宿舍、食堂）生产区（各种池子、检修车间、汽车库）化验室办公楼二泵室配电间（详见手册）13绘制工程图a绘制水厂总平面布置图和高程图（1号图纸，手绘）b绘制滤池工艺图（1号工程图，手绘或计算机绘制）四、设计成果1设计计算说明书a内容包括全部构筑物的计算和公式，数据采纳的理由和平面布置、高程布置的原因，以及对本设计的有关说明。b要求使用规范汉字和通用单位、符号，字迹清楚、格式整齐、语言通顺、富有逻辑。2图纸2张要求：使用绘图纸，采用标准线条，图上文字应用工程字体。参考资料1教材2手册第一册、第三册3规范4净水厂设计钟淳昌编 建工出版社；5水处理工艺设计计算崔玉川编 水

11、力电力出版社。城市给水处理厂课程设计一、 目的和要求1、 掌握给水处理厂设计的一般步骤、内容和方法，并提高设计计算、绘图能力，培养自己分析问题和解决问题的能力2、 对给水处理所学的内容进一步系统的总结和学习，加深理解、巩固所学知识3、 熟悉一些设计常用资料，并能应用之4、 培养自己刻苦钻研、严格细致、精益求精的精神，提高自学能力和独立工作能力二、 设计内容(一) 设计规模与工艺流程1、设计规模水厂设计水量应按城市的日用水量(取100000m3/d)加上水厂的自用水量计算,自用水量按日用水量的5%算，则水厂设计水量为： Q0=1.05Qd=1.05×100000=105000 m3/d

12、一级泵站、配水井、加药间、药库、加药间、氯库、二级泵站、土建工程均一次建成。2、工艺流程（二）水处理构筑物设计计算1、管式静态混合器的设计（1）已知条件 设计进水量为,自用水量取总用水量的5%，则总进水量为。水厂进水管投药口至絮凝池的距离为20m，进水管采用两条DN800.（2）设计计算 a、进水管流速v 据D=800mm，查水利计算表知v=1.27m/s。b、混合器选择 选用管式静态混合器，规格DN800。静态混合器采用三节，静态混合器总长4600mm。混合井占地面积采用。2、平流式沉淀池的设计A、平流式沉淀池的设计要点 本水厂采用平流式沉淀池，该沉淀池适用于大、中型水厂；其优点：（1）造价

13、较低。 （2）操作管理方便，施工较简单。 （3）对原水浊度适应性强，潜力大，处理效果稳定。 （4）带有机械排泥设备时，排泥效果好。 其缺点：（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。 主要设计要点： （1）沉淀时间应根据原水水质和沉淀后的水质要求确定，一般采用1.03.0小时。 （2）沉淀池内平均流速一般为1025mm/s；进出水均匀，池内水流顺直，流态良好时，池中水平流速亦可高达3050 mm/s。 （3）有效水深一般为3.03.5m，超高一般为0.30.5m。 （4）池的长宽比应不小于 4：1，每格宽度或导流墙间距一般采用 39 m，最大为1

14、5m。 （5）池的长深比应不小于10：1。 （6）一般情况下，当进水端用穿孔墙配水时，穿孔墙在池底积泥面以上0.30.5m处至池底部分不设孔眼，以免冲动沉泥。 （7）弗劳德数一般控制在Fr=1×10-41×10-5之间；水平沉淀池内雷诺数一般为 400015000 间。设计时应注意隔墙设置，以减小水力半径，降低雷诺数。（8）为节约用地，大型水平沉淀池也可叠建于清水池之上。 （9）平流沉淀池一般采用直流式布置，避免水流转折。为满足沉淀时间和水平流速要求，往往池长较大，一般在80100m之间。B、设计计算本设计采用两组平行沉淀池，则（1）每组设计流量Q0.5Q00.5×

15、;10500052500m3/d0.608 m3/s（2）设计数据的选用沉淀池停留时间T=1.5h沉淀池水平流速V=14mm/s沉淀池表面负荷Q/A=0.6 mm/s=51.8 m3/(m2·d) （3）计算沉淀池表面积A=52500/51.8=1013.5 m2沉淀池长L=3.6×V×T=3.6×14×1.5=75.6m 采用76m沉淀池宽B =A/L=1013.5/76=13.3m 采用13.4m由于宽度较大，沿纵向设置一道隔墙，分成两格，每格宽为13.4×0.5=6.7m沉淀池有效水深H=3.22m 采用3.5m絮凝池与沉淀池之

16、间采用穿孔布水墙，孔口流速采用0.2m/s，则孔口总面积为0.608/0.2=3.04m2, 每个孔口尺寸定为15cm×8cm，则孔口数为253个。沉淀池放空时间按3h计,放空管直径为： 故采用DN350mm出水渠断面宽度采用1.0m，则出水渠起端水深为：为保证堰口能自由落水，取保护高度0.1m，故出水渠深度为0.68m。（4）排泥设施为取得较好的排泥效果，采用虹吸式机械吸泥机排泥。干泥量，含水率为98%。污泥量吸泥机往返一次所需时间（栅车行进速度v=1m/min）虹吸管计算 设吸泥管排列数为10根，管内流速为1.5m/s，单侧排泥最长虹吸管长L=22.5m采用连续式排泥，管径 51

17、mm选用DN50水煤气管v=1.46m/s吸口的断面确定 吸口的断面与管口断面积相等。已知吸管的断面积设吸水口长为0.2m，则吸口宽度为b=0.002/0.2=0.01m吸泥管路水头损失计算进口则局部水头损失管道部分水头损失：含水率98%。一般为紊流状态。总水头损失考虑管道使用年久等因素，实际排泥槽总长取70m，槽宽取0.8m，深取1.0m。引流泵选用YQX-5型潜水泵。（5） 水力条件校核：水流截面积w=6.7×3.22=21.57m2 水流湿周x=6.7+2×3.22=13.14m水力半径R=w/x=21.574/23.14=1.64m弗劳德数Fr=V2/Rg=1.42

18、/(164×980)=1.2×10-5 雷诺数Re=VR/v=1.4×164/0.01=22960 (按计)（6）集水系统采用两侧孔口自由出流式集水槽集水集水槽个数N=12集水槽中心距 a=B/N=13.4/6=2.23m槽中流量考虑到池子的超载系数为20%，故槽中流量：槽的尺寸槽宽b=0.9 q00.4=0.9×0.06120.4=0.4m槽长，取10m，则堰上负荷为<500 m3/(d·m)起点槽中水深H1=0.75b=0.75×0.4=0.3m终点槽中水深H2=1.25b=1.25×0.4=0.5m为便于施工，槽

19、中水深统一取H2=0.5m 槽的高度集水方法采用孔口自由出流，孔口深度取0.07m，跌落高度取0.05m，槽超高取0.15m，则集水槽总高度孔眼计算a、所需孔眼总面积 b、单孔面积 孔眼直径采用10mm，则单孔面积c、孔眼个数d、集水槽每边孔眼个数e、孔眼中心距离（7）配水槽计算配水槽b=0.9×0.06120.4=0.737m，为施工方便取0.8m起点槽中水深H1=0.75×b=0.6m终点槽中水深H2=1.25×b=1.0m为施工方便，槽中水深统一取1.0m。自由跌水高度取0.07m，则排水槽总高度为0.77+0.07+1.0=1.84m出水底板取低于排水槽底

20、0.5m,自由跌落高度为0.07m,出水斗平面尺寸1.6m×1.6m。3、往复式隔板絮凝池的设计A、设计要点 (1)絮凝池一般不少于2个或分成2格。 (2)絮凝池廊道中的流速，起端为0.560.6ms，末端为0.20.3ms，一般分为46段确定各段的流速v流速逐渐由大到小变化。转弯处过水断面积为廊道过水断面积的1.21.5倍。 (3)为方便施工与维护，隔板间净距一般应大干0.5m。当采用活动隔板时适当减小。 (4)絮凝池应有23的底坡，坡向排泥口，排泥管直径大于150mm。 (5)絮凝时间一般为2030min。(6)速度梯度取决于原水水质条件，一般由5070 s-1降低至1020 s

21、-1。GT值需要达到104105。(7)一般往复式隔板絮凝池的总水头损失为0.30.5m。 B、设计计算：(1)絮凝池净长度设置两个絮凝池，每个絮凝池的设计流量为Q=Q/2=10500/2=52500 m 3/d=0.608m 3/s絮凝池与沉淀池合建，宽度取13.4m，平均水深为2.8m，絮凝时间取20min故絮凝池的净长L=19.5m（2）廊道宽度设计：絮凝池起端流速取v=0.55m/s , 末端流速取v=0.25m/s故絮凝池起端廊道宽度b=0.4m末端廊道宽度b=0.87m廊道宽度分成5段，具体分配见下表：廊道内流速采用4档：则各段廊道宽度由计算得：廊道分段号1234各段廊道宽度（m）

22、0.40.50.70.9各段廊道内流速（m/s）0.550.410.330.25各段廊道内实际流速（m/s）0.540.430.310.24各段廊道数9887各段廊道总净宽（m）3.64.05.66.35段廊道宽度之和为：取隔板厚度，共31块隔板，则絮凝池总长L=31×0.1+19.5=22.6m水力半径，流速系数，槽壁粗糙系数n=0.013经过计算得:转角处断面过水面积取廊道断面面积的1.3倍，则可求得转角处流速为将数据代入公式计算各段水头损失 hn各段水头损失，m；Sn该段廊道内水流转弯次数；转弯处局部阻力系数，往复式隔板为3.0;V0该段转弯处的平均流速，ms；Cn流速系数；R

23、n廊道断面的水力半径,m；ln该段的廊道总长度，m。段数SnlnRnV0VnCnhn19120.60.190.420.5458.320.29328107.20.230.310.4360.210.13738107.20.310.240.3163.280.0784680.40.340.180.2464.260.033GT值计算： G平均速度梯度，s-1；水的密度，1000kgm3；水的动力粘度，kg·sm2h总水头损失，m。G值在2070s-1范围内，GT值在104105范围内，说明设计合理。4、普通快速滤池的设计设计计算：设计水量滤速，冲洗强度，冲洗时间6min。1、 滤池面积及尺寸：

24、工作时间24小时，冲洗周期：12小时。实际工作时间滤池面积采用滤池数为12个，双排对称布置，每个滤池的面积为36.75。采用滤池长宽比为：左右。采用滤池尺寸为：校核强制滤速：2、滤池高度: 支承高度： 滤料层高：砂面上水深：超高：故滤池总高：3、配水系统：A 干管干管流量。采用管径为DN800mm，始端流速 v=1.09m/sB支管支管中心间距：采用每池支管数：每根入口流量：。采用管径DN70mm,支管始端流速v=1.59m/sC孔眼布置支管孔眼总面积与滤池面积之比K采用0.25%孔眼总面积：采用孔眼直径：每个孔眼面积：孔眼数：每根支管孔眼数： 支管孔眼布置设二排与垂线45夹角向下交错排列：每

25、根支管长度：每排孔眼中心距 D孔眼水头损失支管采用壁厚5mm，流量系数为0.68，所以水头损失为E复算配水系统支管长度与直径之比不大于60：孔眼总面积与支管总截面积之比为，符合要求。干管截面积与支管总截面积之比，符合要求。孔眼中心距0.19m小于0.2m，符合要求。4、洗砂排水槽 洗砂排水槽中心距采用2.1m。排水槽根数为n=4.2/2.1=2根。排水槽长度为L0=8.75m。每槽排水量 采用三角形标准断面： 槽中流速采用0.6 槽断面尺寸：,采用0.3m 排水槽底厚采用0.05m。砂层最大膨胀率e=45%。砂层厚度：H2=0.7m。洗砂排水槽顶距砂面高度洗砂排水槽总平面积：复算排水槽总面积与

26、滤池面积之比为10.5/36.75=0.28约等于0.25，符合要求。5、滤池各种管渠计算A进水总水量为0.608，进水渠断面采用宽0.85m，渠中水深0.8m。渠中流速 各个滤池进水管流量：采用进水管直径：管中流速：B冲洗水 冲洗水总流量：采用管径DN600mm管中流速为C清水清水总流量：清水渠断面同进水渠断面一样布置。每个滤池清水管流量：采用管径：DN400mm管中流速为：D排水排水流量同冲洗水，排水渠断面宽0.7m，高0.9m，水深0.7m，流速1.05m/s E冲洗水箱冲洗时间为6min，冲洗水箱容积：。水箱底到滤池配水间的沿途及局部损失之和为：配水系统水头损失为承托层水头损失：滤料层水头损失：安全富余水头采用=1.5m冲洗水箱底应高于洗砂排水槽面：。5、清水池的设计：1、水厂内建2座清水池，每座清水池的有效容量为：有效水深取3.5