1、課程設(shè)計(jì)說明書姓名班級(jí)學(xué)號(hào)時(shí)間一：設(shè)計(jì)任務(wù)及要求1設(shè)計(jì)任務(wù)：此課程設(shè)計(jì)的目的在于加深理解所學(xué)專業(yè)理論，培養(yǎng)運(yùn)用所學(xué)知識(shí)綜合分析和解決實(shí)際工程設(shè)計(jì)問題的初步能力，在設(shè)計(jì)、運(yùn)算、繪圖、查閱資料和設(shè)計(jì)手冊以及使用設(shè)計(jì)規(guī)范等基本技能上得到初步訓(xùn)練和提高。2.設(shè)計(jì)要求：根據(jù)所給資料，設(shè)計(jì)一座城市自來水廠，確定水廠的規(guī)模、位置，對(duì)水廠工藝方案進(jìn)行可行性研究，計(jì)算主要處理構(gòu)筑物的工藝尺寸，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（達(dá)到初步設(shè)計(jì)的深度），并簡要寫出一份設(shè)計(jì)計(jì)算說明書。二工藝流程設(shè)計(jì)及評(píng)價(jià)1，設(shè)計(jì)供水量為58000m3/d，水廠所在地為長春地區(qū)2，水廠以地表水作為水源，工藝

2、流程如圖1所示Cl2Cl2原水i混合-絮凝T沉淀T過濾士出水TPAC圖1水處理工藝流程3，論證：為了確定絮凝池和沉淀池的選定，現(xiàn)擬定兩個(gè)凈水工藝方案，進(jìn)行比較分析：方案一：原水f一級(jí)泵房一回轉(zhuǎn)式隔板絮凝池一斜管沉淀池一普通快濾池一清水池一二級(jí)泵房方案二：原水f一級(jí)泵房一往復(fù)式隔板絮凝池一平流沉淀池一V型濾池一清水池一二級(jí)泵房1. 絮凝池的比較形式優(yōu)缺點(diǎn)適用條件往復(fù)式隔板絮凝池回轉(zhuǎn)優(yōu)點(diǎn)：1、絮凝效果較好2、結(jié)構(gòu)簡單，施工方便缺點(diǎn)：1、絮凝時(shí)間較長2、水頭損失較小3、轉(zhuǎn)折處絮粒易破碎4、出水流量不易分配均勻優(yōu)點(diǎn)：1、絮凝效果較好2、水頭損失較小1、水量大于30000m3/d的水廠2、水量變動(dòng)小式3

3、、構(gòu)造簡單，管理方便缺點(diǎn)：出水流量不易分配均勻1水量大于30000m3/d的水廠2、水量變動(dòng)小3、適用于舊池改建和擴(kuò)建比較各種絮凝池優(yōu)缺點(diǎn)和適用條件結(jié)果比較：綜上所述以及綜合本設(shè)計(jì)原始資料，選用往復(fù)式絮凝池。回轉(zhuǎn)式適用于舊池的改建的擴(kuò)建，不宜在初期就建回轉(zhuǎn)式，且回轉(zhuǎn)式絮凝池減小了絮粒碰撞的機(jī)會(huì)，減小了絮凝的速度，增長了時(shí)間。所以選用選用絮凝效果較好的往復(fù)式絮凝池。2. 沉淀池的比較沉淀池平流式斜管式優(yōu)點(diǎn)1. 造價(jià)較低2. 操作管理方便，施工較簡單3. 對(duì)原水濁度適應(yīng)性較強(qiáng)，潛力大，處理效果穩(wěn)定4. 帶有機(jī)械排泥設(shè)備時(shí)，排泥效果好1. 沉淀效率咼2. 池體小，占地少缺點(diǎn)1. 占地面積較大2. 不

4、采用機(jī)械排泥裝置時(shí)，排泥較困難1.耗材較多，老化后尚需更換，費(fèi)用較咼3.需維護(hù)機(jī)械排泥設(shè)備2. 對(duì)原水濁度適應(yīng)性較平流池差3. 不設(shè)機(jī)械排泥裝置時(shí)，排泥較困難；機(jī)械排泥時(shí)，維護(hù)管理較麻煩使用條件一般用于大中型凈水廠1. 可用于各種規(guī)模水廠2. 宜用于老沉淀池的改造，擴(kuò)建和挖槽3. 適用于需保溫的低溫地區(qū)4. 單池處理水量不宜過大結(jié)果比較：綜上所述，雖然斜管式沉淀池出水量較大，但是池底易淤積，且費(fèi)用較貴。所以采用經(jīng)濟(jì)費(fèi)用較低的平流式沉淀池。3過濾池的比較過濾池普通快濾池V型濾池優(yōu)點(diǎn)1. 有成熟的運(yùn)轉(zhuǎn)經(jīng)驗(yàn)，運(yùn)行穩(wěn)妥可靠2. 采用砂濾料，材料易得，價(jià)格便宜3. 采用大阻力配水系統(tǒng)，單池面積可做的較大

5、，池深較淺4. 可采用降速過濾，水質(zhì)較好1. 運(yùn)行穩(wěn)妥可靠2. 采用砂濾料，材料易得3. 濾床含污量大，周期長，濾速咼，水質(zhì)好4. 具有水汽反沖洗和水面掃洗，沖洗效果好缺點(diǎn)1. 閥門多2. 必須設(shè)有全套沖洗設(shè)備1. 配套設(shè)備多，如鼓風(fēng)機(jī)等2. 土建較復(fù)雜，池身比普通快濾池深適用條件1.可適用大、中、小型水廠2-單池面積一般不宜大于100m23.有條件時(shí)盡量采用表面沖洗或空氣助洗設(shè)備1. 適用大、中型水廠2. 單池面積可達(dá)150m2以上結(jié)果比較：綜上所述：選用比較好。V型濾池均質(zhì)濾料，過濾效果好，因此本設(shè)計(jì)采用方案為：原水一一級(jí)泵房一往復(fù)式隔板絮凝池一平流沉淀池一V型濾池一清水池一二級(jí)泵房三設(shè)計(jì)

6、基本資料1.設(shè)計(jì)供水量為58000m3/d,水廠所在地為長春地區(qū)Q二58000x(1+8%)=62640m3/d二2610m3/h二725L/s2原水水質(zhì)資料(1)原水水質(zhì)情況：以河流水為水源，河水受到污染，水質(zhì)分析報(bào)告如下：序號(hào)指標(biāo)單位數(shù)值1濁度NPU最高800,平均1002色度度133水溫°C最高22,最低14PH值7.08.05總硬度Mg/LCaCo33806總大腸菌群個(gè)/mL6507耗氧量Mg/L78BOD5Mg/L59氨氮Mg/L0.910C0DMg/L2011氯仿Mg/L0.92）城市用水量變化表時(shí)間系數(shù)時(shí)間系數(shù)時(shí)間系數(shù)時(shí)間系數(shù)011.15676.3112136.8218

7、196.07120.9786.3113145.2319205.56231.07896.6114154.2120213.16341.159106.5015164.7521222.22451.5010116.8816174.3422231.64563.8111127.1117185.7923240.91四，單體構(gòu)筑物計(jì)算1設(shè)計(jì)流量Q二58000x（1+8%）=62640m3/d二2610m3/h二725L/s2混凝劑（聚合鋁PAC）投配設(shè)備的設(shè)計(jì)混凝劑的投加分為干投法和濕投法兩種，干投法指混凝劑為粉末固體直接投加，濕投法是將混凝劑配制成一定濃度溶液投加。我國多采用后者，采用濕投法時(shí)，投加方式為高位

8、溶液池重力投加，混凝處理工藝流程如圖所示。濕投法混凝處理工藝流程水質(zhì)的混凝處理，是向水中加入混凝劑（或絮凝劑），通過混凝劑水解產(chǎn)物壓縮膠體顆粒的擴(kuò)散層，達(dá)到膠粒脫穩(wěn)而相互聚結(jié)；或者通過混凝劑的水解和縮聚反應(yīng)而形成的高聚物的強(qiáng)烈吸附架橋作用，使膠粒被吸附粘結(jié)。聚合鋁，包括聚合氯化鋁（PAC）和聚合硫酸鋁（PAS）等，具有混凝效果好、對(duì)人體健康無害、使用方便、貨源充足和價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，因而使用聚合鋁作為水處理的混凝劑。取混凝劑最大投加量為42.0mg/L。當(dāng)單獨(dú)使用混凝劑不能取得預(yù)期效果時(shí)，需投加某種助凝劑以提高混凝效果，通常選用聚丙烯酰胺及其水解產(chǎn)物，當(dāng)進(jìn)水濁度較高時(shí)，可通過試驗(yàn)確定其用量后投加

9、。2溶液池設(shè)計(jì)計(jì)算溶液池一般以高架式設(shè)置，以便能依靠重力投加藥劑。池周圍應(yīng)有工作臺(tái)，底部應(yīng)設(shè)置放空管。必要時(shí)設(shè)溢流裝置。溶液池容積按下式計(jì)算w=A-1417cnw溶液池容積，m3;Q處理水量，Q=2610m3/h；1a混凝劑最大投加量，a=40mg/L；n每日調(diào)制次數(shù)，取n=3c溶液濃度，取10%,一般520；代入數(shù)據(jù)得w=旦=4°%2610=12.52ms（考慮水廠的自用水量8%）i417cn417x1Ox2溶液池積為W，設(shè)置兩個(gè)以便交替使用，保證連續(xù)投藥。取有效水深1H=1.1m，總深H=1.1+0.2+0.1=1.4mo1H-保護(hù)高，取0.2m；H-儲(chǔ)渣深度，取0.1m，23溶

10、液池實(shí)際有效容積W'=4X3X1.1=13.2ma滿足要求。1溶液池尺寸：長X寬X高=4mX3mX1.4m3溶解池設(shè)計(jì)計(jì)算溶解池容積W=0.27W=0.27X12.52=3.4m3（取溶解池溶解W為溶212液池容積W的0.27倍）1面積F=二3.78m4m邊長a=Fi/2=2.0m；（取有效水深Hh11為0.9m，保護(hù)高H為0.2m,儲(chǔ)渣深度H為0.1m）23總深H二H+H+H0.9+0.2+0.1=1.2m。123=溶液池實(shí)際有效容積W'=2X2X0.9=3.6m滿足要求。2溶解池形狀采用正方形，尺寸：長X寬X高二2mX2mX1.2m溶解池的放水時(shí)間采用t=15min，則放水

11、流量12.52x100015x60二13.9L/s查水力計(jì)算表得放水管管徑d=100mm，相應(yīng)流速V=2.56m/s溶解池00底部設(shè)管徑d=100mm的排渣管一根。溶解池?cái)嚢柩b置采用機(jī)械攪拌：以電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)漿板或渦輪攪動(dòng)溶液。4混合設(shè)備混合是原水與混凝劑或者助凝劑進(jìn)行充分混和的過程，是進(jìn)行混凝和沉淀的重要前提，混凝過程要求在投藥后迅速完成。混合速度要快，藥劑應(yīng)在水流造成劇烈紊動(dòng)的條件下投入，一般混合時(shí)間1030秒，特別劇烈速度梯度超過1000秒1和長時(shí)間攪拌是不宜的，這樣會(huì)導(dǎo)致絮體不可逆的破壞，惡化懸浮物的粘附性質(zhì)和減慢隨后的反應(yīng)過程。投藥方式采用一點(diǎn)連續(xù)投藥，投在穩(wěn)壓井中然后進(jìn)水?；旌显O(shè)備離后

12、續(xù)處理構(gòu)筑物越近越好，盡可能與構(gòu)筑物連接，如必須用管道連接時(shí)，則在連接管道內(nèi)的流速為0.81.0米/秒，管道內(nèi)的停留時(shí)間不能超過2分鐘(即管道距離不宜超過120米)。處理過程中原水與混凝劑，助凝劑等藥劑的充分混合是使反應(yīng)完善，從而使得后處理流程取得良好效果的最基本條件，同時(shí)只有原水與藥劑的充分混合，才能有效提高藥劑使用率，從而節(jié)約用藥量，降低運(yùn)(6) 設(shè)計(jì)流速靜態(tài)混合器設(shè)在絮凝池進(jìn)水管中，設(shè)計(jì)流速v=1.5m/s，則管徑為:Dr；，34二°99m采用D=1000mm，則實(shí)際流速v二1.46m/s)采用參數(shù)(7) 水頭損失h二0.1184n二0.1184x°Z空x3二1.58

13、d4.414.4(水廠處理水量Q=0.725m3/s；管道直徑d=1.0m；混合單元n=3個(gè)(8) 絮凝池與沉淀池布置本設(shè)計(jì)中采用的往復(fù)式隔板絮凝池將與平流沉淀池合建，它們的寬B相同。1往復(fù)式隔板絮凝池計(jì)算：水廠處理水量Q=62640m3/d；池?cái)?shù)n=2個(gè)；絮凝時(shí)間T=20min流速分4段：v=0.5m/s；v=0.4m/s；v=0.3m/s；v=0.2m/s1234考慮與平流式沉淀池合建，有效水深H'=2.5m；池寬B=10.0m。單池設(shè)計(jì)水量錯(cuò)誤！未找到引用源。Q=2=62640=1305m3/h124n24x2有效容積錯(cuò)誤！未找到引用源。V=空=1305X20=435m3長度錯(cuò)6

14、060誤！未找到引用源。L'=435=17.4m2.5x10隔板間距:第一段隔板間距13053600vH'3600x0.5x2.5=0.29m設(shè)計(jì)中：a=0.3m，實(shí)際流速v'=0.483m/s；a=0.4m，實(shí)際流速v'=0.363m/s；1122a=0.5m，實(shí)際流速v'=0.29m/s；a=0.7m，實(shí)際流速v'=0.207m/s。3344各段隔板條數(shù)分別為：11、10、9、8。則池子長度：L=11a+10a+9a+8a=11X0.3+10X0.4+9X0.5+8X0.7=17.4m1234隔板厚按0.2m計(jì)，則池子總長：L=17.4+0.

15、2X(38T)=24.8m取超高0.3m，則池子高H二H'+0.3=2.5+0.3=2.8m則單個(gè)絮凝池尺寸：長X寬X高=24.8mX10mX2.8m2平流式沉淀池計(jì)算：水廠處理水量Q=62640m3/d停留時(shí)間T=2h；沉淀池個(gè)數(shù)n=2個(gè);沉淀池水平流速v=0.012m/s;沉淀池有效池深h=3.0m;沉淀池超高h(yuǎn)=0.5m;淀池污泥斗高度1h=0.4m2Q62640單池設(shè)計(jì)水量Qi=2=31320m3/d“QT31320x2有效容積V=古=24=2613m3長度L=3600vT=3600X0.012X2=86.4m寬度錯(cuò)誤！未找到引用源。B=工=2613=10.1m，設(shè)計(jì)中取10m

16、Lh86.4x3沉淀池長度L與寬度B之比為：L/B=86.4/10=8.644,滿足要求；長度與深度之比L/h=86.4/3=28.810，滿足要求?？偢叨菻=h+h+h=3.0+0.5+0.4=3.9m12則單個(gè)沉淀池尺寸：長X寬X高=86.4mX10mX3.9m有效水深*=3.0m，超高取0.5m，則池深為3.5m，考慮到走道寬度和隔墻尺寸，每隔凈距為10.1+2.0=6.0529）濾池1）濾池的選擇V型濾池：從實(shí)際運(yùn)行狀況，V型濾池來看采用氣水反沖洗技術(shù)與單純水反沖洗方式相比，主要有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）、較好地消除了濾料表層、內(nèi)層泥球，具有截污能力強(qiáng)，濾池過濾周期長，反沖洗水量小特點(diǎn)。可節(jié)省

17、反沖洗水量4060%，降低水廠自用水量，降低生產(chǎn)運(yùn)行成本。（2）、不易產(chǎn)生濾料流失現(xiàn)象，濾層僅為微膨脹，提高了濾料使用壽命，減少了濾池補(bǔ)砂、換砂費(fèi)用。（3）、采用粗粒、均質(zhì)單層石英砂濾料，保證濾池沖洗效果和充分利用濾料排污容量，使濾后水水質(zhì)好。根據(jù)設(shè)計(jì)資料，綜合比較選用目前較廣泛使用的V型濾池。設(shè)計(jì)水量（包括8%水廠自用水量）為：Q=62640m3/d設(shè)計(jì)濾速采用v二8m/h，強(qiáng)制濾速vfW20m/h。濾池采用單層石英砂均粒濾料，沖洗方式采用：先氣沖洗，再氣-水同時(shí)沖洗，最后再用水單獨(dú)沖洗。根據(jù)設(shè)計(jì)手冊第三冊P612表9-8確定各步氣水沖洗強(qiáng)度和沖洗時(shí)間，參數(shù)具體如下：（1）沖洗強(qiáng)度第一步氣沖

18、沖洗強(qiáng)度/廣16L/Cm2）；第二步氣-水同時(shí)反沖洗,空氣強(qiáng)度q=16L/Cm2）,水沖洗強(qiáng)度q=4.0L/加）；第三步水沖洗氣2水1強(qiáng)度q=6L/s.m2丿。水2（2）沖洗時(shí)間第一步氣沖洗時(shí)間=3min,第二步氣-水同時(shí)反沖洗時(shí)間氣t=4min，單獨(dú)水沖時(shí)間t=5min；沖洗時(shí)間共計(jì)為：t=12min=0.2h；氣水水沖洗周期T=48h,反沖洗橫掃強(qiáng)度為2.0L/s.m2）。2.設(shè)計(jì)計(jì)算1）池體設(shè)計(jì)濾池工作時(shí)間t':t'=24-1x24=24-0.2x24=23.9h（式中未考慮排放初濾水）。T48濾池總面積F：f=62640=327.62m3328mavt23.9x8 濾池

19、分格:選雙格V型濾池，池底板用混凝土,單格寬B=15m,長L=22m,單單面積330m2,共兩座,每座分四格，單個(gè)面積f=83m2,總面積332m2 校核強(qiáng)制濾速V':v'=10.5m/h<20m/h的要求。N-14-1 濾池的高度確定:濾池超高H=0.3m,濾層上水深H=1.5m,濾層厚度H=1.0m。承654托層厚取H=0.1m。濾板厚參考濾板用0.05m厚預(yù)制板，上澆0.08m3混凝土層，故取H=0.13m。濾板下布水區(qū)高度取H=0.9m。21濾池的總高度為:H=H+H+H+H+H+H=0.9+0.13+0.1+1.0+1.5+0.3=3.93m123456沖丟;、

20、丄11二疽家出口排水系統(tǒng)布置示意則單個(gè)濾池尺寸：長X寬X高=22mX15mX3.93m(10) 加氯間計(jì)算水廠處理水量Q=62640m3/d=2610m3/h,消毒采用液氯消毒，預(yù)氯化最大投加量為i5mg/L，清水池最大投加量為i.Omg/L。預(yù)加氯量為Q二O.OO1QQ二0.001x1.5X2610二0.315kg/h清水池加氯量為Q=0.0018Q=0.001x1.0x2610二2.61kg/h2二泵站加氯量自行調(diào)節(jié)，在此不做計(jì)算，則總加氯量為Q總=Q1+Q2=0.315+2.61=2.925kg/h選用兩臺(tái)型號(hào)MJL-II加氯機(jī)，一用一備，加氯量218kg/h。330mmX370mm,o

21、加氯間的平面尺寸為：長9.0m，寬3.0m；氯庫平面尺寸為：12.0m，寬9.0m。(11) 儲(chǔ)氯量計(jì)算儲(chǔ)氯量按20天考慮為：G=20X24Q總=20X24X2.925=1404kg(12) 清水池計(jì)算1)清水池的有效容積計(jì)算已知設(shè)計(jì)供水量Q=58000m3/d，經(jīng)驗(yàn)系數(shù)k=10%，共設(shè)相等容積清水池2座，清水池有效水深h=4.0m,清水池超高h(yuǎn)=0.5m,1則，清水池總有效容積W=kQ=0.1X58000=5800m31每座清水池的有效容積W=也=5800=2900m3,每座容積為：2900m3>2222000m3時(shí)，米用矩形水池由于清水池有效水深為h=4.0m，每座清水池的單個(gè)面積為

22、F二也二2900二725m2，取BxL二25x29二725m2，超高取05m，則清水h4池高度取4.0m。清水池總高H=h+h=4.0+0.5=4.5m,則單個(gè)清水池1尺寸：長X寬X高=29mX25mX4.5m,實(shí)際每座清水池有效容積為29X25X4=2900m3(2) 進(jìn)水管Q=99000m3/d=1.15m3/sv=1.2m/s119.2清水池管道系統(tǒng)計(jì)算(1)進(jìn)水管d=14xl.152x兀xl.2二0.781mQ1=99000m3/d=1.15m3/s，v=1.2m/s1設(shè)兩座清水池，則采用DN800mm鋼管，則實(shí)際流速v=1.14m/sn兀D22x兀x0.82(2)出水管由于用戶的用水量時(shí)時(shí)變化，清水池的出水管應(yīng)按出水量最大流量設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)中取時(shí)變化系數(shù)k=1.3，所以:Q=kQ=1.3x1.15=1.49m3/sv=0.9m/s224Q/4x