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1、水质工程学课程设计专业给水排水 2 班姓名张宁学号一、 工程概述1.1 设计任务及要求资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。给水厂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。课程设计的内容是根据所给资料,设计长春地区某给水厂设计,要求对初步方案进行设计 ,对主要处理构筑物的工艺尺寸进行计算,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、 管线布置图、 绿化施工图和某个单项处理构筑物 ( 澄清池或过滤池 )
2、的单体图 ( 包括平面图、 剖面图 , 达到施工图深度 ) 及设备选型 , 并简要写出一份设计计算说明书。1.2 基本资料1.2.1工程概况本设计为长春地区某城市给水工程设计,水厂规模 :日处理水量 8.8 万吨。设计中采用位于城市西南的河流上游作为水源地。城市土壤种类为亚粘土。 地下水位深度 6 m。冰冻线深度 0.2m。年降水 860mm。城市最高气温 38,最低气温 -2 6,年平均气温 15。主导风向为冬季西北风 ,夏季东南风。城区起伏较小,城市西南部预留水厂用地9.138 公顷 ,地势平坦 ,高程为 83.00m。 预留地平面图如下 :1.2.2地面水源( 1)流量 最大流量 620
3、 m3/s;最小流量 230 m3/s( 2)最大流速 2.1 m/s( 3)水位 最高水位 ( 1%) 79.00m, 常水位 77.00m,最低水位 ( 97%) 75.00m,河岸地质条件良好 , 河槽平坦 ,最低处高程为 72.00m。1.2.3源水水质资料编号名称单位分析结果1浑浊度HTV平均 17NTU; 雨季高峰 42NTU2色度度18资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。3总硬度Mg/L114水温度1-225耗氧量Mg/L76PH值77细菌总数CFU/ml25008大肠菌群CFU/L689BOD5Mg/L410氨氮Mg/L0.911CODMg/L1112
4、氯仿Mg/L0.08二、 设计计算2.1 水厂规模 :根据资料 ,水厂日处理水量8.8 万 m3/d, 考虑到水厂自用水量 ,要乘以安全系数 K=1.05。则净水处理构筑物总设计流量:Q=1.05 8.8=9.24 万 m3 /d=8750m3 /h=2.43 m 3 /s2.2 总体设计2.2.1 确定给水处理厂工艺流程根据水源水质和生活饮用水卫生标准( GB5749- ) 及生活饮用水卫生规范, 根据设计的相关原始资料如水厂所在地区的气候情况、 设计水量规模、原水水质和水文条件等因素 , 经过调查研究 , 参考相似水厂的设计运行经验 , 经技术经济比较确定采用地表水净化工艺 :水厂以地表水
5、作为水源 ,工艺流程如下图所示 :资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。2.2.2 处理构筑物及设备型式选择2.2.2.1取水构筑物1. 取水构筑物位置选择取水构筑物位置的选择 , 应符合城市总体规划要求 , 从水源水质考虑 , 水质应该良好 , 取水构筑物应选择在水质良好的河段 , 一般设在河流的上游 , 从河床考虑 , 取水构筑物应设在凹岸 , 位置可选在顶冲点的上游或稍下游 1520m 主流深槽且不影响航运处。故本水厂取水构筑物设在 A 点。2. 取水构筑物的形式与构造根据资料所提供的条件,应选择岸边式取水构筑物采用合建式,水泵采用离心泵。构造为钢混结构,采用筑岛
6、沉井方法施工。3. 外形岸边取水构筑物平面形状采用矩形。4. 平面构造与计算进水间由隔墙分成进水室和吸水室,两室之间设平板格网。 在进水室外壁上设进水孔 ,进水孔上装闸板和格栅。进水孔也采用矩形。( 1)进水孔 ( 格栅 )面积计算F0Qk1 k2 v0k1bbS式中 F0 进水孔或格栅的面积,m 2；Q 进水孔设计流量 ,m3 / s；资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。v0 进水孔设计流速 ,m / s ,当江河有冰絮时 ,采用 0.20.6 m / s ;无冰絮时采用 0.41.0 m / s 。当取水量较小、江河水流速度较小 ,泥砂和漂浮物较多时 ,可取较小值
7、。反之 ,可取较大值 ;k1 栅条引起的面积减小系数;b 为栅条净距 ,mm ,一般采用 30120mm ,常见 3050;S 为栅条厚度或直径,mm ,一般采用 10 mm ;k2 格栅阻塞系数 ,一般采用 0.75 。由于最高洪水位与枯水位高差为4 米,进水孔分上、下两层 ,设计时 ,按河流最枯水位计算下层进水孔面积,上层面积与下层相同。该水厂处于长春地区 , 江河冬季有冰絮 , 而取水量为 8.8 万吨每天 , 江河的最大流速为 2.1 m / s , 取水量大、 江河水流速度较大 , 漂浮物较少 , 故设计中取进水孔设计流速 v0 为 0.4 m / s ; 栅条采用圆钢 , 其直径
8、S 10mm；取栅条净距 b=50mm, 取格栅阻塞系数 k2 =0.75k1500.8335010FoQ1.05 * 880009.7m2k1k2 vo86400 * 0.833* 0.75 * 0.4进水孔设4 个,进水孔与泵房水泵配合工作 ,进水孔也需三用一备 ,每个进水孔面积F09.73.20m2f =33进水孔尺寸采用B1H 12000mm1500mm格栅尺寸选用BH2130mm 1630mm (标准尺寸 )实际进水孔面积F02.0 1.539.0m 2资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。经过格栅的水头损失一般采用0.05m0.1m, 设计取 0.1m。(
9、2)格网尺寸计算为了便于格网清洗 ,选择旋转格网。旋转格网的有效过水面积(即水面以下的格网面积 )可按下式计算 :F2QK1K 2 K3 v2式中 F2 旋转格网有效过水面积,m 2；v2 过网流速 ,一般采用 0.71.0 m / sK 2 格网阻塞系数 ,采用 0.75;K3 由于框架引起的面积减少系数,采用 0.75;旋转格网在水下的深度 ,当为网外或网内双面进水时,可按下式计算 :F2HR2B式中 H 格网在水下部分的深度, m;B 格网宽度 , m;F2 旋转格网有效过水面积,m 2；R 格网下部弯曲半径 ,当前使用的标准滤网R 值为 0.7m。当为直流进水时 ,可用 B 代替上式中
10、的 2 B 来计算 H 。水流经过旋转格网的水头损失一般采用0.150.30m。过网流速采用 v20.8m/s , 网眼尺寸采用 5 5mm, 网丝直径 d 1mm。格网面积减少系数为 :K1b2520.69d )2(51)2(b格网阻塞系数采用 K 20.75 ,水流收缩系数采用0.8 。旋转格网的有效过水面积为 :F2Q1.05* 880009.78K1K 2 K 3V286400 * 0.69 * 0.75 * 0.75 * 0.8* 0.8资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。设置 4个格网 ,每个格网需要的面积为2.45 m 2 。进水部分尺寸为B1 H 1
11、17001500mm, 面 积 为 2.55 m 2。 旋 转 格 网 尺 寸 选 用B H 2130 1630mm ( 标准尺寸 ) 。水流经过旋转格网的水头损失一般采用 0.150.30m。( 3)平面布置进水间用隔墙分成4 格 ,平面布置示意图见总平面。进水间进水窗口设上下 2 层, 每层设 4 个窗口。进水孔上设平板闸板和平板格栅 , 两者共槽。吸水间下层设平板格网 , 每格一个。5. 高程布置与计算下层进水孔上缘标高设在最枯水位减去冰盖厚度再减去0.2m 水层厚度即75.00 0.2=74.80m。下层进水孔下缘距河床地面不小于0.5m, 设计取 0.7m。上层进水孔上缘在最高洪水位
12、以下1.0m。浪高按 0.4m 计,超高取 0.5m, 则取水构筑物高程布置见高程图6. 起吊设备、 排泥与启闭设备7. 防冰措施8. 取水泵房设计2.2.2.2混凝1. 混凝剂投配设备的设计水质的混凝处理 , 是向水中加入混凝剂 ( 或絮凝剂 ) , 经过混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 ; 或者经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。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。 中国多采用后者 , 采用湿投法时 , 混凝处理工艺流程如图 2 所示。