水污染控制工程課程設計--城市給水廠設計

1、<p><b>　　附件1</b></p><p><b>　　專業(yè)2011級</b></p><p>　　《水污染控制工程》課程設計任務書</p><p>　?。?013-2014年度第1學期）</p><p>　　編制： （指導教師簽名）</p><p>

2、　　審定： （教研室主任簽名）</p><p>　　2013年12月11日</p><p><b>　　1．題目</b></p><p>　?。ㄉ吹兀┏鞘薪o水廠設計</p><p><b>　　2．設計目的</b></p><p>　?。?）培養(yǎng)學生正確的設計思想

3、，理論聯(lián)系實際的工作作風，嚴肅認真、實事求是的科學態(tài)度和勇于探索的創(chuàng)新精神。</p><p>　　（2）培養(yǎng)學生綜合運用所學理論知識，分析和解決實際工程技術問題的能力。</p><p>　?。?）通過課程設計實踐，訓練并提高學生解決城市給水廠設計相關問題的能力。</p><p><b>　　3．內容</b></p><p&g

4、t;　　根據所學知識，指導學生完成城市給水廠設計的設計。具體指導內容為：</p><p>　　（1）完成城市給水處理廠方案設計。城市人口： 20+N萬人（N為學生學號）。原水水質資料、地形地址、氣象條件等參數見附《城市給水處理廠課程設計基礎資料》；</p><p>　?。?）完成水源水質評價，設計包括工藝確定、主體處理構筑物初步設計計算、廠區(qū)平面、系統(tǒng)高程和主要管網布置等。</p&g

5、t;<p><b>　　4．要求</b></p><p>　　設計說明及計算書1份，包括：目錄、原始資料、系統(tǒng)選擇、處理工藝設計計算、平面及高程等內容。</p><p>　　完成廠區(qū)總平面圖1張；工藝流程高程圖1張，1號圖紙。</p><p><b>　　5．進度</b></p><p&g

6、t;　　整個設計過程在一周內（12月16日至12月22日）完成。</p><p><b>　　6. 成績評定</b></p><p>　　考察每個同學的設計原理、審閱設計報告，根據下面的標準或指導教師自定的標準給每位同學評定課程設計考試成績。</p><p>　?。?）原理設計的正確（60%）</p><p>　?。?）

7、知識點運用得當（10%）</p><p>　?。?）原理設計合理 （20%）</p><p>　?。?）報告撰寫準確、無誤（10%）</p><p>　　城市給水處理廠課程設計基礎資料</p><p><b>　　1．工程設計背景</b></p><p>　　近年來，由于經濟的發(fā)展、城市化進程的加

8、快和城市人民生活水平的提高，用水的需求不斷增長，你的家鄉(xiāng)原有水處理廠的生產能力已不能滿足要求，對經濟發(fā)展和人民生活造成了嚴重影響，為緩解這一矛盾，經市政府部門研究并上報請上級主管部門批準，決定在東江南支流南岸新建一座給水處理廠。</p><p><b>　　2．設計規(guī)模</b></p><p>　　城市人口：20+N萬人（N為學生學號）。征地面積約50000m2。&l

9、t;/p><p>　　3．基礎資料及處理要求</p><p><b>　?。?）原水水質</b></p><p>　　學號單號同學原水水質的主要參數見下表1。學號雙號同學原水水質的主要參數見下表2。</p><p>　　表1 東江原水水質資料</p><p><b>　　（2）地址條件<

10、;/b></p><p>　　根據巖土工程勘察報告，水廠廠區(qū)現(xiàn)場地表層分布較厚的素填土層，并夾雜大量的塊石，平均厚度為5m左右，最大層厚達9.4m，該土層結構松散，工程地質性質差，未經處理不能作為構筑物的持力層，為提高地基承載力及減少構筑物的沉降變形，本工程采用振動沉管碎石樁對填土層進行加固處理.樁體填充物為碎石，碎石粒徑為2~5cm，樁徑為400mm，樁孔距為1m，按梅花形布置。</p>&

11、lt;p><b>　?。?）氣象條件</b></p><p>　　項目所在地屬于亞熱帶海洋性氣候，陽光充足，雨量充沛，多年平均氣溫22℃，絕對最高溫度38.2℃(94.7.2)，絕對最低溫度－0.5℃(57.2.11)，年平均霜凍日3.6天，最多10天。年平均日照時數1932小時，年平均降雨量1788.6mm，日最大降雨量367.8mm(81.7.1)，年平均相對濕度79％。</

12、p><p><b>　　注意：</b></p><p>　　學號單號同學：主導風向東北； 學號雙號：主導風向西南風。</p><p>　　表2 東江原水水質資料</p><p><b>　?。?）處理要求</b></p><p>　　出廠水水質指標滿足《生活飲用水衛(wèi)生標準》（GB

13、5749—2006）的相關要求。</p><p><b>　　附件2</b></p><p><b>　　學院</b></p><p><b>　　專業(yè)級</b></p><p>　　《水污染控制工程》課程設計指導書</p><p>　?。?013-20

14、14年度第1學期）</p><p>　　編制： （指導教師簽名）</p><p>　　審定： （教研室主任簽名）</p><p>　　2013年12月11日</p><p>　　給水處理課程設計指導書</p><p><b>　　目的與作用</b></p><

15、;p>　　給水處理課程設計是本專業(yè)設計類課程教學活動的有機組成部分，它和理論教學、實習教學密切相關，構成課程教學活動的主體。課程設計的主要目的在于學習工程設計方法、培養(yǎng)工程觀念。通過課程設計，使學生學會主要工程節(jié)點的基本設計方法，受到專業(yè)工程師應具備的基本技能的初步訓練，為今后的進一步學習和系統(tǒng)訓練打下基礎。</p><p><b>　　設計任務</b></p><

16、p>　　完成給水處理廠方案設計，即在給出設計任務的基礎上，完成所給資料的分析、整理，進行水廠選址，工藝流程選擇，方案比較，構筑物的選型，水廠的平面和高程布置以及處理構筑物的初步設計等工作。</p><p><b>　　設計步驟及內容</b></p><p><b>　　資料分析與整理</b></p><p>　　結合

17、《地表水環(huán)境質量標準》（GB3838-2002），進行原水的水質特性分析。</p><p><b>　　水廠選址</b></p><p><b>　　水廠選址的原則：</b></p><p>　　廠址應選擇在工程地質條件較好的地方；</p><p>　　水廠盡可能選擇在不受洪水威脅的地方，否則應考慮

18、防洪措施；</p><p>　　水廠應少占農田或不占農田，并留有適當的發(fā)展余地；</p><p>　　水廠應設置在交通方便、靠近電源的地方，以利于施工管理，降低輸電線路的造價；</p><p>　　當取水地點距離用水區(qū)較近時，水廠一般設置在取水構筑物附近，通常與取水構筑物在一起。</p><p><b>　　工藝流程選擇</b

19、></p><p>　　根據原水的水質特征和水廠的地形特點，選擇合理的工藝流程，進行所選工藝特性的論證。</p><p>　　根據處理規(guī)模劃分處理系列。</p><p><b>　　預處理的設施及參數</b></p><p>　　預氧化、預加氯等預處理的方式、藥劑類型、投加量等。</p><p&

20、gt;　　一般化學預處理廠用藥劑的投加量如下：</p><p><b>　　藥劑投加量</b></p><p><b>　　配水井</b></p><p>　　一般按照設計規(guī)模一次建成，停留時間取30s。為使水位穩(wěn)定和便于后期改造，配水井出水端設置調節(jié)堰板；為防止調壓閥誤操作和失控，配水井一端設置溢流井和調節(jié)堰板。<

21、/p><p><b>　　混凝劑類型及加藥間</b></p><p>　　混凝劑的選擇、混凝劑投加量確定。</p><p>　　常用的混凝劑投加量按照20mg/L設計。</p><p>　　溶解池、溶藥池的藥液濃度和體積</p><p>　　混凝劑的投加濃度一般采用5%~15%（按商品固體質量計）?；?/p>

22、凝劑每日調配次數不超過3次。溶液池的數量一般不少于兩個，以便交替使用，保證連續(xù)投藥。溶解池的容積按溶液池容積的0.2~0.3倍計算。</p><p>　　投加系統(tǒng)構成和投藥控制系統(tǒng)選型</p><p><b>　　加藥間及藥庫布置</b></p><p><b>　　混合設施</b></p><p>

23、;<b>　　一般要求：</b></p><p>　　混合設施應使藥劑投加后水流產生劇烈紊動，在很短時間內使藥劑均勻地擴散到整個水體，也即采用快速混合方式；</p><p>　　混合時間一般為10~60s；</p><p>　　攪拌速度梯度G一般為600~1000s-1；</p><p>　　當采用高分子絮凝劑時，混合不

24、宜過分劇烈；</p><p>　　混合設施與后續(xù)處理構筑物的距離越近越好，盡可能采用直接連接方式。最長距離不超過120m；</p><p>　　混合設施與后續(xù)處理構筑物連接的管道可采用0.8~1.0m/s。</p><p><b>　　設計內容</b></p><p>　　靜態(tài)混合器的選型和混合比的確定</p>

25、;<p>　　分流隔板式混合槽的參數確定（包括停留時間、流速分配等）</p><p>　　機械混合池的參數確定（包括池型、槳式、混合時間、槳板外緣線速度等）</p><p><b>　　反應池/絮凝池</b></p><p><b>　　一般要求：</b></p><p>　　絮凝過程

26、中速度梯度G或絮凝流速應逐漸由大到??；</p><p>　　絮凝池要有足夠的絮凝時間，一般宜在10~30min，低濁、低溫水宜采用較大者；</p><p>　　絮凝池的平均速度梯度G一般在30~60s-1之間，GT值達104~105，以保證絮凝過程的充分與完善；</p><p>　　絮凝池應盡量與沉淀池合并建造，避免用管渠連接。如需用管渠連接時，管渠中的流速應小于0

27、.15m/s，并避免流速突然升高或水頭跌落；</p><p>　　為避免已形成絮體的破碎，絮凝池出水穿孔墻的過孔流速宜小于0.10m/s；</p><p>　　應避免絮體在絮凝池中沉淀。如難以避免時，應采取相應排泥措施。</p><p><b>　　設計內容</b></p><p><b>　　池型、個數<

28、;/b></p><p>　　停留時間、流速分配、水深及池寬（與沉淀池銜接）</p><p><b>　　沉淀池</b></p><p><b>　　一般要求：</b></p><p><b>　　平流沉淀池</b></p><p>　　用于生活飲

29、用水處理的平流沉淀池，沉淀出水一般控制在5NTU以下；</p><p>　　池數或分格數一般不少于2座；</p><p>　　沉淀時間一般采用1.0~3.0h；</p><p>　　沉淀池內平均水流流速一般為10~25mm/s；</p><p>　　有效水深一般為3.0~3.5m，超高一般為0.3~0.5m；</p><p

30、>　　池的長寬比應不小于4：1，每格寬度或導流墻間距一般采用3~9沒，最大為15m，當采用虹吸式或泵吸式桁車排泥時，池子分格寬度應結合機械桁車的寬度；</p><p>　　池的長深比應不小于10：1，采用吸泥機排泥時，池底為平坡；</p><p>　　平流沉淀池采用穿孔墻配水時，穿孔墻在池底積泥面以上0.3~0.5m處至池底部分不設孔眼，以免沖動沉泥；</p><

31、p>　　泄空時間一般不超過6h；</p><p>　　弗勞德數一般控制在Fr=1×10-4~1×10-5之間；</p><p>　　雷諾數Re一般為4000~15000間，設計時應注意隔墻設置，以減小水力半徑R，降低雷諾數；</p><p><b>　　斜管沉淀池</b></p><p>　　顆

32、粒沉降速度應實測，無試驗資料時，按照下表確定；</p><p><b>　　沉降速度參考數值</b></p><p>　　斜管斷面一般采用蜂窩六角形，其內徑或邊距一般采用25~35mm；</p><p>　　斜管長度一般為800~1000左右；</p><p>　　傾斜角一般為50º~60º；<

33、/p><p>　　斜管上部的清水區(qū)高度不宜小于1.0m；</p><p>　　斜管下部的布水區(qū)高度不宜小于1.5m，為使布水均勻，在沉淀池進口處應設穿孔墻或格柵等整流措施；</p><p>　　穿孔排泥斗槽高度一般取0.8m。</p><p><b>　　設計內容</b></p><p><b&

34、gt;　　池型、個數</b></p><p>　　平流池：水平流速或表面負荷、沉淀時間、水深、排泥方式和放空管計算。</p><p>　　斜管沉淀池：液面上升流速、顆粒沉速和斜管規(guī)格、沉淀時間、水深、排泥方式和放空管計算。</p><p><b>　　濾池</b></p><p>　　一般要求（普通快濾池）&

35、lt;/p><p>　　當要求水質為飲用水時，單層砂濾料濾池的正常濾速一般采用10~12m/h；</p><p>　　濾池的個數應根據濾池強制濾速的要求確定，單層砂濾料濾池的強制濾速一般為10~14m/h；</p><p>　　單個濾池的長寬比可根據單池面積大小來確定，即單池面積≤30m2時，長：寬=1.5:1~2.5:1；單池面積 > 30m2時，長：寬=2.5

36、:1~4:1；</p><p>　　當濾池個數少于5個時，宜用單行排列。反之可采用雙行排列；</p><p>　　一般砂濾料粒徑為：最小粒徑dmin=0.5mm，最大粒徑dmax=1.2mm，不均勻系數K80≤2，濾層厚度不小于700；</p><p>　　濾層上面水深一般采用1.5~2.0m；</p><p>　　濾層工作周期一般采用24h

37、，沖洗前的水頭損失最大值一般采用2.0~2.5m；</p><p>　　濾池超高一般采用0.3m；</p><p><b>　　設計內容</b></p><p>　　規(guī)模與個數，布置形式。</p><p>　　主要設計參數確定，包括濾速、濾料、濾層、工作周期、反沖洗方式和參數、反沖洗泵房、濾池工藝尺寸等。</p&g

38、t;<p>　　加氯間的設計及平面布置</p><p><b>　　一般要求</b></p><p>　　濾后或地下水加氯量為0.5~1.0mg/L；</p><p>　　氯與水接觸時間≮30min；</p><p>　　加氯間布置應注意安全性要求；</p><p><b>

39、;　　設計內容</b></p><p>　　加氯量、加氯機和儲氯量，泄氯控制，加氯間平面布置等</p><p><b>　　清水池的設計計算</b></p><p><b>　　一般要求：</b></p><p>　　清水池有效容積可按供水量的10%~20%考慮；</p>

40、<p>　　清水池進水管管徑按平均時水量計算，進水管標高應考慮避免由于池中水位變化而形成進水管氣阻，可采用降低進水管標高，或進水管進池后用彎管下彎；</p><p>　　出水管管徑一般按最高日最高時水量計算。無相關資料時，按照平均時流量乘以1.2~1.4的系數確定。</p><p>　　溢流管管徑一般與進水管相同，管端為喇叭口，管上不得安裝閥門；</p><p

41、>　　排水管管徑可按2h內將水泄空進行計算，但最小管徑不得小于100mm；</p><p><b>　　設計內容</b></p><p>　　個數、容積、水深、布水墻、水位監(jiān)控等。</p><p>　　構筑物主要尺寸設計計算</p><p>　　根據設計計算確定構筑物主要尺寸</p><p>

42、;<b>　　畫出構筑物示意圖</b></p><p><b>　　進行必要的校核</b></p><p><b>　　水廠的平面布置</b></p><p>　　水廠的平面布置內容包括：</p><p>　　水處理構筑物，如絮凝池、沉淀池、濾池、清水池、二級泵站、加藥間、加氯

43、健、濾池沖洗設施及排水泵房等，是凈水廠的主體。</p><p>　　輔助構筑物，為水處理構筑物服務的建筑物，如變配電室、化驗室、機修間、倉庫、食堂、值班宿舍、辦公室、門衛(wèi)室等。</p><p>　　連接管（渠），水處理構筑物單元之間的連接管（渠），以及加藥管槽、排泥管道、廠用水管道，雨水管道，污水管道、電纜溝槽等。</p><p>　　道路及其他，交通運輸道路、廠區(qū)

44、綠化布置、照明設施，圍墻等。</p><p>　　水廠附屬建筑物尺寸一覽表</p><p><b>　　水廠的高程布置</b></p><p>　　主要反映水處理流程的水頭損失和水力銜接關系。查構筑物間連接管段水頭損失，結合前面有關構筑物內部的水頭損失計算結果及地形標高，確定構筑物水位標高等。</p><p><b

45、>　　時間安排</b></p><p>　　課程設計時間1周，共5天。進度安排如下：</p><p>　　資料分析、設計計算2天；</p><p><b>　　繪圖2天；</b></p><p><b>　　整理說明書1天。</b></p><p><

46、b>　　成果</b></p><p>　　（1）設計計算說明書一份；</p><p>　?。?）廠區(qū)總平面圖（自定比例）：圖中應表示出各工藝構筑物的確切位置，外形尺寸，相互距離、各構筑物連接溝管的位置、管徑、管材、管長，其他輔助性構筑物的位置。廠區(qū)道路、綠化及衛(wèi)生防護區(qū)的布置等。該圖中各種管道以單線條表示，圖中應繪出各種線條表示的圖例，注明構筑物名稱。</p>