12万水量课程设计.doc

同济大学课程设计说明书（论文）课程设计说明书课程名称： 给水厂课程设计 院 系： 市政工程系 班 级： 设 计 者： 学 号： 指导教师： 设计时间： 目录课程设计任务书一、 水厂给水处理工艺（一）给水处理工艺流程选择（二）处理构筑物形式与设备选择二、给水处理构筑物设计计算（一）配水井设计（二）加药间及药库设计（三）混合设备工艺设计（四）平流式沉淀池工艺设计（五）普通快滤池设计（六）消毒工艺（七）清水池设计三、水厂厂址选择四、水厂平面布置（一）一般要求（二）平面布置形式（三）平面布置要素（四）净水厂主要构筑物数量与尺寸一览表（五）主要构筑物总平面布置图五、水厂高程布置六、参考文献同济大学课程设计任务书 课程设计题目： 给水处理厂设计 任务起至日期： 2015 年 5 月 27 日 至 2015 年 6 月 24 日一、设计任务及要求 1.水厂设计水量为 120000 m3/d, 一期建成。 2.原水为地表水,水质达到国家地表水三级水体标准。 3.要求出水水质,达到生活饮用水水质标准（GB5749-2006）； 4.课程设计的内容主要包括工艺流程的选择，单体设计及计算（反应沉淀池、滤池、清水池、加药间和消毒间等）。二、设计资料及技术参数1.水源水质分析具体结果如下：编号名称单位分析结果1水的臭和位级无臭无味2浑浊度NTU最高：1500；最低：153色度度154总硬度305.55碳酸盐硬度125.66非碳酸盐硬度173.87钙硬29.38镁硬68.59pH值7.310碱度mg/L698.011水温：最高温度35.012最低温度3.013细菌总数个/mL500014大肠菌数个/L10002.根据水质,选用聚合硫酸铝为混凝剂, 适宜投加量为3050 mg/L。3.当地产石英砂可供各种滤池作为滤料、筛分结果如下：筛孔孔径（mm）0.20.250.61.01.62.4通过砂量所占百分率（）0.12.318.267.792.697.94.水厂采用液氯消毒。5.建议参考资料: 室外给水设计规范GB50013-2006 给水排水设计手册 建筑工业出版社 给水工程 建筑工业出版社 有关标准设计图纸同济大学图书馆三、完成设计内容1.设计计算说明书一份，附有必要的计算，曲线及草图。2.设计图纸二号图一张(手工或CAD绘制)：某处理工艺平、立、侧面图。四、同组设计者 指导老师签字 年 月 日一、水厂给水处理工艺（一）给水处理工艺流程选择给水处理方法和工艺流程的选择，应根据原水水质及设计生产能力等因素，通过调查研究、必要的试验并参考相似条件下处理构筑物的运行经验，经技术经济比较后确定。由于水源不同，水质各异，生活饮用水处理系统的组成和工艺流程也多种多样。以地表水作为水源时，处理工艺流程中通常包括混合、絮凝、沉淀或澄清、过滤及消毒。其中混凝、沉淀（或澄清）及过滤为水厂中主体构筑物，两者兼备，习惯上常称为二次净化。一般净水工艺流程选择：1.原水简单处理（如用筛网隔虑）适用条件：水质要求不高，如某些工业冷却用水，只要求去除粗大杂质时。2.原水混凝、沉淀或澄清适用条件：一般进水悬浮物含量应小于2000-3000mg/L，短时间内允许到5000-10000mg/L，出水浊度约为10-20度，一般用于水质要求不高的工业用水。3.原水混凝沉淀或澄清过滤消毒一般地表水广泛采用的常规流程，进水悬浮物允许含量同上，出水浊度小于2NTU。4.原水接触过滤消毒1)一般可用于浊度和色度低的湖泊水或水库水处理。2)进水悬浮物含量一般小于100mg/L，水质稳定、变化较小且无藻类繁殖。5.原水调蓄预沉、自然预沉或混凝预沉混凝沉淀或澄清过滤消毒高浊度水二级沉淀（澄清），适用于含砂量大，砂峰持续时间较长时，预沉后原水含砂量可降低到1000mg/L以下。此处将水源水质与在生活饮用水卫生标准（GB：5749-2006）相应水质分析项对比下表：原水水质与水质要求编号名称单位分析结果水质要求分析1水的臭和位级无臭无味无异臭、异味2浑浊度NTU最高：1500；最低：15水源与净水技术条件限制时为33色度度1.52mm的石英砂占所有石英砂的9.8%，d0.32mm的石英砂占所有的4.2%。1) 承托层高度：采用大阻力配水系统，H1采用0.45m。2) 采用滤层厚度700mm，即H2=0.7m砂滤料粒径最小，最大。3) 砂面上水深：H3一般为 1.52.0m，本设计采用2.0m4) 保护高度：H4一般采用0.30m5) 故滤池总高：H=H1+ H2+H3+H4=0.45+0.7+2.0+0.30=3.45m3、配水系统（每格滤池）：干管： 干管流量：； 采用管径：；（干管应埋入池底，顶部设滤池头或开孔布置） 干管始端流速：v g =1.49m/s（一般为1.01.5m/s，符合要求）支管：支管中心间距：一般为0.250.3m，本设计取每池支管数： 每根支管入口流量：采用管径：支管始端流速：v j =1.54m/s（一般为1.52.0m/s，符合要求）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：（一般为912mm） 每个孔眼面积： 孔眼总数： 每根支管孔眼数： 支管孔眼布置设二排，与垂线成45夹角向下交错排列，如下图：支管孔眼布置图每根支管长度： 每排孔眼中心距： 孔眼水头损失： 支管壁厚采用：=5mm 流量系数：=0.65 水头损失：4、洗砂排水槽： 洗砂排水槽中心距，一般为1.52.1m，本设计采用 排水槽根数： 排水槽长度： 每槽排水量： 采用三角形标准断面。 槽中流速，采用v0=0.6m/s 槽断面尺寸：排水槽底厚度，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：He=eH2+2.5x+0.075 =0.450.7+2.50.285+0.05+0.075=1.15m 洗砂排水槽总平面面积： 复算：排水槽总平面面积与滤池面积之比，一般小于25%，则5、滤池各种管渠计算：进水： 每座滤池单侧进水总流量：Q1=31500m3/d0.3646m3/s 采用总进水管管径：700mm 管中流速：v1=0.95m/s（一般为0.81.0m/s，符合要求）进水渠断面：渠宽为0.7m,水深为0.6m 每格滤池进水管流量： 采用进水管直径：D2=350mm 管中流速：v2=0.96m/s（一般为0.81.0m/s，符合要求）冲洗水： 冲洗水总流量： 采用管径：D3=500mm管中流速：v3=2.5m/s（一般为2.02.5m/s，符合要求）清水：每座滤池单侧清水总流量：Q4= Q1=0.3646m3/s单侧清水总管管径：D4=700mm管中流速：v4=0.95m/s 每格滤池清水管流量：Q5= Q2=0.0912m3/s 采用管径：D5=350mm 管中流速：v5=0.96m/s（一般为0.81.2m/s，符合要求）排水：排水总流量：Q6= Q3=0.495m3/s排水渠断面：同进水渠断面渠中流速：v6=1.16m/s（一般为1.01.5m/s，符合要求）采用排水管管径：D6=500mm管中流速：v6=2.5m/s6、冲洗水箱（或水泵）：冲洗时间t=5min，冲洗水箱容积。W=1.5qft=1.5*0.015*33*5*60=222.75水箱底至滤池配水管间的沿途及局部损失之和配水系统水头损失： 经砾石支承层水头损失： 滤料层水头损失： 滤料的相对密度，石英砂为2.65； 滤料膨胀前的孔隙率，石英砂为0.41 水的相对密度 滤层膨胀前厚度 安全富余水头：冲洗水箱底应高出洗砂排水槽面：（五）消毒工艺l 投加氯气装置必须注意安全，不允许水体与氯瓶直接相连，必须设置加氯机；l 液氯气化成氯气的过程需要吸热，可采用淋水管喷淋；l 氯瓶内液氯的气化及用量需要监测，除采用自动计量外，较为简单的办法是将氯瓶放置在磅秤上。设计参数：1) 水厂设计水量；2) 一般滤后加氯为0.51.0mg/L，设计加氯量按最大用量确定，故本设计取a=1.0mg/L；1、 加氯量计算： 氯与水接触时间不小于30min，本设计取40min。2、 储氯量计算： G=30245.25=3780kg（一般按最大用量的1530d计算，本设计为30d）。设计采用容量为500kg的焊接液氯钢瓶（其外形尺寸为600，H=1.8m），共8只。另设中间氯瓶一只，以沉淀氯气中的杂质，还可防止水流入氯瓶内。为了保证氯消毒时的安全和计量正确，采用加氯机投氯，并设校核氯量的计量设备。选用2台ZJ 2转子加氯机，选用宽高为：610mm425mm，一用一备.ZJ型-2转子加氯机安装尺寸图3、 加氯间尺寸：加氯间面积据水厂规模确定，设计面积为36，平面尺寸为：LB=6m6m。注：l 加氯间一般应设在靠近投加地点；l 在加氯间出入处，应设有工具箱、抢修用品箱及防毒面具等。照明和通风设备的开关应设在室外；l 加氯间应设有磅秤作为校核设备，磅秤面宜与地面相平，便于放置氯瓶；l 加氯间及氯瓶间应设置每小时换气12次的通风设备，通风管材应考虑防氯腐蚀。排气孔应设在低处；l 液氯仓库应设置漏氯报警仪。（六）清水池设计：1、清水池有效容积计算：清水池有效容积包括调节容积，消防贮水量，水厂自用水的调节量以及安全储备水量。（1）、调节容积： 式中：k经验系数一般采用10%-20%；本设计k=10%；Q设计供水量Q=120000m/d；（2）、消防贮水容积：消防用水量按同时发生两次火灾，一次火灾用水量取25L/s，连续灭火时间为2h，则消防容积：（3）、安全储备容积：则清水池有效容积： 清水池共设2座，有效水深取H=4.0m，则每座清水池的面积为：取BL=32.653.1 ，超高取0.5m，则清水池净高度取4.5m。 2、管道系统（1）、清水池的进水管： 设计中取进水管管径为DN1000mm，进水管内实际流速为：0.93/s（2）、清水池的出水管： 和进水管管径保持一致，取出水管管径为DN1000mm，则出水管内实际流速为：0.93m/s（3）、清水池的溢流管溢流管的管径与进水管相同，取为DN1000mm。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。3、清水池的布置（1）、导流墙在清水池内设置导流墙，以防止池内出现死角，保证氯与水的接触时间不小于30min。每座清水池内导流墙设置3条，间距为8m将清水池分成4格。导流墙底部每隔5m设0.1m0.1m的过水方孔。（2）、检修孔在清水池的顶部设圆形检修孔4个，直径为1500mm。（3）、通气管为了使清水池内空气流通，保证水质新鲜，在清水池顶部设通气孔，通气孔共设4个通气管，通气管管径为200mm其伸出地面高度高低错落，便于空气流通（4）、覆土厚度取覆土厚度为0.7 m。三、水厂厂址选择水厂厂址的选择，应结合城市建设在整个给水系统设计方案中进行全面规划，综合考虑，在选折厂址时，一般应考虑以下几个问题：l 厂址应选择在工程地址条件较好的地方，一般选在地下水位较低，承载力较大，湿陷性等级不高，岩石较少的地层，以降低工程造价和便于施工；l 水厂尽可能选择在不受洪水威胁的地方，否则应考虑防洪措施，水厂的防洪标准不应低于城市防洪标准，并留有适当的安全裕度；l 水厂应少占农田或不占良田，并留有适当的发展余地，要考虑周围环境卫生条件；l 水厂应设置在交通方便，靠近电源的地方，以利于施工管理，降低输电线路的造价；5、当取水地点距离用水区较近时，水厂一般设置在取水构筑物附近，通常与取水构筑物建在一起。l 少拆迁，不占或少占良田；l 施工、运行和维护方便。四、水厂平面布置（一）一般要求水厂布置是根据确定的净水工艺，将处理构筑物和辅助构筑物进行合理组合，以达到净水厂整体功能的总体设计。l 净水厂的布置主要由以下四部分组成：1、水处理构筑物：净水工艺处理构筑物，如絮凝池、沉淀池、滤池、清水池、二级泵房、加药间、滤池冲洗设施及排水泵房等，是净水厂的主体。2、辅助构筑物为水处理构筑物服务的建筑物，如变配电间、化验室、机修间、仓库、食堂、值班宿舍、办公室、门卫室等。3、连接管（渠）水处理构筑物单元之间的连接管（渠），以及加药管槽、排泥管道、厂用水管道、雨水管道、污水管道、电缆沟（槽）及相应的仪表、阀门等。4、道路及其他交通运输道路、厂区绿化布置、照明设施、围墙等。l 主要构筑物及附属构筑物布置原则：1) 流程力求简短，避免迂回重复，使净水过程中的水头损失最小；2) 尽量适应地形，因地制宜地考虑流程，力求减少土石方量；3) 注意构筑物朝向，以接近南北向布置较为理想；4) 考虑近远期的协调，各系列净水构筑物应尽量采用平行布置。（二）平面布置形式水工艺处理构筑物是水厂平面布置的主体。净水厂平面布置的形式可分为直线式、折角式、回转式以及组合式。本设计水厂采用直线式平面布置。直线式平面布置是采用较广泛的形式之一，当厂址地形条件允许，净水处理构筑物可以根据流程布置成一直线。由于直线式布置构筑物单元间连接管线较短，管理方便，并且有利于今后生产构筑物做平行布置的扩展，因此，在大中型水厂中采用较多。直线式布置的主要优点是工艺流程合理，各构筑物间的连接管（渠）短，水头损失小。由于净水构筑物各系列一般采用平行布置，也容易达到水量分配的均衡。此外，直线式布置还有利于水厂的扩展，在进行扩建工程时对原有系统的影响小。（三）平面布置要素1、管线布置说明：（1）、给水管线 原水管线：进入沉淀池之前的原水管线一般为两根，本设计原水管线采用球墨铸铁管，净水构筑物之间的连接管可用架空管渠或地下管道。 沉淀水管线：由沉淀池至滤池的沉淀水管线，本设计采用埋地式布置，可不影响池子间的通道；超越管线：考虑到某一环节由于事故检修而停用时，不影响整个水厂的运行而设的管道，一般设超越滤池或超越清水池管线。（2）、排水管线水厂排水管线用以排除雨水、生产废水（沉淀池排泥，滤池冲洗废水等）和生活污水。生活污水系统可单独设置，并经处理后排放，其余废水在另一系统中排除。但考虑到水厂排泥水对环境的淤积影响，排泥水应能单独排入污泥脱水处。（3）、加药管线：加矾和加氯管线往往做成浅沟敷设，上做盖板，加药管线的管材采用塑料管，以防腐蚀。臭氧用管线采用不锈钢管。（4）、电缆沟：本设计水厂采用集中电缆沟方式敷设电缆，电缆沟上做盖板，深度不少于0.8m，宽度不小于0.7m，沟底做成底坡，以力排除积水；（5）、自用水管线：水厂自用水均单独成为管系，自二级泵房出水管接出，厂用水关口径应满足消防要求。2、附属构筑物水厂的附属构筑物按其功能可分为生产性附属建筑和生活性附属建筑两大类。生产性附属建筑如化验室、修理间、仓库、车库以及办公用房等；生活性附属建筑物包括食堂、浴室、值班室、锅炉房等。水厂平面布置应考虑功能分区，一般可分为生产区、辅助生产区及管理生活区。将修理、仓库等建筑相对集中布置成辅助生产区；将办公、化验、食堂、宿舍等布置为管理生活区，并将该区设置于进厂大门附近。这样考虑可使与生产无关人员不进入生产区，避免对生产造成干扰。3、道路、绿化水厂道路的功能主要担负交通运输和作为行人的通道，所有需要有设备进出和物料运输的地点，都应由车行道到达。为了保持交通的畅通，主干道可以布置成环状。加药间由于物料运输频繁，有时氯瓶还需直接进入氯库，因此，需布置足够的倒车距离和装卸位置。泵房、配电间常有大型设备运输的要求，故道路的布置也应与此相适应。总体来说，水厂内道路的交通负荷并不高，故一般主干道可采用46m，人行道多采用2m，水厂道路的路面结构一般采用混凝土路面。绿化是水厂平面布置的一个组成部分。根据规范规定，新建水厂绿化占地面积不宜小于水厂总面积的20%。由于水厂与一般工业企业不同，应有较好的环境卫生要求，绿化是达到这一目的的手段之一。厂区绿化设置不仅使人精神振作，还能降低噪声、美化环境。水厂的绿化可由行道树、绿篱、绿带、绿地、花坛等组成。清水池占地较大，又设置在地面以下，顶部平坦开阔，可以布置成绿地。水厂各功能区占地比例功能区生产区辅助生产车间区管理区道理绿化比例（%）40501053040（四）净水厂主要构筑物数量及平面尺寸一