开题报告：15万m3d给水工程设计

PAGE开题报告学生姓名：学号：所在学院：专业：设计题目：15万m3/d给水工程设计指导教师：年月日

开题报告1．结合设计课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写2000字左右的文献综述：文献综述摘要：根据统计显示,城市水厂的用水量在一般情况下占总的生产水量的一而在城市水厂的运行成本中,电耗、水耗和药耗这三耗所占的比例达到了以上城市水厂的水资源浪费现象十分严重,有非常巨大的节约空间所以,要想在保证安全优质水质的前提下,降低水厂的成本并且提高其经济效益,就必须要加强城市水厂的生产运行管理,加大改进节能降耗措施的力度。关键字：水厂，节能降耗，工艺改进1我国水资源现状和节水节能重要性1.1我国水资源现状我国是全球13个人均水资源最贫乏的国家之一，淡水资源总量约2.8万亿立方米，占全球水资源的万分之六，人均2200立方米，为世界人均水平的1/4、美国的1/5。受开发利用、洪水以及生态需要等因素的影响，我国实际能利用的水资源只有8000亿～9000亿立方米。建国至今，我国的实际用水量已经从1000亿立方米增加到5400亿立方米，正常年份全国缺水量近400亿立方米，目前的660座城市中，有2/3的城市缺水、110座城市严重缺水，每年工业总产值因缺水损失达2000亿元人民币。专家预计，我国将在2030年左右出现用水高峰，届时用水总量达到上限，供需矛盾将更加突出，水资源短缺并非危言耸听。同时，我国在水资源利用方面存在着许多尚待解决的问题，严重的结构型、生产型和消费型浪费存在于水资源利用的各个领域。综观当前国内水工业市场，绝大多数是老企业，设备陈旧，工艺及供电设备老化，自动化水平低下，水耗药耗材耗严重，极少采用先进控制技术。水工业的节能降耗到了刻不容缓的地步[1]。1.2节水节能重要性节能降耗是落实科学发展观，建设节约型社会的重要措施，也是桂城水厂工作的一项长期任务。根据我国“十一五”规划纲要要求，“十一五”期间单位国内生产总值能耗降低20％左右。水厂作为一个用电大户，无论是从单位自身节约运行成本，还是从对社会节约能源做贡献的角度，节约用电、提高水泵机组运行效率、优化供水系统运行方案，以消耗最少的能源来完成供水任务是水厂追求的最终目标[2]。2给水厂电能损耗主要方面2.1泵站的能耗给水处理厂水泵机组所消耗的电能占水厂总耗电量的90%以上，由于各种条件的限制，我国泵站工程普遍存在着效率不高，能耗单耗打，制水成本高等问题，致使泵站工程效益较低，因此进行能耗方面的研究意义较大[3]。2.2给水处理过程中的电能损耗给水处理构筑物节能常常是节约水头损失，它与净水效果密切关联，有时多一些水头损失可以提高水的处理质量。在这种情况下，节能应该综合考虑。水厂自动控制的技术改造，是减低能耗的有效手段。日本的给水处理构筑物设计一般都采用隔板絮凝，利用滤池的落差发电节能。而且几乎所有水厂都采用了仪表控制和计算机控制系统，在加药及污泥处理工艺中有时甚至两种系统都有，日本在自控方面投人了大量资金。相对于我国来说，由于资金和技术等原因，这方面的差距还很大[4]。3泵的节能水泵机组运行所消耗的电能在制水成本中占很大的比例，降低其运行能耗已成为供水企业发展过程中研究的主要课题。取水泵站、送水泵站的水泵在最初设计时，按传统的设计方法，大多只顾及满足最不利工况点的要求选取水泵，容易出现“大马拉小车的现象”，经过一段时间运行，机组额定参数与实际运行数据有很大差别，“千吨水单耗”和配水单位单耗非常不理想[5]。3.1了解水泵的工作原理，选择合理设备目前，大部分的水厂都使用的是离心泵，而要降低水厂的能耗，可以采取更换效率低的水泵、采用效率较高、范围较宽的机泵设备，同时选用的机泵设备要具有良好的泵壳及叶轮片，使机泵在高效的工作区间运行，机泵的工作效率得到提高，相应的能源消耗就会有所降低[6]。3.2优化泵站配电方案90年代以及以前的配电方案,电容器组大多采用的方法是三角型接线电容器组,并且采用的是手动投切装置这种运行方式的安全性很差,容易引起爆炸起火事故。因此,我们必须对这种配电方案进行优化首先是改变电容器组的接线方法,把三角型接线方法改为星型接线方法高压电容器组可以采用单星型的接线方式,也可以采用多星型的接线方式，这样可以提高系统的功率,降低电耗,达到节能的效果[7]。3.3水泵调速节能给水厂机泵的选型,一般是根据城市最高用水量来确定,在大部分的时间内机泵处于低负荷运行,因此需要降低转速,改变运行工况。当水泵转速n改变,水泵的性能参数都发生改变。对于同一台水泵而言,流量越小,恒压调速的节能效果越好[8]。为节能及保持供水压力恒定,决定使用调速泵。对于选择调速方式,本首选变频调速,但由于国内目前尚没有高压的变频调速装置,如从国外引进,价格昂贵,经济上也不合算。于是采用大闭环自动控制,其自动控制系统根据压力传感器输入的电流自动改变电机的转速维持水压恒定不变,并将转差功率反馈电网,达到节能目的当调速装置发生故障时,可自动从系统中切除[9]。4加药系统优化加药系统是水厂水处理工艺过程的重要环节,其投加的可靠性、准确性的高低,不仅直接关系到水质的好坏,又影响着制水成本的高低。如何选择一种或几种相结合的成熟技术,结合水厂实际进行有针对性的改造,是一个关键性的问题[10]。4.1改造加药系统部分水厂自动加药系统运行中存在加药不稳定，计量不准确，不是出现偏高就是偏低等问题，为此必须对加药(氯)系统进行改进。加药方式要推广液体投加和采用密闭的罐体，用计算机控制的计量泵自动投加[11]。4.2改造方法针对水厂的实际情况,对水厂进行了自动加药系统改造。①在水厂的原水总管上安装电磁流量计,以检测水厂的原水流量。②在原水流量计之后设取样点,进行在线原水浊度检测。③在原水取样点之后安装静态管式混合器,前端设系统投药点,药液通过管道混合器后与原水合。④在系统的反应池至沉淀池之间的过渡区域安装模拟斜管装置,配置在线清水浊度仪进行模拟斜管装置顶部出水的浊度检测。⑤对沉淀池出水进行取样,配置在线清水浊度仪进行沉淀池出水检测。⑥利用水厂原有的计量泵作为药液投加设备,每台计量泵配置一套变频器及冲程调节器。⑦配置一套PLC控制器,检测及采集系统数据,通过数据对加药系统进行程序控制。⑧配置工业控制计算机,与下位PLC系统进行数据通讯,在计算机内安装组态软件,配置人机友好界面对加药系统进行远程监控,通过计算机软件实现数据监控、报警、报表打印及历史数据查询等功能,以便使用者进行综合管理[12]。5其他节能措施5.1充分利用海水海水利用包括海水代用和海水淡化两方面。海水代用是指直接利用海水代替冷却、降尘、冲灰、部分生产工艺、生活杂用淡水。海水淡化是指将海水去除盐分制成淡水可供饮用、日常生活、生产用途[13]。5.2优化净水构筑物，提高混凝效果净水构筑物的形式尤其是反应池的设计运行参数对净水效果和矾耗起着关键的作用。不同的反应池有不同的控制指标,对其流速的变化、速度梯度及反应池停留时间有不同的要求。控制不合适时,有可能影响混凝效果,增加矾耗[14]。因此,优化反应池的运行控制参数对于提高混凝效果,降低矾耗具有重要的意义。5.3泥水回用系统综合节能对水处理过程中的平流池的排泥水和滤站的反洗水加以回收,本身就是一项意义重大的广义节能项目,另外,在保证工艺效果的前提下,通过改变运行方式,也可以达到节能的目的。如泥水调节池的搅拌,就可以采用间歇鼓风方式替代连续运行方式实现更经济的运行[15]。6结束语供水行业具有很大的节能潜力,要充分挖掘这些潜力,除去理论和技术上的问题外,尚存在一些难点,譬如,投入产出比的量化,新技术的风险防范,决策层的支持程度等等,都是制约节能工作的重要因素。因此,供水行业在加强全面能源管理,实现广义节能方面还任重而道远。参考文献[1]毛艳平.给水企业节能降耗之探讨[J].能源研究与管理,2009,35(04):35-38[2]陈伟培,潘立,吴盛波.桂城水厂节能降耗的技术改造[J].城镇供水,2011,23(04):24-27.[3]王圃,龙腾锐,陆柯,李肖.城市给水处理厂能耗研究进展[J].给水排水,2005,31(01):93-97.[4]袁方.给水厂技术节能减排改造措施分析[J].硅谷,2011,28(10):28+38.[5]于开军,于开民,鲁晓强.浅谈水厂节能降耗措施[J].建筑与预算,2014,09(06):69-72.[6]丁立国.水厂节能降耗技术及其应用实践[J].科技创新导报,2013,12(36):29.[7]潘明媚.城市水厂节能降耗措施探讨[J].城市建筑,2013,31(22):331.[8]许高智,姚卫东.给水厂的节能措施[J].可再生能源,2008,26(04):93-95.[9]史俊阳.给水厂节能降耗措施[J].给水排水,2002,28(05):32-33.[10]张炯,贺明霞,贾瑞君.水厂加药系统改造与应用[J].河南科技学院学报(自然科学版),2006,34(03):63-64.[11]潘春华.浅谈给水厂技术节能改造措施[J].科技资讯,2007,09(25):147.[12]谢少扬.水厂加药控制技术的探讨[J].供水技术,2008,02(05):46-47.[13]司徒明辉.给水工程中节水技术的实施[J].科技资讯,2006,27(10):238.[14]苏萍.给水厂节能降耗实践的体会[J].给水排水技术动态,2004,17(04):24-26.[15]孙学东,倪刚.论供水行业的节能潜力[J].节能,2004,21(06):31-34+2.

开题报告２．本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）：1微污染水源微污染水源水是指收到有机物污染，部分水质指标超过《地表水环境质量标准》（GB3838—2002）Ⅲ类水体标准的水体。主要为氨氮、高锰酸盐指数、化学需氧量、挥发酚和升华需氧量等指标超过卫生标准。有些水体中含有较高的天然色度和有机质，而极少受到人为的污染，这类源水也要归入微污染水体之中。2应对方法针对微污染水源，常规工艺不能达标，需增加其他工艺以达到处理要求。一般的方法有三种，分别是强化处理、预处理、深度处理等。本设计目前还无法确定使用何种方法，应当了解其水质具体情况后根据设计方案选择适合本设计的处理放法。2.1强化处理强化处理即指强化常规处理，主要包括强化混凝和强化过滤。强化混凝是指向水中投加过量的混凝剂并控制一定的pＨ值，从而提高常规处理中天然有机物去除效果；强化过滤是指通过选择合适的滤料，采取一定的措施和技术，使得滤料在去除浊度的同时、又能降低有机物，降低氨氮和亚硝酸盐氮的含量。2.2预处理预处理一般用接触氧化法，接触氧化法中正确设计曝气系统和选择合适的曝气器是一个非常重要的问题。2.3深度处理深度处理指在常规处理工艺之后，增加能够将常规工艺不能有效去除的污染物或消毒副产物的前体物进行有效去除的工艺技术，以提高和保证饮用水的水质。一般有臭氧氧化、活性炭吸附、臭氧

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活性炭联用、膜过滤、光催化氧化等技术。

开题报告指导教师意见：1．对“文献综述”的评语：2．对本课题的深度、