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1、-水质工程学课程设计1 总论12 基本资料63 总体设计参考81 总论1.1 设计一般步骤（1）分析研究水质资料，确定给水处理厂处理流程。（2）确定给水处理厂设计水量。（3）进行处理构筑物型式的选择。（4）进行各处理构筑物的设计计算。（5）确定水厂的附属构筑物和建筑物。（6）进行水厂的平面布置。（7）进行水头损失计算，确定水厂的高程布置。1.2 设计要点与说明（1）给水处理厂处理流程的确定给水处理厂处理流程的确定，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。（2）给水处理厂的设计处理量水处理构筑物的生产能力，应以最高日
2、供水量加水厂自用水量进行设计，并以原水水质最不利情况进行校核。水厂自用水量主要用于滤池冲洗及沉淀池或澄清池排泥等方面。自用水量取决于所采用的处理方法、构筑物类型及原水水质等因素。城镇水厂自用水量一般采用供水量的310。（3）处理构筑物的选型对处理流程及构筑物选型的合理性进行分析，说明工艺特点。另外，应注意在确定处理流程以及进行处理构筑物选型时，要兼顾水厂的平面布置和高程布置。（4）药剂配制与投加设备的设计混凝剂的投加量应在选择了混凝剂的种类之后，用实验的方法确定，我国各水厂的平均投药量为530毫克/升，最高不超过100毫克/升（以三氧化二铝计），否则就应当通过药剂的混合使用及改进处理途径等方法
3、使水澄清。在确定混凝剂及投加量之后，确定投药方式、选择配制及投加药剂的设备形式。溶解池和溶液池，可根据混凝剂的纯度，溶液的浓度，加药量以及配制次数等进行计算，相应数据应合理确定。（5）混合与絮凝设备的设计充分考虑各方面因素，合理确定混合方式。絮凝设备的工作效果，会直接影响到沉淀效果，应合理选择其形式、水流速度及停留时间等。絮凝池形式及工艺尺寸的选择，往往牵扯到与沉淀池的配合问题，所以絮凝池和沉淀池应一并考虑。应注意絮凝池出水管中流速的选择。（6）沉淀澄清设备的设计沉淀设备、澄清设备类型很多，应进行全面、慎重的选取，然后依照规、手册进行详细设计。（7）过滤设备的设计滤池种类甚多，应根据水厂规模和
4、运行管理要求等情况进行比较选择。（）消毒设备的设计充分考虑各方面因素，合理选择消毒剂。结合处理工艺，确定消毒剂投加点。目前我国主要采用加氯消毒，加氯量的多少，应视水中有机物及细菌数量而定，一般为0.52.0mg/L，相应的接触时间须在30min以上。消毒一般多在过滤后进行，氯常加在滤池至清水池的输水管上，借水在清水池的停留时间进行充分接触。加氯间应有良好的通风设备和直通室外的出口，加氯间和加氯点之间的距离一般为1020m，加氯间的面积应根据加氯设备的形式、数量和布置决定。（）给水处理厂其它构筑物、建筑物的设计包括清水池、排泥水处理工艺单元及水厂附属构筑物和建筑物的设计和确定。清水池的有效容积可
5、按最高日用水量的10%20%考虑（大水厂采用较小的百分比）；清水池的池数或分格数一般不少于两个，并能单独工作和分别防控。从水厂平面上看，清水池应尽量靠近滤池，特别是应与二级泵站靠近；从高程上考虑，清水池有地下式、半地下式和地面式三种类型，一般都按深入地下34米左右考虑，并设计在地形的最低处。水厂生产废水包括反应沉淀池排泥水及滤池反冲洗废水，在此统称为水厂排泥水。排泥水水量按日处理量的4%7%估算，估算时应说明理由。沉淀池排泥水和滤池反冲水可先在调节池混合，混合后ss约2000mg/L3000mg/L。排泥水经混合后进入沉淀池（浓缩池），经沉淀后上清液排入市政排水管网或进入原水配水井，沉淀（浓缩
6、）池污泥进入污泥脱水车间进行污泥脱水，其ss约15000mg/L35000mg/L（微污染水源稍低）。给水处理厂附属构筑物建筑物面积可根据水厂规模等条件，参照设计手册确定。（10）给水处理厂的布置原则在水厂中直接与生产有关的生产构筑物包括一级泵房、预沉池、絮凝池、沉淀池、澄清池、滤池、清水池、冲洗设施、二级泵房、变配电室、投药间、排污泵房、污泥沉淀（浓缩）池、脱水机房等。辅助和附属建筑物包括：化验室、检修车间、材料仓库、危险品仓库、值班室、办公室、锅炉房、车库等。水厂平面布置涉及到的管线一般包括：给水、排水管线，加药和厂区用水管线，电缆、电线等。给水管线包括生产给水管线和超越管线；排水管线包括
7、厂雨水的排除管线、场生产废水的排除管线和厂生活污水的排除管线；加药管线包括混凝剂投加管线和消毒剂投加管线；自用水管线包括厂生活用水、消防用水、泵房、药间冲洗溶解用水，以及清洗水池用水；大型水厂的电缆较多，有动力、通讯、照明、控制电缆等，可采用集中电缆沟的方式进行布置。进行水厂的平面布置时，应注意的原则：流程尽量简短，避免迂回重复，尽量减小水头损失，构筑物尽量靠近，便于操作管理；尽量适用地形，力求减少土石方量；注意构筑物、建筑物的朝向和间距，水厂建筑物以接近南北向布置较为理想，构筑物、建筑物之间的间距应满足施工和管线布置等的要求；连接管渠应简单、短捷，尽量避免立体交叉，并考虑施工、检修方便；注意
8、水厂的功能分区，合理布置；考虑近远期的协调。厂区道路、绿化布置、照明、围墙及进门等其它设施的设计和布置参见设计手册。给水处理厂的高程布置是在平面布置完成之后进行的，先应计算处理构筑物之间的水头损失、确定各自高程，再进行高程布置。构筑物间的水头损失包括处理构筑物中的水头损失、构筑物连接管渠的水头损失和计量设备的水头损失。处理构筑物中的水头损失可按经验数值取用，构筑物连接管渠的水头损失应计算，计量设备的水头损失可按公式计算，或进行估算，一般水厂进、出水管上计量仪表中的水头损失可按0.2m计算,流量指示器水头损失可按0.10.12m计算。一般说，应先决定清水池的水面标高，然后逆着处理流程进行水头损失
9、的计算和确定相应高程；水头损失的计算和高程的确定可列表进行。（11）泵站设计计算（见手册）（12）造价估算及制水成本计算1.3图纸绘制图纸表达容应满足以下要求：（1） 给水处理厂平面布置图给水处理厂总平面图上，应绘出全部的主要净水构筑物、水泵站、清水池及附属房屋建筑、道路、风向玫瑰图、绿化地带及厂区界限，并用坐标表示出其外形尺寸和相互距离，同时绘出各种连接管渠。构筑物、管道均以单线条表示，管线上应标明其管径（渠道断面尺寸）、长度和坡度。图中应绘出各种管线图例并加以说明。注明各生产构（建）筑物的名称，数量及主要外形尺寸（可列表以序号示之）等。（2）给水处理厂高程布置图横向比例采用1:5001:1
10、000，纵向比例采用1:501:100；同时也可以不按规定比例绘制。在制水与污泥高程图中，要求制水与污泥在处理过程中流动距离最长、水头损失最大的流程，并按最大设计流量进行高程计算，以此来绘制各处理构筑物与连接管道的高程平面图。为保证各构筑物之间的污水靠重力自流，必须精确计算各构筑物及管道中的水头损失，这既包括沿程水头损失也包括局部水头损失，还须考虑事故与扩建等情况所需的储备水头。高程图中必须注明原有地面与平整后地面标高；构筑物的顶部、底部及其有效水位的标高等。构筑物之间的连接管应标出管径和管中心的标高，连接渠应标出渠顶、渠底和有效水位的标高。（3）单体处理构筑物工艺设计图比例尺采用1:101:
11、100。主要处理构筑物工艺构造应有平面图和剖面图，基本达到初步设计深度。图中应注明构筑物的全部主要工艺尺寸，相互距离，构筑物及管渠名称及其安装高度，图中复杂的节点构造及表示不出的构件及有关部分，应另绘大样图（1：101：20）表示之。对有关的问题，应做必要说明。图中各构筑物壁及各种管渠皆用双线表示。剖面图应能表示出构筑物部构件的全部构造，图中应注明各构筑物之顶、底及水面的标高，各构件及管渠的安装高度，部地面及外部地面的标高。1.4计算说明书撰写1 计算说明书容设计计算说明书是本设计的重要书面文件，其容应包括：（a）目录；（b）正文；（c）设计总结；（d）参考文献资料。2 计算说明书要求计算说明
12、书是说明设计计算过程的重要资料，容要全面完整，叙述应简明扼要。在计算说明书中，对城市给水处理厂处理流程的确定、处理构筑物的选型要加以分析说明。给水处理主体单元的工艺设计计算应全面。在设计计算说明书中，应列出所采用的全部计算公式，计算参数的选择应加以说明，并注明其资料来源，所计算之构筑物，皆应绘出相应的计算草图。根据水厂规模，估算出水厂人员编制，并初拟水厂附属建筑物的占地面积等。并应附以必要的草图及表格说明。 设计计算说明书的文句要通顺，段落须分明。1.5主要参考资料1. 室外给水设计规 GB50013-20062. 室外排水设计规 GB50014-2006（2011）3. 城市给水工程项目建设
13、标准 建标120-20094. 建筑设计防火规 GB50016-20065. 城市工程管线综合规划规 GB50289-986. 生活饮用水卫生标准 GB5749-20067. 生活饮用水水源水质标准 CJ 3020-938. 供水管井技术规 GB50296-999. 城镇给水厂附属建筑和附属设备设计标准 CJJ41-9110. 泵站设计规 GB/T50265-201011. 其他现行的有关规和规定设计成果：设计计算书一份；平面布置图一2基本资料2.1水厂规模5万m3/d2.2原水水质资料水源为河流地面水，原水水质分析资料如下：序号项 目单位数量备 注1PH值/7.6正常2色度度20153浊度N
14、TU65200034肉眼可见物/较浑不得含有5总硬度mg/L，CaCO3117正常6氯化物mg/L5.0正常7氟化物mg/L1.0正常8硝酸盐mg/L1.0正常9总溶固物mg/L147正常10铁mg/L0.23正常11锰mg/L0.1正常12铜mg/L0.5正常13砷mg/L0.05正常14锌mg/L0.5正常15铅mg/L0.05正常18菌落总数个/mL1.3104100 2.3厂区地形地形比例1:500， 按平坦地形和平整后的设计地面高程32.00m设计，水源取水口位于水厂东北方向150m，水厂位于城市北面1km。2.4工程地质资料(1)地质钻探资料表土砂质粘土细砂中砂粗砂粗砂砾石粘土砂岩
15、石层1m1.5m1 m2 m0.8m1 m2 m土壤承载力:20 t/m2.(2)地震计算强度为186.2kPa。(3)地震烈度为9度以下。(4)地下水质对各类水泥均无侵蚀作用。2.5水文及水文地质资料序号项 目单位数量备 注1历年最高水位m34.38黄海高程系统，下同2历年最低水位m21.47频率13历年平均水位m24.644历年最大流量m3/s146005历年最小流量m3/s1806历年平均流量m3/s13407历年最大含砂量kg/m34.828历年最大流速m/s49历年每日最大水位涨落m/d5.6910历年三小时最大水位涨落m/3h1.04地下水位：在地面以下1.8m2.6气象资料该市位于亚热带，气候温和，年平均气温15.90C，七月极端最高温度达390C，一月极端最低温度15.30C，年平均降雨量954.1mm，年平均降雨日数117.6天，历年最大日量降雨量328.4mm。常年主导风向为东北偏北（NNE），静风频率为12，年平均风速为3.4m/s。土壤冰冻深度：0.4m。 风向玫瑰图3 总体设计参考净水工艺流程的确定根据地面水环境质量标准（GB383888），原水水质符合地面水类水质标准，除浊度，色度和菌落总数偏高外，其余参数均符合生活饮用水卫生标准（GB574985）的规定。水厂水以地表水作为水源，工艺流程如图1所示。图1 给水处理工艺流程. z.
