中原工学院。
课程设计说明书。
能源与环境学院给水排水工程专业。
设计题目某市某给水厂设计
学生姓名。班级：
学号。起止日期。
指导教师。系主任。
第一章设计背景基础资料。
1.1工程设计背景。
某市位于河南省近年来，由于经济的发展、城市化进程的加快和城市人民生活水平的提高，用水的需求不断增长，经市**部门研究并上报请上级主管部门批准，决定新建一座给水处理厂。
1.2设计规模。
该净水厂总设计规模为（10+m）×104m3/d（m为学生学号的个位数字）。征地面积约40000m2。
1.3基础资料及处理要求。
1.3.1原水水质。
原水水质的主要参数见表1。
原水水质资料。
1.3.2地址条件。
根据岩土工程勘察报告，水厂厂区现场地表层分布较厚的素填土层，并夹杂大量的块石，平均厚度为5米左右，最大层厚达9.4米，该土层结构松散，工程地质性质差，未经处理不能作为构筑物的持力层，为提高地基承载力及减少构筑物的沉降变形，本工程采用振动沉管碎石桩对填土层进行加固处理。桩体填充物为碎石，碎石粒径为2~5cm，桩径为400毫米，桩孔距为1m，按梅花形布置。
1.3.3气象条件。
项目所在地，属暖温带、半湿润大陆季风气候，四季分明。春季干旱风沙多，夏季炎热雨集中，秋季凉爽温差大，冬季寒冷雨雪少。盛行风向：夏季南风，冬季东北风。
年平均气温14.0℃，最热月平均气温(7月份)27.1℃，最冷月平均气温(1月份)-0.
5℃，平均日照时数2267.6小时，无霜期(年平均)214天，年平均降雨量627.5mm，年最大降雨量948.
4mm，年最小降雨量248.2mm，年主导风向为nne风和ssw风。最大风速28m/秒，年平均风速3.
0m/秒，最大冻土深度2l0mm。
主导风向东北（01班）、西南（02班）、西北（03班）、东南（04班）。
1.3.4处理要求。
出厂水水质指标满足《生活饮用水卫生标准》（gb5749—2006）的相关要求。
第二章给水处理厂方案设计。
2.1水厂设计规模概况。
某市位于河南省近年来，由于经济的发展、城市化进程的加快和城市人民生活水平的提高，用水的需求不断增长，经市**部门研究并上报请上级主管部门批准，决定新建一座给水处理厂。该厂设计规模为150000立方米/天。
工程主要分为三大部分：
1 取水工程。
2 输水工程。
3 净水厂工程。
2.2工艺设计流程。
2.3配水井的设计计算。
配水井的设计计算。
2.3.1设计参数。
配水井设计规模为q=150000x1.05 m/d=157500 m/d=6562.5m/h
2.3.2设计计算。
1）配水井有效容积。
配水井水停留时间取t=30s,则。
配水井有效设为容积：v=qt
配水井设计为矩形：设配水井有效设为水深 h=5m，安全高度设计为0.4m，则实际高度为5.4m。宽b=3.2m 长l=3.5m
则配水井应设计尺寸为v=hbl=5×3.2×3.5=56m﹥55 m.符合要求。
2）进水管径。
配水井进水管的设计流量为q=6562.5 m/h，查水力计算表知，当进水管管径d=1600mm时， （在小于范围内）。
3）进水从配水井底中心进入，经等宽度堰流入2个水斗再由管道接入2座后续构筑物，每格后续构筑物的分配水量应为q=6562.5/2=3281.25m。
因单个出水溢流堰的流量为q=6562.5/2=3281.25m=911.46l/s，一般大于100l/s采用矩形堰，小于100l/s采用三角堰，所以，本设计采用矩形堰。
矩形堰的流量：
式中：—单个出水溢流堰的流量。
流量系数，0.3
堰宽，取1.0m
则 h=4) 配水管管径。
由前面计算可知，每个后续处理构筑物的分配流量为q=0.911m，查水力计算表可知，当配水管管径d时，v=0.805m/s（在小于范围内）。
2.4混凝设施。
2.4.1加药。
根据对原水水质等方面水温和ph等值的分析，选用的混凝剂为聚合氯化铝，混凝剂的投加浓度为10%。优点：净化效率高、用药量少、出水浊度低、色度小，过滤性能好，温度适应性高，ph值适用范围宽（ph=5~9）。
操作方便，腐蚀性小，劳动条件好，成本较低。采用计量泵湿式投加，不需要加助凝剂。
2.4.2混凝剂的投加量。
混凝剂的投加量a=20mg/l，日处理水量q=150000m/d。
日投药量kg/d
2.4.3混凝剂的投加。
混凝剂投加方法有干投和湿投，干投应用较少，本设计采用湿投。
2.4.4溶液池容积w与规格。
日处理水量q=(150000x1.05)m/d=6562.5m/h，调配次数n=3，混凝剂投加量a=20mg/l。
m溶液池采用混凝土结构，取有效水深h=1.4m，总深h=h+h+h=1.4+0.2+0.2=1.8m（h为保护高，取0.2m，h为贮渣深度，取0.2m）
溶液池采用矩形，单池尺寸为长（l）x宽（b）x高（h）=3.0x2.5x1.8=13.5m。
溶液池有效容积为3.0x2.5x1.4=10.5，符合要求。
溶液池的数量设置为两个，以便交替使用。
池旁设工作台，宽1.0～1.5m，池底坡度为0.
02。底部设置dn100mm放空管，采用硬聚氯乙烯塑料管，池内壁用环氧树脂进行防腐处理。沿地面接入药剂稀释用给水管dn80mm一条，于两池分设放水阀门，按1h放满考虑。
2.4.5溶解池容积w2与规格。
w=0.3xw=0.3x10.5=3.15m
溶解池一般采用正方形，其有效水深为1m，总深h=h+h+h=1.0+0.2+0.2=1.4m（h为保护高，取0.2m，h为沉渣高，取0.2m）
溶解池的规格为lxbxh=1.8x1.8x1.4
溶解池的有效容积为1.8x1.8x1.0=3.24m>3.15，符合要求。
溶解池采用钢筋混凝土结构，内壁用环氧树脂进行防腐处理，池底设0.02坡度，设dn100mm排渣管，采用硬聚氯乙烯管。给水管管径dn80mm，按10min放慢溶解池考虑，管材采用硬聚氯乙烯管。
溶解池搅拌装置采用机械搅拌；以电动机驱动桨板搅动溶液。
2.4.6投加系统构成和药控制系统选型。
固体药剂的湿式投加系统包括：药剂的搬运、调制、提升、储液、计量和投加。此外还需要考虑排渣等设施。
药剂的调制主要是进行稀释，以满足要求的浓度。
湿投分为重力投加和压力投加两种类型。重力投加方式有泵前投加和高位溶液池重力投加。压力投加方式有水射器投加和计量泵投加。
常用的计量设备有计量泵、转子流量计、孔口、浮杯。本设计采用耐酸泵和转子流量计配合投加。
2.4.7加药间及药库布置。
a加药间。加药间应与药剂仓库毗连，并且靠近投药点。各种管线布置在管沟内，。为便于冲洗水集流，地坪坡度大于0.005，并坡向集水坑。
b药库布置。
储存一月的药量则有总药量。
g=相对密度为1.3，则v=94.5/1.3=72.7m
药剂堆放高度为两米，则a=72.7/2=36.35m，考虑其他的因素，这部分所占要药品面积的40%，所以s=36.
35x1.4=50.59 m，长宽为8.
5x6。内设电动单量悬挂起重机一台。
2.5混合设施。
混合的主要作用，是让药剂迅速而均匀地扩散到水中，使其水解产物与原水中的胶体微粒充分作用完成胶体脱稳，以便进一步去除。按现代观点，脱稳过程需时很短，理论上只有数秒钟，在实际设计中，一般不超过2min。
对混合的基本要求是快速与均匀。“快速”是因混凝剂在原水中的水解及发生聚合絮凝的速度很快，需尽量造成急速的扰动，以形成大量氢氧化物胶体，而避免生成较大的绒粒。“均匀”是为了使混凝剂在较短的时间内与原水混合均匀，以充分发挥每一粒药剂的作用，并使水中的全部悬浮杂质微粒都能受到药剂的作用。
混合设备种类很多，但基本类型主要有机械和水力两种。本设计主要采用管式静态混合器。
管式静态混合器的处理水与混凝剂、助凝剂、消毒剂实行瞬间混合的理想设备：具有高效混合、节约用药、设备小等特点，它是有两个一组的混合单原件组成，在不需要外力的情况下，水流通过混合器产生对分流、交叉混合和反向旋流三个作用，混合效益达90-95%。
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