给水厂基本工艺设计.doc

水质工程学（Ⅰ）课程设计任务书
- 第Ⅰ学期
1 设计题目
某给水厂工艺设计
2 设计时间
自 12.07 至 12.20 ，共 2 周
3 设计任务
依照指定水源、厂址、解决流程和关于设计资料，设计重要解决设备及构筑物，使出水水质达到生活饮用水原则，并满足最高日供水量 m3/d。
4 课程设计内容
4.1画解决流程示意图。
4.2计算各构筑物设计流量。
4.3选用混凝剂、助凝剂，决定其投量；设计药库面积；
设计药剂配制设备，药剂剂量与投配方式，并设计加药间平面布置。
4.4设计混合、絮凝池及沉淀池。
4.5设计滤池
4.6氯化消毒、氯库及加氯间设计。
4.7清水池容积、尺寸。
4.8各构筑物之间连接管道。
4.9各辅助建筑面积、重要尺寸（查手册）。
4.10全厂总平面布置及工艺高程设计，涉及道路及重要工艺管线。(总平面图用A2纸)

表1 原水水质分析资料
序号
项目
单位
数量
备注
1
色度
倍

2
SS
mg/L

3
BOD5
mg/L

4
NH+ 4-N
mg/L

5
pH
--

表2 气象水文及其他基本资料
项目
参数
项目
参数
最冷月平均气温
－5.7℃
最热月平均气温
25.5℃
极端最高气温
39.2℃
极端最低气温
－18.4℃
相对湿度：最冷月
55％
最热月
77％
夏季平均风速
2.9米／秒
夏季主导风向
SE
冬季主导风向
N/NE
气压
753. 2毫米汞柱
降水量
561.8毫米／年
最大日降水量
123.6毫米／日
最大时降水量
81.8毫米／时
最大积雪厚度
16厘米
最大冻土深度
86厘米
地下水位深度
298厘米
河水最低温度
3℃
河水平均最低水温
8.3℃
河水最高水温
30.5℃
河水平均最高水温
24.5℃
河水最低水位
35.0米
河水最高水位
39.5米
河水正常水位(90％)
35.8米
河水平均水位
36.2米
冻冰厚度
82.5厘米
地表下十米以内为沙质粘土
沙土若干层相间基岩较深
地震烈度七度

水质工程学（1）课程设计指引书
1. 目和规定
1.1 学生应通过本设计掌握给水设计工作普通环节、内容、办法，并提高设计、计算及制图能力，培养自己分析问题和解决问题能力，做到理论和实际相结合。
1.2 通过本设计对给水净化所学内容进行更进一步系统总结和复习，加深对教学内容理解、巩固所学内容，并举一反三，由此旁通给水解决其他内容。
1.3 通过本设计熟悉某些资料引用，如设计规范，设计手册，原则设计、工程图和参照资料等，并学习如何参照，运用这些资料解决实际问题(注意新设计手册有些数据与新规范不符，以规范为原则)。
1.4 通过设计培养自己刻苦钻研，严格细致，克服困难，努力完毕任务作风，提高自己独立工作能力。
2 设计前准备工作
在正式动手作设计之前，一方面应明确设计任务，基本资料，认真阅读《设计任务书》和本指引书，依照任务书规定及学校规定安排好设计时间及进度，准备好书籍、规范、手册、参照文献、计算及绘图工具等。
3 设计工作程序及设计安排
3.1 第一阶段
3.1.1布置设计任务及解说设计指引书
3.1.2设计计算办法环节
3.2 第二阶段
设计课一次，其内容为：
3.2.1水厂布置及绘图
3.2.2工程设计普通知识
3.3 第三阶段 绘图
3.4 整顿抄写阐明书，完毕图纸
4 设计内容、环节和办法
4.1 解决流程拟定
依照原水水质，解决后水质规定和技术经济条件选取解决工艺流程，并以方框图表达。（本课设推荐采用①水泵混合→机械混凝→斜管沉淀池→普通快滤池，②水泵混合→隔板混凝→平流沉淀池→普通快滤池）
4.2 各某些设计流量拟定
以地表水为水源，水解决构筑物设计流量(即解决水量)应在满足最高日供水量基本上加水厂自用水量，水厂自用水量普通可采用设计水量5-10％计算。
各解决构筑物设计能力按一天24小时平均计算。
4.3 混凝剂、加药间及药库
4.3.1 药剂应依照原水水质、解决规定、货源及经济条件选用，恰当混凝剂及助凝剂最大设计投量(毫克/升)。计算每小时用药量(公斤/时)及每日用药量(公斤/日)。
4.3.2 选取药剂配制设备，计算其工艺尺寸、个数，并绘出示意简图，参照《手册3》。
4.3.3 加药间设计，做出加药间平面布置图，参照规范P44,《手册3》P465。
4.3.4 计算所需药库面积及平面布置。
4.4 混合、絮凝沉淀
4.4.1推荐采用泵前投药，水泵混合
4.4.2絮凝池不少于二组（每组可为一种或一种以上絮凝池），各组设计流量按总流量均匀分派，推荐采用机械反映，计算办法参见规范P46和《手册3》P491。
应当特别注意絮凝池和沉淀池之间关系与配合，要使用两池之间在高程，水流衔接，深度、宽度和池数等方面互相配合，因而，絮凝池和沉淀池应同步进行初步计算，重要尺寸拟定后再进行细部计算。
4.4.3斜管沉淀池个数不少于二个，并且与絮凝池组配套，斜管沉淀计算办法参照规范P48，《手册3》P528。
斜管沉淀池排泥视详细状况而定，推荐采用穿孔排泥管，穿孔排泥管计算办法如下：
排泥管与排泥周期，原水水质，泥渣颗粒与排泥状况，控制浓度(或泥量)以及容许积泥深度等因素关于，应由计算决定，当缺少资料时，每穿孔管一次排泥量W(m3)可取为设计条件每根穿孔排泥管单位时间内泥量为：Q＝W/60t；排泥时间(分钟)，普通取3-5min。 穿孔管直径末端流速1.8—2.5m／s计算，但最小管径不不大于200mm。孔眼总面积按通过孔眼水流速度为2.5—5.0m3/s计算，并满足配孔比(孔眼总面积／穿孔管截面积)=0.3-0.8，孔眼孔径普通取20-30mm，孔眼间距为0.4-0.8m，在泥斗中孔眼可在穿孔管两侧成水平交错排列。
4.5 过滤
4.5.1 普通快滤池：普通快滤池计算参见《手册3》P614，规范P50。
4.5.2普通快滤池与虹吸滤池如采用单层或双层滤料时，关于数据参照《手册3》P640。
4.5.3 虹吸滤池：虹吸滤池计算参见《手册3》P643。
4.6 氯化消毒，加氯间及氯库
消毒推荐采用液氯消毒法，加氯办法（一次加氯，二次加氯，氯氨消毒，加氯加氨比等）及投量自己拟定，计算每小时用氯量（kg/h）及每日用氯量（kg/d）。
计算所需氯库面积及布置氯库；选取恰当加氯(加氨)设备；加氯(加氨)间布置简图。
氯化消毒参照《手册3》P661，规范P61。
4.7 清水池
清水池总容积按最高日供水量10-20％计算，普通清水池取二座，两池之间要既能互相连通，又能单池运营。
清水池中水深普通取2.5-4.0m，依照水量大小、地形、地质及设计高程而定，由单池容积和设计水深决定水池平面尺寸。
4.8 各构筑物间连接管道
各构筑物之间连接进、出水管道，应按其设计流量管中容许流速计算，容许流速
经验值：
一级泵房至混合池 1.0-1.2 m/s
混合池至絮凝池 1.0-1.5 m/s
反映池至沉淀池 0.5-0.2 m/s
一级泵房或混合池至澄清池 1.0-1.5 m/s
沉淀池或澄清池至滤池 0.6-1.0 m/s
滤池至清水池 1.0-1.5 m/s
快滤池反冲冼水压力管 2.0-2.5 m/s
生产排水管 1.0-1.2 m/s
4.9 构筑物附属装置及其他工艺构造
各构筑物依照设计规定也许尚有：排泥管、放空管，溢流管、超越管、通风管，水位标尺或测压管、测流量管、通气管、排水或冲洗水管等。
各构筑物除工艺规定外，还应考虑到构造，施工、运营管理等，还应考虑设立走道、栏杆、检修人孔，保温及防冰冻设施，起重搬运，操作，安全防护等办法。
以上这些应依照设计意图参照关于图纸或资料进行设计及布置。
4.10 全厂总平面布置及高程设计
一方面初步拟定各解决构筑物内和之间水头损失，粗略预计可参照表1或《手册3》P66。
初步拟定水头损失后绘制水厂高程图草稿，结合地形进行平面布置拟定后，精准计算高程，最后决定高程图。
水厂平面布置要点，布置实例及内容参照《手册3》P856、规范P39。
4.11监测仪表设立
监测项目、规定及设立位置，应视详细规定拟定，参照规范P79。
5 设计成果
5.1阐明书一份
涉及上面所作所有内容，应阐明设计理由、计算过程及成果。
注意应充分运用算式、表格、剖视图等方式阐明问题和表达计算过程和成果。阐明书规定用A4纸张，左边装订，使用规范中文及通用单位和符号，规定文字通顺，条理简洁明了，逻辑性强，笔迹清晰，书写整洁。
表1 各构筑物内和构筑物间水头损失粗略预计
构 筑 物
水头损失 (m)
备 注
进水井格栅
0.15-0.80

一泵站至混合池
0.5-1.5
视管道长度而定
混合池内
0.4-0.5
机械混合时可更小
水泵混合时无损失
混合池至反映池
0.10

反映池内
0.4-0.5
机械反映时更小
反映池至沉淀池
0.10

混合池至澄清池
0.50

沉淀池内
0.15-0.25
斜管沉淀池较大同向流更大
澄清池内
0.6-0.8
水力循环澄清池喷咀
损失另计约2-5m
配水井至澄清池
0.3-0.5

沉淀池或澄清池至滤站
0.3-0.4

普通快滤池内
2.0-3.0

虹吸滤池，无阀滤池
1.5-2.0

滤池至清水池
0.3-0.5

6 课程考核办法
课程设计结束时，规定学生完毕课程设计计算阐明书1份（不少于5000字），设计图纸
1张。绘制给水厂总平面图并列表（列表表达全厂生产构筑物及辅助建筑物重要尺寸、容量、规格，性能或其他技术数据）及本图必要阐明和图例。
建议比例：1：500、1：1000、1：
课程设计成绩：计算阐明书80% ，设计图纸20%。
7 重要参照教材
[1]严熙世、范瑾初．《给水工程》（第四版）．中华人民共和国建筑工业出版社，1999.12
[2]李圭白等．《水质工程学》.中华人民共和国建筑工业出版社，.7
[3]中华人民共和国市政工程西南设计研究院主编．《给水排水设计手册（第1册）》——惯用资料（第二版）．.中华人民共和国建筑工业出版社，
[4]上海市政工程设计研究院主编．《给水排水设计手册（第3册）》——城乡给水（第二版）．中华人民共和国建筑工业出版社，
[5]中华人民共和国市政工程西北设计研究院主编．给水排水设计手册（第11册）——惯用设备（第二版）．中华人民共和国建筑工业出版社，
[6]《室内给水设计规范》（GB50013－）．中华人民共和国筹划出版社，.4
[7]《饮用水卫生原则》(GBJ749－85)

附表：相应学号水质参数
序号
水质
水量
色度
SS
BOD5
氨氮
pH
设计人口/万人
工厂A/万吨·天
工厂B/万吨·天
工厂C/万吨·天
1
20
88
2.44
3.14
7.37
15
0.4
0.7
0.5
2
20
94
2.44
3.14
7.37
15
0.4
0.7
0.6
3
20
76
2.44
3.14
7.37
15
0.4
0.7
0.7
4
20
80
2.44
3.14
7.37
15
0.4
0.7
0.8
5
20
100
2.44
3.14
7.37
15
0.4
0.7
0.9
6
25
88
1.96
3.14
7.37
15.5
0.4
0.7
0.5
7
25
94
1.96
3.14
7.37
15.5
0.4
0.7
0.6
8
25
76
1.96
3.14
7.37
15.5
0.4
0.7
0.7
9
25
80
1.96
3.14
7.37
15.5
0.4
0.7
0.8
10
25
100
1.96
3.14
7.37
15.5
0.4
0.7
0.9
11
30
88
2.05
3.14
7.37
16
0.4
0.7
0.5
12
30
94
2.05
3.14
7.37
16
0.4
0.8
0.5
13
30
76
2.05
3.14
7.37
16
0.4
0.9
0.5
14
30
80
2.05
3.14
7.37
16
0.4
1
0.5
15
30
100
2.05
3.14
7.37
16
0.4
1.1
0.5
16
35
88
1.58
3.14
7.37
16.5
0.4
0.7
0.5
17
35
94
1.58
3.14
7.37
16.5
0.4
0.7
0.6
18
35
76
1.58
3.14
7.37
16.5
0.4
0.7
0.7
19
35
80
1.58
3.14
7.37
16.5
0.4
0.7
0.8
20
35
100
1.58
3.14
7.37
16.5
0.4
0.7
0.9
21
40
88
2.36
3.14
7.37
15
0
0.7
0.4
22
40
94
2.36
3.14
7.37
15
0
0.7
0.5
23
40
76
2.36
3.14
7.37
15
0
0.7
0.6
24
40
80
2.36
3.14
7.37
15
0
0.7
0.7
25
40
100
2.36
3.14
7.37
15
0
0.7
0.8
26
45
88
2.14
3.14
7.37
17
0.4
0.7
0.5
27
45
94
2.14
3.14
7.37
17
0.4
0.7
0.6
28
45
76
2.14
3.14
7.37
17
0.4
0.7
0.7
29
45
80
2.14
3.14
7.37
17
0.4
0.7
0.8
30
45
100
2.14
3.14
7.37
17
0.4
0.7
0.9
31
50
88
2.02
3.14
7.37
17.5
0.4
0.7
0.5
32
50
94
2.02
3.14
7.37
17.5
0.4
0.8
0.5
33
50
76
2.02
3.14
7.37
17.5
0.4
0.9
0.5
34
50
80
2.02
3.14
7.37
17.5
0.4
1
0.5
35
40
94
2.02
2.78
7.37
17.5
0.4
1.1
0.5
36
40
76
2.02
2.88
7.37
18
0.5
1.1
0.5
37
40
80
2.02
2.98
7.37
18
0.5
1.2
0.5