水质工程A课程设计任务书与指导书(含砂).doc

给水排水工程专业
《水质工程A》课程设计任务书与指导书

市政与环境工程系
2012年1月8日

水质工程A课程设计任务书
一、设计项目：
某大城市给水厂净水工艺设计
二、设计时间：
2012年1月 10日至2012年 1 月22日共2周。
三、设计任务：
1．该城市规划年平均日用水量 ，计算并确定该水厂设计水量。
2．根据所给水质情况，确定处理工艺流程，并用方框图表示。
3．设计计算混合池、絮凝池、沉淀池（或澄清池），并在设计说明书中绘出它们的示意图。
4．设计计算滤池并绘出示意图，说明滤料筛分过程。
5．设计计算消毒工艺及清水池容积。
6．设计计算各构筑物之间的联接管道（它括水头损失值）。
7．设计全厂总平面布置和高程布置，并绘出其平面布置和高程布置图。
四、基础资料：
1．厂区地形平坦无高差。
2．原水水质分析表
原水水质分析表
项 目
单 位
数 据
项 目
单 位
数 据
色度
度
10
CO2
Mg/L
14.26
嗅味
/
无
Na++K+
Mg/L
8.46
进水含沙量
Kg/m3
60
SO42
Mg/L
17.2
pH
/
7.2
溶解固体
Mg/L
139.0
总硬度
Mg/LCaCO3
400
挥发酚
Mg/L
0.002
Fe+2+Fe+3
Mg/L
0.3
有机磷
Mg/L
0.09
Cl—
Mg/L
15.51
砷
Mg/L
0.01
HCO3—
Mg/L
119.6
高锰酸盐指数
Mg/L
3
Ca2+
Mg/L
32.46
氮氨
Mg/L
0.2
Mg2+
Mg/L
3.05
细菌总数
个/mL
38000
NO2—
Mg/L
2.75
大肠杆菌
个/L
1300
3．滤砂筛分资料（请改组成所需d10=0.5mm,K80=1.8的滤料）。
筛孔孔径（mm）
1.3
1.2
1.1
1.0
0.9
0.8
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
通过砂量（%）
100
96
92
84
80
75
60
40
28
12
0
4．该水厂所在地区常年主导风向为东风。
五、成果及要求：
1．设计说明书一份：
内容：
①设计原始资料的叙述；
②设计水量及工艺流程选定依据；
③按指导书步骤详述设计的全部内容（包括计算过程及结论）。
要求：
使用规范汉字和通用单位、符号，字迹清楚、格式整齐、语言通顺、富有逻辑（参照河北农业大学毕业设计要求）。
2．图纸2张：
内容：
①水厂总平面布置图，2#图；
②水厂工程布置图，2#图；
要求：
使用绘图纸，采用标准线条，图上文字应用工程字体。

水质工程A课程设计指导书
一、目的和要求：
1．复习和理解课程讲授的内容；
2．理论初步联系实际，培养分析问题和解决问题的能力；
3．训练设计与制图的基本技能；
4．熟悉一些设计常用资料，并能应用。
二、设计前准备：
明确设计任务和要求，熟识任务书和指示书，并根据所安排日程安排好设计计划，准备好必要的书籍、规范、设计手册（主要是第三册）及计算和绘图工具。
三、设计内容、步骤、方法：
1．各部分流量的确定
处理构筑物的设计水量应满足最高日平均水量，再加上5-10%的水厂自用水量，各构筑物的工作能力按24小时计，清水池的容积按最高日供水量的10-15%计。
2．处理流程的决定
根据原水水质分析表和生活饮用水卫生标准（GB5749－2006），并经过技术经济比较，决定其工艺流程，用方框图表示在说明书上。
3．混凝剂、加药间、药库
a．混凝剂：根据源水处理的要求，货源及技术经济比较，选用适当的混凝剂，并决定最大投药量，每日用药量（根据混凝实验选定或比照相关手册及资料的类似条件下其他水厂的结果）
b．加药间：作出加药间的平面布置，根据溶药池和溶液池的大小、操作方面等因素决定。
c．计算所需药库面积，存药量一般按1-2个月计，堆放高度一般在2m左右，如果机械运输，还可适当高些。
4．混合絮凝沉淀：
a．混合：混合时间<2分钟，G=500-1000S-1，水泵混合，T<1分钟，管式混合V=0.8-1.0m/s。
多孔隔板混合，槽中流速>0.6m/s，孔口流速>1.0m/s。机械混合，外缘线速度V=2m/s。
b．絮凝池：絮凝时间15-30分钟，G=20-70S-1，GT=104-105，池组≥2组。起端流速，0.5-0.6m/s，末端流速，0.3-0.15m/s，应特别注意絮凝池与沉淀之间的配合（高程、水位衔接、速度、池数）。
c．沉淀池
平流沉淀池：停留时间1-3小时，水平流速5-20mm/s，有效水深3-4m，长宽比>4:1，宽深比>10:1。
d．斜管斜板沉淀池
颗粒沉速，0.3-0.6mm/s，孔距，25-40mm，板距50-160mm，倾角600，管长1m、表面负荷9-11m3/m2·h，配水一般采用狭缝和花格墙，一般作嗽叭口形式。
流速小于0.2m/s（但一般要小于反应池最后一档流速）
集水 采用集水槽（三角堰、穿孔），穿孔集水管。集水半径1-2m。
集水槽计算：
槽宽
：超越系数，一般为1.2-1.3
q ：每条集水槽的集水量
起端水深 h1=0.75+h
终端水深 h2=1.95+h
h 超高、取0.2m
但一般集水槽采用平底
排泥（穿孔管、斗式、虹吸机械）
5．澄清池
a．机械搅拌澄清池（详见手册）
b．脉冲式澄清池（详见手册）
6．滤池
a．普通快滤池：滤速V=8-10m/h，工作周期 12-24小时。
b．虹吸滤池：适用于水量10000-100000m3/d（详见手册，或标准图）
c．无阀滤池（重力式，详见手册，或标准图）
7．清水池
容积为最大日用量的10-15%，一般2个，相互联通，又能单独使用，水深2.5-4.0m。
8．氯气消毒，加氯间和加氯库
采用氯气消毒，方法（一次加氯，二次加氯……）
投量：滤前加氯1.5-2.5mg/l，滤后加氯，1.0-1.5mg/l
9．预处理及深度处理工艺设计。
10．各构筑物间联接的进、出水管，应按其设计流量和管中允许流速进行计算。
允许流速值
混合→反应 V=1.0-1.5m/s
反应→沉淀 V=0.15-0.2m/s
沉淀→滤池 V=0.6-1.0m/s
滤池→清水池 V=2.0-2.5m/s
生产排水管 V=1.0-1.2m/s
11．各构筑物的附属装置及其工艺构造
各构筑物根据设计要求应有：排泥管、放空管、溢流管、超越管、反冲洗管……还应考虑结构施工和运行管理的需要，设置走道、栏杆、检修入孔（根据各种池子的要求考虑）。
12．高程布置
为了配合平面布置，我们首先应根据下表估计各构筑物之间连接管渠的大小及长度大致水头损失。然后在平面布置确定后，按水力学公式逐步计算各构筑物之间的水头损失精确值，以便最后确定各构筑物之间的高程。
a．各构筑物之间的水头损失估计值
构筑物 水头损失（m） 备注
进水井口 0.15-0.3
一泵站→混合池 0.5-1.5 视管长而定
混合池内 0.4-0.5
混合池→反应池 0.1
反应池内 0.4-0.5 机械反应池应小一些
反应→沉淀 0.1 防止绒体破裂
沉淀池内 0.15
混合→澄清池 0.3
澄清池内 0.6-0.8
配水井→澄清池 0.3-0.5
沉淀池→滤池 0.3-0.5
快滤池内 2.0-3.0
虹吸、无阀滤池 1.5-2.0
滤池→清水池 0.3-0.5
b．平面布置
应考虑 生活区 （宿舍、食堂……）
生产区 （各种池子、检修车间、汽车库）
化验室
办公楼
二泵室
配电间
（详见手册）
四、主要参考资料
1．教材：《水质工程学》，中国建筑工业出版社；
2．手册：给水排水设计手册第3册[M]，中国建工出版社；
3．规范：《城市给水工程规划规范》GB 50282—98；
4．标准：《城市供水水质标准》CJ/T206-2005、
《生活饮用水卫生标准》GB 5749—2006。