城镇净水厂工艺设计.docx

城市给水处理 课程设计报告题 目： 城镇净水厂工艺设计 院 （系）： 城市建设学院 专业班级： 给水排水工程1301 学生姓名： 学 号： 指导教师： 20 15 年 12 月 13 日至20 15 年 12 月 26 日武昌首义学院制城市给水处理 课程设计任务书一、设计（调查报告/论文）题目城镇净水厂工艺设计二、设计主要内容（1）确定净水工艺流程；（2）选择各净水构筑物型式并进行工艺计算；（3）估算各辅助建筑物的平面尺寸；（4）进行净水厂平面布置和高程布置。三、原始资料1 设计规模 近期 万m3/d 远期 万m3/d按近期规模设计净水厂一座，并考虑到远期规模进行扩建的可能。2 原始资料（1）自然概况城市土壤种类为砂质粘土，地下水位深度7.00m，年降水量800mm，最高温度42.2，最低气温：14.6。主导风向：夏季东北风。（2） 给水水源水质分析结果水源水质资料项目PH值色度浑浊度总硬度（以CaCO3）计溶解性固体细菌总数大肠菌群单位度NTUmg/lmg/L个/mL个/L测定值7.37.922.52085050132300820230021500260364四、要求的设计（调查/论文）成果根据计算结果，编制净水厂设计计算说明书一份净水厂枢纽图（包括平面布置和高程布置）一张（比例1：500）。图上内容包括净水厂平面布置图，标明平面坐标尺寸；净水厂高程布置图，标明高程；构、建筑物一览表；图例、说明等。五、其他要求净水厂构筑物与建筑物主要尺寸（以m计）名称Q10m3/dQ15万m3/dQ20万m3/d备注加矾间与矾库（混合）LB251230123512含近远期加氯间与氯库（混合）LB8 5105125含近远期吸水井(砼) LBH142.55162.55182.55含近远期二级泵房（混合）LBH218624862786含近远期传达室（混合）LB646464含近远期办公楼（混合）LB301230123012含近远期堆砂场(砼) LB151018102110含近远期堆料场(砼) LB181520152215含近远期修理间（混合）LB126136146含近远期车库（混合）LB8696106含近远期仓库（混合）LB126146166含近远期六、说明书编写目录（供参考）1 前言说明工程项目提出的背景、建设的必要性和经济意义。2 总论（1）编制依据上级部门的有关文件、主管部门批准的项目建议书及有关政策方面的文件，环境影响评价报告书和城市总体规划文件。（2）编制范围合同中所规定的范围和经双方商定的有关内容和范围。（3）城市概况3 方案论证（1）工艺流程选择及论证（2）处理方案及处理效果选择及论证（3）水质处理厂位置选择及论证4 方案设计（1）设计原则（2）工程规模、规划人数及用水量定额、排水量等额的确定（3）水质处理程度的确定（4）处理构筑物尺寸计算，主要设备选型计算5 管理机构、劳动定员及建设进度设想（1）水质处理厂的管理机构设置和人员编制（2）工程项目的建设进度要求和建设阶段的划分6 环境保护与劳动安全（1）处理厂内的绿化要求，可能产生的污染物的处置（2）劳动安全和卫生保护、防范措施。7 投资估算及自己筹措（1）投资估算（2）成本分析（3）资金筹措8 财务及工程效益分析（1）财务预测（2）财务投资分析（3）工程效益分析节能效益分析、经济效益分析和环境效益及社会效益分析。9 结论和存在问题（1）结论在技术、经济、效益等方面论证的基础上，提出水处理工程项目的总评价和推荐方案意见。（2）存在的问题说明有待进一步解决的主要问题。10 附图纸和文件七、进程安排星期一上午布置设计任务，熟悉设计数据和图纸下午考虑设计方案，确定工艺流程和构筑物型式，进行工艺计算星期二进行平面布置和高程布置，并在厂区地形图上绘制平面布置图星期三绘制净水厂平面布置图星期四绘制净水厂高程布置图，完成图纸绘制星期五编制设计说明书、计算书，上交设计成果八、主要参考资料1 中国 严煦世,给水工程（第四版）.北京:中国建筑工业出版社,1999.2 中国 给水排水设计手册（第三册）.北京：中国建筑工业出版社，2004.3 中国 室外给水设计规范（GB50013-2006）.北京：中国建筑工业出版社，2006.指导教师（签名）： 2015年12月8日22课程设计计算说明书目录1原始资料.62净水构筑物的计算.7 2.1往复式隔板絮凝池.72.11设计水量.72.12采用数据.72.13计算.7 2.2平流沉淀池.102.21条件.102.22采用数据.102.23计算.10 2.3普通快滤池.122.31计算滤池面积及尺寸.122.32计算滤池高度.122.33计算滤池配水系统.122.34洗砂排水槽.142.35滤池各种灌渠计算.142.36冲洗水箱或水泵.15 2.4清水池.162.41清水池的有效容积.162.42清水池尺寸设计计算.162.43管道系统设计计算.163设计体会.184课程设计成绩评定表.191 设计规模 近期 10 万m3/d 远期 20 万m3/d按近期规模设计净水厂一座，并考虑到远期规模进行扩建的可能。2 原始资料（1）自然概况城市土壤种类为砂质粘土，地下水位深度7.00m，年降水量800mm，最高温度42.2，最低气温：14.6。主导风向：夏季东北风。（2） 给水水源水质分析结果水源水质资料项目PH值色度浑浊度总硬度（以CaCO3）计溶解性固体细菌总数大肠菌群单位度NTUmg/lmg/L个/mL个/L测定值7.37.922.52085050132300820230021500260364往复式隔板絮凝池(1) 设计水量(2) 采用数据：廊道内流速采用6档：，絮凝时间：T=20 min池内平均水深：超高：池数：n=2(3)计算计算容积：W=分为两池，每池净面积：池子宽度B:按沉淀池宽采用6 m池子长度（隔板间净距之和）：隔板间距按廊道内流速不同分为6档：取=0.15 m,则实际流速取=0.20 m,则实际流速，按上法计算得：每一种间隔采取10条，则廊道总数为60条，水流转弯次数为59次。则池子长度(隔板间净距之和)：隔板厚度按0.2 m计，则池子总长：水损：按廊道内的不同流速分成6段，分别计算水头损失。第一段：水力半径：槽壁粗糙系数n=0.013,流速系数第一段廊道长度第一段水流转弯次数则絮凝池第一段的水头损失为：各段水头损失计算结果见下表。各段水头损失计算段数10.1510600.073 0.402 0.5630.152 51.7 0.344 20.210600.097 0.301 0.4220.152 54.0 0.176 30.2510600.121 0.241 0.3380.151 55.9 0.107 40.310600.144 0.201 0.2810.151 57.4 0.072 50.3510600.167 0.172 0.2410.151 58.7 0.051 60.419540.194 0.147 0.2060.150 60.1 0.033 h=hn=0.784 GT值计算（t=20）： 池底坡度：平流沉淀池(1)条件：,分设2池，每池(2) 采用数据：1) 沉淀时间2) 絮凝时间3) 沉淀池平均水平流速4) 絮凝池采用变流速5) 沉淀池有效水深3.5 m，超高采用0.3 m，则池深为3.8m(3) 计算1) 沉淀池长：2) 沉淀池容积：3) 沉淀池宽度：采用轮距为1.6 m的HJX型桁架式吸泥机4) 絮凝池与沉淀池之间采用穿孔布水墙。穿孔墙上的孔口流速采用0.2 m/s，则孔口总面积为。每个孔口尺寸定为,则孔口总数为：5) 水池平面尺寸：a沉淀池长81 mb出水井长采用3 mc池宽为6 md沉淀池水力条件复核：水流截面积水流湿周水力半径弗劳德数普通快滤池设计处理能力为50000 m3/d的快滤池：设计水量：Q=1.0550000=52500 m3/d设计数据：滤速 v=10 m/h ,冲洗强度 q=14 L/(s*m2),冲洗时间为6min计算：(1)滤池面积及尺寸：滤池工作时间为24 h，冲洗周期为12 h,滤池实际工作时间T=24-0.124/12=23.8 h（式中只考虑反冲洗停用时间，不考虑排放初滤水时间），滤池面积为 F=Q/(VT)=52500/(1023.8)=165 m2 采用滤池数N=6,布置成对称双行排列，每个滤池面积为 f=F/N=165/6=27.5 m2采用滤池长宽比：=1.5:1采用滤池尺寸：L=6.5 m,B= 4.3 m校核强制滤速：v=12 m/h(2)滤池高度：支承层高度：H1采用0.45 m滤料层高度：H2采用0.7 m砂面上水深：H3采用1.7 m保护高度： H4采用0.3 m故滤池总高：H=H1+H2+H3+H4=0.45+0.7+1.7+0.30=3.15 m(3)配水系统(每只滤池)：1)干管：干管流量：=f*q=27.514=385 L/s采用管径：=700 mm(干管应埋入池底，顶部设滤头或开孔布置）干管始端流速：=1.19 m/s2) 支管：支管中心间距：采用aj=0.25 m每池支管数：=52根每根支管入口流量：=7.40 L/s采用管径：=70 mm支管始端流速：=1.6 m/s3) 孔眼布置：支管孔眼总面积与滤池面积之比采用0.25%孔眼总面积：=Kf=0.25%27.5=0.06875 m2=68750 mm2采用孔眼直径：=9 mm每个孔眼面积：=0.78592=63.5 mm2孔眼总数：=1083个每根支管孔眼数：=/=1083/52=21个支管孔眼布置设二排，与垂线成45夹角向下交错排列每根支管长度：=*（B-dg)=(4.3-0.7)=1.8 m每排孔眼中心距：=0.171 m4) 孔眼水头损失：支管壁厚采用：=5 mm流量系数：=0.68水头损失： hk=3.5 m5） 复算配水系统：支管长度与直径只比不大于60，则=2660孔眼总面积与支管总横截面积之比小于0.5，则=0.340.5干管横截面积与支管总横截面积之比，一般为1.752.0，则=1.92孔眼中心距应小于0.2，则=0.170.2 m(4)洗砂排水槽洗砂排水槽中心距，采用a0=1.6 m排水槽根数：n0=4.3/1.62根排水槽长度：l0=L=6.5 m每槽排水量：q0=ql0a0=146.51.6=145.6 L/s采用三角形标准断面。槽中流速，采用v0=0.6 m/s槽断面尺寸：X=0.246 m,采用0.25 m排水槽底厚度，采用=0.05 m砂层最大膨胀率：=45%砂层厚度：H2=0.7 m洗砂排水槽顶距砂面高度：He=H2+2.5X+0.075=0.450.7+2.50.25+0.05+0.075=1.07 m洗砂排水槽总面积：F0=2Xl0n0=20.256.52=6.5 m2复算：排水槽总平面面积与滤池面积之比，一般小于25%，则F0/f=6.5/27.5=23%(5) 滤池各种灌渠计算：1) 进水：进水总流量：Q1=52500 m3/d=0.608 m3/s采用进水渠断面：渠宽B1=0.75 m,水深为0.6 m渠中流速：v1=0.81 m/s各个滤池进水管流量：Q2=0.608/6=0.102 m3/s采用进水管直径：D2=350 mm管中流速：V2=1.06 m/s2) 冲洗水：冲洗水总流量：Q3=qf=1427.5=0.385 m3/s采用管径：D3=500 mm管中流速：v3=1.96 m/s3) 清水：清水总流量：Q4=Q1=0.608 m3/s清水渠断面：同进水渠断面（便于布置）。每个滤池清水管流量：Q5=Q2=0.102 m3/s采用管径：D5=300 mm管中流速：v5=1.44 m/s4) 排水：排水流量：Q6=Q3=0.385 m3/s排水渠断面：宽度B6=0.6 m,渠中水深0.5 m。渠中流速： v6=1.0 m/s(6)冲洗水箱(或水泵)：冲洗时间：t=6 min冲洗水箱容积：W=1.5qft=1.514/100027.5660=208 m3水箱底至滤池配水管间的沿途及局部损失之和h1=1.0 m配水系统水头损失：h2=hk=3.5 m承托层水头损失：h3=0.022H1q=0.0220.4514=0.14 m滤料层水头损失：h4=(-1)(1-m0)H2=(2.65/1-1)(1-0.41)0.7=0.68 m安全富余水头，采用h5=1.5 m冲洗水箱底应高出洗砂排水槽面：=1.0+3.5+0.14+0.68+1.5=6.8m清水池(1) 清水池的有效容积：W1=5000010%=5000 m3(2) 清水池尺寸确定滤后水经过消毒后进入清水池。有效水深取：4.2 m 超高采用0.3 mL=60 mB=V/H/L=5000/4.2/60=19.85 m取B=20 m清水池有效容积=LBH=60204.2=5040 m3 清水池几何尺寸为60 m 20 m 5 m(3)管道系统设计计算1) 清水池进水管径D1=式中,D1为清水池进水管管径 Q为清水池流量(m3/s),设计中Q=500001.05=52500 m3/d=0.61 m3/s v1为进水管管内流速，设计中取v1=0.9 m3/sD1=0.929 m取进水管管径为DN900 mm,进水管内实际流速为0.96 m/s2) 清水池的出水管径由于用户的用水量实时变化，清水池的出水管应按出水最大流量计：Q1=KQ式中，Q1为最大流量 K 为时变化系数则Q1=1.50.61=0.915 m3/s出水管径：D2=式中，D2为清水池出水管管径 v2为出水管管内流速，设计中取v2=1.0 m3/sD2=1.08 m取进水管管径为DN1000 mm,出水管内实际流速为1.17 m3/s心得体会此次学期末的课程设计，让我不仅一次的感受到了把所学的知识应用到规范化的设计中来，让我理解了开展课程设计的目的和重要性，也对将来的目标有一定工作认识和心理准备，明白了给水厂的设施分类，工艺流程，计算算法，以及学会了相关规范手册的使用。我认为这次课程设计也相当于一次社会实践，为以后工作迈出了认知的一步，体会到了设计计算的艰辛与耐心。我也知道此次设计就好比冰山一角，只能窥视到一个点，一个大概，后面的路还很长，需要付出更多的汗水和脑力，这些都需要我们时刻准备着。在此次的给水厂的设计计算中，虽然每天都是在电脑旁忙碌，但是在一个组之中，我们相互探讨，相互学习，相互监督，营造了一个融洽愉快的学习讨论氛围。我们学会了合作，分工，相互理解，相互支持，齐头并进。总的来说相比于前几次的课设，这次的课程设计是最轻松的（可能是时间特别充裕），但是开始还是被难住了，不知道如何开始，后来也是想到去图书馆借设计手册，这才知道了怎么开始，开始写设计书后，后面的都简单了，一步到位。课程设计成绩评定表成绩评定项 目比例得 分平时成绩（百分制记分）30%业务考核成绩（百分制记分）70%总评成绩（百分制记分）100%评定等级优 良 中 及格 不及格指导教师（签名）：20 年 月 日