华中科技大学水质工程学一课程设计

四川大学体育基础设施维修改造项目 一．总论一．总论 1.11.1 设计任务及要求设计任务及要求 净水厂课程设计的目的在于加深理解所学专业理论， 培养运用所学知识综合 分析和解决实际工程设计问题的初步能力，在设计、运算、绘图、查阅资料和设 计手册以及使用设计规范等基本技能上得到初步训练和提高。 课程设计的内容是根据所给资料， 设计一座城市净水厂，要求对主要处理构 筑物的工艺尺寸进行计算，确定水厂平面布置和高程布置，最后绘出水厂平面布 置图、高程布置图和某个单项处理构筑物（絮凝沉淀池、澄清池或滤池）的工艺 设计图（达到初步设计的深度） ，并简要写出一份设计计算说明书。 1.21.2 基本资料基本资料 1.2.11.2.1 水厂规模水厂规模 3/d，分两期建设，近期工程供水能力***万 该水厂总设计规模为***万 m m3/d,， 远期工程供水能力为***万 m3/d。 近期工程设计征地时考虑远期工程用 地，预留出远期工程用地。 1.2.21.2.2 原水水质资料原水水质资料 水源为河流地面水，原水水质分析资料如下： 序项目单位数量 号 1 2 3 PH 值 色度 浊度 / 度 NTU ～7.6 ～20 65～ 2000 4 5 肉眼可见物 总硬度 / mg/L， CaCO3 6 7 8 9 氯化物 氟化物 硝酸盐 总溶固物 mg/L mg/L mg/L mg/L 5.0 1.0 1.0 147 正常 正常 正常 正常 较浑 117 不得含 有 正常 备 注 正常 15 3 . 1 四川大学体育基础设施维修改造项目 10 11 12 13 14 15 18 铁 锰 铜 砷 锌 铅 菌落总数 mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L 个/mL 0.23 0.1 0.5 0.05 0.5 0.05 1.3× 104 正常 正常 正常 正常 正常 正常 100 1.2.31.2.3 厂区地形厂区地形 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。 1.2.41.2.4 工程地质资料工程地质资料 (1)地质钻探资料如下表： 表砂质细中粗 土粘土砂砂砂 1 m 1.5m1 m 2 m 0 .8m 粗砂 砾石 1 m 粘 土 2 m 砂岩石 层 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。 1.2.51.2.5 水文及水文地质资料水文及水文地质资料 序 号 1 项目 历年最高水位 单 位 m 数 量 3 4.38 2 历年最低水位 m . 2 备注 黄海高程系统， 下同 2频率 1％ 四川大学体育基础设施维修改造项目 1.47 3 历年平均水位 m2 4.64 4 历年最大流量 m 3/s 1 4600 1 80 1 340 4 .82 4 .00 5 .69 1. 04 5 历年最小流量 m 3/s 6 历年平均流量 m 3/s 7 历年最大含砂量 k g/m3 8 历年最大流速 m /s 9 落 历年每日最大水位涨 m /d 1 0 历年三小时最大水位 涨落 m /3h 地下水位：在地面以下 1.8m 1.2.61.2.6 气象资料气象资料 0C，0C， 该市位于亚热带， 气候温和， 年平均气温 15.9 七月极端最高温度达 39 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。 . 3 四川大学体育基础设施维修改造项目 二二. .总体设计总体设计 2.12.1 净水工艺流程的确定净水工艺流程的确定 水厂原水色度约在 20 度，浊度一般介于65-2000NTU，原水水质毒理学和 放射性指标全部达到《生活饮用水卫生标准》 （GB 5749-2006）的要求。总体 来说，原水水质较好，为我国《地面水环境质量标准》 （GB3838-200）Ⅱ类水 源。而水厂出水水质需满足《生活饮用水卫生标准》 （GB 5749-2006）的要求。 综合以上考虑，设计初步采用常规水处理工艺，流程图如下： 混凝剂消毒剂 原水混 合絮凝沉淀池滤 池清水池二级泵房用户 图图 2-12-1 工艺流程图工艺流程图 2.22.2 处理构筑物及设备型式选择处理构筑物及设备型式选择 2.2.12.2.1 药剂溶解池药剂溶解池 1．药剂的选择 名称分子式一般介绍 制造工艺复杂，水解作用缓慢；含无水硫 酸铝 50%—52%；适用于水温为 20—40℃。 精制硫 酸铝 Al 2 (SO 4 ) 3 .18 H 2O 表表 2-12-1 常用混凝剂及其特点常用混凝剂及其特点 当 PH=4-7 时， 主要去除有机物； PH=5.7-7.8 时，主要去除悬浮物；PH=6.4-7.8 时，处理 浊度高，色度低（小于 30 度）的水。 制造工艺简单，价格低；设计时，含无水 粗制硫 酸铝 Al 2 (SO 4 ) 3 .18 硫酸铝一般可采用 20%—25%；含有 20%— 30%不溶物，其他同精制硫酸铝。 H 2O . 4 四川大学体育基础设施维修改造项目 三氯化 铁 不受水温影响，絮体大，沉淀速度快，效 果好。易溶解，易混合，残渣少。对金属（尤 其对铁）腐蚀性大，对混凝土亦腐蚀，对塑料 FeCl 3.6 H 2O 会因发热而引起变形。原水 PH=6.0—8.4 之 间为宜，当原水碱度不足时应加适量石灰；处 理低浊水时效果不显著 净化效率高，用药量少，出水浊度低，色 度小，过滤性能好，原水浊度高时尤为显著。 温度适应性高， PH 值使用范围宽 （PH=5-9） ， 因而可调 PH 值。操作方便，腐蚀性小，劳动 条件好，成本低 处理高浊度水池效果显著，既可保证水 质，又可减少混凝剂用量和沉淀池容积，目前 被认为是处理高浊水最有效的絮凝剂之一，适 当水解后，效果提高，常与其他混凝剂配合使 用或作助凝剂，其单体丙烯酰胺有毒，用于饮 用水净化应控制用量 [Al 2 (OH) n Cl 6 n ] m 聚合氯 化铝 ， 简称 PAC 聚丙烯 酰胺 又名三号絮凝 剂，简写 PAM PAM 等有机高分子混凝剂有毒性，不易控制用量，由于在投混凝剂前加液 氯进行预处理，如用硫酸亚铁作混凝剂，易被氧化成三价铁。本次设计的原水水 源为河水，其浊度在65-2000 之间，PH 值为 7.6，结合这些特点，选用聚合氯 化铝为混凝剂，该混凝剂腐蚀性较小，原料易得，价格便宜，被大多数水厂所采 用，有一定的管理经验，并且劳动条件有保障。 2．投加方式的确定 本设计采用湿投法，其优点为：容易与原水充分混合；不易阻塞入口，管理 方便；投量易于调节。投加系统示意图见下图所示： 加加 固 体溶溶计量投加 搅搅 结合上述优缺点，采用计量泵投加混凝剂，因为其使用方便，操作简单，工 作可靠，广泛应用于加药系统。 3．药剂溶解池 设计药剂溶解池时， 为便于投置药剂， 溶解池的设计高度一般以在地平面以