给排水专业-水质工程学课程设计

水质工程学课程设计

1 总论 (1)

2 基本资料 (6)

3 总体设计参考 (8)

1 总论

1.1 设计一般步骤

（1）分析研究水质资料，确定给水处理厂处理流程。

（2）确定给水处理厂设计水量。

（3）进行处理构筑物型式的选择。

（4）进行各处理构筑物的设计计算。

（5）确定水厂的附属构筑物和建筑物。

（6）进行水厂的平面布置。

（7）进行水头损失计算，确定水厂的高程布置。

1.2 设计要点与说明

（1）给水处理厂处理流程的确定

给水处理厂处理流程的确定，应根据原水水质及设计生产能力等因素，通过调查研究、必要的试验并参考相似条件下处理构筑物的运行经验，经技术经济比较后确定。

（2）给水处理厂的设计处理量

水处理构筑物的生产能力，应以最高日供水量加水厂自用水量进行设计，并以原水水质最不利情况进行校核。水厂自用水量主要用于滤池冲洗及沉淀池或澄清池排泥等方面。自用水量取决于所采用的处理方法、构筑物类型及原水水质等因素。城镇水厂自用水量一般采用供水量的3％～10％。

（3）处理构筑物的选型

对处理流程及构筑物选型的合理性进行分析，说明工艺特点。另外，应注意在确定处理流程以及进行处理构筑物选型时，要兼顾水厂的平面布置和高程布置。

（4）药剂配制与投加设备的设计

混凝剂的投加量应在选择了混凝剂的种类之后，用实验的方法确定，我国各水厂的平均投药量为5～30毫克/升，最高不超过100毫克/升（以三氧化二铝计），否则就应当通过药剂的混合使用及改进处理途径等方法使水澄清。在确定混凝剂及投加量之后，确定投药方式、选择配制及投加药剂的设备形式。溶解池和溶液池，可根据混凝剂的纯度，溶液的浓度，加药量以及配制次数等进行计算，相应数据应合理确定。

（5）混合与絮凝设备的设计

充分考虑各方面因素，合理确定混合方式。

絮凝设备的工作效果，会直接影响到沉淀效果，应合理选择其形式、水流速度及停留时间等。絮凝池形式及工艺尺寸的选择，往往牵扯到与沉淀池的配合问题，所以絮凝池和沉淀池应一并考虑。应注意絮凝池出水管中流速的选择。

（6）沉淀澄清设备的设计

沉淀设备、澄清设备类型很多，应进行全面、慎重的选取，然后依照规范、手册进行详细设计。

（7）过滤设备的设计

滤池种类甚多，应根据水厂规模和运行管理要求等情况进行比较选择。

（８）消毒设备的设计

充分考虑各方面因素，合理选择消毒剂。结合处理工艺，确定消毒剂投加点。

目前我国主要采用加氯消毒，加氯量的多少，应视水中有机物及细菌数量而定，一般为0.5～2.0mg/L，相应的接触时间须在30min以上。消毒一般多在过滤后进行，氯常加在滤池至清水池的输水管上，借水在清水池内的停留时间进行充分接触。

加氯间应有良好的通风设备和直通室外的出口，加氯间和加氯点之间的距离一般为10～20m，加氯间的面积应根据加氯设备的形式、数量和布置决定。

（９）给水处理厂其它构筑物、建筑物的设计

包括清水池、排泥水处理工艺单元及水厂附属构筑物和建筑物的设计和确定。

清水池的有效容积可按最高日用水量的10%～20%考虑（大水厂采用较小的百分比）；清水池的池数或分格数一般不少于两个，并能单独工作和分别防控。从水厂平面上看，清水池应尽量靠近滤池，特别是应与二级泵站靠近；从高程上考虑，清水池有地下式、半地下式和地面式三种类型，一般都按深入地下3～4米左右考虑，并设计在地形的最低处。

水厂生产废水包括反应沉淀池排泥水及滤池反冲洗废水，在此统称为水厂排泥水。排泥水水量按日处理量的4%～7%估算，估算时应说明理由。沉淀池排泥水和滤池反冲水可先在调节池内混合，混合后ss约2000mg/L～3000mg/L。排泥水经混合后进入沉淀池（浓缩池），经沉淀后上清液排入市政排水管网或进入原水配水井，沉淀（浓缩）池污泥进入污泥脱水车间进行污泥脱水，其ss约15000mg/L～35000mg/L（微污染水源稍低）。

给水处理厂附属构筑物建筑物面积可根据水厂规模等条件，参照设计手册确定。

（10）给水处理厂的布置原则

在水厂中直接与生产有关的生产构筑物包括一级泵房、预沉池、絮凝池、沉淀池、澄清池、滤池、清水池、冲洗设施、二级泵房、变配电室、投药间、排污泵房、污泥沉淀（浓缩）池、脱水机房等。辅助和附属建筑物包括：化验室、检修车间、材料仓库、危险品仓库、值班室、办公室、锅炉房、车库等。

水厂平面布置涉及到的管线一般包括：给水、排水管线，加药和厂区用水管线，电缆、电线等。给水管线包括生产给水管线和超越管线；排水管线包括厂内雨水的排除管线、场内生产废水的排除管线和厂内生活污水的排除管线；加药管线包括混凝剂投加管线和消毒剂投加管线；自用水管线包括厂内生活用水、消防用水、泵房、药间冲洗溶解用水，以及清洗水池用水；大型水厂内的电缆较多，有动力、通讯、照明、控制电缆等，可采用集中电缆沟的方式进行布置。

进行水厂的平面布置时，应注意的原则：流程尽量简短，避免迂回重复，尽量减小水头损失，构筑物尽量靠近，便于操作管理；尽量适用地形，力求减少土石方量；注意构筑物、建筑物的朝向和间距，水厂建筑物以接近南北向布置较为

理想，构筑物、建筑物之间的间距应满足施工和管线布置等的要求；连接管渠应简单、短捷，尽量避免立体交叉，并考虑施工、检修方便；注意水厂内的功能分区，合理布置；考虑近远期的协调。

厂区道路、绿化布置、照明、围墙及进门等其它设施的设计和布置参见设计手册。

给水处理厂的高程布置是在平面布置完成之后进行的，先应计算处理构筑物之间的水头损失、确定各自高程，再进行高程布置。

构筑物间的水头损失包括处理构筑物中的水头损失、构筑物连接管渠的水头损失和计量设备的水头损失。处理构筑物中的水头损失可按经验数值取用，构筑物连接管渠的水头损失应计算，计量设备的水头损失可按公式计算，或进行估算，一般水厂进、出水管上计量仪表中的水头损失可按0.2m计算,流量指示器水头损失可按0.1～0.12m计算。

一般说，应先决定清水池的水面标高，然后逆着处理流程进行水头损失的计算和确定相应高程；水头损失的计算和高程的确定可列表进行。

（11）泵站设计计算（见手册）

（12）造价估算及制水成本计算

1.3 图纸绘制

图纸表达内容应满足以下要求：

（1）给水处理厂平面布置图

给水处理厂总平面图上，应绘出全部的主要净水构筑物、水泵站、清水池及附属房屋建筑、道路、风向玫瑰图、绿化地带及厂区界限，并用坐标表示出其外形尺寸和相互距离，同时绘出各种连接管渠。

构筑物、管道均以单线条表示，管线上应标明其管径（渠道断面尺寸）、长度和坡度。图中应绘出各种管线图例并加以说明。注明各生产构（建）筑物的名称，数量及主要外形尺寸（可列表以序号示之）等。

（2）给水处理厂高程布置图

横向比例采用1:500～1:1000，纵向比例采用1:50～1:100；同时也可以不按规定比例绘制。