北方某城市给水厂工程设计大学论文.doc
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1、X X 工 业 大 学毕业设计说明书 作 者: XXX 学 号: XXXXXX 学 院: XX工业大学 系(专业): 给水排水工程专业 题 目: 北方某城市给水厂工程设计 指导者: XX 讲师 评阅者: 2016 年 12 月 18 日XX工业大学2016届本科毕业设计说明书毕业设计(论文)中文摘要北方某城市给水厂工程设计摘要:本设计为北方某给水厂工程设计,地点在包头市。包头本身有一个给水厂,但是不能满足现在的居民生活和生产要求,所以亟需新建水厂。净水厂原水来自黄河水,黄河沿包头市区南部流过,水量丰富,是包头市工农业生产的主要水源。有部分指标超标分别为化学需氧量、总铁、氨氮、贡、大肠菌群和总磷
2、。选择合适的处理工艺对给水处理非常重要,传统的给水处理一般流程为混凝、絮凝、沉淀、过滤和消毒。根据水质特点本设计采用预沉淀清除浊度,然后再采用混凝、絮凝沉淀和过滤。为了去除一些有机物和汞在过滤后又加了一个活性炭过滤,然后再消毒,最后要满足服务水头供到供水管网。关键词:混凝、絮凝、沉淀、过滤XX工业大学2016届本科毕业设计说明书毕业设计(论文)外文摘要Title North of a city water plant project design AbstractThe design was the northern water treatment plant engineering desi
3、gn, in Baotou City, Baotou has a water treatment plant, but it can not meet the living and production requirements, so the new water treatment plant need to builded urgent. Water treatment plant raw water is from the Yellow River, the south of the city of Baotou along the Yellow River,and the Yellow
4、 River water volume was in rich,was the main source of water for industrial and agricultural production in Baotou City. There are some indicators exceeded chemical oxygen demand, total iron, ammonia, and Kung, coliform bacteria and total phosphorus.Select the appropriate treatment process to water t
5、reatment is very important, traditional water treatment processes was coagulation, flocculation, sedimentation, filtration and disinfection. According to the water quality characteristics of this design pre-sedimentation clear turbidity, then by coagulation, flocculation and sedimentation, and filtr
6、ation.To remove organic matter and mercury add an activated carbon filter after the filterand then disinfected, and finally to meet the service head for to the water supply pipe network.Keywords:Coagulation, flocculation, sedimentation, filtration目 次1. 绪论11.1 前言11.2 工程概况12. 方案比较22.1 原水资料22.2 构筑物比较22
7、.2.1 混凝和沉淀22.2.2 澄清池42.2.3 过滤池52.2.4 消毒53. 给水工艺的选择64. 工艺设计的相关计算84.1 一级泵站84.1.1 扬程计算84.1.2 选泵94.1.3 机组基础尺寸的确定94.1.4 压水管的设计94.1.5 泵机组及管路布置104.1.6 吸水管路和压水管路的水头损失计算104.1.7 泵房筒体高度的确定114.1.8 附属设备的选择124.1.9 泵房建筑高度的确定124.1.10 泵房平面尺寸的确定134.2 平流式沉砂池134.3 混凝剂投配设备的设计144.3.1 溶液池144.3.2 溶解池154.3.3 投药管154.3.4 混合设备
8、的设计15(1)设计流量16(2)设计流速16(3)混合单元数16(4)混合时间16(5)水头损失16(6)校核GT值164.4 机械絮凝池164.5 斜管沉淀池194.5.1 设计水量194.5.2 沉淀池面积194.5.3 池体高度204.5.4 复核管内雷诺数及沉淀时间204.5.5 配水槽214.5.6 集水系统214.5.7 排泥224.6 V型滤池224.6.1 设计参数224.6.2 池体尺寸234.6.3 反冲洗管渠系统244.6.4 滤池管渠的布置264.6.5 冲洗水的供给(反冲洗水选用水泵供水)294.7 普通滤池型活性炭滤池334.7.1 设计参数334.7.2 滤池面
9、积及尺寸334.7.3 滤池高度344.7.4 大阻力配水系统344.7.5 冲洗排水槽354.7.6 管渠计算354.7.7冲洗水箱374.8 加氯间374.9 清水池384.10 送水泵站394.10.1 选泵394.10.2 水泵吸水管水头损失404.10.3 水泵压水管水头损失414.10.4 泵房高度414.10.5 水泵房内设备424.10.6 选择真空泵424.10.7 排水泵424.10.8 吸水井424.11 污泥处理424.11.1 回流调节池及回流泵房434.11.2 污泥调节池444.11.3 污泥浓缩445 给水处理的总体布置465.1 水厂平面布置465.1.1 水
10、厂的基本组成包括两部分:465.1.2 水厂平面布置的要求:465.1.3 水厂绿化布置:475.1.4 水厂平面布置:475.2 水厂高程布置485.2.1 各构筑物之间损失的计算48结 论50参 考 文 献51致 谢52第52页XX工业大学2016届本科毕业设计说明书1. 绪论1.1 前言水是人类赖以生存和发展的物质基础,饮水安全则是影响人体健康和国计民生的重大问题。很多饮用水都遭到不同程度的污染,尤其是工业发达的城市,所以越来越重的任务就交给给水厂,要保证饮用水达到安全饮用标准就越来越需要给水厂努力。保障饮水安全、维护人的健康生命是当前经济社会发展对水利工作的第一需要,而随着科技和工业发
11、展水平的提高水污染问题也越来越严重。饮用水水质标准是评价饮用水质量优劣程度和供水企业供水水质好坏程度的尺度,也是评价人类生活水平的标准。总而言之给水厂的设计和任务都是及其重要和艰巨的,要学习好设计的内容对我们和人民都是至关重要的。1.2 工程概况包头市位于内蒙古自治区西部,北依大青山,南临黄河,依山面水,历史悠久,地势优越,交通方便,矿产资源丰富,是闻名中外的草原钢城。包头市由五个市区(昆都仑区、青山区、东河区、九原区、万水泉区)、两个矿区(白云区、石拐区)、三个农牧业旗县(固阳县、土默特石旗、达茂旗)组成。2006年市区用地27768平方公里,全市人口245.76万人。2010年全市人口将达
12、到270万。包头市是我国钢铁、稀土、机械工业基地之一,城市性质为:“是以冶金、稀土、机械为主的综合性工业城市,是内蒙古中西部的经济中心。”目前市内已有的水厂,总供水能力为50万m3/d。城市化的进程,包头市内已有的水厂将不能满足居民的生活和生产要求,亟需新建水厂:新建水厂规模为17万m3/d。本次设计是根据新建水厂的水质特点做基本工艺流程设计和参数计算。本次设计原水取自黄河水,属高浊度水,这是这次设计的主要问题,另外还有一些水中微量物超标和不满足饮用水标准的物质。水厂流程为主要处理超标物质2. 方案比较2.1 原水资料净水厂原水来自黄河水,黄河沿包头市区南部流过,水量丰富,是包头市工农业生产的
13、主要水源。包头城区沿黄河的三个集中取水口上游100米处及废污水产入黄口下游1000米黄河干流,21个监测项目有6项超过地表水环境质量III类标准,分别为化学需氧量、总铁、氨氮、贡、大肠菌群和总磷。项目单 位数 据标准值项 目单位数 据标准值色度度20015锰mg/L0.1800.1嗅味无无铜mg/L0.261.0浑浊度度3405硫酸盐mg/L10.9250pH/6.7-8.56-9镉mg/L0.00010.005总硬度mg/L179(以CaCO3计)450(以CaCO3计)细菌总数个/mL3789100铁mg/L0.250.3大肠杆菌个/L26573氯化物mg/L6.7250粪大肠菌群个/L2
14、610000CODMn mg/L5.06.0氨氮mg/L1.251.0由上表及以上综述可知原水水中色度、浊度、化学需氧量、锰、汞、细菌总数、大肠杆菌、氨氮和磷均超标。2.2 构筑物比较2.2.1 混凝和沉淀天然水中含有各种悬浮物、胶体、和溶解物等杂志,使水呈现浊度、色度、臭和味等。杂质按其尺寸大小可分悬浮物、胶体颗粒及溶解物。天然水中的胶体微粒大多数属粘土类带负电荷的胶体。水质的混凝处理,是向水中加入混凝剂(或絮凝剂),通过混凝剂水解产物压缩胶体颗粒的扩散层,达到胶体脱稳而相互聚结,或者通过混凝剂的水解和缩聚反应而形成的高聚物的强烈吸附架桥作用,使胶体被吸附粘结。混凝处理过程包含了凝聚和絮凝二
15、阶段,凝聚阶段形成较小的微粒,再通过絮凝以形成较大的絮粒。在絮粒形成过程中,不但能吸附悬浮颗粒,还能吸附一部分细菌和溶解物质。絮粒可在一定的沉淀条件下从水中分离,沉降出来。水泵混合是将混凝药剂投加到原水泵之前吸水管或吸水喇叭口出,利用水泵叶轮高速旋转产生的涡流而达到混合的目的的一种混合方式。优点是:设备简单;混合充分,效果较好;不另消耗动能。缺点:吸水管较多时,投药设备要增加,安装、管理较麻烦;配合加药自动控制较空难;G值相对较低。机械混合是水体通过机械提供能量,改变水体流态,以达到混合目的的过程。优点:混合效果好;水头损失较小;混合效果基本不受水量变化影响。缺点:需耗动能;管理维护较复杂;需
16、建混合池。隔板絮凝池指的是水流以一定流速在隔板之间通过而完成絮凝过程的构筑物。隔板絮凝池通常用于大中型水厂,因为水量过小时,隔板间距过狭不便施工和维修。隔板絮凝池优点是构造简单,管理方便。缺点是流量变化大者,絮凝效果不稳定,与折板及网格式絮凝池相比,因水利条件不甚理想,能量消耗(即水头损失)中的无效部分比例较大故需较长絮凝时间,池子容积较大。机械絮凝池指的是通过机械带动叶片而使液体搅动以完成絮凝过程的构筑物。该池是通过叶片搅拌完成絮凝过程。叶片可以作旋转运动,也可以作上、下往复运动,目前我国多采用旋转方式。机械搅拌絮凝式分为水平轴式及立轴式两种。叶片多采用条形浆板,也有网浆形式。一般可采用多级
17、串联方式,大型水厂则采用分级搅拌方式。絮凝时间一般采用1520min,内设34挡搅拌机。机械搅拌絮凝池的优点是,絮凝效果良好,不受水量变化的影响以及水头损失小,可适用于各种型式的沉淀池。如配上无级变速转动装置,则更易使絮凝达到最佳状态,国外应用较为普遍。沉淀池池体平面为矩形,进口设在池长的一端,一般采用淹没进水孔,水由进水渠通过均匀分布的进水孔流入池体,进水孔后设有挡板,使水流均匀地分布在整个池宽的横断面。沉淀池的出口设在池长的另一 端,多采用溢流堰,以保证沉淀后的澄清水可沿池宽均匀地流入出水渠。沉淀池是应用沉淀作用去除水中悬浮物的一种构筑物。沉淀池在废水处理中广为使用。它的型式很多,按池内水
18、流方向可分为平流式、竖流式和辐流式三种。 平流沉淀池利用悬浮颗粒的重力作用来分离颗粒的设备成为沉淀池。平流沉淀池是使用最早的一种沉淀设备,由于它结构简单、运行可靠,对水质适应性强,故目前仍在采用。优点:处理水量大小不限,沉淀效果好;对水量和温度变化的适应能力强;平面布置紧凑,施工方便,造价低。缺点:进、出水配水不易均匀;多斗排泥时,每个均需要设置排泥管(阀),手动操作,工作复杂,采用机械刮泥时容易锈蚀。斜板沉淀池,主要就是在池中加设斜板或斜管,可以大大提高沉淀效率,缩短沉淀时间,减小沉淀池体积。但有斜板、斜管易结垢,长生物膜,产生浮渣,维修工作量大,管材、板材寿命低等缺点。正在研究试验的还有周
19、边进水沉淀池、回转配水沉淀池以及中途排水沉淀池等。2.2.2 澄清池澄清池是一种将絮凝反应过程与澄清分离过程综合于一体的构筑物。在澄清池中,沉泥被提升起来并使之处于均匀分布的悬浮状态,在池中形成高浓度的稳定活性泥渣层,该层悬浮物浓度约在310g/L。原水在澄清池中由下向上流动,泥渣层由于重力作用可在上升水流中处于动态平衡状态。当原水通过活性污泥层时,利用接触絮凝原理,原水中的悬浮物便被活性污泥渣层阻留下来,使水获得澄清。清水在澄清池上部被收集。机械搅拌澄清池利用机械使水提升和搅拌,促使泥渣循环,并使水中固体杂质与已形成的泥渣接触絮凝而分离沉淀的水池。优点:处理效率高,单位面积产水量较大;适应性
20、较强,处理效果较稳定;采用机械刮泥设备后,对高浊度水处理也有一定的适应性。缺点:需要有一套机械搅拌设备内;投资成高;维护较麻烦。水力循环澄清池,利用原水的动能,在水射器的作用下,将池中的活性泥渣吸入和原水充分混合,从而加强了水中固体颗粒间的接触和吸附作用,形成良好的絮凝,加速了沉降速度使水得到澄清。优点:无机械搅拌设备,无转动部件;构造较简单。缺点:混凝剂用量较大,水头损失较大;对水质、水温变化的适应性较差;由于靠水流动的动力循环,出力受到限制。2.2.3 过滤池过滤的目的,有的用来去除水中的悬浮物,以获得浊度更低的水;有的是用来去掉污泥中的水,以获得含水量较低的污泥。V型滤池过滤,优点:采用
21、的是均粒滤料,含污能力很高;气水反洗、表面冲洗结合,反冲洗的效果比其它滤池的好; 反冲洗布气布水均匀; 单个池子的面积很大; 可适用于各种水厂,特别是大型中型的水厂。缺点:池体的结构复杂,滤料较贵;增加了反冲洗的供气系统;产水量大时,比同规模的普通快滤池基建投资造价要高。普通快滤池,单层滤料优点:(1)运行管理可靠,有成熟的运行经验;(2)池深较浅。缺点;(1)阀门比较多;(2)一般大阻力冲洗,需要设有冲洗设备。双层滤料优点:(1)滤速比单层的高;(2)含污能力较大(约为单层滤料的1.52.0倍),工作周期较长;(3)无烟煤做滤料易取得,成本低。缺点:(1)滤料径粒选择较严格;(2)冲洗时要求
22、高,常因煤粒不符合规格发生跑煤现象;(3)煤砂之间易积泥。2.2.4 消毒室外给水设计规范规定,生活饮用水必须消毒。消毒工艺可根据原水水质和处理要求,采用滤前及滤后消毒,也可仅采用滤前(包括沉淀前)或滤后消毒。采用氯前消毒可延长氯的接触时间,有利于杀死水中微生物,防止藻类生长,清洁滤砂和降低水的色度等。通过消毒后,生活饮用水的细菌含量和余氯量应符合国家生活饮用水卫生规范的规定。液氯消毒,采用氯消毒经济有效,且余氯具有持续消毒作用。但当水源受污染,有机物含量较多时,采用液氯消毒将导致许多有机氯物的产生。优点:具有持续消毒作用;价值成本较低;操作简单,投量准确;不需要庞大的设备。缺点:原水有机物高
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