净水厂设计研究毕业论文
净水厂设计研究毕业论文
前言
水是生命之源，是人类生活、工农业生产和社会经济发展的重要资源，科学用水和排水是人类社会发展史上最重要的社会活动和生产活动容之一。给水排水工程又可分给水工程和排水工程两个部分。其中给水工程的任务是向城镇居民、工矿企业、公共设施等提供用水，且保障水质、水量、水压要求。
我的毕业设计题目是市某净水厂工程工艺设计，净水厂设计规模为150000m3/d，源水取自白石水库，水库水质为二类地表水，符合生活饮用水水源要求，出厂水质为一类水质标准，水厂出厂水压为0.6MPa。净水厂所在地属西部的低山丘陵区，地势西北高，东南低；西南高，东北低，平均海拔高度为138m。本设计选用“混凝—沉淀—过滤—消毒”的常规处理工艺，混凝剂选用聚合氯化铝[Al2（OH)n·Cl6-n]m；絮凝池选用往复式隔板絮凝池，沉淀池选用斜管沉淀池，且絮凝池和沉淀池合建；滤池选用普通快滤池，采用高速水流反冲洗；消毒方式采用液氯消毒。
毕业设计是本科生教学环节中重要的一环。通过毕业设计，可以把所学习的理论知识进行系统地实践，培养学生的综合分析问题和解决问题的能力，为今后的实际工作奠定必要的基础，同时把书本上所学到的知识系统化。我们在今后的实践中还需要不断学习，不断探索，不断总结经验。从这个意义上说，毕业设计是我们在大学期间最接近工程实践的一次训练，通过它我们可以掌握工程中的一般设计同时这也是大学四年中最重要最正规的一次大型考核。
第一部分设计说明书
1 设计资料
1.1 设计任务
根据所给资料进行市某净水厂工程工艺设计，包括净水工程的初步设计及送水泵房的初步设计。净水工程设计分为混合工艺设计、絮凝工艺的设计、沉淀工艺的设计、过滤工艺的设计、清水池的设计，消毒系统的设计，加药系统的设计以及水厂的布置。送水工程设计包括选泵和泵房的计算。
1.2 设计原始资料
1.2.1 概况
总面积10355平方公里，其中城市规划区面积674.02平方公里，建成区面积53平方公里。下辖两县五区，即蒙古族自治县、彰武县和海州区、细河区、太平区、新邱区、清河门区。此外，还有省级经济开发区和高新技术产业园区。全市总人口192万（2008年）,其中城市人口78万。
1.2.2 自然条件
1)地理位置：省市
2)地形地貌
市是高原和辽河平原的中间过渡带，属西部的低山丘陵区。全区是长矩形，中轴斜交于北纬42°10′和东经122°0′交点上，斜卧方向是东北一西南向。全境东西长170公里，南北宽84公里，总面积10355平方公里。地势西北高，东南低；西南高，东北低。海拔最高点为西北部的乌兰木头山，831.4米；海拔最低点为东南部的十家子乡南甸子村，48.5米。
3)气象资料
(1)气温
年平均气温7.5℃，最冷月份（一月）平均气温-17.3℃，极端最低气温-28.4℃，最热月份（七月）平均气温29.5℃，极端最高气温40.6℃；
(2)平均降雨量：539.3mm；
(3)常年主导风向：西南偏南风；
(4)冰冻线冻土厚度：140cm；
(5)最大积雪深度：16cm 。 1.2.3 水源状况
1）概况
白石水库位于省北票市上圆镇大凌河干流上，是一座以防洪、灌溉和城市供水为主，兼顾发电、养鱼的综合领域水利枢纽。水库总库容16.45×108m 3
；正常蓄水位127 m ，相应库容10×108m 3
，属大型水库。从1999年9月下闸蓄水后，采用低水位运行方式，水位为114 m ，蓄水量2.3×108m 3
。白石水库水质执行国家《地表水环境质量标准》（GB3838-2002)二级标准和国家《生活饮用水卫生标准》中的生活饮用水卫生标准。
2）水位
表1-1 水位
3）原水水质分析
表1-2 原水水质
2 设计用水量
2.1 最高日用水量
水厂设计用水量为150000m 3
/d ，则最高日的用水量d /m 1500003
d Q
2.2 最高日平均时用水量
最高日平均时用水量/h m 687524
150000
1.13=?=
=
T
Q Q d
T α
其中，Q T 为最高日平均时的设计用水量，m3/h
α是考虑水厂自用水量的系数，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，其值取决于水处理工艺、构筑物类型及原水水质等因素，一般在 1.05～1.10 之间，本设计取1.1=α
T 为一级泵站每天工作小时数，按三班制 24h 均匀工作来考虑。 2.3 最高日最高时用水量
最高日最高时用水量：/h m 937524
150000
5.1243=?=?=
d h h Q K Q K h 为时变化系数1.3-1.6,本设计取1.5
3 给水处理工艺流程和给水构筑物的工艺选择
给水处理厂设计容包括设计规模的确定，厂址选择，水处理工艺选择，处理构筑物选择与计算，处理用药剂选择与用量确定，二级泵站设计与计算，药剂（包括混凝剂，助凝剂，消毒剂等）配制与投加方式选择和计算附属构筑物设计，水厂平面和高程布置，厂区道路，管线综合布置，厂区绿化布置。 3.1 设计原则
1)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，并按原水水质最不利情况进行校核。水厂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5%—10%，必要时可通过计算确定。
2)水厂应按近期设计，并考虑远期发展。根据使用要求及技术经济合理等因素，对近期工程亦可做分期建设的可能安排。对于扩建、改建工程，应从实际出发，充分发挥原有设施的效能，并应考虑与原有构筑物的合理配合。
3)水厂设计中应考虑各构筑物或设备进行检修、清洗及部分停止工作时，仍能满足用水要求、主要设备应有备用量；处理构筑物一般不设备用量，但可通过适当的技术措施，在设计允许围提高运行负荷。
4)水厂自动化程度，应本着提供水水质和供水可靠性，降低能耗、药耗，提高科学管理水平和增加经济效益的原则，根据实际生产要求，技术经济合理性和设备供应情况，妥善确定。
5)设计中必须遵守设计规的规定。如果采用现行规中尚未列入的新技术、新工艺、新设备和新材料，则必须通过科学论证，确证行之有效，方可付诸工程实际。但对与确实行之有效、经济效益高、技术先进的新工艺、新设备和新材料，应积极采用，不必受现行设计规的约束。 3.2 设计规模
给水厂处理构筑物设计规模按最高日平均时流量计，即：
/h m 687524
150000
1.13=?=
=
T
Q Q d
T α，水处理构筑物的设计，应按原水水质最不利情况时所
需供水量进行校核。 3.3 厂址选择
厂址选择应在整个给水系统设计方案中全面规划，综合考虑，通过技术经济比较确定。 在选择厂址时，一般应考虑以下几个问题：
1）厂址应选择在工程地质条件较好的地方，一般选在地下水位低，承载力较大，湿陷性等级不高，岩石较少的地层，以降低工程造价和便于施工。
2）水厂尽可能选择在不受洪水威胁的地方，否则应考虑防洪措施。
3）水厂应尽量设置在交通方便、靠近电源的地方，以利于施工管理和降低输电线路的造价，并考虑沉淀池排泥及滤池冲洗水排除方便。
4）当取水地点距离用水区较近时，水厂一般设置在取水构筑物附近，通常与取水构筑物建在一起，当取水地点距离用水区较远时，厂址选择有两种方案，一是将水厂设置在取水构筑物附近；另一是将水厂设置在离用水区较近的地方。前一种方案主要优点是：水厂和取水构筑物可集中管理，节省水厂自用水（如滤池冲洗和沉淀池排泥）的输水费用并便于沉淀池排泥和滤池冲洗水排除，特别对浊度较高的水源而言。但从水厂至主要用水区的输水管道口径要增大，管道承压较高，从而增加了输水管道的造价，特别是当城市用水量逐时变化系数较大及输水管道较长时；或者需在主要用水区增设配水厂（消毒、调节和加压），净化后的水由水厂送至配水厂，再由配水厂送入管网，这样也增加了给水系统的设施和管理工作。后一种方案优缺点与前者正相反。对于高浊度水源，也可将预沉构筑物与取水构筑物建在一起，水厂其余部分设置在主要用水区附近。以上不同方案应综合考虑各种因素并结合其他具体情况，通过技术经济比较确定。
3.4 水厂工艺流程的选择
以一般水源净水工艺流程选择作为参考：
表3-1 净水工艺流程比较
净水工艺流程
适用条件
Ⅰ原水→混凝沉淀或澄清→过滤→消毒
一般进水浊度不大于2000-3000NTU，短时
间可达5000-10000NTU
Ⅱ
原水→接触过滤→消毒
进水浊度一般不大于25NTU，水质较稳定且
无藻繁殖
Ⅲ原水→混凝沉淀→过滤→消毒（洪水期）
原水→自然预沉→接触过滤→消毒（平时）山溪河流。水质经常清晰，洪水时含泥沙量较高
Ⅳ原水→混凝→气浮→过滤→消毒经常浊度较低，短时间不超过100NTU
Ⅴ原水→（调蓄预沉或自然预沉或混凝预沉）→混凝沉淀或澄
清→过滤→消毒
高浊度水二级沉淀（澄清）工艺，适用于含
沙量大、砂峰持续时间较长的原水处理
Ⅵ
原水→混凝→气浮（沉淀）→过滤→消毒
经常浊度较低，采用气浮澄清；洪水期浊度
较高，则采用沉淀工艺
取水水源为河水，根据原水水质的分析结果经综合比较后选用原水→混凝沉淀→过滤→消毒
的常规处理工艺。
本设计工艺流程图如下：
图3-1 工艺流程图3.5 处理构筑物的选择
3.5.1 投药单元
1）常用混凝剂及其特点
表3-2 常用混凝剂及其特点
2）混凝剂的选择
位于北方，水源水温较低，而水中浊度也比较低，是低温低浊水，考虑使用聚合氯化铝[Al2（OH)n·Cl6-n]m。聚合氯化铝产生的矾花颗粒大，密实，沉淀好，药剂的用量少，适应围广，可适应低温低浊水的处理，适宜pH围5~9。本设计不加助凝剂，根据同类水厂运行经验，本设计采用PAC 最大投药量30mg/l，PAC投加浓度为10%。
3）药剂投加方法