水质工程学课程设计
专业 给水排水2班 姓名 张宁 学号 090070238
一、工程概述 1.1设计任务及要求 给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，设计长春地区某给水厂设计，要求对初步方案进行设计，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、管线布置图、绿化施工图和某个单项处理构筑物（澄清池或过滤池）的单体图（包括平面图、剖面图，达到施工图深度）及设备选型，并简要写出一份设计计算说明书。 1.2基本资料 1.2.1 工程概况 本设计为长春地区某城市给水工程设计，水厂规模：日处理水量8.8万吨。 设计中采用位于城市西南的河流上游作为水源地。 城市土壤种类为亚粘土。地下水位深度6 m。冰冻线深度0.2m。年降水860mm。城市最高气温38℃，最低气温-26℃，年平均气温15℃。主导风向为冬季西北风，夏季东南风。城区起伏较小，城市西南部预留水厂用地9.138公顷，地势平坦，高程为83.00m。 预留地平面图如下： 1.2.2 地面水源 （1）流量 最大流量620 m3/s；最小流量230 m3/s （2）最大流速2.1 m/s （3）水位 最高水位（1%）79.00m，常水位77.00m，最低水位（97%）75.00m，河岸地质条件良好，河槽平坦，最低处高程为72.00m。 1.2.3 源水水质资料 编 号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 名 称 浑浊度 色度 总硬度 水温 耗氧量 PH值 细菌总数 大肠菌群 BOD5 氨氮 单 位 HTV 度 Mg/L 度 Mg/L CFU/ml CFU/L Mg/L Mg/L 分 析 结 果 平均17NTU；雨季高峰42NTU 18 11 1--22 7 7 2500 68 4 0.9 11 12 COD 氯仿 Mg/L Mg/L 11 0.08 二、设计计算 2.1水厂规模： 根据资料，水厂日处理水量8.8万m3/d，考虑到水厂自用水量，要乘以安全系数K=1.05。则净水处理构筑物总设计流量： Q=1.05?8.8=9.24万m3/d=8750m3/h=2.43 m3/s 2.2总体设计 2.2.1确定给水处理厂工艺流程 根据水源水质和《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）及《生活饮用水卫生规范》，根据设计的相关原始资料如水厂所在地区的气候情况、设计水量规模、原水水质和水文条件等因素，通过调查研究，参考相似水厂的设计运行经验，经技术经济比较确定采用地表水净化工艺： 水厂以地表水作为水源，工艺流程如下图所示：
2.2.2处理构筑物及设备型式选择 2.2.2.1取水构筑物
1.取水构筑物位置选择
取水构筑物位置的选择，应符合城市总体规划要求，从水源水质考虑，水质应该良好，取水构筑物应选择在水质良好的河段，一般设在河流的上游，从河床考虑，取水构筑物应设在凹岸，位置可选在顶冲点的上游或稍下游15~20m主流深槽且不影响航运处。故本水厂取水构筑物设在A点。
2.取水构筑物的形式与构造 根据资料所提供的条件，应选择岸边式取水构筑物采用合建式，水泵采用离心泵。构造为钢混结构，采用筑岛沉井方法施工。
3.外形
岸边取水构筑物平面形状采用矩形。 4.平面构造与计算
进水间由隔墙分成进水室和吸水室，两室之间设平板格网。在进水室外壁上设进水孔，进水孔上装闸板和格栅。进水孔也采用矩形。 （1）进水孔（格栅）面积计算
F0?Q k1k2v0b b?S k1?式中F0——进水孔或格栅的面积，m2；
Q——进水孔设计流量，m3/s；
v0——进水孔设计流速，m/s，当江河有冰絮时，采用0.2~0.6m/s；无冰絮时采用0.4~1.0m/s。当取水量较小、江河水流速度较小，泥砂和漂浮物较多时，可取较小值。反之，可取较大值；
k1——栅条引起的面积减小系数；
b——为栅条净距，mm，一般采用30~120mm，常用30~50； S——为栅条厚度或直径，mm，一般采用10mm；
k2——格栅阻塞系数，一般采用0.75。
由于最高洪水位与枯水位高差为4米，进水孔分上、下两层，设计时，按河流最枯水位计算下层进水孔面积，上层面积与下层相同。
该水厂处于长春地区，江河冬季有冰絮，而取水量为8.8万吨每天，江河的最大流速为2.1m/s，取水量大、江河水流速度较大，漂浮物较少，故设计中取进水孔设计流速v0为0.4m/s；栅条采用圆钢，其直径S?10mm；取栅条净距b=50mm，取格栅阻塞系数k2=0.75
k1?50?0.833
50?10Fo?Q1.05*88000??9.7m2 k1k2vo86400*0.833*0.75*0.4 进水孔设4个，进水孔与泵房水泵配合工作，进水孔也需三用一备，每个进
水孔面积
F9.7f=0??3.20m2
33进水孔尺寸采用
B1?H1?2000mm?1500mm
格栅尺寸选用
B?H?2130mm?1630mm（标准尺寸）
实际进水孔面积
F0'?2.0?1.5?3?9.0m2
通过格栅的水头损失一般采用0.05m~0.1m，设计取0.1m。 （2）格网尺寸计算
为了便于格网清洗，选择旋转格网。旋转格网的有效过水面积（即水面以下的格网面积）可按下式计算：
F2?Q
K1K2K3?v2式中F2——旋转格网有效过水面积，m2；
v2——过网流速，一般采用0.7~1.0m/s K2——格网阻塞系数，采用0.75；
K3——由于框架引起的面积减少系数，采用0.75；
旋转格网在水下的深度，当为网外或网内双面进水时，可按下式计算：
FH?2?R
2B式中H——格网在水下部分的深度，m； B——格网宽度，m；
F2——旋转格网有效过水面积，m2；R——格网下部弯曲半径，目前使用的标准滤网R值为0.7m。
当为直流进水时，可用B代替上式中的2B来计算H。
水流通过旋转格网的水头损失一般采用0.15~0.30m。
过网流速采用v2?0.8m/s，网眼尺寸采用5?5mm，网丝直径d?1mm。 格网面积减少系数为：
b252K1???0.69 22(b?d)(5?1)格网阻塞系数采用K2?0.75，水流收缩系数采用??0.8。 旋转格网的有效过水面积为：
F2?Q1.05*88000??9.78
K1K2K3V286400*0.69*0.75*0.75*0.8*0.8设置4个格网，每个格网需要的面积为2.45m2。进水部分尺寸为
B1?H1?1700?1500mm，面积为2.55m2。旋转格网尺寸选用
B?H?2130?1630mm（标准尺寸）。
水流通过旋转格网的水头损失一般采用0.15~0.30m。 （3）平面布置
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