水质工程学(一)课程设计说明书
1设计任务
此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。 1.1设计要求
根据所给资料，设计一座城市自来水厂，确定水厂的规模、位置，对水厂工艺方案进行可行性研究，计算主要处理构筑物的工艺尺寸，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（达到初步设计的深度），并简要写出一份设计计算说明书。 1.2基本资料 1.2.1城市用水量资料 设计人口 5.2万 工厂A 人均用水量标准 SS 最高（最高日） 240 工厂工厂C (mg/l) 680 工厂D SS平均(mg/l) 420 一般工业用水占生活用水 最大日变化系数 1.3 第三产业用水占生活用水 (万m3/d) B (万m3/d) 0.5 0.8 (万m3/d) (万m3/d) 0.6 1.1 178% 82% 1.2.2原水水质及水文地质资料
(1) 原水水质情况：水源为河流地面水
序号 1 2 3 4 5 6 项 目 色度 PH值 DO溶解氧 BOD5 COD 最高数 40 7.8 11.2 2.5 4.2 平均数 15 7.2 6.38 1.1 2.4 备 注 其余均符合国家地面水水源Ⅰ级标准 ⑵水文地质及气象资料 ①河流水位特征
最高水位-1m,，最低水位-5m，常年水位-3m ②气象资料
历年平均气温16.00C，年最高平均气温390C，年最低平均气温-30C，年平均降水量1954.1mm，年最高降水量2634.5mm，年最低降水量1178.7mm。常年主导风向为东南风，频率为78％，历年最大冰冻深度：20cm。 ③地质资料
第一层：回填、松土层，承载力8kg/cm2, 深1～1.5m 第一层：粘土层，承载力10kg/cm2, 深3～4m 第一层：粉土层，承载力8kg/cm2, 深3～4m 地下水位平均在粘土层下0.5m 2水厂选址
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方面：
⑴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。
⑵水厂应尽可能选择在不受洪水威胁的地方。否则应考虑防洪措施。
⑶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。
⑷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。
根据综合因素考虑，将水厂设置在取水构筑物附近，水厂和构筑物可集中管理，节省水厂自用水的输水费用并便于沉淀池排泥和滤池冲洗水排除。 3水厂规模及水量确定
Q生活=240×52000×10-3=12480m3/d Q工业=12480×1.78=22214.4m3/d Q三产=12960×0.82=10233.6m3/d Q工厂=0.5+0.8+0.6+1.1=30000m3/d
Q漏=1.2（Q生活+Q工业+Q三产+Q工厂）
=1.2×(12480+22214.4+10233.6+30000)≈90000m3/d Q一泵=αQd/T=1.10×90000/24=4125m3/h=1.15 m3/s Q二泵=αKhQd/86.4=1.10×1.3×90000/86.4=1489.6L/s 4 净水方案的确定和比较
水厂以地表水作为水源，工艺流程如图1所示：
混凝剂原水混 合絮凝沉淀池消毒剂滤 池清水池二级泵房用户图1 水处理工艺流程
现拟定两个净水工艺方案，进行比较分析： 方案一：
原水——→一级泵房——→往复式隔板絮凝池——→平流沉淀池——→普通快滤池——→清水池——→二级泵房 方案二：
原水——→一级泵房——→回转式隔板絮凝池——→斜管沉淀池——→V型滤池——→清水池——→二级泵房 (1) 絮凝池的比较 絮凝池 优点 回转式 絮凝效果较好； 水头损失较小； 构造简单，操作方便； 缺点 出水流量不易分配均匀； 水头损失大； 往复式 絮凝效果好； 构造简单，施工方便； 絮凝时间较长 使用条件 转折处絮体易破碎 1.水量大于30000m3/d的水1. 水量大于水量大于厂 2.水量变动小 3.适用于旧池改建和扩建 30000m3/d的水厂； 2.水量变动小 结果比较：
综上所述，选用往复式絮凝池。回转式适用于旧池的改建的扩建，不宜在初期就建回转式，且回转式絮凝池减小了絮粒碰撞的机会，减小了絮凝的速度，增长了时间。所以选用选用絮凝效果较好的往复式絮凝池。 (2) 沉淀池的比较 沉淀池 平流式 优点 1. 造价较低 斜管式 1. 沉淀效率高 2. 操作管理方便，施工较简单 2. 池体小，占地少 3. 对原水浊度适应性较强，潜力大，处理效果稳定 4. 带有机械排泥设备时，排泥效果好 缺点 1. 占地面积较大 1. 耗材较多，老化后尚需2. 不采用机械排泥装置时，排更换，费用较高 泥较困难 3. 需维护机械排泥设备 2. 对原水浊度适应性较平流池差
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