给水厂课程设计任务书范文.docx
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给水厂课程设计任务书范文
广东石油化工学院
课程设计
题目:
某城市给水厂设计
院(系):
化工与环境工程学院
专业班级:
给排水09-1,2班
姓名:
学号:
指导教师:
2012年6月3日
广东石油化工学院课程设计(论文)任务书
专业班级:
学生姓名:
指导教师:
一、课程设计(论文)题目
某城市给水厂设计
二、本次课程设计(论文)应达到的目的
1.加深对《给水工程》课程内容的理解与掌握;
2.培养学生综合运用和深化所学理论知识,培养学生的工程观念;提高独立分析问题和解决工程实际问题的能力;
3.通过本课程设计使学生初步具有阅读中外文献的能力,技术经济比较和方案分析选择能力,理论分析与设计运算能力;应用计算机的能力和工程制图及编写说明书的能力。
使学生受到专业工程师应具备的基本技能的初步训练,为今后的进一步学习和系统训练打下基础。
三、本次课程设计(论文)任务的主要内容和要求(包括原始数据、技术参数、设计要求等)
主要任务:
完成城市给水处理厂方案设计。
城市人口:
20+N万人(N为学生学号)。
原水水质资料、地形地址、气象条件等参数见附《城市给水处理厂课程设计基础资料》
设计要求:
完成水源水质评价,设计包括工艺确定、主体处理构筑物初步设计计算、厂区平面、系统高程和主要管网布置等。
设计成果:
设计说明及计算书1份,包括:
目录、原始资料、系统选择、处理工艺设计计算、平面及高程等内容。
完成厂区总平面图1张;工艺流程高程图(1:
100)1张;滤池平面大样图(1:
100)1张。
四、资料及主要参考文献:
(1)严熙世,范谨初,给水工程(第四版),中国建筑工业出版社,1999,北京
(2)崔玉川等.给水厂处理设施设计计算.化学工业出版社,2003,北京
(3)《给水排水设计手册》第二版,第三册,城镇给水,中国建筑工业出版社:
北京
(4)《给水排水设计手册》第二版,第一册,常用资料,中国建筑工业出版社:
北京
(5)《给水排水设计手册》第二版,第十一册,常用设备,中国建筑工业出版社:
北京
(6)《给水排水快速设计手册》给水、设备、水力计算表分册,
(7)《市政工程设计施工系列图集》给水排水工程,中国建筑工业出版社:
北京
(8)《给水排水制图标准》GB/T50106-2001;《室外给水设计规范》GB50013-2006;
(9)《给水排水工程专业毕业设计指南》,中国水利水电出版社:
北京
城市给水处理厂课程设计基础资料
1.工程设计背景
某市位于广东省中南部,北接广州,南连深圳,是近年来珠江三角洲经济发展和城市化进程较快的地区。
近年来,由于经济的发展、城市化进程的加快和城市人民生活水平的提高,用水的需求不断增长,原有水处理厂的生产能力已不能满足要求,对经济发展和人民生活造成了严重影响,为缓解这一矛盾,经市政府部门研究并上报请上级主管部门批准,决定在东江南支流南岸新建一座给水处理厂。
2.设计规模
城市人口:
20+N万人(N为学生学号)。
征地面积约50000m2。
3.基础资料及处理要求
(1)原水水质
(注意:
下表1为1班设计原水水质;表示为2班设计原水水质)
原水水质的主要参数见下表1。
表1东江原水水质资料
序号
项目
单位
数值
序号
项目
单位
数值
1
浑浊度
度
54.2
13
锰
mg/L
0.07
2
细菌总数
个/mL
280
14
铜
mg/L
0.01
3
总大肠菌群
个/L
9200
15
锌
mg/L
<0.05
4
色度
色度单位
20
16
BOD5
mg/L
1.96
5
嗅和味
-
17
阴离子合成剂
mg/L
-
6
肉眼可见物
微粒
18
溶解性总固体
mg/L
107
7
pH
7.37
19
氨氮
mg/L
3.14
8
总硬度(CaCO3)
mg/L
42
20
亚硝酸盐氮
mg/L
0.055
9
总碱度
mg/L
47.5
21
硝酸盐氮
mg/L
1.15
10
氯化物
mg/L
15.2
22
耗氧量
mg/L
2.49
11
硫酸盐
mg/L
13.3
23
溶解氧
mg/L
6.97
12
总铁
mg/L
0.17
(注意:
下表2为2班原水水质)
原水水质的主要参数见下表2。
表2东江原水水质资料
序号
项目
单位
数值
序号
项目
单位
数值
1
浑浊度
度
200-1500
13
锰
mg/L
0.01
2
细菌总数
个/mL
280
14
铜
mg/L
0.8
3
总大肠菌群
个/L
73
15
锌
mg/L
0.2
4
色度
色度单位
20
16
BOD5
mg/L
1.96
5
嗅和味
-
17
阴离子合成剂
mg/L
-
6
肉眼可见物
微粒
18
溶解性总固体
mg/L
107
7
pH
7.7
19
氨氮
mg/L
3.14
8
总硬度(CaCO3)
mg/L
250
20
亚硝酸盐氮
mg/L
0.055
9
总碱度
mg/L
47.5
21
硝酸盐氮
mg/L
1.15
10
氯化物
mg/L
15.2
22
耗氧量
mg/L
2.49
11
硫酸盐
mg/L
13.3
23
溶解氧
mg/L
6.97
12
总铁
mg/L
0.17
(2)地址条件
根据岩土工程勘察报告,水厂厂区现场地表层分布较厚的素填土层,并夹杂大量的块石,平均厚度为5m左右,最大层厚达9.4m,该土层结构松散,工程地质性质差,未经处理不能作为构筑物的持力层,为提高地基承载力及减少构筑物的沉降变形,本工程采用振动沉管碎石桩对填土层进行加固处理.桩体填充物为碎石,碎石粒径为2~5cm,桩径为400mm,桩孔距为1m,按梅花形布置。
(3)气象条件
项目所在地属于亚热带海洋性气候,阳光充足,雨量充沛,多年平均气温22℃,绝对最高温度38.2℃(94.7.2),绝对最低温度-0.5℃(57.2.11),年平均霜冻日3.6天,最多10天。
年平均日照时数1932小时,年平均降雨量1788.6mm,日最大降雨量367.8mm(81.7.1),年平均相对湿度79%。
注意:
1班:
主导风向东北;2班:
主导风向西南风。
(4)处理要求
出厂水水质指标满足《生活饮用水卫生标准》(GB5749—2006)的相关要求。
给水处理课程设计指导书
一、目的与作用
给水处理课程设计是本专业设计类课程教学活动的有机组成部分,它和理论教学、实习教学密切相关,构成课程教学活动的主体。
课程设计的主要目的在于学习工程设计方法、培养工程观念。
通过课程设计,使学生学会主要工程节点的基本设计方法,受到专业工程师应具备的基本技能的初步训练,为今后的进一步学习和系统训练打下基础。
二、设计任务
完成给水处理厂方案设计,即在给出设计任务的基础上,完成所给资料的分析、整理,进行水厂选址,工艺流程选择,方案比较,构筑物的选型,水厂的平面和高程布置以及处理构筑物的初步设计等工作。
三、设计步骤及内容
1.资料分析与整理
结合《地表水环境质量标准》(GB3838-2002),进行原水的水质特性分析。
2.水厂选址
水厂选址的原则:
1)厂址应选择在工程地质条件较好的地方;
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)水厂应少占农田或不占农田,并留有适当的发展余地;
4)水厂应设置在交通方便、靠近电源的地方,以利于施工管理,降低输电线路的造价;
5)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,通常与取水构筑物在一起。
3.工艺流程选择
根据原水的水质特征和水厂的地形特点,选择合理的工艺流程,进行所选工艺特性的论证。
根据处理规模划分处理系列。
1)预处理的设施及参数
预氧化、预加氯等预处理的方式、药剂类型、投加量等。
一般化学预处理厂用药剂的投加量如下:
药剂投加量
序号
药剂
投加量
备注
1
氯
0.5~1.0mg/L
2
臭氧
1.0~3.0mgO3/L
3
高锰酸钾
1.0mg/L
与水中还原性物质浓度有关
2)配水井
一般按照设计规模一次建成,停留时间取30s。
为使水位稳定和便于后期改造,配水井出水端设置调节堰板;为防止调压阀误操作和失控,配水井一端设置溢流井和调节堰板。
3)混凝剂类型及加药间
(1)混凝剂的选择、混凝剂投加量确定。
常用的混凝剂投加量按照20mg/L设计。
(2)溶解池、溶药池的药液浓度和体积
混凝剂的投加浓度一般采用5%~15%(按商品固体质量计)。
混凝剂每日调配次数不超过3次。
溶液池的数量一般不少于两个,以便交替使用,保证连续投药。
溶解池的容积按溶液池容积的0.2~0.3倍计算。
(3)投加系统构成和投药控制系统选型
(4)加药间及药库布置
4)混合设施
一般要求:
Ø混合设施应使药剂投加后水流产生剧烈紊动,在很短时间内使药剂均匀地扩散到整个水体,也即采用快速混合方式;
Ø混合时间一般为10~60s;
Ø搅拌速度梯度G一般为600~1000s-1;
Ø当采用高分子絮凝剂时,混合不宜过分剧烈;
Ø混合设施与后续处理构筑物的距离越近越好,尽可能采用直接连接方式。
最长距离不超过120m;
Ø混合设施与后续处理构筑物连接的管道可采用0.8~1.0m/s。
设计内容
(1)静态混合器的选型和混合比的确定
(2)分流隔板式混合槽的参数确定(包括停留时间、流速分配等)
(3)机械混合池的参数确定(包括池型、桨式、混合时间、桨板外缘线速度等)
5)反应池/絮凝池
一般要求:
Ø絮凝过程中速度梯度G或絮凝流速应逐渐由大到小;
Ø絮凝池要有足够的絮凝时间,一般宜在10~30min,低浊、低温水宜采用较大者;
Ø絮凝池的平均速度梯度G一般在30~60s-1之间,GT值达104~105,以保证絮凝过程的充分与完善;
Ø絮凝池应尽量与沉淀池合并建造,避免用管渠连接。
如需用管渠连接时,管渠中的流速应小于0.15m/s,并避免流速突然升高或水头跌落;
Ø为避免已形成絮体的破碎,絮凝池出水穿孔墙的过孔流速宜小于0.10m/s;
Ø应避免絮体在絮凝池中沉淀。
如难以避免时,应采取相应排泥措施。
设计内容
(1)池型、个数
(2)停留时间、流速分配、水深及池宽(与沉淀池衔接)
6)沉淀池
一般要求:
平流沉淀池
Ø用于生活饮用水处理的平流沉淀池,沉淀出水一般控制在5NTU以下;
Ø池数或分格数一般不少于2座;
Ø沉淀时间一般采用1.0~3.0h;
Ø沉淀池内平均水流流速一般为10~25mm/s;
Ø有效水深一般为3.0~3.5m,超高一般为0.3~0.5m;
Ø池的长宽比应不小于4:
1,每格宽度或导流墙间距一般采用3~9没,最大为15m,当采用虹吸式或泵吸式桁车排泥时,池子分格宽度应结合机械桁车的宽度;
Ø池的长深比应不小于10:
1,采用吸泥机排泥时,池底为平坡;
Ø平流沉淀池采用穿孔墙配水时,穿孔墙在池底积泥面以上0.3~0.5m处至池底部分不设孔眼,以免冲动沉泥;
Ø泄空时间一般不超过6h;
Ø弗劳德数一般控制在Fr=1×10-4~1×10-5之间;
Ø雷诺数Re一般为4000~15000间,设计时应注意隔墙设置,以减小水力半径R,降低雷诺数;
斜管沉淀池
Ø颗粒沉降速度应实测,无试验资料时,按照下表确定;
沉降速度参考数值
原水特性和处理方法
沉降速度(mm/s)
用混凝剂处理有色水或悬浮物含量在200~250mg/L以内的浑浊水
0.35~0.45
用混凝剂处理悬浮物含量大于250mg/L的浑浊水
0.50~0.60
用混凝剂处理高浊度水
0.30~0.35
不用混凝剂处理(自然沉淀)
0.12~0.15
Ø斜管断面一般采用蜂窝六角形,其内径或边距一般采用25~35mm;
Ø斜管长度一般为800~1000左右;
Ø倾斜角一般为50º~60º;
Ø斜管上部的清水区高度不宜小于1.0m;
Ø斜管下部的布水区高度不宜小于1.5m,为使布水均匀,在沉淀池进口处应设穿孔墙或格栅等整流措施;
Ø穿孔排泥斗槽高度一般取0.8m。
设计内容
(1)池型、个数
(2)平流池:
水平流速或表面负荷、沉淀时间、水深、排泥方式和放空管计算。
(3)斜管沉淀池:
液面上升流速、颗粒沉速和斜管规格、沉淀时间、水深、排泥方式和放空管计算。
7)滤池
一般要求(普通快滤池)
Ø当要求水质为饮用水时,单层砂滤料滤池的正常滤速一般采用10~12m/h;
Ø滤池的个数应根据滤池强制滤速的要求确定,单层砂滤料滤池的强制滤速一般为10~14m/h;
Ø单个滤池的长宽比可根据单池面积大小来确定,即单池面积≤30m2时,长:
宽=1.5:
1~2.5:
1;单池面积>30m2时,长:
宽=2.5:
1~4:
1;
Ø当滤池个数少于5个时,宜用单行排列。
反之可采用双行排列;
Ø一般砂滤料粒径为:
最小粒径dmin=0.5mm,最大粒径dmax=1.2mm,不均匀系数K80≤2,滤层厚度不小于700;
Ø滤层上面水深一般采用1.5~2.0m;
Ø滤层工作周期一般采用24h,冲洗前的水头损失最大值一般采用2.0~2.5m;
Ø滤池超高一般采用0.3m;
设计内容
(1)规模与个数,布置形式。
(2)主要设计参数确定,包括滤速、滤料、滤层、工作周期、反冲洗方式和参数、反冲洗泵房、滤池工艺尺寸等。
8)加氯间的设计及平面布置
一般要求
Ø滤后或地下水加氯量为0.5~1.0mg/L;
Ø氯与水接触时间≮30min;
Ø加氯间布置应注意安全性要求;
设计内容
加氯量、加氯机和储氯量,泄氯控制,加氯间平面布置等
9)清水池的设计计算
一般要求:
Ø清水池有效容积可按供水量的10%~20%考虑;
Ø清水池进水管管径按平均时水量计算,进水管标高应考虑避免由于池中水位变化而形成进水管气阻,可采用降低进水管标高,或进水管进池后用弯管下弯;
Ø出水管管径一般按最高日最高时水量计算。
无相关资料时,按照平均时流量乘以1.2~1.4的系数确定。
Ø溢流管管径一般与进水管相同,管端为喇叭口,管上不得安装阀门;
Ø排水管管径可按2h内将水泄空进行计算,但最小管径不得小于100mm;
设计内容
个数、容积、水深、布水墙、水位监控等。
4.构筑物主要尺寸设计计算
Ø根据设计计算确定构筑物主要尺寸
Ø画出构筑物示意图
Ø进行必要的校核
5.水厂的平面布置
水厂的平面布置内容包括:
(1)水处理构筑物,如絮凝池、沉淀池、滤池、清水池、二级泵站、加药间、加氯健、滤池冲洗设施及排水泵房等,是净水厂的主体。
(2)辅助构筑物,为水处理构筑物服务的建筑物,如变配电室、化验室、机修间、仓库、食堂、值班宿舍、办公室、门卫室等。
(3)连接管(渠),水处理构筑物单元之间的连接管(渠),以及加药管槽、排泥管道、厂用水管道,雨水管道,污水管道、电缆沟槽等。
(4)道路及其他,交通运输道路、厂区绿化布置、照明设施,围墙等。
水厂附属建筑物尺寸一览表
序号
名称
面积(m2)
序号
名称
面积(m2)
1
综合办公用房
400
6
食堂
150
2
化验室
180
7
传达室
30
3
维修车间
230
8
堆场(管配件)
200
4
车库
180
9
中央控制室
150
5
仓库
150
10
二泵站及配电
1000
6.水厂的高程布置
主要反映水处理流程的水头损失和水力衔接关系。
查构筑物间连接管段水头损失,结合前面有关构筑物内部的水头损失计算结果及地形标高,确定构筑物水位标高等。
7.时间安排
课程设计时间1周,共5天。
进度安排如下:
1)资料分析、设计计算2天;
2)绘图2天;
3)整理说明书1天。
8.成果
(1)设计计算说明书一份;
(2)厂区总平面图(自定比例):
图中应表示出各工艺构筑物的确切位置,外形尺寸,相互距离、各构筑物连接沟管的位置、管径、管材、管长,其他辅助性构筑物的位置。
厂区道路、绿化及卫生防护区的布置等。
该图中各种管道以单线条表示,图中应绘出各种线条表示的图例,注明构筑物名称。
(3)工艺流程高程图(比例1:
100):
图中应标出各构筑物顶、底、水面、主要构件及沟管的设计标高,室内外地坪标高。
(4)滤池大样图(比例1:
100);
附:
方案(工艺流程)选择参考
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