淨水廠課程設計的目的在於加深理解所學專業理論，培養運用所學知識綜合分析和解決實際工程設計問題的初步能力，在設計、運算、繪圖、查閱資料和設計手冊以及使用設計規範等基本技能上得到初步訓練和提高。
課程設計的內容是根據所給資料，設計一座城市淨水廠，要求對主要處理構築物的工藝尺寸進行計算，確定水廠平面布置和高程布置，最後繪出水廠平面布置圖、高程布置圖和某個單項處理構築物(絮凝沉澱池、澄清池或濾池)的工藝設計圖(應達到初步設計的深度)，並簡要寫出乙份設計計算說明書。
（1）水廠規模：
該水廠總設計規模為9.7萬m3/d，分兩期建設，近期工程供水能力9.7萬m3/d,，遠期工程供水能力為19.
4萬m3/d。近期工程設計徵地時考慮遠期工程用地，預留出遠期工程用地。
（2）水源為河流地面水，原水水質分析資料如下：
表1 原水水質表
（3）廠區地形：（比例1:500, 按平坦地形和平整後的設計地面高程26.00m設計），水源取水口位於水廠東北方向150m，水廠位於城市北面1 km。
（4）工程地質資料
1）地質鑽探資料
表2 地質資料表
土壤承載力:20 t/m2.
2) **計算強度為186.2kpa。
3) **烈度為9度以下。
4) 地下水質對各類水泥均無侵蝕作用。
（5）水文及水文地質資料
地下水位：在地面以下1.8m
表3 水文資料表
地下水位：在地面下1.8m。
（6）氣象資料
該市位於**帶，氣候溫和，年平均氣溫15.90c，七月極端最高溫度達390c，一月極端最低溫度－15.30c，年平均降雨量954.
1mm，年平均降雨日數117.6天，歷年最大日量降雨量328.4mm。
常年主導風向為東北偏北（nne），靜風頻率為12％，年平均風速為3.4m/s。土壤冰凍深度：
0.4m。
風向玫瑰圖
給水工藝流程及主要構築物的選用，應根據設計基礎資料如：原水水質、設計規模、處理後水質要求、氣候條件、水文地質條件等，經過調查研究或參照相似條件下已有水廠的執行經驗，再結合當地操作管理水平，通過經濟技術分析綜合研究確定。
其中，水處理構築物的設計水量，應按最高日供水量加水廠自用水量確定。二級幫浦房及配水管網應按最高日最高時水量設計。 水廠自用量一般可採用設計水量的 5％～10％。
水處理構築物的設計引數必要時應按原水水質最不利情況 ( 如沙峰、低溫、低濁等 ) 下所需最大供水量進行校核。水廠設計時，應考慮任一構築物或裝置進行檢修、清洗而停運時仍能滿足生產需求。淨水構築物應根據需要設定排泥管、排空管、溢流管和壓力沖洗設施等。
當濾池反沖洗水回用時，應盡可能均勻回流，並避免有害物質和病原微生物等積聚的影響，必要時可採取適當處理後回用。
水廠原水色度約在20度，濁度一般介於60-2000ntu，原水水質毒理學和放射性指標全部達到《生活飲用水衛生標準》（gb 5749-2006）的要求。總體來說，原水水質較好，為我國《地面水環境質量標準》（gb3838-200）ⅱ類水源。而水廠出水水質需滿足《生活飲用水衛生標準》（gb 5749-2006）的要求。
綜合以上考慮，設計初步採用常規水處理工藝，流程圖如下：
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圖1 工藝流程圖
1）混合裝置：
為節省用地，選擇管式靜態混合器。它具有裝置簡單，維護管理方便；不需要土建構築物；在設計流量範圍內，混合效果好；不需要外加動力裝置的優點。
2）絮凝池：
結合水廠規模，日處理水量為9.7萬m3/d，可選用網格絮凝池，分為2組。網格絮凝池具有絮凝時間短、絮凝效果好、結構簡單的優點
3）沉澱池：
根據水廠規模，選用平流沉澱池，與網格絮凝池合建。平流沉澱池的優點是構造簡單；對水質變化的適應性強，處理效果好；操作管理方便，施工較簡單；可就地取材，造價低。
4）濾池：
選擇v型濾池，它具有執行穩妥可靠；濾料材料易得；慮床含汙能力大、周期長、慮速高、水質好；具有氣水反沖洗和水表面掃洗，沖洗效果好等優點。適合大中型水廠，滿足給水廠的條件。
5）消毒方法：
氯是目前國內外應用最廣的消毒劑，除消毒外還起氧化作用。加氯操作簡單，**較低，不需要龐大的裝置，且在管網中有持續消毒殺菌作用。
三、混凝、絮凝
3-1 混凝劑投配裝置設計
設計中採用鹼式氯化鋁，溼投方法。
1、混凝劑投加量計算：
其中 t —— 日混凝劑投加量（kg/d）；
q —— 設計水量（m3/d）；
a —— 單位混凝劑最大投加量（mg/l）。
根據給水排水設計手冊（第三冊），查得武漢長江水的混凝劑最高投加量為64 mg/l，平均投加量為24.7 mg/l。設計水量：
q=97000*（1+5%）=101850 m3/d =4243.75 m3/h=1.179 m3/s（取水廠自用水量為設計水量的5%）
當按最高投加量a=64 mg/l時計算:
當按平均投加量a=24.7 mg/l時計算:
2、水的ph和鹼度恰好在混凝劑的最佳ph值範圍內，故不需要考慮對ph進行調節。
3、混凝劑採用濕式投加，採用機械方式調製混凝劑。
4、溶液池容積：
其中 w —— 溶液池容積（m3）；
q —— 設計水量（m3/h）；
a —— 混凝劑最大投加量（mg/l）；
b —— 混凝劑的濃度，一般採用5%～20%；
n —— 每日調製次數，一般不超過3次。
設計中取a=64 mg/l， b=16%， n=2。
溶液池採用鋼混結構，單池尺寸為l×b×h=5.0×3.0×1.7（m），高度中包括保護高0.15m，沉渣高度0.15m。
溶液池實際有效容積：w1=5.0×3.0×1.4=21.0 m3，滿足要求。
溶液池按遠期執行考慮設計，設定三個溶液池，近期執行使用兩個，一用一備，遠期執行時使用三個，兩用一備。
池旁設工作台，寬1.0～1.5m，池底坡度0.
02。底部設定dn100mm放空管，採用硬聚氯乙烯塑料管，池內壁用環氧樹脂進行防腐處理。沿地面接入藥劑稀釋用給水管dn80mm一條，於兩池分設放水閥，按1h放滿考慮。
5、溶解池容積
w1＝（0.2～0.3）w2
設計中取w1＝0.28w2
w1＝0.28w2=0.28×20.35=5.698 m3
溶解池尺寸：l×b×h=2.0×1.9×1.8（m），高度中含保護高度0.3m，底部沉渣0.2m。為操作方便，池頂高出地面約0.2m。
溶解池實際有效容積：w1『＝2.0×1.9×1.5=5.70 m3
和溶液池一樣，按遠期執行考慮設計，設定三個溶解池，近期執行使用兩個，一用一備，遠期執行時使用三個，兩用一備。
溶解池採用鋼筋混凝土結構，內壁用環氧樹脂進行防腐處理，池底設0.02坡度，設dn100mm排渣管，採用硬聚氯乙烯管。給水管管徑80mm，按10min放滿溶解池考慮，管材採用硬聚氯乙烯管。
6.溶解池攪拌裝置
溶解池採用機械攪拌。攪拌裝置查《給水排水設計手冊》第11冊，選用zj-700型折槳式攪拌機。攪拌裝置應進行防腐處理。
給水廠設計說明書
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