辽宁工程技术大学
本科毕业设计（论文）开题报告
题 目 四川内江市给水工程——除铁锰设计 给水厂设计 指 导 教 师 狄军贞 院（系、部） 建筑与工程学院 专 业 班 级 给排水专业09-2班 学 号 0909030223 姓 名 尤云飞 日 期 2013.03.27
教务处印制
一、选题的目的、意义和研究现状
（一）选题的目的和意义 我国是水资源短缺和污染比较严重的国家之一。从全国情况看，目前城市缺水严重，已造成严重的经济损失和社会环境问题。缺水城市分布将由目前集中在三北(华北、东北、西北)地区及东部沿海城市逐渐向全国蔓延。 节约用水、治理污水和开发新水源具有重要的意义。 本次水处理设计主要针对内江市给水处理厂的净水设计，这次设计可以提高自己的动手能力和独立思考的能力及创新能力；对给水工程设计有更深层的理解，有助于我以后的研究工作，同时让我更加体会到整个专业对社会发展的意义，明确整个给水排水行业的发展方向，认识到整个行业存在的问题。 通过本次毕业设计，熟悉并掌握给水工程的设计内容、设计原理、方法和步骤，学会根据设计原始资料正确地选定设计方案，正确计算, 具备设计中、小城镇水厂的初步能力。对取水工程、输水管道、净水厂进行设 （二）研究现状 随着工业和社会的飞速发展，水体富营养化危机日益严重，水中氮磷元素含量大幅增加。人们对含藻类类水的处理日益关注，尤其对藻毒素的重视。目前国内外对臭氧除藻，加氯除藻的原理及作用，取得较大的进步，但臭氧除藻造价高，加氯除藻副产物危害大。普及工艺等方面还存在一些有些滞后和不合理的因素，有待于进一步改进。 近些年来，我国给水事业无论在科学理论或生产工艺各方面都有了飞跃的发展与进步，并取得丰硕的成果，这些成果有的已经接近或达到国际先进水平，有力地推动了国民经济的发展。但从总体看我国给水工艺与世界先进技术相比还有一定距离。近年来，由于工业的日益发展，人类生活水平不断发展提高，以及活动范围的逐渐扩大，各国的水体都出现了不同程度的污染。目前已知的有机化合物达400万种，人工合成有机物达4万之多。现已能用现代检测技术从原水中检测出来的已达2千2百余种。 我国一直使用混合、絮凝、沉淀、过滤等组成的常规水处理工艺，这种工艺在广泛的实践应用中被证实为可行的，并为世界各国所接受，该工艺虽以去除浊度为主要目的，但是随着浊度的降低，吸附于胶体颗粒的有机物也相应降低，各种微生物和病毒也能随浊度的去除而减少，从而满足用水水质的各项要求。 不过该工艺仅是一种给水处理的通式具有一定的局限性，特别是对某些特殊水质的 1
处理能力有限，如：低温低浊水、高浊度水、有机污染物过多的水等等。即使对常规水质的处理在供水水质标准日趋严格的情况下也变得力不从心。因此，对给水常规工艺的优化处理已经成为一个重要的课题。 （1）混凝技术 絮凝效果如何关键在于絮凝剂的选择上，加强混合、絮凝就是指采用高效混凝剂、采用合理助凝剂等措施来提高絮凝效果。在絮凝技术发展史上，60年代开发了无机盐类的絮凝剂（如硫酸铝、氯化铝、氯化铁等），但其处理效果不理想；进而研制的高分子聚合无机盐型絮凝剂（如聚合氯化铝、聚合硫酸铁等）在水处理中收到了很好的效果，但在其使用过程中会对环境产生一定的二次污染，尤其是铝离子。在这种情况下，其有用量少，絮凝速度快的有机高分子絮凝剂得到了较广泛应用，如聚丙烯酰胺。但其残留物不易被生物降解，造成二次污染，使其应用范围广，易生物降解、对环境安全、无二次污染的新型的被称为第三代絮凝剂的微生物絮凝剂就成为必然，且因微生物絮凝剂可以采取生物工程的手段实现产业化，因而具有广阔的应用前景。80年代中后期加强混合才成为给水界最强调的观点，因而也陆续出现了多种混合设备。有水力隔板混合、水泵混合、机械混合、混合池、槽等以及近几年应用于给水行业上的静态混合器。 （2）沉淀技术 沉淀工艺之所以被广泛采用主要是由于沉淀截留的污泥量大，而且构造简单，管理方便以及经营费用低。对于悬浮物质含量较多的原水，沉淀则是净水中必不可少的手段。在一般情况下，沉淀池在整个净水系统中担负着去除80％～90％的悬浮固体。随着技术的发展，沉淀池出现了多种形式。 ① 平流式沉淀池 平流式沉淀池是净水厂设计中应用较早也是较普遍的一种沉淀形式，它既可用作虑前沉淀处理，也可用作预沉或最终沉淀处理。主要特征是构造简单，池深较浅，造价低，沉淀效果稳定，操作管理方便。主要缺点是平面面积较大，池深较浅，因而常限制后续滤池的选用。 平流沉淀池一般适宜用作大、中型水厂的混凝沉淀，尤以大型水厂更为经济、合适。对于沉淀作为最终处理的工业用水，常可根据出水水质的要求来控制加药量，节省药耗。 ② 斜管沉淀池 由于平流沉淀池存在着许多缺点和不足，80时年代后期出现了斜管（板）沉淀池。 2
斜管（板）沉淀池是把与水平面成一定角度（一般为60°左右）的众多斜管（板）放置于沉淀池中构成，水从下向上流动，颗粒则沉于斜管（板）底部或中部，当颗粒积累到一定程度时，便自动滑落下来。 斜管（板）沉淀源于英国人提出的浅层沉淀理论，其理论特征是颗粒的沉淀效率是沉淀面积的函数，面积越大，沉淀效率越高。当沉淀池流量与颗粒沉降速度一定时，其沉降速率与水平沉降面积成正比。在池中装置了斜管（板）以后，斜管（板）的水平投影面积就是所增加的沉淀面积，因此可以大幅度地提高沉淀效率；装置了斜管（板）以后，颗粒的沉淀距离大大缩短了，由原来的池深缩短到两相邻斜管（板）的垂直距离，从而大大减少了沉淀时间；在池中装置了斜管（板）以后，水流从管（板）间通过，由于加大了过水断面的湿周，减小水力半径，在同样的流速下，可以降低雷诺数，从而提高了水流的稳定性，促进了矾花颗粒从水中分离，有利于矾花的稳定。 （3）过滤技术 过滤在水处理上一般称为二级处理，通常是设于沉淀、澄清、气浮等一级设备之后，用来进一步降低水中浊度。最早的过滤是使用慢滤池。这是利用生物膜过滤工艺。慢滤池出水水质高，但生产效率低。当前国内外过滤过程多使用快滤池以提高生产效率。快滤池的过滤机理是接触絮凝。快滤池发展历史已百余年，创造出多种池型，有四阀滤池、双阀滤池、虹吸滤池、无阀滤池、压滤罐等。大型水厂多使用四阀滤池及其改型的双阀滤池。从滤料上看，使用单层砂滤料和砂、煤双层滤料的较多，三层滤料及三层以上滤料应用较少。 国外先进国家的过滤设备与我国相比在三个方面有较大改进：①滤料品种、级配的改进；②辅助冲洗的普遍应用；③自用水的降低。滤料品种和级配的改进方面，我国使用的砂滤料，粒径一般在0.45～1.1毫米，不均匀系数K80一般选在1.6～2.0，无烟煤滤料一般作为双层滤池的轻质滤料，粒径多为1.0～2.0，不均匀系数K80多为2.0左右。 （4）消毒技术 传统的消毒剂如氯气、次氯酸钠、氯胺等在消毒过程中容易产生消毒副产物从而给人类的健康带来不良的影响。因此，水处理工程师们一致致力于寻找一种更加安全可靠的消毒剂。研究表明：二氧化氯是一种比氯气更加优良的消毒剂。它具有以下一些优点：①二氧化氯在水体中是氧化剂而不是氯化剂，它不与水体中有机物发生取代或加成反应而生成对人体健康有危害的各种致癌物。②二氧化氯的氧化能力是氯气的5倍，在达到 3
同样消毒效果的前提下，所需的二氧化氯的剂量比氯气少得多。③二氧化氯在广泛的pH值范围内都具有良好的杀菌能力。④在一定的范围内，二氧化氯的杀菌能了随着温度而升高。⑤对病毒、芽孢，二氧化氯均能迅速有效地去除。⑥二氧化氯能氧化水中的有机物，降低水体的BOD值。 我国给水工艺与世界先进技术相比还有一定距离，相信有差距才会有进步。作为一名给水工作者，我感觉身上担子更重了，我会认真独立的完成本次设计，熟练的掌握专业知识，带着过硬的专业知识走向工作岗位，为我国给水事业的发展贡献一份力量。 二、研究方案及预期结果
（一）研究内容 1. 取水工程 包括取水构筑物和取水泵站。确定取水方案及位置、取水构筑物形式和设备设计计算并绘图。 2. 输配水工程 包括二级泵站，输水管。设计计算输水管道工程并绘图。 3. 净水工程 包括水处理构筑物和清水池。确定水处理方案与选择构筑物型的尺寸及设备选择计算并绘图。 （二）研究方案 1. 取水构筑物的设计 取水构筑物的选择原则 1）设置在水质较好的地点 2）具有稳定的河床河岸、靠近主流、有足够的水深 3）具有良好的地质地形及施工条件 4）靠近主要用水地区 5）应注意河流上的人工构筑物或天然构筑物 取水构筑物分类有固定式和活动式。固定式又分为岸边式，河床式，斗槽式。 目前在国内的取水构筑的建设中活动式运用的极少,其不利于管理维护。一般均采用固定式。固定式在运行起来比较稳定，对环境的适应性强，使用寿命长久，以此优点 4