第一章：水厂设计资料及设计原则
1.1设计资料
一、设计题目
郑州二七区净水厂工艺设计
二、设计基础资料
1、城市用水量：83000 m3/d。
2、厂址区水文地质资料
厂址区土质为亚粘土，冰冻深度-0.3m，地下水位为-6m，年降水量1500 mm，年最高气温38.5℃，最低气温-10℃，年平均气温20℃。
3、厂址区地形资料
厂址区地形平坦，地面标高148.00m。
4、水源资料
水源为地面水源，水量充沛；河流最高水位145m，最低水位136m，常水位140m。水质符合饮用水源的Ⅱ类水质标准，浊度为100度。
5、气象资料
该市属于亚热带季风气候，常年主导风向东北风和南风。
三、设计内容
1、确定净水厂设计规模
2、工艺流程选择；
3、水处理构筑物选型及工艺设计计算；
4、平面布置，绘制水厂总平面布置图；
5、进行水力计算与高程布置计算，绘制高程布置图。
四、设计成果及要求
设计说明书1份；图纸2张。
1、设计说明书
3-5万字，300字左右的摘要要有中英文对照。
内容包括：①摘要（前言）；②目录；③概述（简单说明设计任务、设计依据、设计资料等）；④处理流程阐述；⑤构筑物的设计计算；⑥平面布置说明；⑦高程布置计算；⑧设计中需要说明的问题。
设计说明书应有封面、前言、目录、正文、小结及参考文献。包括设计依据、设计基础资料、水厂规模确定、工艺流程选择方案、各处理构筑物的选型及设计计算、总体布置说明等。应包括设计中的阐述说明及计算成果，应简明扼要、文理通顺、段落分明、字迹清晰工整，内容应系统完整，计算正确，草图和表格不得徒手草绘，图中各符号应有文字说明，线条清晰，大小合适，装订整齐。
2、设计图纸
内容包括：
①水厂平面布置图（比例1:500-1:1000）。图中应表示出各构筑物平面坐标，图左下角为零坐标；辅助建筑物位置；厂区道路、绿化等，还应有管线图例，构筑物一览表。
②高程布置图（横向比例1:500-1:1000，纵向比例1:50-1:200）。图中应标出各构筑物的顶、底、水面、连接管渠标高、地面标高。
上述图纸应注明图名及比例，图中文字一律用仿宋字体书写，图中线条应粗细主次分明，图纸一律用2号图，图右下角留出标题栏。设计图纸应基本达到技术（扩大初步）设计深度，准确地表达设计意图；图面力求布置合理、正确、清晰、比例合适，符合工程制图要求及有关规定。
1.2设计原则
水厂的设计原则：
1.水处理构筑物的处理能力，应以最高日用水量加水厂自用水量来进行设计，
并以原水水质最不利情况进行校核。
2.水厂应按近期设计，考虑远期发展。根据使用要求和技术经济合理性等因素对近期工程亦作分期建造的安排。对于扩建、改建工程，应从实际出发，充分发挥原有设施的效能，并应考虑与原有构筑物的合理配合。
3.水厂设计中应考虑个构筑物或设备进行检修、清洗及部分停止工作时，仍能满足用水要求。
4.水厂机械化和自动化程度，应本着提高科学管理水平和增加效益的原则，根据实际生产要求，技术经济合理性和设备供应情况，妥善确定，逐部提高。
5.设计中必须遵循设计规范的规定。
第二章：水厂规模的确定
设计规模为83000d
m/3,水厂自用水量按5%计算，则水厂的设计水量为：Q=83000×1.05=87150d
m/3.
根据水厂设计水量1万～5万d
m/3中型水厂，10
m/3小型水厂，5万～10万d
万d
m/3以上为大型水厂的标准可知水厂为中型水厂。
第三章：总体设计
3.1净水工艺流程的确定
根据《地面水环境质量标准》（GB－3838－88），原水水质符合地面水Ⅱ类水质标准，综合分析后确定工艺流程如图3.1所示：
原水混合混凝沉淀过滤消毒清水池二级泵站
3.1图水处理流程图
3.2 处理构筑物及设备型式选择
3.2.1药剂溶解池
设计药剂溶解池时，为便于投置药剂，溶解池的设计高度一般以在地平面以下或半地下为宜，池顶宜高出地面0.20m左右，以减轻劳动强度，改善操作条件。溶解池的底坡不小于0.02，池底应有直径不小于100mm的排渣管，池壁需设超高，防止搅拌溶液时溢出。
由于药液一般都具有腐蚀性，所以盛放药液的池子和管道及配件都应采取防腐措施。溶解池一般采用钢筋混凝土池体，若其容量较小，可用耐酸陶土缸作溶解池。
投药设备采用计量泵投加的方式。采用计量泵（柱塞泵或隔膜泵），不必另备计量设备，泵上有计量标志，可通过改变计量泵行程或变频调速改变药液投量，最适合用于混凝剂自动控制系统。
3.2.2混合
根据快速混合的原理，实际生产中设计开发了各种各样的混合设施，主要可以分为以下四类：水力混合、水泵混合、管式混合和机械混合。
在混合方式上，由于混合池占地大，基建投资高；水泵混合设备复杂，管理麻烦，机械搅拌混合耗能大，管理复杂，相比之下，管式混合具有占地极小、投资省、设备简单、混合效果好和管理方便等优点而具有较大的优越性。
管式混合是利用原水泵后到絮凝反映设施之间的这一段压水管使药剂和原水混合的一种混合设施。主要原理是在管道中增加一些各种结构的能改变水流水力条件的附件，从而产生不同的效果。
所以本次设计使用管式静态混合器。
3.2.3混凝
混凝反应设备一般分为水力搅拌式与机械式两类。
由于水力搅拌，是用水流来控制搅拌强度，消能小，成本低的特点。我国国内常见的有隔板式絮凝池，涡流式絮凝池，穿孔旋流絮凝池，折板絮凝池。其中隔板式絮凝池，池中的整流隔板起到搅拌作用，搅拌的强度由水的流速和隔板数控制。这种设备构造简单，施工方便，且一般与平流式沉淀池配合使用。
所以此次设计采用往复式隔板絮凝池。
3.2.4沉淀
按水流方向，沉淀池可分为平流式沉淀池、辐流式沉淀池、竖流式沉淀池。在给水处理中，平流式沉淀池应用很广。原水经投药，混合与絮凝后，水中悬浮物逐渐形成粗大的絮凝体，通过沉淀池分离以完成澄清过程。
平流式沉淀池，具有适应性强、处理效果稳定和排泥效果好等特点，相比之下虽然斜管沉淀池沉淀效率高，占地小。但斜管沉淀池后期维护周期长、费用高，不适合中小型水厂。同时一般平流式沉淀池配合隔板式絮凝池使用，所以更加肯定此次设计平流式沉淀池更适合。
所以本设计采用平流式沉淀池。
3.2.5过滤
在给水处理工艺中过滤设备用来截留水中所含的悬浮固体，以进一步降低水的浊度。
V形滤池是法国德格雷蒙公司设计的采用气水反冲洗的一种快滤池，因池壁两侧的进水槽设计成V字形得名。其特点有，采用气水反冲洗，滤料不发生水力分级，整个滤层沿深度方向的粒径分布基本均匀，可使用均质滤料；深层过滤，滤层含污能力大，水头损失增长缓慢，过滤周期长达30-40h，且出水水质好。气水反冲洗，滤料流态化前剪切力最大，再加上空气振动，表面水扫洗，使滤料
冲洗得很干净，且不会流失，同时冲洗水量大大减少，提高滤池产水效率。
所以本次设计使用V形滤池。
3.2.6消毒
水的消毒处理是生活饮用水处理工艺中的最后一道工序，其目的在于杀灭水中的有害病原微生物（病原菌、病毒等），防止水致传染病的危害。
氯及氯化物消毒被广泛应用，氯消毒的加氯过程操作简单，价格较低，且在管网中有持续消毒杀菌作用。虽然二氧化氯，消毒能力较氯强而且能在管网中保持很长时间，但是由于二氧化氯价格昂贵，且其主要原料亚氯酸钠易爆炸，国内目前在净水处理方面应用尚不多。
所以本次设计采用氯及氯化物消毒。
第四章：混合
4.1混凝剂投配设备的设计
在混凝剂与待处理水体进行反应之前，一般需要对混凝剂进行预处理。混凝剂的投加一般分为两种，一种为干投一种为湿投，通常情况下采用湿投较合适。对于固体状或颗粒状混凝剂，先加以溶解，配制成为一定能浓度的溶液，再投加到待处理水中。本应根据原水水质分析资料，用不同的药剂作混凝试验，并根据货源供应等条件，确定合理的混凝剂品种及投药量。
混凝剂选用聚合铝，包括聚合氯化铝（PAC ）和聚合硫酸铝（PAS ）等，具有混凝效果好、对人体健康无害、使用方便、货源充足和价格低廉等优点，因而使用聚合铝作为水处理的混凝剂。 取混凝剂最大投加量为30mg/L 。 4.1.1溶液池
溶液池投加药剂以计量泵为投加设备，该种方法进行投加药品可以利用变频泵做到用药量上的精确控制。池周围有工作台，底部设有放空管。必要时设溢流装置。
溶液池容积按下式计算：
W 2=
cn
aQ
417 式中 W 2－溶液池容积，3m ；
Q －处理水量，3/m h ；
a －混凝剂最大投加量，mg/L ； c －溶液浓度，取10%； n －每日调制次数，取n ＝2。
代入数据得：W 2=
cn aQ
417=06.132
241041705.18300030=?????m 3（考虑水厂的自用水量5%）
溶液池设置两个，每个容积为W 2，以便交替使用，保证连续投药。 取有效水深H 1＝1.2m ，总深H ＝H 1+H 2+H 3（式中H 2为超高，取0.3m ；H 3为贮渣深度，取0.2m ）＝1.2+0.3+0.2＝1.7m 。
溶液池形状采用矩形，尺寸为长×宽×高＝4m ×3.5m ×1.7m 。溶液池的有效容积为4m ×3.5m ×1.2m=16.8m 3>13.063m ,满足要求。
池旁设工作台，宽1.0~1.5m ，池底坡度为0.02。底部设置DN100mm 放空管，采用硬聚氯乙烯塑料管，池内壁用环氧树脂进行防腐处理。沿地面接入药剂稀释用给水管DN80mm 一条，于两池分设放水阀门，按1h 放满考虑。 4.1.2溶解池
溶解池容积W 1=0.3W 2有效=0.3×16.8=5.04m 3 溶解池一般取正方形，有效水深H 1＝1.0m ，则： 面积F ＝W1/H 1得到边长a ＝F 1/2＝2.24m ；
溶解池深度H ＝H 1+H 2+H 3 （式中H 2为保护高，取0.3m ；H 3为贮渣深度，取0.3m ）＝1.0+0.3+0.3＝1.6m
溶解池形状采用矩形，尺寸为长×宽×高＝2.3m ×2.3m ×1.6m 。有效容积为2.3m ×2.3m ×1m=5.29m 3>5.043m ,满足要求。
和溶液池一样，溶解池设置2个，一用一备。 溶解池的注水时间采用t ＝15min ，则注水流量
s L t q /6.515
601000
04.560W 1=??==
查水力计算表得注水管管径0d ＝100mm ，相应流速0.75m/s 。溶解池底部设管径d ＝100mm 的排渣管一根。
溶解池搅拌装置采用机械搅拌：以电动机驱动浆板或涡轮搅动溶液。 4.1.3配水井
设计流量Q=1.01m 3/s=60.5m 3/min ，水力停留时间T=4.0min 配水井体积：V=QT=60.5×4=242m 3 配水井平面尺寸：A=L ×B=8×8=64㎡
有效水深H=242/64=3.8m ，超高0.4m ，井深4.2m 4.1.4投药管
投药管流量 s l W q /40.060
60241000
28.16606024100022≈????=????=
查水力计算表得投药管管径d ＝50mm ，相应流速为0.20m/s 。 4.1.5药剂仓库设计计算
混凝剂为聚合铝，每袋质量是40kg ，每袋规格为0.50.40.2m m m ??，最大投药量为30mg
L
，水厂设计水量为3018.753
m
h
。药剂堆放高度为1.5 m ，药
剂储存期为30 d 。
聚合铝的袋数为：163040
65205
1000303024≈=????=w Q N
药剂堆放面积为：3.54)
2.01(5.12
.04.05.01630)1(=-????=-=
e H NV A 取552m
仓库平面尺寸为：255511m L B =?=?。 4.1.6加药间
加药间尺寸：两个溶液池，两个溶解池，一个药剂仓库，面积一共
229458.9355229.5214m m ≈=+?+?，考虑过道和预留面积满足要求的长宽选择
为 长: 12m 宽：10m 4.2混合设备
在给排水处理过程中原水与混凝剂，助凝剂等药剂的充分混合是使反应完善，从而使得后处理流程取得良好效果的最基本条件，同时只有原水与药剂的充分混合，才能有效提高药剂使用率，从而节约用药量，降低运行成本。 管式静态混合器是处理水与混凝剂、助凝剂、消毒剂实行瞬间混合的理想设备：具有高效混合、节约用药、设备小等特点，它是有二个一组的混合单元件组成，在不需外动力情况下，水流通过混合器产生对分流、交叉混合和反向旋流三个作用，混合效益达90-95%。 4.2.1设计流量
01.13600
2405
.183000=??=
Q m 3/s
4.2.2设计流速
静态混合器设在絮凝池进水管中，设计流速v=1.1m/s ，则管径为：
m D 081.11
.114.301
.14=??=
采用D=1200mm ，则实际流速s m v /89.0= 4.2.3混合单元数
按下式计算
37.236.23.05.0=≥--D v N
取N=3，则混合器的混合长度为：
m ND l 96.32.131.11.1=??==
4.2.4混合时间
s v l T 45.489
.096.3===
4.2.5水头损失
m N g v h 16.038.9289.02.143.122
4.02=???==ζ
4.2.6校核GT 值
1
3
55695.55545
.41014.116.09800--≈=???==
s T h G μγ (1000~500s -1) 2000247445.4556≥=?=GT （符合水力校核）
第五章 絮凝反应池
5.1.1絮凝设备的设计
隔板式絮凝池，池中的整流隔板起到搅拌作用，搅拌强度由水的流速和隔板数控制。设备构造简单，施工方便，停留时间一般为20-30min ，适用于水量变化不大的情况。
所以本次设计采用往复式隔板絮凝池。 5.1.2设计参考参数
根据设计手册和规范，基本设计参考参数如下，絮凝时间为20min ，设计水量为87150m 3/d 。有效容积594.4m 3，池长19.85m,池宽17.0m 。隔板间距0.60m ，水深2.06m ，流速0.5m/s ， 池子超高0.3m 。总水头损失0.31m 。絮凝池为2个。
5.2絮凝池容积设计计算
1210205.60=?==QT V m 3 (min 20=T ）絮凝池为2个所以池子容积设计为6052
121022===
V V m 3 5.3池长度设计计算
m BH V l 3.1706
.217605'=?==
(取B=17m H=2.06m ) 5.4隔板间距设计计算
'
3600vH Q
a =
挡板 1 2 3 4 间距（m) 0.60
0.60
0.75
1.10
5.5平均流速梯度设计计算
1
3
5420
1016031.08.960--=????==
s T h G μγ （一般G 为30-601-s )
第六章 沉淀
6.1沉淀澄清设备
平流沉淀池应用较多，它的进水来自絮凝池，经过穿孔花墙，在整个池断面
内均匀布水。絮凝体约在池端31
池长度内沉淀最多，下沉污泥由排泥管或刮泥机
械排除。清水经出水槽（三角溢流堰）流出。平流沉淀池常设在絮凝池后端。平流沉淀池宜采用长、狭、浅的池形，可减少短流，保持稳定运行。平流式沉淀池对水质，水量变化适应性强，处理效果稳定，构造简单，池深度较浅，造价低廉，管理方便，采用机械排泥效果也好。 所以此次设计采用平流式沉淀池。 6.2设计参考参数
根据设计手册及规范，基本参考参数如下，设计流量为87150m 3/d ，单池设计净水水量50000m 3/d ，一般平流式沉淀池应为2只，单池水平流速15mm/s ，单池中水停留时间1h ，单池长度为54m ，单池宽度16.50m ， 单池高为2.8m ，水深2.5m 。
6.3单池池长设计计算：
m vT L 5411015360036003=???==-
取设计水平流速（s m v s mm v /1015;/153-?==） 6.3单池池平面积设计计算
233.8335.21
2450000m H QT v Q F =?÷===
6.4单池池宽设计计算
m L F B 43.1554
33.833===
取设计宽度B=16.5m 所需分格数35
.55
.16===
b B n 池高设计值去水深2.5m ，超高0.3m ，池高为2.8m
6.5单池尺寸约为
38.24948.250.1654m LBH V =??==
6.6出水槽设计计算
出水槽采用三角锯齿堰，应设在平流式沉淀池末端10m 处
单池设置2个出水槽，其中单个出水槽宽度为75cm ，槽深50cm ，间隔5m 。 6.7排泥设备
采用SHX 型虹吸式单侧吸泥机 其尺寸如下表参考： 轨
距L(mm) L(mm)
b(mm)
C(mm)
B(mm)
H(mm)
n ×d
A(mm)
16000
16296
2200
200
3250
1600
'''
'32
1
112≈?
2600
第七章 过滤
7.1滤池的布置
采用滤池数N=4，两两合建，共两座，按单层滤料设计，采用石英砂为滤料。 7.2滤池的设计计算 7.2.1设计参考参数如下：
滤料：石英海砂，L kg /65.2=ρ，粒径0.95-1.3mm ，不均匀系数k80=1.0-1.3 滤层厚度1.2-1.5取1.3
滤速：7-15m/h 。沙上水深1.2-1.3m,分别取10m/h ，1.3m 反冲洗强度：
气反冲洗时：空气冲洗强度为14-172/sm l 横向扫洗强度1.4-2.02/sm l
气水反冲洗时：空气冲洗强度为14-172/sm l 水冲洗强度为4-52/sm l 横向扫洗强度为1.4-2.02/sm l 水反冲洗时：水冲洗强度为4-52/sm l 横向扫洗强度为1.4-2.02/sm l
滤头：采用QS 型长柄滤头，每平方米布置48-56个 7.2.2滤池面积和尺寸
滤池工作时间为24小时，冲洗周期为48h ，每次冲洗时间为10min 。（气反冲洗4min 。气水反冲洗4min ，水放冲洗时间为2min ）时间工作时间为：
h T 92.2360
4810
2424=??-
=
滤池面积：234792.231083000m vT Q F =?==
采用滤池数N=4，两两合建，共两座。 每个滤池的面积275.864
347m N F f ===
查表可直接取B=4m L=11m 的滤板，实际滤池面积为2882114m f =??=
校核强度滤速：
在机械搅拌澄清池之后，将出水用管道连接，因此，在胶合滤速时，可以按三个池子工作，一个池子冲洗，三个池子分担一个池子的流量如下：
s m s m N N /14/33.133
10
4110≤=?=-? 7.2.3滤池高度
清水库高度 ：m h 8.01= 承托层高度：m h 1.02= 滤料层高度：m h 3.13=
砂面上水深：m h 3.14=（反冲洗时水位下降至派水槽顶，水深0.5m ） 超高：m h 8.05=
总高：m h h h h h H 3.48.03.13.11.08.054321=++++=++++= 7.2.4进水系统设计与计算。 (1)每座滤池进水总流量s m Q q /505.02
01.123===
进水渠宽:m Q b 90.09.05
2
==
进水渠中正常水深:m b h 13.19.025.125.10=?== 渠中平均流速s m b h q v /50.09
.013.1505.000=?==
每个滤池进水量s m q q /253.02
505.0232=== 水力半径m h b bh R 322.013
.129.013.19.0200=?+?=+=
(2)进水方孔的边长
m v q l 50.05
.02253.02022=?==
取m l 5.02=,s m v /57.02=
孔口面积按孔口淹没出流公式计算
gh A Q 28.0= 式中Q 按强制流量计算
s m q Q /380.02
253
.032332=?==
gh
Q
A 28.0=
取h=0.1m
234.0m A =
中间方孔的面积按横向扫洗的水量计算
)154.0(m 138.038
.0154
.034.02'==?==
反反q Q Aq A 边长m l 5.02=
侧孔面积2'''2.014.034.0m A A A =-=-= 边长=0.4m
注：两侧各一个进水方孔，用枕形充气橡胶阀来控制，待滤水进入方孔反冲洗时，此两方孔关闭。中间另设一常开方孔，滤池反冲洗时，表面扫洗水面。此方孔经过溢流堰进入
(3)横向扫洗小孔的设计与计算：
要点：小孔中心标高比反冲洗水位低0.8-1.2cm ，V 型槽内水由小孔出流时呈半淹没出流，横向扫洗作用最佳。 扫洗冲洗强度为22/sm l
所需水量s m qF q /1344.0162.423=??==? V 型槽底设d=0.025m 的圆孔每槽80个
总面积为2
2
24.02025.080m =??π V 型槽倾角取45度，垂直高度为1m ，壁厚0.05m 。 (4)气水反冲洗系统设计与计算 7.2.5配气系统的设计计算：
V 型滤池采用QS 型长柄滤头，每平方米布置55个 QS 型长柄滤头. 空气干管（每只滤池）：取空气干管内的流速s m v /5= 气反冲洗的强度为s l /16 单池面积288m f =
s m qf q /408.188163=?==? 取D=600mm 孔口直径：
设孔口数为40，每边为20个 每个孔的通气量为
s m /0352.040
408
.13= 每个孔口流速s m v n /10=
mm m dn 67067.010
14.34
0352.01==??=
（2） 配水干管（每只滤池）
干管流量： s fq q /m 352.0004.0883=?==水? 干管中水流流速V 水=1.5m/s
m v q D 547.05
.114.3352
.044=??=
=
水
水π?
取D 水=550mm V 水`=1.48m/s 孔口计算：
设孔口数为40，每边为20个
s q q n /m 0088.040
352
.04032==
=
? 取s
m v n /2.12=
m v q l n n n 54.02
.1352
.02
22==
=
（3）校核气水分配渠的末端所需的最小截面和： 253.05
408
.142.1352.0m v q v q A =+=+=
气反气水反水
末端截面积2'54.0154.0m A =?= 0.53≤0.54 符合要求 5.2.6排水系统的设计与计算 （1）槽内水超高m 07.0=超H （2）%25?≤f f 排
（3）两V 形槽中心距1.5-2m （4）冲洗排水槽的出口流量：
s m n qF Q t /44.01000
88
510003=?==
（q 取2/5sm l ) （5）断面模数：
34.044.0475.0475.04.04.0=?==t q χ
(5)为了防止排水槽间的流速增高而把滤料带进槽内，冲洗排水槽口距末膨胀时滤料表面的高度为H （m)
m eH H 565.107.006.034.05.23.1%4507.05.23=++?+?=+++=δχ （其中%45=e ，m 06.0=δ）
校核：冲洗排水槽总面积与滤池总面积之比
25.00425.0/1≤=??F L χ
7.2.7清水系统的设计与计算： （1）清水总流量s m Q /505.03= 清水渠断面由结构来定。
每个滤池的清水管流量s m q /25.037= 取管径D=600mm,s m v /89.0=
第八章 消毒
8.1消毒的计算 加药量的确定
水厂设计水量为h m d m Q /25.3631/8715005.183000331==?= 最大投氯量为a=3mg/L 现加氯量为：
h kg aQ Q /894.1025.36313001.0001.01=??== 储氯量（按一个月考虑）为：
月/7844894.102430kg G =??= 8.2加氯间的布置
水厂所在地主导风向为东北风，加氯间靠近滤池和清水池，设在水厂的西南部。 在加氯间、氯库低处各设排风扇一个，换气量每小时8～12次，并安装漏气探测器，其位置在室内地面以上20cm 。设置漏气报警仪，当检测的漏气量达到2～3mg/kg 时即报警，切换有关阀门，切断氯源，同时排风扇动作。
为搬运氯瓶方便，氯库内设单轨电动葫芦一个，轨道在氯瓶正上方，轨道通到氯库大门以外。
加氯间外布置防毒面具、抢救材料和工具箱，照明和通风设备在室外设开关。 在加氯间引入一根DN50的给水管，水压大于20mH2O ，供加氯机投药用；在氯库引入DN32给水管，通向氯瓶上空，供喷淋用。
一．总论 1.1 设计任务及要求 净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，设计一座城市净水厂，要求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、高程布置图和某个单项处理构筑物（絮凝沉淀池、澄清池或滤池）的工艺设计图（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 水厂规模 该水厂总设计规模为***万m3/d，分两期建设，近期工程供水能力***万m3/d,，远期工程供水能力为***万m3/d。近期工程设计征地时考虑远期工程用地，预留出远期工程用地。 1.2.2 原水水质资料 水源为河流地面水，原水水质分析资料如下：
1.2.3 厂区地形 地形比例1:500，按平坦地形和平整后的设计地面高程32.00m设计，水源取水口位于水厂东北方向150m，水厂位于城市北面1km。 1.2.4 工程地质资料 (1) 表土砂质粘土细砂中砂粗砂粗砂砾石粘土砂岩石层 1m 1.5m 1 m 2 m 0.8m 1 m 2 m 土壤承载力:20 t/m2. (2)地震计算强度为186.2kPa。 (3)地震烈度为9度以下。 (4)地下水质对各类水泥均无侵蚀作用。 序号项目单位数量备注 1 历年最高水位m 34.38 黄海高程系统，下同 2 历年最低水位m 21.47 频率1％ 3 历年平均水位m 24.64 4 历年最大流量m3/s 14600 5 历年最小流量m3/s 180 6 历年平均流量m3/s 1340 7 历年最大含砂量kg/m3 4.82 8 历年最大流速m/s 4.00 9 历年每日最大水位涨落m/d 5.69 10 历年三小时最大水位涨落m/3h 1.04 地下水位：在地面以下1.8m 1.2.6 气象资料 该市位于亚热带，气候温和，年平均气温15.90C，七月极端最高温度达390C，一月极端最低温度－15.30C，年平均降雨量954.1mm，年平均降雨日数117.6天，历年最大日量降雨量328.4mm。常年主导风向为东北偏北（NNE），静风频率为12％，年平均风速为3.4m/s。土壤冰冻深度：0.4m。
水质工程学Ⅱ思考题 第12章其它处理方法 一、不定项选择题 1. A; ; ; ; 二、问答题 1. 酸碱中和处理时，需考虑那些因素 答：选择中和方法时应考虑下列因素 （1）含酸或含碱废水所含酸类或碱类的性质、浓度、水量及其变化规律； （2）首先应寻找能就地取材的酸性或碱性废料，并尽可能加以利用； （3）本地区中和药剂和滤料（如石灰石、白云石等）的供应情况； （4）接纳废水水体性质、城市下水道能容纳废水的条件,后续处理（如生物处理）对pH值的要求等。 2. 试述电解法处理废水的基本原理。 答：电解过程中，阴极放出电子，使废水中某些阳离子因得到电子被还原，阴极起还原剂的作用。阳极得到到电子，使废水中某些阴离子因失去电子而被氧化，阳极起氧化剂的作用。废水进行电解反应时，废水中的有毒物质在阳极和阴极分别进行氧化还原反应，结果产生新物质。这些新物质在电解过程中或沉积于电极表面或沉淀于电解槽内，或生成气体从水中逸出，从而降低了废水中有毒物质的浓度。 第13章活性污泥法 一、单项选择题 ; ; ; 4. D; 二、问答题 1、什么是活性污泥法其基本原理和流程是什么 答：活性污泥法是以活性污泥为主体的生物处理方法。 其基本原理是利用人工培养和驯化的微生物群体去分解氧化污水中可生物降解的有机物，通过生物化学反应，改变这些有机物的性质，再把它们从污水中分离出来，从而使污水得到净化的方法。 活性污泥法工艺流程如下：
2、活性污泥的培养与驯化可归纳为几种方法每种方法有何特点 答：① 异步培驯法：即先培养后驯化，缺点：时间较长； ② 同步培驯法：培养和驯化同时进行或交替进行，适于城市污水；缺点：出现问题 后，不易判断是培养还是驯化的问题 ③ 接种培驯法：利用其它污水处理厂的剩余污泥，再进行适当驯化，可提高驯化效 果，缩短培驯时间。 3、活性污泥微生物增殖分几个时期每个时期有何特点用曲线表示。 、活性污泥的增殖曲线 答：① 对数增殖期（a －b 段）：营养物质（有机污染物）非常充分，微生物的增殖 速度与时间呈直线关系； ② 减速增殖期（b －c 段）：营养物质逐步成为微生物增殖的控制因素，微生物增 殖速度减慢； ③ 内源呼吸期（c －d 段）：营养物质近乎耗尽的程度，微生物进行内源呼吸以营 生命活动。 4. 试述氧化沟的工作原理和工艺特征。 答：氧化沟它是活性污泥法的一种变法。其原理就是有机污染物作为营养物被活性污泥微生物摄取、代谢、利用的过程，这一过程使污水得到净化。与传统活性污泥法曝气池相较，氧化构具有下列各项特征： ① 构造方面 氧化沟一般呈环形沟渠状，多为椭圆形或圆形，总长可达几十米，甚至百米以上。双池以上平行工作时，则应设配水井，采用交替工作系统时，配水并内还要设自动控制装置。 ② 流态特征 流态上，介于完全混合—推流：氧化沟的这种独特的水流状态，有利于活性污泥的生物凝聚作用．而且可以将其区分为富氧区、缺氧区，用以进行硝化和反硝化，取得脱氮的效应。 ③ 工艺特征 可不设初沉池，有机性悬浮物在氧化沟内能够达到好氧稳定的程度； 可考虑不单设二次沉淀池，使氧化沟与二次沉淀池合建，可省去污泥回流装置； BOD 负荷低，类似延时曝气法，处理水质良好。 泥龄c θ长，c θ=15-30d ，为传统的3-6倍，沟内存在世代存在的硝化菌，可进行硝化、
给排水14级《水质工程学2》课程设计任务书 一、课程设计的内容和深度 本课程设计的目的在于加深理解所学专业知识，培养运用所学专业知识的能力，在设 计、计算、绘图等方面得到锻炼。 针对一座城市污水二级处理厂，要求对主要污水处理构筑物的工艺尺寸进行设计计算， 确定污水厂的平面布置，最后完成设计计算说明书和设计图纸（污水处理厂平面布置图和污 水处理厂流程图）。设计深度为初步设计深度。 二、课程设计任务书 1、设计题目 某城市污水处理厂工艺设计 2、基本资料 （1）污水水量及水质 污水处理水量：30000+50000×% (m3/d)（横线上的数为学号末尾两位数） 污水水质：COD Cr =350+200×%(mg/L)，BOD5 =220mg/L，SS =250mg/L，氨氮=15mg/L。（横线上的数为学号末尾两位数） （2）处理要求 城市污水经处理后应达到《污水综合排放标准》（GB8978-1996）一级标准，即：COD Cr ≤ 60mg/L，BOD5 ≤ 20mg/L，SS ≤ 20mg/L，氨氮≤ 5mg/L。 （3）处理工艺流程 污水拟采用传统活性污泥法工艺处理。 （4）气象及水文资料 风向：多年主导风向为东南风。 水文：降水量多年平均为每年728mm；蒸发量多年平均为每年1200mm；地下水位，地面下6~7m。 年平均水温：20℃。 （5）厂区地形 污水厂选址区域海拔标高在19~21m左右，平均地面标高为20m。平均地面坡度为0.3 ‰～0.5‰，地势为西北高，东南低。厂区征地面积为东西长224m，南北长276m。 3、设计内容
（1）对工艺构筑物选型作说明；（2）主要处理设施的工艺计算；（3）污水处理厂的平面布置；（4）污水处理厂工艺流程图的绘制。 4、设计成果 （1）设计计算说明书一份； （2）设计图纸：污水处理厂平面布置图和工艺流程图各一张。 三、污水处理工程设计指导书 1、总体要求 （1）在设计过程中，要发挥独立思考独立工作的能力。 （2）本课程设计重点训练的是污水处理主要构筑物的设计计算和总体布置。 （3）课程设计不要求对设计方案作比较，处理构筑物选型说明按其技术特征加以说明。（4）设计计算说明书应内容完整，简明扼要，文字通顺；设计图纸应按标准绘制、内容完整，主次分明。 2、设计要点 （1）污水处理设施设计的一般规定 ①该市排水系统为合流制，污水流量总变化系数取1.2 ②处理构筑物流量：曝气池之前，各种构筑物按最大日最大时流量设计；曝气池之后，构筑物按平均日平均时流量设计。 ③处理设备设计流量：各种设备选型计算时，按最大日最大时流量设计。 ④管渠设计流量：按最大日、最大时流量设计。 ⑤各处理构筑物不应少于2组。 （2）平面布置 ①功能明确、布置紧凑。布置时力求减少占地面积，减少连接管的长度，便于操作管理。 ②顺流排列，流程简便。指处理构筑物应尽量按流程方向布置，避免与进（出）水方向相反的安排；个构筑物之间的连接管应以最短线路布置，尽量避免不必要的转弯和用水泵提升。 ③充分利用地形，平衡土方，降低工程费用。 ④构筑物布置应注意风向和朝向。将排放异味和有害气体的构筑物布置在居住与办公场所的下风向；为保证良好的自然通风条件，构筑物布置应考虑主导风向。 ⑤污水厂厂区应适当规划设计机房、办公室、机修、仓库等辅助建筑。 3、对设计文件的内容和质量的要求 （1）设计计算说明书
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 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 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
《水质工程学（Ⅱ）》教学大纲 学时：40 学分：2.5 教学大纲说明 一、课程教学目的与任务 《水质工程学（Ⅱ）》是给水排水专业的主干课程之一，是给水排水专业的必修课程。本课程的主要任务是，使学生掌握水处理基本原理，全面系统地了解水在社会循环中的性质、城市污水的水质特征与水质标准、水体污染与自净等基本概念与理论，较扎实地掌握水处理的基本概念、基本理论、基本方法及其发展状况，基本掌握水处理的工程技术与方法、应用条件以及新工艺与新技术，为将来从事本专业的工程设计、科研及运行管理工作奠定必要的理论和应用基础。培养学生具有设计、计算水质工程中的各构筑物、工艺系统的初步能力。为将来从事本专业的水工程设计、科研及运行管理工作等奠定必要的理论和应用基础 二、课程的基本要求 1. 了解水的污染指标、污水排放标准、污水处理的目标和我国现行法规对污水处理技术提出的要求； 2.了解水体污染的原因和危害、水体自净过程规律、水污染防治措施； 3.掌握城市污水处理方法和工艺技术原理、设计计算方法；了解新工艺与新技术的应用条件，培养学生具有水质工程设计、运行管理与科学研究的基本能力； 4.熟悉污泥处理与处置设施的设计的设计原理与设计方法； 5. 基本掌握城市污水处理工程的设计、运行管理与科学研究的技能。 三、与其它课程的联系与分工 学习本课程前，学生应掌握高等数学、水力学、水文学、工程地质学、水泵与水泵站、水分析化学、水处理生物学等课程的相关内容。
教学大纲内容 第1章水体污染与自净 污水的分类、城市污水的特征与污染指标；排放标准。 水体污染及危害、水体自净的基本规律。河流氧垂曲线方程的建立及应用，水环境容量。教学提示：掌握污水的分类、城市污水中污染物特征及污染指标、污水排放要求。 重点掌握水体自净的基本规律，河流氧垂曲线方程，控制水体污染方法，城市污水处理系统的组成。 第2章物理处理 物理处理单元及构筑物的工作原理，设计及计算方法。 教学提示：本章重点格栅、沉砂池、初沉池、二沉池的功能、工作原理、基本构造、主要设计参数、设计要点等。学生能正确地选型，及掌握基本的设计方法。如何强化和改进沉淀池的沉淀效果。 第3章生物处理概论 微生物代谢与底物降解、生物处理工艺概述、生物处理的生化反应动力学基础。 教学提示：本章重点微生物的生长规律、微生物增长与产率系数关系；生物处理工艺分类、生物处理的应用与发展；生物处理动力学基本方程。 第4章活性污泥法 活性污泥法的基本原理、活性污泥法反应动力学公式、曝气的原理与曝气设备、活性污泥法的运行方式、传统活性污泥法系统的工艺设计计算、活性污泥处理系统的运行管理。 教学提示：本章重点让学生了解活性污泥处理污水的基本原理，掌握有机物降解与微生物反应动力学关系，介绍目前活性污泥法运行方式及优缺点，根据曝气理论及微生物需氧理论设计曝气系统，重点掌握传统活性污泥处理系统工艺设计原理及设计计算方法。介绍活性泥处理系统的发展动向。 第5章生物膜法 生物膜法基本原理与基本流程。介绍几种生物膜工艺如生物滤池、生物转盘、生物接触氧化法、曝气生物滤池等设计原理、构造、及设计方法。 教学提示：重点让学生了解生物膜法处理污水的原理、与活性污泥法工艺的区别和特点。介绍生物膜法需氧量的计算、生物滤池和生物接触氧化的工艺设计计算方法。 第6章厌氧生物处理 介绍污水厌氧生物处理基本理论和基本概念：净化机理、工艺流程、影响因素、应用条件、发展趋势。污水厌氧生物处理工艺设计参数及设计计算，两级厌氧与两相厌氧生物处理教学提示：重点掌握厌氧生物处理影响因素，厌氧接触法工艺系统设计方法；上流式厌氧污泥床基本构造与设计方法。 第7章自然生物处理系统 稳定塘、土地处理和湿地处理系统净化污水的原理、基本工艺流程、基本设计方法。稳定塘类型。土地处理系统应用中应注意的问题。 教学提示：重点介绍稳定塘的类型及设计方法，湿地处理系统设计时应注意的问题。 第8章污水深度处理与利用
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X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 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 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
名词解释 胶体稳定性：指胶体粒子再睡中长期保持分散悬浮状态的特征，分为动力学稳定，水化膜作用和聚集稳定。 截流沉速：理想沉淀池所能全部去除的颗粒中最小颗粒的沉速，在数值上等于平流沉淀池的表面负荷率。 均质滤料：只沿着整个滤层方向的任一横断面上，滤料组成和平均粒径均匀一致。 自由性余氯：当水中存在不以氯胺形式的没被消耗的氯，称为自由性余氯。 电渗析：以直流电为动力，利用阴、阳离子交换膜对水溶液中阴、阳离子的选择透过性，使一个水体中的离子通过膜转移到另一水体中的分离过程。 循环冷却水的浓缩倍数：循环水与补充水中含盐量之比，即为该循环水系统的浓缩倍数。由于蒸发水量存在，浓缩倍数K值永远大于1。 填空题 1)`生活饮用水卫生标准所列的水质项目可分为以下几类：感官性状和一般化学指标，毒理学指标，细菌学药理和放射性指标。 2)天然水体中的杂质按照尺寸大小可以分为：悬浮物，胶体和溶解物三种。 3)在混凝动力学的研究中，颗粒聚集（异向絮凝）和（同向絮凝）。 4)水常规处理工艺，常用絮凝反应设施主要分为（水力絮凝）（机械絮凝） 5)澄清池将（絮凝）和(沉淀)两个过程综合在一个构筑物中完成，主要。。 6)在过滤过程中，水中微粒通过（迁移）和（粘附）两种过程而被截留。 7)理论上快滤池中止运行进行反冲洗的依据是（滤池出水浊度超标及）（滤层水头损失过大） 8)地下水除铁，锰常用方法，（自然氧化法）和（接触氧化法） 9)氯消毒实验，灭活率，。。。0.1 10)实现膜分离推动力可以是。。（浓度差）（压力差）（电位差）等，（粒子交换膜）电渗析器重要组成部分。 11)水的软化处理主要是去除水中（钙镁）离子。软化法主要有（离子交换法）（药剂法）(哥的更详细扩展—电磁法石灰法膜分离法) 12）冷却塔内某一点冷却的推动力等于（该点水湿的饱和空气焓i的差值）。 13） 简答题 混凝机理 混凝则包括凝聚与絮凝两种过程 胶体失去稳定性的过程称为凝聚 脱稳胶体相互聚集称为絮凝 机理主要包括压缩双电层吸附电中和作用机理吸附架桥网捕或卷扫 吸附架桥作用：指分散体系中的胶体颗粒通过吸附有机或无机高分子物质通过架桥连接，宁极为打的聚集体而脱稳聚沉。 压缩双电层作用：通过与他所双电层是胶体颗粒的双电层变薄，排斥能降到相当小时，两胶体颗粒接近时，就可以由原来的排斥力为主变为吸引力为主，胶体颗粒间就会发生凝集。 吸附-电中和作用：指胶体颗粒表面吸附异号离子、异号胶体颗粒或带异号电荷的高分子，从而中和了胶体颗粒本身所带部分电荷，减少了胶体颗粒的静电斥力，使胶体颗粒更易于聚沉。 网捕-卷扫作用：指投加到水中的铝盐、铁盐等混凝剂水解后形成较大量的具有三维立体结
目录 设计任务书 (2) 设计计算说明书 (4) 第一章污水处理厂设计 第一节污水厂选址 (4) 第二节工艺流程 (4) 第二章处理构筑物工艺设计 第一节设计参数 (6) 第二节泵前中格栅设计 (6) 第三节污水提升泵房设计计 (8) 第四节泵后细格栅设计计算 (9) 第五节沉砂池设计计算 (10) 第六节辐流式初沉池设计计算 (12) 反应池设计计算 (14) 第七节O A/ 1 第八节向心辐流式二沉池设计计算 (16) 第九节剩余污泥泵房 (17) 第十节浓缩池 (18) 第十一节贮泥池 (20) 第十二节脱水机房 (21) 第三章处理厂设计 第一节污水处理厂的平面布置 (23) 第二节污水处理厂高程布置 (23) 参考文献 (26)
《水质工程学》课程设计任务书 一、设计题目 某计城市日处理污水量15万m 3污水处理工程设计 二、基本资料 1、污水水量、水质 （1）设计规模 设计日平均污水流量Q=150000m 3/d ； 设计最大小时流量Q max =8125m 3/h （2）进水水质 COD Cr =400mg/L ，BOD 5 =180mg/L ，SS = 300mg/L ，NH 3-N = 35mg/L 2、污水处理要求 污水经过二级处理后应符合《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级标准的B 标准 ，即： COD Cr ≤ 60mg/L ，BOD 5≤20mg/L ，SS≤20mg/L ，NH 3-N≤8mg/L 。 3、处理工艺流程 污水拟采用活性污泥法工艺处理，具体流程如下： 4、资料 市区全年主导风向为东北风，频率为18%，年平均风速2.55米/秒。污水处理厂场地标 高384.5~383.5米之间， 5、污水排水接纳河流资料： 该污水厂的出水直接排入厂区外部的河流，其最高洪水位（50年一遇）为380.0m ，常水位为378.0m ，枯水位为375.0m 。 三、设计任务 1、对处理构筑物选型做说明； 2、对主要处理设施（格栅、沉砂池、初沉池、生化池、污泥浓缩池）进行工艺计算（附必要的计算草图）； 3、按扩初标准，画出污水处理厂平面布置图，内容包括表示出处理厂的范围，全部处理构筑物及辅助建筑物、主要管线的布置、主干道及处理构筑物发展的可能性； 4、按扩初标准，画出污水处理厂工艺流程高程布置图，表示出原污水、各处理构筑物的高程关系、水位高度以及处理出水的出厂方式； 5、编写设计说明书、计算书。 四、设计成果 1、设计计算说明书一份； 2、设计图纸：污水处理厂平面布置图和污水处理厂工艺流程高程布置图各一张。 五、参考资料 1、《给水排水设计手册》第一、五、十、十一册 2、《环境工程设计手册》（水污染卷） 原污水 污泥浓缩池 污泥脱水机房 出水 格栅 污水泵房 沉砂池 二沉池 泥饼外运 曝气池 回流污泥
本试卷共3页，此页为A 卷第1页 （注：参加重修考试者请在重修标识框内打钩） 班级 姓名 学号 ………………………………………装……………………………订……………………………线………………………………………
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中 原 工 学 院 2010～2011学年 第 2 学期 给水排水工程 专业 水处理工程学 课程期末试卷标准答案（即评分标准） 一、名词解释（每小题3分，共15分） 1、COD ：用化学方法氧化分解废水水样中有机物过程中所消耗的氧化剂量折合 成氧量（O2）。（3分） 2、BOD ：在规定条件下微生物氧化分解污水或受污染的天然水样中有机物所 需要的氧量（20℃，5d ）。（3分） 3、污泥负荷率：指的是单位活性污泥（微生物）量在单位时间内所能承受的有机物量。（3分） 4、污泥体积指数：衡量活性污泥的沉降浓缩特性的指标，它是指曝气池混合液沉淀30min 后，每单位质量干泥形成的湿泥的体积，常用单位是mL/g 。（3分） 5、污泥龄：是指每日新增的污泥平均停留在曝气池中的天数，也就是曝气池全部活性污泥平均更新一次所需的时间，或工作着的活性污泥总量同每日排放的剩余污泥量的比值。（3分） 二、选择题（每小题2分，共20分） 1、A; 2、A; 3、D; 4、A; 5、D; 6、A; 7、B; 8、A; 9、B; 10、D 。 三、简答题（共45分） 1、何谓活性污泥法画出其基本工艺流程并说明各处理构筑物的功能作用（10分） 答：活性污泥法即是以活性污泥为主体的生物处理方法。其基本流程为：（4分） 进水 1 2 3 出水 污泥 回流污泥 剩余污泥 1－初次沉淀池，主要作用去除污水中的SS ，并对BOD 有一定的去除作用（20～30％）（2分）。2－曝气池，主要作用去除污水的有机物。（2分） B 卷 A 卷
1.设计任务及资料 1.1设计原始资料 长垣镇最高日设计用水量为近期5万吨/天，远期10万吨/天，规划建造水厂一座。已知城区地形平坦，地面标高为21.00米；水源采用长江水；取水构筑物远离水厂，布置在厂外。管网最小服务水头为28.00米；二级泵站采用二级供水到管网系统，其中最大一级供水量占全天用水量的百分数为5.00%，时间为早上6：00～晚上10：00，此时管网系统及水厂到管网的输水管的总水头损失为11.00米；另一级供水时管网系统及水厂到管网的输水管的总水头损失为5.00米。常年主导风向：冬季为东北风、夏季为东南风。水厂大门朝向为北偏西15°。 1.2设计任务 1、设计计算说明书1本。 内容包括任务书、目录、正文、参考资料、成绩评定表等，按要求书写或打印并装订成册。 其中正文内容主要包括：工程项目和设计要求概述，方案比较情况，各构筑物及建筑物的形式、设计计算过程、尺寸和结构形式、各构筑物设计计算草图、人员编制、水厂平面高程设计计算和布置情况以及设计中尚存在的问题等。 2、手工绘制自来水厂平面高程布置图1张（1号铅笔图，图框和图签按标准绘制）。要求：比例选择恰当，图纸布局合理，制图规范、内容完整、线条分明，字体采用仿宋字书写。
2. 设计规模及工艺选择 2.1设计规模 根据所提供的已知资料：最高日用水量为近期5万吨/天，远期10万吨/天。 d Q=Q α α为自用水系数，取决于处理工艺、构筑物类型、原水水质及水厂是否设有 回收水设施等因素，一般在1.05-1.10之间，取α =1.07，则水厂生产水量 近期：Q 0=1.07Q d =1.07×50000=53500m 3/d=2229.2m 3/h 远期：Q 0=1.07Q d =1.07×100000=107000 m 3/d=4458.3m 3/h 水处理构筑物的设计，应按原水水质最不利情况时所需供水量进行校核。 2.2水厂工艺流程选择 2.2.1概述 给水处理的任务是通过必要的处理方法去除水中杂质，使之符合生活饮用或工业使用要求的水质。给水处理工艺方法和工艺的选择，应根据原水水质及设计生产生产能力等选择，由于水源不同，水质各异，生活饮用水处理系统的组成和工艺流程也多种多样。 2.2.2水处理流程选择 水处理方法应根据水源水质的要求确定。所给的设计资料中指出，水源采用 长江水，其水质应该较好，采用一般传统的水处理工艺，即：混合、絮凝、沉淀、过滤、消毒。混凝剂采用硫酸铝，设溶解池和溶液池，计量泵投加药剂，管式静态混合器混合。絮凝池采用水平轴机械絮凝池。沉淀池采用平流沉淀池。滤池采用普通快滤池。
水质工程学课程设计
一．总论 1.1 设计任务及要求 净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，设计一座城市净水厂，要求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、高程布置图和某个单项处理构筑物（絮凝沉淀池、澄清池或滤池）的工艺设计图（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 水厂规模 该水厂总设计规模为5万m3/d，分两期建设，近期工程供水能力5万m3/d,，远期工程供水能力为10万m3/d。近期工程设计征地时考虑远期工程用地，预留出远期工程用地。 1.2.2 原水水质资料 水源为河流地面水，原水水质分析资料如下：
1.2.3 厂区地形 地形比例1:500，按平坦地形和平整后的设计地面高程32.00m设计，水源取水口位于水厂东北方向150m，水厂位于城市北面1km。 1.2.4 工程地质资料 表土砂质粘土细砂中砂粗砂粗砂砾石粘土砂岩石层 1m 1.5m 1 m 2 m 0.8m 1 m 2 m 土壤承载力:20 t/m2. (2)地震计算强度为186.2kPa。 (3)地震烈度为9度以下。 (4)地下水质对各类水泥均无侵蚀作用。 序号项目单位数量备注 1 历年最高水位m 34.38 黄海高程系统，下同 2 历年最低水位m 21.47 频率1％ 3 历年平均水位m 24.64 4 历年最大流量m3/s 14600 5 历年最小流量m3/s 180 6 历年平均流量m3/s 1340 7 历年最大含砂量kg/m3 4.82 8 历年最大流速m/s 4.00 9 历年每日最大水位涨落m/d 5.69 10 历年三小时最大水位涨落m/3h 1.04 地下水位：在地面以下1.8m 1.2.6 气象资料 该市位于亚热带，气候温和，年平均气温15.90C，七月极端最高温度达390C，一月极端最低温度－15.30C，年平均降雨量954.1mm，年平均降雨日数117.6天，历年最大日量降雨量328.4mm。常年主导风向为东北偏北（NNE），静风频率为12％，年平均风速为3.4m/s。土壤冰冻深度：0.4m。
孝 感 学 院 2007 —2008学年度第一学期期末考核试卷答案 考核课程： 水质工程学（二） 考核类型： 考试 考核形式： 闭卷 学生所在院系： 城建学院环境工程系 年 级： 0418241 试 卷： A 1、活性污泥法：是利用污泥中的有活性的微生物群在有氧或无氧的条件下对污水的污染物进行处理且此污泥具有较好的沉淀性能的方法。 2、混合液悬浮固体浓度：表示在曝气池单位容积混合液内所含有的,包含MM e 、M i 、M. 3、污泥指数: 指每千克污泥形成的沉淀污泥所占有的容积，以ML 计。 4、污泥龄：指在曝气池内，微生物从其生成到排出的平均时间。从 5、氨化反应：污水中有机氨在微生物的作用下被分解为NH-N 的过程。 6、反硝化作用：由一群异养型微生物在缺氧的条件下，将亚硝酸氨 和硝酸氨还原成氮气或氧化氮的过程。 7、生物膜法：污水中微生物在生长的过程慢慢附着在固体无的表面形成外层为好氧菌里面为厌氧菌的膜状微生物污泥而来处理污水中的污染物的过程。 命题教师 院系负责人签 【第 1页 共5 页】 8、生物转盘：又称为淹没式生物滤池，它由许多平行排列淹没在水 槽中的圆盘或盘片所组成，当其在污水中转动时就可以处理污水中的一、 概念题……………………………………………（20 分）
污染物。 9、厌氧的水解阶段：在污水中比较复杂非溶解性的有机物在产酸细 菌胞外酶的作用下被转化为简单的溶解性的单体或二聚体的过程。 10，稳定塘：是人工适当修理或人工修建的设有围堤和防渗层的污水池塘，主要依靠自然生物净化功能。 1、活性污泥微生物增殖的四阶段是适应期、对数增殖期、减数增殖期和内源呼吸期。 2、MLSS=Ma + M + Me + M ii 3、完全混合活性污泥法的英文缩写是CAS 4、纯氧曝气活性污泥法的英文缩写是HPOAS 5、鼓风曝气的空气扩散装置分为微气泡扩散装置、中气泡扩散装置、水力剪切式空气扩散装置、水力冲击式空气扩散装置、射流式空气扩散装置和水下空气扩散装置。 6、回流污泥量的控制方法有：定回流污泥量控制、与水量成正比例控制、定MLSS 浓度控制和定F/M控制 7、PHB是聚-β-羟基丁酸的英文缩写 【第 2 页共5页】 三、简答题………………………………………………………（70 分） 1、简述污水处理工艺的历史进程（按处理对象说）（4分） 答：在欧洲，最早有规模的处理外排污水的方法，主要是杀死水中的病毒等对人体有害的微生物；随着外排水中的有机物逐步增加，且有机物浓度已超过自然水体的自净能力时，人们则用传统活性污泥法处理污水中的有机物；随着工业化的进一步发展，水中的营养物质N、P 等大量排放，自然水体富营养化程度
水质工程学（一）课程设计 说明书 学院：环境科学与工程学院系名：市政工程系专业：给水排水工程姓名： 学号: 班级：给排 1311 指导教师: 指导教师: 201５年１２月２5 日
目录 第一章设计基本资料和设计任务 0 1.1 设计基本资料........................................... 错误!未定义书签。 1。2设计任务?1 第二章水厂设计规模的确定?错误!未定义书签。 2．1 近期规模?错误!未定义书签。 2。2 水厂设计规模.......................................... 错误!未定义书签。第三章水厂工艺方案的确定. (3) 3。1初步选定两套方案....................................... 错误!未定义书签。 3.2方案构筑物特性比较?错误!未定义书签。 3。３方案确立?错误!未定义书签。 第四章水厂各个构筑物的设计计算?错误!未定义书签。 4。1 一级泵站.............................................. 错误!未定义书签。 4。2 混凝剂的选择和投加?错误!未定义书签。 4。3 管式静态混合器........................................ 错误!未定义书签。 ４．4 水力循环澄清池....................................... 错误!未定义书签。 ４。5 无阀滤池............................................. 错误!未定义书签。 ４.６消毒.............................................. 错误!未定义书签。 4.7 清水池?错误!未定义书签。 4。８二级泵站............................................. 错误!未定义书签。 ４.9 附属构筑物?错误!未定义书签。 第五章水厂平面和高程布置?错误!未定义书签。 ５.1 平面布置.............................................. 错误!未定义书签。 5.2 高程布置?错误!未定义书签。 参考文献?错误!未定义书签。
水质工程学课程设 计概述
水质工程学课程设计 学生姓名: 学号: 班级: 指导老师: 20xx年6月
目录 1 任务指导 0 1.1 课程设计教学目的及基本要求 0 1.2 设计内容 0 1.3 设计资料 (1) 1.3.1 水源和水质 (1) 1.3.2 城市规划与供水规模 (1) 1.3.3 供水水质及水压 (1) 1.3.4 气象 (1) 2总体设计 (2) 2.1 净水工艺流程的确定 (2) 2.2 处理构筑物及设备型式选择 (2) 2.2.1 药剂溶解池 (2) 2.2.2 混合设备 (3) 2.2.3 絮凝池 (4) 2.2.4 沉淀池....................... 错误!未定义书签。 2.2.5滤池 (6) 2.2.6 消毒方法 (7) 3 混凝沉淀 (8) 3.1 混凝剂投配设备的设计 (8) 3.1.1 溶液池 (9) 3.1.2 溶解池 (10)
3.1.3 投药管 (11) 3.2 混合设备的设计 (11) 3.2.1设计流量 (12) 3.2.2设计流速 (12) 3.3.3 混合单元数 (12) 3.2.4混合时间 (12) 3.2.5水头损失 (12) 3.2.6 校核GT值 (12) 3.3 折板絮凝池的设计 (13) 3.3.1 设计水量 (13) 3.3.2 设计计算 (13) 3.3.3 折板絮凝池布置 (20) 4 斜管沉淀池设计计算 (20) 4.1 设计流量 (20) 4.2 平面尺寸计算 (21) 4.2.1 沉淀池清水区面积 (21) 4.2.2 沉淀池长度及宽度 (21) 4.2.3 沉淀池总高度 (21) 4.3 进出水系统 (22) 4.3.1 沉淀池进水设计 (22) 4.3.2 沉淀池出水设计 (23) 4.3.3 沉淀池斜管选择 (24)
一、名词解释： 1、最小设计坡度——在污水管道设计时，通常使管道埋设坡度与设计地面坡度基本一致，但管道坡度造成的流速应等于或大于最小设计流速，以防止管道内产生沉淀。因此将相应于管内流速为最小设计流速时的管道坡度叫做最小设计坡度。 2、澄清池——主要依靠活性泥渣层达到澄清目的。当脱稳杂质随水流与泥渣层接触时，便被泥渣层阻留下来，使水获得澄清。 3、最大设计充满度——在设计流量下，污水在管道中的水深h和管道直径D的比值称为设计充满度，当h/D=1时称为满度。 4、硝化——在消化细菌的作用下,氨态氮进行分解氧化,就此分两个阶段进行,首先在亚消化菌的作用下,使氨转化为亚硝酸氮,然后亚硝酸氮在硝酸菌的作用下,进一步转化为硝酸氮. 5、最小覆土深——指管道外壁顶部到地面的距离。 6、快滤池——一般是指以石英砂等粒状滤料层快速截留水中悬浮杂质，从而使水获得澄清的工艺过程。 7、径流系数——径流量与降雨量的比值称径流系数，其值常小于1。 8、土地处理——土地处理有两种方式：改造土壤；污泥的专用处理厂。用污泥改造不毛之地为可耕地，如用污泥投放于废露天矿场、尾矿场、采石场、粉煤灰堆场、戈壁滩与沙漠等地。专用场应设截流地面径流沟及渗透水收集管，以免污染地面水与地下水。 9、泥龄——暴气池内活性污泥总量与每日排放污泥量之比，即活性污泥在暴气池内的平均停留时间，因之又称为―生物固体平均停留时间‖。 10、污洗容积指数——本项指标的物理意义是在暴气池出口处的混合液，在经过30min静沉后，每g干污泥所形成的沉淀污泥所占有的容积，以mL计。 11、折点加氯——从折点加氯的曲线看，到达峰点H时，余氯最高，但这是化合性余氯而非自由性余氯，到达折点时，余氯最低。 12、BOD5——水温为20条件下，5天的时间内，由于微生物的生活活动，将有机物氧化成无机物所消耗的溶解氧。 13、MLVSS——本项指标所表示的是混合液活性污泥中的有机性固体物质部分的浓度，是混合液挥发性悬浮固体浓度。 14、污泥有机负荷率——是有机污染物量与活性污泥量的比值(F/M),又称污泥负荷，是活性污泥系统的设计、运行的重要参数。 15、K la——氧总转移系数,此值表示在暴气过程中氧的总传递性,当传递过程中阻力大,则K la值低，反之则K la值高。 16、生物脱氮——指利用好氧微生物去除污水中呈溶解性的有机物，主要是利用氨化和消化的方式去除污水中的有机物。 17、污泥脱水——指利用不同的浓缩方法，去除颗粒间的空隙水，毛细水以及污泥颗粒吸附水和颗粒内部水和颗粒内部水，以降低污泥的含水率。 18、AB法和A/O法——AB法处理工艺，系吸附生物降解工艺的简称，A/O法是厌氧和好氧工艺的结合简称。 19、氧垂曲线——有机物排入河流后,经微生物降解而大量消耗水中的溶解氧，使河水亏氧；另一方面，空气中的氧通过河流水面不断地溶入水中，使溶解氧逐步得到恢复。所以耗氧与复氧是同时存在的,污水排入后，DO曲线呈悬索状态下垂，故称为氧垂曲线。BOD5曲线呈逐步下降态，直至恢复到污水排入前的基值浓度。 二、填空题： 第一部分 1．符合水厂厂址选择要求的是( )。 (1)水厂厂址的选择，应通过技术经济比较确定 (2)给水系统布局合理
水质工程学课程设计 学生姓名： 学号： 班级： 指导老师：
20xx年6月
目录 1 任务指导 (1) 1.1 课程设计教学目的及差不多要求 (1) 1.2 设计内容 (1) 1.3 设计资料 (2) 1.3.1 水源和水质 (2) 1.3.2 都市规划与供水规模 (2) 1.3.3 供水水质及水压 (2) 1.3.4 气象 (2) 2总体设计 (3) 2.1 净水工艺流程的确定 (3) 2.2 处理构筑物及设备型式选择 (3) 2.2.1 药剂溶解池 (3) 2.2.2 混合设备 (4) 2.2.3 絮凝池 (5) 2.2.4 沉淀池 (6) 2.2.5滤池 (7) 2.2.6 消毒方法 (9) 3 混凝沉淀 (10)
3.1 混凝剂投配设备的设计 (10) 3.1.1 溶液池 (11) 3.1.2 溶解池 (12) 3.1.3 投药管 (13) 3.2 混合设备的设计 (13) 3.2.1设计流量 (14) 3.2.2设计流速 (14) 3.3.3 混合单元数 (14) 3.2.4混合时刻 (14) 3.2.5水头损失 (15) 3.2.6 校核GT值 (15) 3.3 折板絮凝池的设计 (15) 3.3.1 设计水量 (15) 3.3.2 设计计算 (15) 3.3.3 折板絮凝池布置 (22) 4 斜管沉淀池设计计算 (22) 4.1 设计流量 (23) 4.2 平面尺寸计算 (23) 4.2.1 沉淀池清水区面积 (23)
4.2.2 沉淀池长度及宽度 (23) 4.2.3 沉淀池总高度 (24) 4.3 进出水系统 (24) 4.3.1 沉淀池进水设计 (24) 4.3.2 沉淀池出水设计 (25) 4.3.3 沉淀池斜管选择 (26) 4.3.4 沉淀池排泥系统设计 (26) 4.3.5 斜管沉淀池布置 (26) 4.4.6 核算 (27) 5 V型滤池 (28) 5.1 平面尺寸计算 (28) 5.2 进水系统 (30) 5.2.1 进水总渠 (30) 5.2.2 气动隔膜阀口的阀口面积 (30) 5.2.3进水堰堰上水头 (31) 5.2.4 V型进水槽 (31) 5.2.5 V型槽扫洗小孔 (32) 5.3 反冲洗系统 (33) 5.3.1 气水分配渠 (33)