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开题报告12

开题报告

福建工程学院本科毕业设计（论文）开题报告生态环境与城市建设学院给水排水工程专业设计（论文）

题目：

泉州市泉港某片区给水厂及配套管网设计学生姓名：

学号：

起迄日期：

20__年3月21日至20__年4月3日设计（论文）地点：

福建工程学院指导教师：

20__年4月3日

一、结合毕业设计（论文）课题任务情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写文献综述。

1.

设计依据

（1）工程概况本设计为泉州市泉港某片区给水厂工程设计，远期日处理水量为25万吨，近期日处理水量为10万吨。

设计中以湄洲湾南岸引水工程作为水地。

（2）自然条件城市土质主要以松软土层、砂质黏土层，花岗岩为主。

地下水位深度6m。

冰冻线深度0.2m。

年平均降雨量1400mm。

城市最高气温39℃，最低气温-1℃，年平均气温20.3℃。

主导风向为冬季东北风，夏季西南风。

城区起伏较小，水厂厂址选在该片区西南部通港路与西海路交叉路口东北侧，总用地面积为8.206公顷，地势平坦，厂区设计地面标高为7.50m。

（3）水概况晋江为福建省第三大水系，上游分东溪、西溪两支，于南安双溪口汇合后称晋江。

从西北入境，流经丰州、北峰、浮桥、江南和鲤城，入泉州湾。

全长约300km，境内干流长19km，流域面积5629k㎡，年平均径流量54.8亿m³。

湄洲湾南岸引水工程于1993年开工建设，一期工程已经于1997年建成通水，从而极大地改善了泉港区的供水状况。

该引水工程先从晋江金鸡拦河闸前引水，通过北干（高）渠自流输送到洛阳江桥闸前水库，然后通过黄塘溪取水口泵站提升后，沿着顶村、虎头山、五里松、虎岩山、杜仔用管道及隧洞压力输送至泉港区南埔镇枫林坑，在枫林坑设置一座终端调节池，容积7.5万m³。

湄洲湾南岸引水工程全长共计61.74km，设计总引水量6.5m³/s，已经建成的一期工程设计引水量3.0m³/s。

目前二期工程正在进行前期设计工作，不久即将进入实施阶段。

经过可行性研究分析^p，湄洲湾南岸引水工程无论是从水量还是从水质来看，均是泉港区现在以及将来最为现实、合理、可行、经济的水。

（4）城市规划和供水规模该片区内规划以居住生活用地和工业用地为主，因此用水量主要包括：

综合生活用水量（包括居民生活用水和公共建筑用水）、工业用水量、市政用水量。

根据《根据泉州市泉港__片区总体规划（20__4-2021）》，以2021年为目标，该片区远期规划总人口数约为60万人，总绿地面积160,2hm道路广场约为220。

2hm（5）供水水质和水压供水水质应符合国家卫生部颁布的《生活饮用水卫生标准》（GB5749-20__6），最小自由水压只要能保证6层居住建筑能直接供水，最小自由水压应保证≮28m。

2.

水质及处理要求的确定根据原水2021年-20__年不同时期的水质检测报告，湄洲湾南岸供水工程水质具有以下特点：

1、水质总体较好，除粪大肠菌群存在超Ⅲ类标准现象外，其它项目均达到了Ⅰ～Ⅱ类标准，水质综合评价为Ⅱ类；

2、原水浊度50～100NTU；

3、pH值变化不大,基本保持在7.34～8.15,水质稳定,没有腐蚀倾向；

4、原水含砂量低。

该区域的原水经过处理后水质应符合由《生活饮用水卫生标准》GB5749-20__6的指标要求，见表1所示。

表1水质处理要求指标指标限值1、微生物指标总大肠菌群（MPN/100mL或CFU/100mL）不得检出耐热大肠菌群（MPN/100mL或CFU/100mL）不得检出大肠埃希氏菌（MPN/100mL或CFU/100mL）不得检出菌落总数（CFU/mL）1002、感官性状和一般化学指标色度（铂钴色度单位）15浑浊度（NTU-散射浊度单位）1水与净水技术条件限制时为3臭和味无异臭、异味肉眼可见物无pH（pH单位）不小于6.5且不大于8.5总硬度（以CaCO3计，mg/L）450铁（mg/L）0.33.

给水处理工艺综述1、、给水预处理工艺我国很多城市水厂水受到了不同程度的污染，很多湖泊水库等呈现富营养化，大多数水水中氨氮、COD、铁锰、藻类含量超过水标准。

常规的水处理工艺不能完全除去溶解在水中的污染物，同时，水中的有机物多属亲水的，因水化膜的作用，影响混凝过程，于是常根据水水质分别采用不同的预处理措施，即在常规处理前增加一级安全屏障。

常见预处理工艺有生物预氧化、化学预氧化、

粉末活性炭吸附、预沉等工艺。

（1）生物预氧化生物预氧化主要适用于氨氮含量较高的微污染水水，以及可生化降解有机物含量较高的处理工艺。

通常设置在混凝构筑物之前，设在地面之上，出水重力流入絮凝沉淀池辅助设置鼓风机房以保证原水中有足够的溶解氧，且保持水温在5°以上。

（2）化学预氧化在受到污染的水中含有一些化工污染物，一些呈线性结构的有机物会对水中黏土胶体颗粒起到保护作用，因水化膜加厚，不便脱稳聚结，在混凝沉淀过程中，去除效果差。

所以含有藻类的原水常堵塞滤池，使滤池过滤水头增加很快，甚至有些生物会穿过滤池来到管网，所以常常利用氯气等进行化学预处理，氧化水中的铁锰、有机物、氨氮，杀灭藻类，降低色度。

（3）粉末活性炭吸附一些微污染水会使得饮用水有异味，经自来水厂常规处理仍不能消除，于是多属水厂采用了预加粉末活性炭吸附和方法。

在臭氧氧化后能去除大量小分子有机物和可生化物质。

而粉末活性炭仅作为一次性投加，吸附容量发挥3050，为避免粉末活性炭和混凝剂之间发生竞争吸附或被混凝剂包卷，粉末活性炭投加点应进行试验后确定。

（4）预沉对于含沙量较大的水水，泥沙粒径偏大时，进入混凝沉淀池后，大量泥砂淤积在絮凝沉淀池中难以清除，导致出水浊度难以达到出水标准，解决办法通常是设置调节构筑物或预沉构筑物，先行去除大部分泥砂。

在设置预沉构筑物时，一般优先考虑利用洼地、大型池塘改造成天然预沉池，其预沉时间通常在10天以上，并采用吸泥船排泥。

在沿海地区设置避咸池，作用是在海水倒灌时不直接取用河水，同时也起到预沉作用。

一般来说，微污染水水中含有氨氮含量常年大于1mg/L时，应优先考虑采用生物处理工艺。

如果短期或季节性水质变差，可采用预加粉末活性炭工艺。

大多数城市河流水，预加氯气、二氧化氯有助于提高混凝作用。

对于藻类经常繁殖的水水，预氧化杀藻后，应配合活性炭吸附，降低藻毒素含量。

含有溶解

性铁锰或少量藻类的水水，预加高锰酸钾氧化具有较好的效果。

2、、常规处理工艺常规给水处理工艺由混凝、沉淀、过滤和消毒四个处理单元组成。

（1）混凝混凝不仅能够促使细小胶体颗粒聚结成为具有良好性能的大颗粒，同时也能使一些有机物和溶解性杂质，附着在胶体颗粒絮凝体上同时去除，达到去除浊度和微量污染物的目的。

给水处理中的混凝，主要考虑的是如何根据水质特征参数选用混凝剂以及设计混凝构筑物的问题。

（2）沉淀沉淀或澄清构筑物具有去除水中95以上悬浮杂质颗粒的作用，是常规水处理系统中的重要单元，当原水浊度大于5000NTU时，大多设置预沉池，一般的河流湖泊水浊度多在500NTU以下，选择沉淀、澄清池主要考虑水厂用地、管理维修水平、高程布置等诸多因素。

（3）过滤经过絮凝沉淀之后去除了水中大部分絮凝体悬浮颗粒，沉淀池、澄清池出水小于5NTU。

经滤池过滤再去除90以上的细小悬浮颗粒，才可以满足出水浊度1NTU的要求，现在国内比较成熟的过滤工艺主要是V型滤池，它采用均质滤料，膨胀系数较小，属于等水头变速过滤。

（4）消毒消毒的主要作用是杀灭水中病菌病毒及原生动物胞囊，消除致病微生物传染疾病的危险，主要分为物理消毒、化学消毒，实际工程中应根据水水质状态，合理地选用消毒方法。

3、、微污染水水处理工艺受污染较严重的水大多属于Ⅲ、Ⅳ类水体，已经不能作为生活饮用水水，污染较轻的水，称为微污染水，它通常属于Ⅲ类水体。

目前我国一些水厂的水大多遭受了不同程度的污染，表现为原水中色度增高、异臭异味及某些水质指标偏高。

这些原水中的有毒有害物质多呈分子离子状态，经水厂常规工艺净化，相对分子质量小于500的，基本不能去除，所以浊度较难得到很好的控制，滤池易堵塞，出水有机物浓度和氨氮浓度偏高，采用预加

氯又会使使消毒副产物量增加，饮用时经常引起感官不良、味觉异常、肠胃不适，以至于致畸致癌，对人体健康存在威胁。

针对微污染原水，在现有条件下，加强常规处理、增加深度处理是提高饮用水水质的有效方法。

2.1、加强常规处理工艺我国大多数地表水水水厂采用了常规处理工艺，当水受到污染时，难以应付。

但是如果管理科学得当，仍可起到一定的作用。

加强常规处理工艺主要有以下几点；

（1）为减少水中的三卤甲烷含量，应尽量降低水的浊度，以有效去除三卤甲烷母体及部分污染物。

单纯使用氯消毒的水厂，可适当投加氨水改为氯胺消毒或在管网分几次加氯；预加氯的水厂采用快速混合的方式，并注意降低水的PH值，能够有效地控制三卤甲烷的生成。

如果水中卤代化合物的生成与季节有关，则届时在絮凝池中、后段投加粉末活性炭，可大幅地减少卤代化合物母体及产生气味的污染物。

（2）混凝剂的选用应针对不同季节的水质变化有所不同，一般来说，以降低浊度为主的水厂，可选用金属混凝剂，并适当调整水的PH值即可，或者投加无机高分子混凝剂效果较佳。

如果水体有一定色度，投加完金属混凝剂和无机高分子混凝剂效果不好时，需要加注高锰酸钾氧化剂或投加粉末活性炭，能够取得较好的效果。

（3）从自来水厂絮凝池Gt值来看，一般G值偏小，适当增加起端G值在1120s左右。

建议泥渣循环型澄清池增加回流水量，或在一、二反应室加设扰流挡板、网格，有助于产生水流微小涡体，提高颗粒碰撞效率，增加絮凝效果。

（4）沉淀池出水短流，是影响出水效果的重要因素。

应保持沉淀出水自由跌落，或在平流式沉淀池进水段设置两道穿孔墙，这样可以有效的避免短流。

（5）如果原水中含有藻类及其他有机物时，废水回用有可能使沉淀出水色度、有机物含量提高，势必增加混凝剂、氧化剂的用量，故应根据排水水质决定回用水量。

（6）在不改变滤池结构和适当改动反冲洗的形式条件下，将级配滤料改为均质滤料，有助于提高滤层含污能力、延长过滤周期。

2.2、生物氧化处理技术生物氧化处理技术在污水处理中应用较广，技术成熟，将其应用于微污染水水预处理研究已取得很大进展，能够有效地去除可生化物质90以上。

给水生物氧化处理方法分为：

生物陶粒填料滤池、弹性填料生物接触氧化池、卵石填料滤池以及生物流化床。

（1）弹性填料生物接触氧化池弹性填料接触氧化法是浸没生物滤池。

池内设置填料，填料淹没在水中，填料上长满生物膜，水与生物膜接触过程中，水中的有机物被微生物吸附，氧化分解和转化为新的生物膜。

从填料上脱落的生物膜，随水流到二沉池后被去除，水得到净化。

在接触氧化池中，微生物所需的氧气来自水中，而水则自鼓入的空气不断补充失去的溶解氧。

空气是通过池底的穿孔布气管进入水流。

弹性填料接触氧化池具有较高的容积负荷，同时对水质水量的骤变有较强的适应能力。

但在运行中填料积泥不能自动脱落，生物膜不便更新，直接影响了这一技术的推广使用。

（2）生物陶粒填料滤池生物陶粒填料粒径小，比表面积较大，生物膜量大。

生物陶粒填料滤池能有效地去除水中氨氮、有机物。

据试验，氨氮的去除率80~90，COD的去除率10~20以上。

该工艺具有占地面积小，运行电耗低的特点，但需注意解决堵塞问题，需要增加反冲洗设施。

（3）卵石填料滤池据试验，卵石填料滤池中，采用d=20~40mm，厚6000mm的卵石层，在气水比2.5:

1的条件下水流上向流通过卵石层，停留时间2~2.5h，氨氮的去除率就可达80~95。

该生物滤池无需反冲洗，但需要一套布气设施，正常运行需要2m以上的作用水头。

（4）生物流化床生物流化床处理技术是借助流体使表面生长着微生物的固体颗粒（生物颗粒）层流态化，同时进行去除和降解有机污染物的生物膜法处理技术。

在多孔管曝气条件下，流化床填料翻转滚动，有效防止了大量积泥，脱落的泥膜随水流带入沉淀池。

该工艺管理方便，氨氮去除率可达80~90，COD去除率在10左右。

2.3、深度处理工艺深度处理通常是指在常规处理工艺以后，采用适当的处理方法，将常规处理工艺不能有效去除的污染物或消毒副产物的前体物加以去除，提高和保证饮用水水质。

其中，臭氧-活性炭处理技术是有效的深度处理工艺。

采用活性炭吸附工艺时，采用直接氧化可降低有机物浓度，使不易生物降解的有机物转化为易降解的物质，并延长活性炭再生周期，有利于微污染水水预氧化处理。

常用的氧化剂有2Cl、高锰酸钾、2ClO、3O等等。

a、预加氯气可氧化水中SH2、铁锰、硝酸盐，破坏有机物，藻类和浮游生物，与氨反应生成氯氨。

当水中存有剩余氯气时，易使活性炭吸附过早而出现饱和。

b、高锰酸钾对于去除某些废水或藻类所产生的臭味有特殊效果。

c、2ClO对去除水中酚等污染物引起的臭味特别有效。

2ClO的挥发气体占空气体积浓度10以上时，可能引起爆炸，同时不能改变水中溶解氧的含量。

d、3O具有很强的氧化臭味物质的能力却不产生三卤甲烷，是唯一不增加总溶解固体的氧化剂。

2.4、膜处理技术膜技术是一种仿生技术，是一种基于生理学原理、具有选择性的功能分离（类似于生命体内的功能膜），即水中各种污染物的去除都可以选择与其相匹配的功能膜。

各种功能膜（MF、UF、NF和R0四种类型）的分离原理可以近似认为，主要是膜孔的截留作用，所以各种功能膜对其功能范围内污染物的分离是可靠的。

与常规水处理工艺相比，膜分离技术具有出水优质稳定、安全性高、占地面积小、容易实现自动控制等优点。

膜分离是指在某种推动力作用下，利用膜的透过性能，达到分离水中离子或分子以及某些微粒的目的。

膜分离的动力可以是膜两侧的压力差、电位差、温度差或浓度差。

膜分离性能可根据膜的孔径或截留分子量（MWCs）来评价。

具有较小孔径或MWCs的膜可去除水中较小分子量的物质。

压力驱动膜技术按操作压力的不同可划分为微渡（MF）、超滤（UF）、纳滤（NF）和反渗透（RO）四种类型，其中微滤微渡（MF）和超滤（UF）膜技术由于操作压力小、成本相对较低而引起世界各国供水企业的重视。

主要的制膜方法有：

烧结法、拉伸法、径迹蚀刻法、相转化法、浸渍凝胶法、涂敷法。

膜组件是将一定面积膜一某些形式组装成的器件。

水处理中常用的膜组件有：

管式组件、中空纤维式组件、卷式组件板框式组件。

目前，膜技术已在工业、污水处理及小型水厂中应用，但在大型水厂应用仍然较少。

主要有以下几个原因，也就是膜技术在大型水厂中应用需要解决的主要问题：

一是膜成本相对较高，难以与传统的水处理工艺竞争。

投资大，运行费用也较高。

因此，经济因素是制约膜技术在大型水厂中应用的主要问题；

二是膜污染问题尚未彻底解决；

三是缺乏运行经验。

膜在受到水中污染物的污染后，会造成膜通量降低，导致产水量降低。

膜污染是限制膜技术广泛应用的瓶颈之一，长期运转中出现的膜污染同题不仅导致膜通量下降，能耗加大，同时运行后期膜更换也造成了膜技术处理成本的提高。

膜污染是指反应器内混合液中的悬浮颗粒、胶体粒子或溶解性大分子有机物在膜表面和膜孔内吸附沉积，造成膜孔径减小或堵塞，使膜通量下降的现象。

根据污染物种类的不同，可以分为无机污染、有机污染、生物污染三种；按污染物性质的不同，可以分为可逆污染和不可逆污染两种；按污染位置的不同可以分为膜外污染和膜内污染两种，其中膜外污染污染物吸附沉积在膜表面而增加了水流通过膜的阻力，膜内污染由于污染物在膜孔内吸附沉积减小膜孔；至而降低了膜通量。

对于处理微污染水的膜技术而言，水中含有的胶体物质是造成膜污染的主要原因。

因此具体的膜污染形成原因需要根据实际水质的特点确定，并且与膜表面的性质密切相关。

膜污染控制仍然为膜技术研究中的一个重点。

天然有机物被吸附在膜的表面时，会对膜造成很大影响，随着膜过滤时间的延长，天然有机物污染物便在膜面上形成一层凝胶层，并产生浓差极化。

只要原水与膜接触，膜污染便开始。

膜外表面污染由微生物、有机和无机物质共同作用形成，膜内表面污染主要是微生物污染。

除了天然有机物对随造成污染之外，黏土、泥沙和钙、铁、硅等无机离子也会造成膜的无机污染，主要的污染物质由原水中所含成分决定。

解决这个问题，在设计时往往增加设备数量，造成投资增加，膜污染还会使膜的运行压力增大，成运行费用（电费）提高。

另外，水处理时使用的一些混疑剂也会造成膜污染。

开发新型膜材料和制造技术是解决膜污染的根本途径。

目前采取的方法主要是优化膜与其它处理工艺的组合，要注重预处理和混凝沉淀坏节。

膜技术在饮用水处理中产生的膜污染控制，常用的物理化学方法有吸附法和混凝法。

吸附法可以除去不能为传统化学或生物法去除的有机物，特别是一些憎水性有机组分；对于亲水性有机物，粉末活性炭吸附也能通过与它们之问的物理亲和力而将其除去，从而大大减少后续膜分离过程中膜污染出现的机率。

混凝经常与膜法联合应用于饮用水处理领域，作为膜分离的预处理方法，常用的混凝剂为铝盐和铁盐。

混凝所去除的主要是疏水性大分子量有机物，残留在水中的有机物多为亲水性小分子。

水样经过预处理后，结构松散的矾花沉积在膜表面，而小分子有机物会沉积在矾花上，不会直接沉积在膜表面，通过膜清洗等方法，滤饼层被冲洗干净，从而避免了膜污染。

二、毕业设计（论文）任务要研究或解决的问题和拟采用的方法主要任务是完成水厂工艺设计以及配套管网的设计，包括设计计算说明书和相应的图纸。

管网部分主要采用鸿业平差的方式，水厂的各单体构筑物的详细计算参考相关书籍及例题，并结合实际条件，进行合理设计计算。

由于本工程的水水质相对较好，设计水量属于中大规模水量，故拟采用“折板絮凝池—平流式沉淀池—V型滤池—清水池—吸水井—

二级泵房—用户”的工艺流程，未来如果原水水质发生变化，如有机物量增加，则考虑采用强化絮凝的方式来改善出水水质。

【参考文献】：

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指导教师意见（对课题的深度、广度及工作量的意见和对毕业设计（论文）结果的预测）：

该课题结合实际工作任务，有一定的深度与广度，工作量饱满，在规定的时间内学生经过努力能按时完成。

指导教师将柱武（校内）20__年4月6日系意见：

教研室主任_

__________

20__年4月8日