一、课程发展的主要历史沿革一、课程发展的主要历史沿革水工艺设备基础作为专业基础课，是针对我国目前科学技术的发展和水工业体系逐步形成与不断完善的现状，经过全国高校给水排水工程学科专业指导委员会和众多专家的多次讨论而于2000年确定设置的一门新课程。现代的水与废水处理过程已经由传统的土木工程型传统的土木工程型转化为以工艺技术和设备以工艺技术和设备装备水平为核心的工业化过程型装备水平为核心的工业化过程型。以特定的工艺技术与特殊设备高度集成的成套技术和工艺流程在水工业的建设、发展中所占比例不断提高，技术设备和器材所占的投资比例相应明显上升，反映了水工艺工程向设备化设备化、产业化产业化和市场化市场化的发展趋势。首本《水工艺设备基础》全国统编教材由西安建筑科技大学于2000年编写，于2002年由中国建筑工业出版社出版发行，第二版于2009年出版。二二、、课程性质与任务课程性质与任务1、性质《水工艺设备基础》是给水排水工程专业的““十大十大””专业主干课程专业主干课程之一之一，必修课必修课。“十大”专业主干课程分别为工程力学工程力学、水分析化学水分析化学、水力学水力学、水处理生物学理生物学、水工艺设备基础水工艺设备基础、给排水工程仪表与控制给排水工程仪表与控制、水资源利用和水资源利用和保护保护、水质工程学水质工程学、给排水管道系统给排水管道系统、建筑给水排水工程建筑给水排水工程。

2、任务主要任务是介绍与水工艺设备的制造制造、设计设计、工艺特点工艺特点、适用条件适用条件等有关的基本知识。三、课程主要内容三、课程主要内容前三章为基础知识，主要是水工艺设备常用材料的分类、性能，材料的腐蚀防护原理，材料的保温，以及容器应力基本理论、机械传动原理、机械制造加工及热量交换理论；后七章为水工艺设备，包括容器（塔）设备、搅拌设备、换热设备、分离设备、污泥处置设备和投药设备。四、于其他课程关系四、于其他课程关系与本课程相关联的专业基础课和专业课包括“水力学”、“工程力学”、“无机化学”、“有机化学”、“电子电工学基础”、“城市水工程概论”、“水质工程学”、“建筑给水排水工程”等。本课程应安排在“水力学”、“工程力学”、“无机化学”、“有机化学”、“电子电工学基础”、“城市水工程概论”课程之后、并可与“水质工程学”、“建筑给水排水工程”等同时讲授。五五、、课程教学安排课程教学安排1、时间安排第10周～第17周（32个学时）；2、考试形式待定3、结业成绩考试成绩（占70%）；平时考查成绩（占30%）主要包括课后作业、上课出勤、回答问题等。水处理方法与原理概述水处理工艺设备基础是将水处理的理论与具体的处理设备相联系的一门课程。

深入了解水处理工艺中常用的方法与设备，掌握设备的型号、参数的意义及适合的应用场合。安徽工程大学建筑工程学院水处理任务是采用各种技术措施将水中所含有的各种形态的污染物分离出来或将其分解、转化为无害和稳定的物质，使水得到净化。水处理方法分类1、物理法2、化学法3、生物法水处理方法与原理概述安徽工程大学建筑工程学院物理法利用物理作用，分离废水中呈悬浮状态的污染物质，在处理过程中不改变水中污染物的化学性质。如：格栅、沉淀、气浮、过滤、反渗透、离心等。主要的设备有：格栅、毛发过滤器、设备、过滤设备等。水处理方法与原理概述安徽工程大学建筑工程学院格栅安徽工程大学建筑工程学院格栅安徽工程大学建筑工程学院沉淀安徽工程大学建筑工程学院过滤进水出水（反冲洗进水）反冲洗排水化学法向废水中投加某些化学物质，利用化学反应来分离、转化、破坏或回收废水中的污染物，并使其转化为无害物质。如：混凝、中和、氧化还原、离子交换法等。主要的设备有：加药设备、混凝设备、离子交换床。安徽工程大学建筑工程学院加药设备安徽工程大学建筑工程学院混凝设备生物法利用水中微生物的新陈代谢功能，使废水中呈溶解和胶体状态的有机物被降解，并转化成为稳定、无害的物质，使废水得以净化。

如：活性污泥法、生物膜法、自然生物处理法、厌氧生物处理法等。主要的设备有：曝气设备、填料设备、转盘设备等安徽工程大学建筑工程学院表面曝气机安徽工程大学建筑工程学院表面曝气机安徽工程大学建筑工程学院水下曝气安徽工程大学建筑工程学院水下曝气安徽工程大学建筑工程学院生物膜法安徽工程大学建筑工程学院填料安徽工程大学建筑工程学院两大类：安徽工程大学建筑工程学院（1）闸门与闸门启闭机暗杆式手电杆式手电两明杆式手电杆式手电两手摇摇式明杆启闭手轮轮式螺杆启闭启闭机铸铁潮门平面钢面钢闸门闸门与闸门启闭机安徽工程大学建筑工程学院AXZ型暗杆式铸铁镶铜圆闸门平面钢闸门铸铁潮门（拍门）明杆圆闸门明杆方闸门闸门与闸门启闭机由阀体、阀盖及铰链构件组成，其启闭力来自水源压力，不需人工操作。该拍门内的水压大于拍门外侧压力气动q341f.com/' target='_blank'>球阀原理动画，则开启；反之则关闭，以达到溢流和止回的作用。调节堰门调节堰门闸门与闸门启闭机设置在堰口用以调节堰的高度的闸门常用于城市水厂、污水处理厂的沉淀池底排放污泥用手摇明杆启闭机电动启闭机气动启闭机手轮螺杆启闭机手电两用启闭机闸门与闸门启闭机闸门工程实例安徽工程大学建筑工程学院闸门工程实例安徽工程大学建筑工程学院调节堰门动画演示（2）电动机、减速机变频调速电动机电磁调速电动机三相异步电动机电动机三级摆线针轮减速机双级摆线针轮减速机单级摆线针轮减速机减速机安徽工程大学建筑工程学院YCT电磁调速异步电动机YVP系列变频调速三相异步电动机安徽工程大学建筑工程学院摆线针轮减速机9000系列摆线针轮减速机（3）起重设备电动吊钩双梁桥式起重电动单梁桥式起重机电动单梁悬挂起重机手动单梁起重机手动单梁悬挂起重机起重机电动葫芦起重设备安徽工程大学建筑工程学院手动单梁悬挂起重机安徽工程大学建筑工程学院手动单梁桥式起重机手动葫芦又叫神仙葫芦、斤不落、手动葫芦，是一种使用简单、携带方便的手动起重机械，也称"环链葫芦"或"倒链"。

它适用于小型设备和货物的短距离吊运电动单梁悬挂起重机CD1、MD1型电动葫芦安徽工程大学建筑工程学院电动单梁桥式起重机电动双梁桥式悬挂起重机起重量一般为0.1～80吨，起升高度为3～30米。由电动机、传动机构和卷筒或链轮组成西安建筑科技大学环境与市政工程学院西安建筑科技大学环境与市政工程学院起重机安徽工程大学建筑工程学院起重机运行调试视频（4）阀门、阀门电动装置与水锤消除设备部分回转阀门电动装置多回转阀门电动装置动装置阀门电套筒阀活塞阀锥形阀球阀梳齿阀减压阀多孔板阀排气阀止回阀蝶阀平行式双闸板闸阀楔杆闸阀阀门阀门电动装置阀门与安徽工程大学建筑工程学院40典型阀门闸阀闸阀是作为截止介质使用，在全开时整个流通直通气动球阀原理动画，此时介质运行的压力损失最小。闸阀通常适用于不需要经 常启闭，而且保持闸板全开或全闭的 工况。不适用于作为调节或节流使用。 对于高速流动的介质，闸板在局部开 启状况下可以引起闸门的振动，而振 动又可能损伤闸板和阀座的密封面， 而节流会使闸板遭受介质的冲蚀。 明杆楔式单闸板闸阀 41 42 楔式闸阀 平行式双闸板闸阀 西安建筑科技大学环境与市政工程学院 西安建筑科技大学环境与市政工程学院 安徽工程大学建筑工程学院 闸阀动画 44 蝶阀蝶阀的蝶板安装于管道的直径方 向。

在蝶阀阀体圆柱形通道内， 圆盘形蝶板绕着轴线旋转，旋转 角度为0~90之间，旋转到 90时，阀门则是全开状态。蝶 阀结构简单、体积小、重量轻， 只由少数几个零件组成。而且只 需旋转90即可快速启闭，操作 简单。蝶阀处于完全开启位置时， 蝶板厚度是介质流经阀体时唯一 的阻力，因此通过该阀门所产生 的阻力很小，故具有较好的流量 控制特性，可以作调节流量用。 D971F46-16电动蝶阀 对夹式手柄三偏心蝶阀 安徽工程大学建筑工程学院 法兰式气动三偏心蝶阀 气动蝶阀动 止回阀止回阀的作用是只允许介质向一 个方向流动，而且阻止方向流动。 通常这种阀门是自动工作的，在 一个方向流动的流体压力作用下， 阀瓣打开；流体反方向流动时， 由流体压力和阀瓣的自重合阀瓣 作用于阀座，从而切断流动。包 括旋启式止回阀和升降式止回阀。 H44H/T 型旋启式止回阀 HC41X型节能消声止回阀 升降式止回阀 CARX复合排气阀 双口排气阀 ZP-I快速排气阀 单口微量排气阀 KP41X-快速排气阀 200X减压阀 YK气体减压阀 Y43X-A比例式减压阀 波纹管减压阀 Y416X减压稳压阀 YG43高灵敏度蒸汽减压阀 2片式球阀 3片式球阀 1片式球阀 51 球阀球阀是由旋塞阀演变而来。

它具 有相同的旋转90度的动作，不同 的是旋塞体是球体，有圆形通孔 或通道通过其轴线。当球旋转90 度时，在进、出口处应全部呈现 球面，从而截断流动。 52 球阀只需要用旋转90度的操作和很小的转动力矩就能关闭 严密。完全平等的阀体内腔为介质提供了阻力很小、直通 的流道。球阀最适宜直接做开闭使用，但也能作节流和控 制流量之用。球阀的主要特点是本身结构紧凑，易于操作 和维修，适用于水、溶剂、酸和天然气等一般工作介质， 而且还适用于工作条件恶劣的介质，如氧气、过氧化氢、 甲烷、乙烯、树脂等。球阀阀体可以是整体的，也可以是 组合式的。 法兰球阀 三通球阀 气动球阀 电动开 关球阀 气动三片 式球阀 蜗轮保温球阀 Q41F型球阀西安建筑科技大学环境与市政工程学院 西安建筑科技大学环境与市政工程学院 安徽工程大学建筑工程学院 球阀动画 （5）泵与风机 螺旋泵隔膜式计量泵 柱塞式计量泵 计量泵 真空泵 立式排污泵 潜水排污泵 污水泵 轴流泵等 多级泵深井泵 潜水泵 单级双吸离心泵 单级单吸离心泵 清水泵 水泵 单级单吸离心泵水泵 单级双吸离心泵 多级离心泵 西安建筑科技大学环境与市政工程学院 西安建筑科技大学环境与市政工程学院 安徽工程大学建筑工程学院 离心泵工作 原理 潜水泵 1.电机与水泵合为一体，不 用长的传动轴，重量轻； 2.电机与水泵均潜入水中， 不需修建地面泵房； 3.电机一般用水来润滑和冷 却，维护费用小。

深井泵(井用潜水泵） 将电动机和泵制成一 体，它是浸入地下水 井中进行抽吸和输送 当原动机带动叶轮旋转后，对液体的作用既有离心力又有轴 向推力，是离心泵和轴流泵的 综合，液体斜向流出叶轮。因 此它是介于离心泵和轴流泵之 高于离心泵，低于轴流泵，一般在300-500之间。它的扬程比 轴流泵高，但流量比轴流泵小， 比离心泵大。 轴流泵 轴流泵是大流量、 低扬程，扬程一般 为4-15米左右，多 用于大流量小扬程 的情况，例如：大 型钢铁厂、火力发 电厂的循环水系统， 城市雨水提升泵站、 大型污水泵站等。 潜水排污泵 叶轮的叶片少、流 道宽，便于输送带 有纤维或其它悬浮 杂质的污水。 叶轮、泵体、泵盖 要求采用耐磨、耐 腐材料以提高泵的 寿命。 干式排污泵 立式污水泵 卧式污水泵 西安建筑科技大学环境与市政工程学院 西安建筑科技大学环境与市政工程学院 安徽工程大学建筑工程学院 泵如何选型设计？真空泵 真空泵是指利用机械、 物理、化学或物理化学 的方法对被抽容器进行 抽气而获得真空的器件 或设备。通俗来讲，真 空泵是用各种方法在某 一封闭空间中改善、产 生和维持真空的装置。 柱塞式计量泵 计量泵通过调节活塞的行程或活塞运 动的频率调节流量 计量泵流量可以在0-100%范 围内无级调节，用来输送液 体（特别是腐蚀性液体）一 种特殊容积泵，属于往复式 容积泵。

由于隔膜的 隔离作用， 在结构上真 正实现了被 计量流体与 驱动润滑机 构之间的隔 隔膜式计量泵隔膜式计量泵 螺杆泵 一种利用螺杆的旋转来吸排液体 的泵，它最适于吸排黏稠液体。 工程实例：用于抽送污泥 浓缩池中的污泥 空气压缩机离心鼓风机 罗茨鼓风机 鼓风机 风机泵 罗茨鼓风机 容积式气体压缩机 特点：在设计压力范围内，管网阻力 变化时,流量变化较小，叶轮与机 体之间不直接接触，结构简单，维 护方便。 功率 kW 型号 机组最 大重量 kg 配套电机 kW流量 m3/min 升压 kPa 转速 r/min 风机型号 1320 11 Y160L-6 8.5 16.5 20 1450 3L13XD 112 0.75 Y802-4 0.43 1.5 9.8 1450 3L13XD 罗茨鼓风机特点 罗茨风机的特点： 负载需要恒流量效果的情况时用罗茨 鼓风机。 属于恒流量风机 主参数是风量，输出的压力随管道和 负载的变化而变化，风量变化很小。 风量与转数成比例。 西安建筑科技大学环境与市政工程学院 西安建筑科技大学环境与市政工程学院 安徽工程大学建筑工程学院 污水处理罗 茨风机曝气 实例 曝气池中的鼓风机如何选型设计？ D型多级离心鼓风机 功率 kW 型号 机组最 大重量 kg 配套电机 流量 m3/min 出口压力 (绝对) kgf/cm 转速r/min 风机型号 8400 185 Y315L-2W 100 1.7 2980 D100-1.7 8010 132 Y315M1-2W 100 1.5 2980 D100-1.5 乌鲁木齐污水厂 离心鼓风机特点 离心风机的特点： 负载需要恒压效果的情况时用离心风 属于恒压风机主参数是风压，输出的风量随管道和 负载的变化而变化，风压变化不大。

罗茨风机与离心鼓风机比较 1、离心风机价格贵于罗茨风机； 2、离心风机效率比罗茨风机高； 3、罗茨鼓风机属于恒流量风机，工作 的主参数是风量，输出的压力随管道和 负载的变化而变化，风量变化很小。 离心风机属于恒压风机，工作的主参数 是风压，输出的风量随管道和负载的变 化而变化，风压变化不大。 4、离心风机噪音小。 轴流风机 轴流风机，就是与风叶的轴同 方向的气流，如电风扇，空调 外机风扇就是轴流方式运行风 机。之所以称为“轴流式”， 是因为气体平行于风机轴流动。 轴流式风机通常用在流量要求 较高而压力要求较低的场合。 轴流式风机固定位置并使空气 移动。 普通型轴流风机可用于一般工 厂、仓库、办公室、住宅内等 场所的通风换气，也可用于冷 风机（空气冷却器）、蒸发器、 冷凝器等的强制通风。 西安建筑科技大学环境与市政工程学院 西安建筑科技大学环境与市政工程学院 安徽工程大学建筑工程学院 轴流风机 脱水机房中的轴流风机如何设计？ 空气压缩机 空气压缩机是工业现代化的基 础产品，常说的电气与自动化 里就有全气动的含义；而空气 压缩机就是提供气源动力是气 动系统的核心设备机电引气源 装置中的主体。

用于： 气体排砂 气动阀门 脱水机房和压滤机配套 气浮池提供气泡 空气压缩机 用于气浮： 4.2 专用设备 水工艺专用设备根据其使用功能，大致 上可分为12大类，即拦污设备、混合搅拌设 备、投药消毒设备、除污排泥设备、曝气设 备、固液分离设备、软化除盐设备、污泥处 理设备、一体化处理设备、容器设备、换热 设备、消防设备及其他设备等 连续传送带型旋转式筛圆筒型筛网 板框型筛网 旋转式 水力旋转筛网 固定曲面式筛网 固定平面式筛网 固定式 筛网 弧形柱格栅除污机葫芦抓斗式格栅除污机 移动式伸缩臂格栅除污垂直格栅除污机 高链式机械格栅除污机链式旋转格栅除污机 格栅 拦污设备 （2）搅拌设备 气体搅拌设备水力混合搅拌设备 水下搅拌机 机械加速澄清池搅拌机 卧轴式机械絮凝搅拌机 立轴式机械絮凝搅拌机 框式调速搅拌机 絮凝搅拌设备 框式调速搅拌机 机械混合搅拌机 管式静态混合器 混合搅拌设备 折桨式搅拌机 推进式搅拌机 夹壁式搅拌机 采集式搅拌机 溶液搅动设备 搅拌设备 （3）投药消毒设备 紫外线消毒器发生器 次氯酸钠发生器 臭氧发生器 加氯消毒设备 消毒设备 电磁流量计，涡街流量超声波流量计 计量泵 虹吸计量设备 孔口计量设备 计量设备 湿投设备 干投设备 投加设备 投药设备 投药消毒设备 螺旋式水砂分离器空气提砂机 支墩式单周边传动周边传动式 空气提升式 虹吸式 水位差自吸式 悬挂式垂架式 中心传动式排泥设备 圆形沉淀池 螺旋输送式 双列链式 单列链式 链板式 虹吸泵吸式 虹吸式 提板式翻板式 行车式排泥设备 矩形沉淀池 排泥设备 油机 悬挂式中心传动刮渣刮 链条牵引式撇渣机 绳索牵引式撇油撇渣机 行车式撇渣机 撇油撇渣设备 除污除砂排泥设备 （5）曝气设备 纯氧曝气设备潜水鼓风式曝气搅拌机 泵式曝气机 自吸式螺旋曝气机 供气式射流曝气机 自吸式射流曝气机 水下曝气设备 转筒式曝气机 转盘式曝气机 转刷式曝气机 水平轴式 平板型叶轮表面曝气机 浮筒式叶轮表面曝气机 倒伞型叶轮表面曝气机 泵型叶轮表面曝气机 立轴式 表面曝气设备 各种曝气扩散器 罗茨风机 离心鼓风机 鼓风曝气设备 曝气设备 （6）固液分离设备 主要包括气浮设备、膜分离设备、沉淀设备及 过滤设备等。

组合式气浮设备电解气浮设备 溶气真空气浮设备 加压溶气气浮设备 压力溶气气浮设备 叶轮气浮设备 扩散气浮设备 射流气浮设备 水泵吸水管吸气气浮设微孔布气气浮设备 气浮设备 纳滤膜过滤器等超滤膜过滤器 各类微孔过滤器 膜分离设备 高速造粒沉淀分离设备机械加速澄清设备 水力旋流分离设备 斜板斜管沉淀分离器 沉淀设备 高效自清洗过滤器各式压力过滤器 流筒式过滤机 自动无阀过滤器 辐流式连续过滤器 过滤设备 （7）软化除盐设备 反渗透设备电渗析设备 移动床离子交换器 联合床离子交换器 混合床离子交换器 复床离子交换器 多床离子交换器 单床离子交换器 离子交换设备 软化除盐设备 （8）污泥处理设备 污泥焚烧设备离心脱水机 污泥造粒脱水机 带式压滤机 折带式真空过滤机 转鼓真空过滤机 真空过滤机 螺压脱水机 厢式脱水机 板框压滤机 加压过滤机 污泥脱水设备 卧螺式离心机 带式浓缩机 周边传动浓缩机 中心传动浓缩机 重力式污泥浓缩机 污泥浓缩设备 污泥处理设备 （9）一体化设备 工业废水一体化处理设埋地式生物处理设备 间歇式生物处理设备 压力式生物处理设备 生活污水一体化处理设给水一体化处理设备 一体化设备 （10）容器设备 卧式容器立式容器 按安装操作方式 组合形容器 圆筒形容器 矩形容器 球形容器 按几何形状 厚壁容器 薄壁容器 高压容器低压容器 常压容器 按压力分 容器设备 （11）换热设备 按换热设备的制作材料可分为： 金属质换热器 非金属换热器； 按换热方式可分： 间壁式换热设备。（12）其它处理设备 包括： 吸附设备 萃取设备 吹脱设备 汽提设备等 END