1、- I -摘 要我国是一个水资源非常匮乏、紧缺的国家，人均占有量仅为世界人均的四分之一，而且时空分布极不均衡。给水工程是关系到国家发展和人们生活的一项举足轻重的工程，本设计是北方地区的一个小型城市规划完善的给水预处理厂。设计内容包括四部分：（1）根据对水质的要求及经济技术比较选出最佳给水预处理方案。（2）取水工程设计，根据原始资料，确定取水水源地及取水方式。（3）净水厂设计，对各净水构筑物选型，并具体设计各构筑物的参数，使整套净水流程最优。本设计根据原水水质选择的工艺流程为：原水，配水井，静态管式混合器，往复式隔板絮凝池，斜管沉淀池，气水反冲洗快滤池，清水池，二级泵房，市政管网。（4）给水工艺
2、高程计算及给水厂平面布置。 工程设计则是对拟建工程的实施在技术上和经济上所进行的全面详尽安排。它不但关系着工程的质量和将来的使用效果，还包括计算为完成建设工程所需消耗的人力、物力和财力的预算文件。工程设计是基本建设综合的技术经济文本。本文结合图表及计算数据对整体设计作了一个系统的说明，它是本设计所绘图纸的绘制依据，也是将来施工时的参考。关键词：给水工程；取水工程；净水构筑物 全套图纸加 153893706- II -AbstractWater resource of our country becomes extremely short,which is standing of great m
3、aldistribution in different areas and different time.The per capita consumption of water in our country is only one quarter of which is in the world. Water-treatment project playing an active role in our life affects the development of our country a lot.This project is about a compact water-treatmen
4、t plant that is located in a well laid-out town of north state.The project can be divided into four sections.（1）working out the benefit version of the project based on the water-quality index that is required and the cost-effectiveness analysis.（2）the EDP(engineering design plan) of intake.Locating
5、the intake zone and building the inlet system based on the water source.（3）the process design fixing the types and the parameters of water purification units for the sake of good operation.Based on raw water-quality constituents the craft processes are to be designed as: Raw water , Tubular static m
6、ixer , Reciprocating clapboard flocculating, Inclined pipe traps, Gas water backwash fast ponds, clear water tank, Secondary pump station, Municipal pipeline. （4）elevation computation of the process and the general arrangement of the plant.The EDP which also includes the construction budget document
7、s about man power construction objects and financial capability gives us detailed arrangements about economic and technical cooperation.Thus it is the EDP that makes an notable impact on the construction quality and the returns on investment can be regarded as a integrated document of general projec
8、t on technical economy.As a reference material on drawing practices and constructions this paper makes a integrated report on entire engineering design plan in assistant with diagrams and datum.Keywords: water treatment; inlet system; water purification unit- III -目 录摘要 IAbstract.II第 1 章 绪论 .11.1 城市
9、概述 .11.2 原始资料 .11.3 设计内容 .1第 2 章 方案的技术经济比较 .22.1 给水处理方案的技术经济比较 .22.2 方案确定 .42.3 本章小结 .5第 3 章 取水构筑物的设计计算 .63.1 取水构筑物位置及形式的选择 .63.2 取水头部的设计计算 .63.3 取水泵站的设计与计算 .113.4 本章小结 .13第 4 章 净水厂设计 144.1 水源地及厂址的选取 .144.2 投药系统的设计 .144.3 混合设备设计 .174.4 絮凝池设计 .184.5 沉淀池设计 .214.6 滤池的设计与计算 .254.7 消毒处理 .274.8 污泥处理构筑物 .3
10、14.9 本章小结 .31第 5 章 二级泵房设计计算 325.1 水泵选择的设计的计算 .325.2 水泵间布置 .345.3 本章小结 .39第 6 章 给水处理工程布置 406.1 净水厂平面布置 .406.2 净水厂高程布置 .406.3 给水处理工程总估计表 .416.4 本章小结 .42结论致谢参考文献- IV -外文资料中文翻译- V - VI -天津大学仁爱学院 2011 届本科生毕业设计- 1 -天津大学仁爱学院 2011 届本科生毕业设计- 1 -天津大学仁爱学院 2011 届本科生毕业设计- 1 -第 1 章 绪论1.1 城市概述该给水厂位于我国北方地区，冬季最低气温为-
11、35,夏季最高气温 34,常年主导风向为西北风，地震裂度为 5 级。1.2 原始资料原水条件： 处理量 Q=12000 。夏季高浊时浊度为 100150 ，冬季最低浊3m/dNTU度 30 。NTU出水水质：出厂水浊度1 。NTU图纸条件： 厂地平整，以室外地坪标高（0.00， ）为基础标高。出水通往市政管网，洪水水位以-10.00m 计。1.3 设计内容（1）本次设计包括以下内容：给水一次提升泵房的初步设计、混凝沉淀池、滤池及清水池的设计、二次提升泵房的初步设计。（2）给水处理方案的技术经济比较，方案确定。（3）计算说明书的编制。（4）给水处理厂（站）的总体布置。（5）给水处理厂（站）管道布
12、置。（6）给水处理系统的工艺流程及高程计算。（7）主要给水处理构筑物的详图设计。（8）主要设备单体图设计。天津大学仁爱学院 2011 届本科生毕业设计- 2 -第 2 章 方案的技术经济比较2.1 给水处理方案的技术经济比较给水处理方案的技术经济比较包括多方面，通过对比从中选出最佳方案，下表 2-1，2-2 ，2-3 ，分别从不同方面对各方案进行了比较。表 2-1 给水铸铁管开槽埋管经济指标(单位：100 延长 m)第一部分费用(元) 主要材料建成区 非建成区管径m埋深 1 埋深 2 m埋深 1 埋深 2 m水泥 T管长 阀门 配件 T管材每米重量 kg/m100 21707 22935 18
13、775 19581 0.28 101 0.05 0.44 25.0150 28480 29851 25160 26044 0.28 101 0.09 0.60 35.3200 34994 36458 31836 32854 0.36 101 0.11 0.62 50.7300 55843 57722 51427 52731 0.43 101 0.17 0.84 88.5400 88664 91182 82688 84492 0.78 101 0.34 1.41 135500 121755 126154 115028 118583 1.03 101 0.47 1.53 191600 150309
14、 154984 143528 147332 1.13 101 0.72 1.65 225700 186714 192217 178328 182762 2.08 101 0.80 1.77 330800 224726 230756 216925 222088 2.40 101 0.88 1.91 415900 270699 278012 261896 268087 2.42 101 1.04 1.98 5101000 315361 323496 306418 313419 2.87 101 1.14 2.02 6141200 416664 425993 406402 404434 3.25 1
15、01 1.73 2.08 845表 2-2 主要构筑物投资(第一部分费用)指标名称 投资，元/ 3m/d地表水一级泵房(岸边半地下式 ) 19.96地表水一级泵房(岸边涂井式一级泵房 ) 80.90沉砂池 15.03斜管式沉淀池 53.03平流式沉淀池 42.22折板反应水平沉淀池 58.52叠合池(双阀滤池+清水池) 85.45叠合池(V 型滤池 +清水池) 36.88叠合池(沉淀池+清水池) 126.30叠合池(絮凝沉淀池+清水池) 89.40机械搅拌澄清池 66.07水力循环澄清池 54.84粒吸滤池 55.21四阀滤池 101.15无阀滤池 43.50双阀滤池 55.15移动罩冲洗滤池
16、 38.87普通快滤池 88.48普通气水反冲洗 48.32天津大学仁爱学院 2011 届本科生毕业设计- 3 -续表V 型滤池 54.24气水反冲 V 型滤池 40.08吸水井 1236.99，元/ 3m二级泵房 38.13清水池 347.27，元/锅炉房 1872.96鼓风机房 3220.38，元/ 3变配电间 1225.88，元/投剂室 1490.79，元/综合楼 1108.63，元/ 3m机修间 885.51，元/药剂库 1548.83，元/仓库 854.95，元/ 3表 2-3 净水构筑物使用条件净水工艺 构筑物名称允许进水含沙量 ，S3kg/m或悬浮物量 值，XL出水悬浮物含量，
17、/天然预沉池 =1030 2000平流或辐流预沉池 1020水旋澄清池 6080机械搅拌澄清池 2040 一般20高浊度水沉淀悬浮澄清池 25机械搅拌澄清池 3000，短时允许 5000X平流沉淀池 3000，短时允许 5000斜管(板)沉淀池 3001000，短时允许 3000水力循环澄清池 2000，短时允许 5000 一般10脉冲澄清池(单层) 3000，短时允许 5000一般沉淀和澄清悬浮澄清池(双层) 300010000气浮 气浮池100，原水中含有藻类和密度接近与水的悬浮物 一般10过滤 各种兴水滤池 一般 不大于 15X一般3接触过滤 各种形式滤池 一般 不大于 70吸附 活性炭
18、池原水有臭味，有机物污染严重时一般 5漂白粉 小型水厂液氯 有液氯供应时氯氨 原水含有机物较多时消毒次氯酸钠 适用于小水厂2.2 方案确定2.2.1 工艺流程的选择水厂工艺流程的选择是水厂设计最为关键的问题，直接关系到工程造价、运行成本天津大学仁爱学院 2011 届本科生毕业设计- 4 -和出水水质、当前的常规水处理工艺流程如表 2-4，可供参考选择。表 2-4 净水处理工艺流程可供选择的净水工艺流程 适用条件1原水简单处理(如用筛网格滤 ) 水质要求不高，如某些工业冷却用水，只要求去处粗大杂质2原水混凝，沉淀或澄清一般进水悬浮物量应小于 20003000，短时间内允许到 500010000m
19、g/L，出水浊度约为 1020 度，一般用于水质要求不高的工业用水3原水混凝沉淀或澄清过滤清毒1一般地表水厂广泛采用的常规流程，进水悬浮物允许含量同上，出水浊度小于 3 度。2山溪河流浊度经常较低，洪水时含泥沙量大，也可采用此流程，但在第浊度时可以不加絮凝剂或超越沉淀直接过滤。3含藻，低温低浊处理时沉淀工艺可采用气浮池或浮沉池。4原水接触过滤消毒1一般可用于浊度和色度低的湖泊水或水库处理，比常规流程省去沉淀工艺。2进水悬浮物含量一般应小于 100，水质稳定变化较小且无藻类繁mg/L殖时。3可根据需要预留建造沉淀池(澄清池)的位置，以适应今后原水水质的变化。天津大学仁爱学院 2011 届本科生毕
20、业设计- 5 -2.2.2 工艺流程的确定工艺简图如下图 2-1 所示。原水絮凝剂 加氯 出水图 2-1 给水处理工艺流程2.3 本章小结给水处理工艺流程及方案的选择与原水水质和处理后的水质要求有关并与经济技术分析相结合。一般来讲，地下水只需要经消毒处理即可，对含有铁、锰、氟的地下水，则采用除铁、除锰、出氟的处理工艺。地表水为水源时，通常采用混合、絮凝、沉淀、过滤、消毒的处理工艺。一级泵房 管式静态 往复式隔板 絮凝池 斜管沉淀池气水反冲洗快滤池清水池二级泵房天津大学仁爱学院 2011 届本科生毕业设计- 6 -第 3 章 取水构筑物的设计计算3.1 取水构筑物位置及形式的选择3.1.1 取水
21、构筑物位置及形式的确定3.1.1.1 地表水取水构筑物位置的选择地表水取水构筑物位置的选择，应根据下列基本要求，通过技术经济比较确定：1位于水质较好的地带； 2靠近主流，有足够的水深，有稳定的河床及岸边，有良好的工程地质条件； 3尽可能不受泥沙、漂浮物、冰凌、冰絮等影响； 4不妨碍航运和排洪，并符合河道、湖泊、水库整治规划的要求； 5尽量靠近主要用水地区； 6供生活饮用水的地表水取水构筑物的位置，应位于城镇和工业企业上游的清洁河段。3.1.1.2 取水构筑物形式的选择我国寒冷北方地区，流域多年平均年降雨量都较小，而且季节性变化大。河水浊度小，但河流冰冻期长，冰情严重。上游的河段及支流属半山区河
22、流，河道弯曲，而河床基本稳定，河底多为大块卵石和砂硕。在上游河段，取水构筑物的形式一般为自流管式。中游段属平原河流，具有较宽的河漫滩，下游河段河床蜿蜒曲折，河面宽阔，主流稳定，河岸没有显著的冲刷现象，可采用河床自流管取水构筑物形式。3.2 取水头部的设计计算3.2.1 设计参数平均日用水量；3Q=120m/d最高日用水量，日变化系数宜采用 1.11.5；.最高日最高水用水量，最高日城市综合用水的时变化332176/=15/h系数宜用 1.21.6。3.2.1.1 取水量 rdQ=a/T式中： 一级泵站中水泵所供给的流量， ；rQ3mh供水对象最高日用水量， ；d /输水管漏水及净水构筑物自身用
23、水系数，一般取 =1.051.1，取 1.1；a a天津大学仁爱学院 2011 届本科生毕业设计- 7 -一级泵站在一昼夜内工作小时数。T33rQ=1.320/465m/h=0.18/s3.2.1.2 河流水位以地面标高（0.00）为基础标高，洪水水位以-10.00m 计。设最高水位为-10.00m ，常水位为-13.00m，最低水位-19.00m。3.2.2 取水头部计算因为城市位于北方地区，冬季江水中有潜水，且水深较小，故采用箱式取水头。3.2.2.1 设计参数格栅及进水面积按设计取水量 =0.168 计算，格栅进水室分两格，共两个进水rQ3m/s孔。进口流速采用 ，格栅采用扁钢，厚度=1
24、0 ，栅条净距 ，格栅阻v0.3m/s b=30m塞系数 。2k=.75栅条引起的面积减小系数为： 1k=b/(+s)30/(1)=.753.2.2.2 格栅及进水孔面积计算格栅面积为： 0r12FQ/(kv)式中： 设计取水量；rQ为面积减小系数；1k为格栅阻塞系数；2为进口流速，则：v 20F=.168/(.750.3)=10m每个进水孔面积为： 2fn设计采用每个进水孔为 ；1BH9格栅采用给水标准图 90S321-1，格栅尺寸为 BH=1000800mm，有效面积为0.55m2，格栅间孔数为 10，栅条根数为 11 根。因为有潜水冰盖厚，取水头部上缘的最小埋设水深为 1.4m，进水孔下
25、缘距河底高度取 0.8m，进水箱底部埋入河底下深 1.2m，因此取水头部设置处河水水深为 3.6m，该处与集水间距离为 30m，取水头部的形式和尺寸见下图 3-1。天津大学仁爱学院 2011 届本科生毕业设计- 8 -图 3-1 箱式取水头部头部迎水面为尖三角形，用钢筋混凝土分两节预制，吊装下沉后，水下拼装，头部周围抛石，防止河床冲刷。3.2.3 自流管计算自流管设置两条，设计水量为 =0.168/2=0.084 ；q3m/s自流管中的流速采用 0.8 ，进水管设计流速一般不小于 0.6 ，则自流管的管径为：m/s /s，取 0.4D=(4/v)0.7采用 D=400 的黑铁管，管中实际流速：
26、 2q/=.6/s考虑到自流管日后可能结垢或淤积，粗糙系数采用 =0.016；n自流管长度为 =30 ；Lm自流管水力半径为 ；R=D/40.1/.流速系数 ；1/616cn.258水力坡度 ；2iv()7/()=025自流管的沿程水头损失 ；1hiL3.7m局部阻力系数：喇叭管进口 1=0.1；焊接 90弯头 2=1.07；闸门 3=0.15；出口 4=1.0；则自流管的局部损失： 2212342h=(+)v/g .07.510.67/(9.1)m则正常工作时，自流管的总水头损失为： 12h=+.50.73=.48m天津大学仁爱学院 2011 届本科生毕业设计- 9 -3.2.4 集水间计算
27、3.2.4.1 格网计算采用平板格网，过网流速采用 1=0.3 ，网眼尺寸采用 55 ，网丝直径 =2vm/smd。m平板格网面积： 121F=Q/(Kv)式中： 平板格网所需面积， ；1F2通过格网的流速， ；Q3m/s格网面积减少系数， ， 为网眼尺寸， ； 为网丝直1K21 b/(+d )0.51bmd径， ；格网阻塞后面积减少系数，一般采用 0.5；2水流收缩系数，一般采用 0.640.80,采用 0.7。 21F=0.68/(.50.73)=.14 设置四个格网，则每个格网需要的面积为 3.14/4=0.79 ，格网采用标准图 90S321-m5，进水口尺寸为 ；格网有效过水面积为
28、0.81 ，平板格网尺寸为1BH3m 2。BH=14023.2.4.2 集水间平面尺寸集水间分为两个独立分格，在分隔墙上设置连通管和阀门，根据集水间内阀门和平板格网的尺寸确定集水间平面尺寸，水泵吸水管的直径和布置，检修清洗和使水流均匀平稳等要求，来决定各部分尺寸。3.2.4.3 集水间标高计算1集水间顶面标高集水间采用非淹没式，故进水间顶面标高 =河流设计最高水位 +浪高+0.5 m-10.+25.9 m2进水间内最低动水位标高进水间内最低动水位标高=河流最低水位标高-取水头部到进水间的水头损失=-19.00-(0.1487+0.1)=-19.253集水间内最低动水位标高集水间内最低动水位标高
29、=进水间最低动水位标高-进水间到吸水间的水头损失天津大学仁爱学院 2011 届本科生毕业设计- 10 -=-19.25-0.1 =-19.35 m4集水间内最高水位标高集水间内最高水位标高河流设计最高水位-10.005集水间底部标高平板格网净高 1.1 ，其上缘应淹没在吸水间最低动水位以下，取 0.1 ，其下缘高m出底部，取 0.2 。故集水间底部标高= -19.35(0.12)=-9.3514-20.7 m6集水间深度为：顶部标高-井底标高= -.(.7. 3.2.4.4 格网起吊设备计算1起重量 PP(G+pFf)k式中： 平板格网和钢绳重量，共约 103Gg格网前后水位差所产生的压力，取
30、水位差为 0.2m，则 ；p=0.2kPa每格网的面积， ；F2F=1.43m格网与导槽之间的摩擦系数，取 ；f f=0.4安全系数，采用 1.5，则：kP(.213.)95.2kg2起吊架高度计算格网起吊高度最大为 ，最大起重重量为采用型电动葫芦起重机，起1.5-0.=重重量为 1T，这种电动葫芦具有重量轻体积小结构简单，形式多样化的优点，它可以是直的或是弯曲的，循环的工字梁轨道起提升和运输作用。其性能参数为：起重量 1T，起升高度 12 ，起升速度 8 / ，运行速度min30 ，主起动机功率 1.5 ，转速 1380 ，钢丝绳直径 7.4mm。m/inkwr/in主要尺寸： ， ， ，
31、，最小的L=856ml4831L=485B6。H=685 平板格网高 1.2 ，格网吊环高 0.25 ，电动葫芦吊钩至工字梁最小距离为0.685 ，格网吊至操作平台以上的距离取 0.2 ，操作平台的标高即为集水间顶部标高-m9.25 则起吊量工字梁下缘的标高应为： -9.2501.250.68.9153.3 取水泵站的设计与计算3.3.1 设计流量的确定和设计扬程的估算3.3.1.1 设计流量天津大学仁爱学院 2011 届本科生毕业设计- 11 -33Q=1.320/4=65m/h 0.168 /s=L/3.3.1.2 水泵所需静扬程 STsd0H+H式中： 泵站设计扬程， ；H水泵所需净扬程
32、， ； ST泵站吸水管路的水头损失， ；shm泵站压水管路的水头损失， ； d安全水头，一般为 12 。0H1水泵所需净扬程的计算：已知集水间最低水位为-19.35 ；絮凝池中的最高水位为-7.35 。 m2吸水管水头损失 ：sh沿程水头损失：由设计计算选择 的吸水管，查水利计算表得，DN=40m估计吸水管长度为 ，则1v =.58m/s1，得1il.8局部水头损失： 式中：喇叭口局部阻力系数，0.5； 90弯头局部阻力系数， ，1.08；DN= 40手动蝶阀局部阻力系数，0.20；渐缩管局部阻力系数， ， ，0.19 mdg30 则 。 2h=0.35m综上可知： ，取为 0.44 。s12
33、h=+.8.5=48m3压水管路水头损失 ： d泵站内的管路水头损失估计为 2.0 。设压水管采用 的铸铁管，查水利计DN30算表可知：，估计2v=.81m/sL=50沿程水头损失 1hil2.局部水头损失计算： 其中：吐出锥管局部阻力系数，0.20；电动闸阀局部阻力系数，DN=300 ，0.20；m三通局部阻力系数，DN=(400 ，300)，1.60；止回阀局部阻力系数，DN=300 ，1.7；伸缩管局部阻力系数，0.21；闸阀局部阻力系数，0.06； 天津大学仁爱学院 2011 届本科生毕业设计- 12 -则 2h=1.06m，取为 3.1 。 d12+h.06=3.8m4安全水头 H估
34、计为 2.0 ，则水泵设计扬程为 。H12+0.43=17.54m3.3.1.3 水泵的选择1设计流量 ；Q=168L/s2绘制水泵特性曲线；3初拟水泵选用 3 台 150800S 型单级双吸离心泵型号为 250S24A，其中一台备用。性能参数为：Q=342 ，扬程 =22.2 ，转速 =1450 ，轴功率=25.8 。3m/hHmnr/ikw电动机：型号 Y200L-4，功率=30 ，效率 =80 ，气蚀余量=3.8 。kwm3.3.1.4 吸水管路的计算吸水管流速 v 一般取 1.01.6m/s，流量 Q=0.168/2=0.08m3/s，选定 DN300mm，查水力计算表 v=1.13m
35、/s，1000i=6 为防止积气，吸水管设 7 的坡度坡向水泵，吸水管上的渐缩管采用偏心减缩管。吸水管路上压力较小，设置手动蝶阀即可。吸水管中的配件选择：手动闸阀采用 Z45-2.5 暗杆楔式闸阀，其规格为：=8 ， =320 ， =520 ， =30 ，z=24 。DNmL1Dmdm3.3.1.5 压水管路配件1止回阀：采用 HH44X-10 缓闭止回阀，其规格为：L=600mm，D 1 =1180mm，z =20mm，d =30mm 。 2电动闸阀：设在联络管上的电动闸阀，采用 Z945T-10 电动暗杆楔式闸阀，其规格为 DN=900mm，L=780mm。设置在压水管路上的另一个电动闸阀
36、，采用 Z945T-10 电动暗杆楔式闸阀，其规格为 DN=600mm，L=500mm，D 1=725mm，d =30mm，z=20mm，w=1400kg 。 3手动闸阀：分别有两种手动闸阀，设置在压水管路上的手动阀，采用 WZ545T-10 伞形齿轮转动暗杆楔式单闸板闸阀，其规格分别为 DN=600mm，L =560mm，d=27mm，z=12mm，W=1500kg。设置在联络管路上的手动阀，采用采用Z445T-10 暗杆楔式闸阀，其规格分别为：DN=900mm， L=780mm，D 1=1050mm，d=34mm， z=28mm，w=940kg。 4同心渐扩管：DN 300400mm；。L
37、=2(0-3)+5=0m3.3.1.6 机组基础尺寸的确定根据水泵外形尺寸和安装尺寸可求得其基础尺寸：基础长： 189697基础宽： B=50 3250天津大学仁爱学院 2011 届本科生毕业设计- 13 -基础重量： W=(2.540)17=3051kg基础高： H738 m取基础高：3.3.1.7 一泵房各部分标高的确定1水泵轴标高的确定：由所选水泵知：允许吸上真空高度 Hs=3.8m。为减小泵房高度，充分利用水泵允许吸上真空高度，则： SH=3.8-04.m泵轴标高集水间内最低水位+HSS=-19.35+3=-16.35m2泵房中各标高确定：泵房内底标高泵轴标高-H 1-0.3= -16
38、.35-0.75-0.3= -17.5m泵基础顶标高泵轴标高-H 1 = -16.35-0.75= -17.1m电机基础顶标高-16.35-H 8 = -16.35-0.25= -16.6m水泵进水口中心标高泵轴标高-H 3 = -16.35-0.4= -16.75m水泵出口中心标高=泵轴标高-H 4= -16.35-0.43= -16.77m地下部分筒体高度最高水位+浪高/2+0.5 泵房内底标高-10+0.3/2+0.5-(-17.5)8.15m泵房上层建筑高度：根据起吊高度和采光，通风要求，从操作平台到房顶楼板间距设计为 5m。 操作平台标高泵房内底标高+地下部分筒体高度-17.5+8.
39、15-9.35m泵房顶标高操作平台标高+泵房地上部分高度-9.35+5-4.35m筒体高度泵房顶标高泵房内底标高-4.35-(-17.5)13.15m3.4 本章小结取水工程是给水工程的重要组成部分之一。它的任务是从水源取水，并送至水厂。取水工程从给水水源和取水构筑物两方面进行研究。本设计为地面水水源，取水构筑物由集水间、泵房及闸阀井（又称闸阀切换井）等三部分组成。通过查阅资料，借鉴先例，最后完成对取水构筑物的设计计算。天津大学仁爱学院 2011 届本科生毕业设计- 14 -第 4 章 净水厂设计4.1 水源地及厂址的选取4.1.1 水源地的选取选取地表水为水源，在近代的城市给水工程中，由于城
40、市水源的污染,市政规划的限制等诸多因素的影响，水源取水点常远离市区，一般设在城镇和工矿企业的上游。水量可靠，除满足当前的生产、生活需要外，还要考虑到发展的需要。水质良好，应达到地表水环境质量标准（GB 3838-2002）中的 II 类水质标准。全面考虑、统筹安排、综合利用。4.1.2 厂址的选择应结合城市建设，在整个给水系统设计方案中进行全面规划，综合考虑，通过技术经济比较确定。在厂址选择时，一般应考虑一下几个问题。1厂址应选择在工程地质条件较好的地方。一般选在地下水位较低,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。2水厂尽可能选择在不受洪水威胁的地方，否则应考虑
41、防洪措施。水厂的防洪标准不应低于城市防洪标准，并留有适当的安全裕度。应充分考虑周围环境的卫生和安全防护条件。3水厂应少占农田或不占良田，并留有适当的发展余地。要考虑周围环境卫生条件和生活饮用水水质标准 （GB5769-2006）中规定的卫生防护要求。4水厂应设置在交通方便、靠近电源的地方，以利于施工管理，降低输电线路的造价。还应考虑沉淀池排泥及滤池冲洗水排放方便。5当取水点离用水区较远时，水厂可建在离取水区较近处或设置在离用水区较近处。以上两个方案应综合考虑各种因素并结合其他具体情况，通过技术经济比较确定。4.2 投药系统的设计混凝阶段所处理的对象，主要是水中悬浮物和胶体杂质。是水处理工艺中一
42、个重要步骤，其完善程度对后续处理工艺如沉淀、过滤影响很大。水质的混凝处理是向水中加入混凝剂，通过混凝剂水解产物压缩胶体颗粒的扩散层，达到胶体脱稳而相互凝聚，或者通过混凝剂的水解和缩聚反应而形成的高聚物的强烈吸附架桥作用，使胶体被吸附粘结，从而达到去除胶体颗粒的目的。4.2.1 混凝剂的选用混凝剂的选择应根据1原水水质条件天津大学仁爱学院 2011 届本科生毕业设计- 15 -2取水量的大小3价格4运行的方便性5货源供应条件6对身体康无害等方面综合考虑。常用混凝剂有：铝盐和铁盐；铝盐混凝剂有：AlCl 3 和 Al2(SO4)318H2O；常用的铁盐混凝剂有：FeCl 3 和 FeSO4。硫酸铝
43、混凝剂的特点是：混凝剂效果较好，使用方便，对处理后的水质无任何不良影响。但水温低时，硫酸铝水解困难，形成的絮凝体比较松散。FeCl3 混凝剂的特点是：形成的絮凝体较紧密，易沉淀，处理低温水或低浊水效果较铝盐好。但三氯化铁腐蚀性较强，且容易吸水潮解，不易保管。因本设计主要去除浊度，且原水色度不高，原水 pH为 7.2，故而采用 Al2(SO4)318H2O，Al 2(SO4)318H2O 有精致和粗制两种，考虑经济，采用粗制 Al2(SO4)318H2O 作混凝剂，粗制 Al2(SO4)318H2O 中无水硫酸铝为2025%。4.2.2 混凝剂投药量的确定影响混凝效果的因素极为复杂，除混凝过程的
44、水力条件外，还应考虑原水悬浮物含量，粒径组成，胶体颗粒性质等以及原水 pH 值和碱度、水温的影响。除浊时 Al2(SO4)318H2O 适宜 pH 值为 6.47.8，本设计为 6.77.2。该市冬季水温最低，此时 Al2(SO4)318H2O 水解缓慢，混凝效果不好，此时可多投混凝剂或投加液体活性硅酸作为助凝剂来改善絮凝效果。按照给水排水设计手册第三册，选取相似水体，相近浊度时所用的混凝剂及其投量，因为设计地区为北方城市，且浊度为 20150，则混凝剂用投加量为61.3mg/L 投药量折合成为 61.3 16%=9.808mg/L，相当于 9.808/102=0.096mmol/L (其中分
45、子量为 102)。则药剂用量为： G=aQ式中： 药剂重量，mg/d； G药剂投加量， ； amg/L日处理水量，m 3/d。QG=61.310-312000=735.6mg/d按照储存 30 天药剂计算药剂体积，袋装硫酸铝，每袋 40 ，尺寸 0.8 0.4 0.2 ，kgm按堆高 1.5 计算： =29 。1A2冬季混凝剂投加量为 1.16 投药量折合成为 1.16 2%=0.023 则药剂用量为：g/L/L=1.16 10-312000=13.92mg/dG按照储存 30 天药剂计算药剂体积，袋装硫酸铝，每袋 40 ，尺寸 0.8 0.4 0.2 ，kg按堆高 1.5 计算： =3.78
46、 。m22天津大学仁爱学院 2011 届本科生毕业设计- 16 -212A93.78m则储药间尺寸为 6 7 。LBm4.2.3 石灰投量计算 CaO=-x+式中：CaO 纯石灰 CaO 投量， 当量/ ； gLa混凝剂投量， 当量 / ； x原水碱度， 当量/ ，本设计取 3.0； m剩余碱度，一般取 0.51.0 当量/ ，本设计取 0.8。g市售粗制硫酸铝含 Al2（SO 4） 3 约为 16%，Al 2O3 当量为 17；所以投药量相当于（16% 61.3 ）/17=0.58 当量/ ， =0.58-3.0-0.8= -3.22 当量/ 所以不用g/LLCamgL投加石灰。4.2.4
47、混凝剂的投加及加药间设计表 4-1 干式与湿式投药方法的比较方法 优点 缺点干投法1 设备占地面积小2 投配设备无腐蚀问题3 药剂较为新鲜1 当用药量大时，需要一套破碎混凝剂设备2 当用药量小时，不易调节3 劳动条件差4 不适用吸湿式混凝剂5 药剂与水不易均匀混合湿投法1容易与水充分混合2适用于各种混凝剂3投量易与调节4运行方便1 设备较复杂，占地面积大2 设备易受腐蚀3 当要求投药量突变时，投量调整较慢因此投加方式采用湿投法，湿投法药液和原水易混合，不易堵塞入口，管理方便，且投量易调节，但湿投法也存在着占地面积大，设备容易腐蚀等的缺点，因此在设计中，各管路及设备采用耐腐蚀的材料。药剂溶解池溶
48、液池定量投加设备4.2.4.1 溶液池容积 3Wp=(2410Qa)/(10bn)=aQ/417(m)式中： 处理的水量 ， =13200/24=550 ；Q3m/h3/h混凝剂最大投量 ，本设计为 61.3 ，与哈尔滨市近似； 为溶液浓度，agLgLb一般取 520%，本设计取 13%； 每日调制次数，本设计取 3 次。n天津大学仁爱学院 2011 届本科生毕业设计- 17 -则 =（61.3 550）/（417 13 3）=2.07Wp3m取 2.5m3，尺寸为 LBH=1.4 1.5 1.4m 取超高 0.30m，沉渣高 0.1m，则池高为1m，在池底有 0.025m/m 的坡度，在 1
49、.00m 处设置溢流管，在池底设有排渣管，设两个溶液池，一池为备用池，以便实现连续投药。溶液池是配置一定浓度溶液的设施。通常用内腐蚀泵或射流泵或靠重力将溶解池内的溶液送入溶液池，同时用自来水稀释到所需浓度以备投加，本设计采用重力流实现这一操作溶解池底要高于溶液池顶。4.2.4.2 溶解池容积溶解池容积取溶液池容积的 20%，即 =0.2 =0.2 2.5=0.50 尺寸为2Wp3m=0.5 1 1 。LBHm设两座溶解池，其中一座备用，取超高 0.3 ，则池高为 1.3 ，池底设有孔眼，以便m溶解的药液直接进入溶液池，溶解池采用钢筋混凝土池体，内壁进行防腐处理，设聚氯乙稀板。该池放水时间采用 5 ，则放水流量为：in0.5
