1、1毕业设计（论文）说明书题目： 3.0 万 m3/d 自来水厂的设计系 名 建筑工程系 专 业 环境工程 年 级 姓 名 指导教师 2011 年 6 月 17 日2摘 要给水工程的任务是向城镇居民、工矿企业、公共设施等提供用水，且保障水质、水量、水压要求。本设计完成了给水工程的初步设计，主要内容包括：给水处理工艺比选及确定、主要处理构筑物的计算和校核、给水厂平面布置、高程设计计算并完成了成果图的绘制。本设计以地表水为水源，处理水量为 3万 m3/d。设计的给水处理工艺流程为：源水泵站混凝机械搅拌澄清池普通快滤池清水池二级泵房城市管网。其中，选用硫酸铝作为混凝剂，液氯作为消毒剂，出水水质可达到生
2、活饮用水卫生标准 （GB5749-2006） 。关键词：给水工程；机械搅拌澄清池；普通快滤池；二级泵站 全套图纸加 1538937063ABSTRACTThe main task of water-supply engineering is to feed the water for civil, industrial and public usage under the condition of certain quality, flow and pressure. The preliminary design of the water treatment plant was accompl
3、ished. The key elements of design were composed of comparison of treatment methods to choose the suitable process,to determine and check the size of major structures. Also, the site and elevation layout and maps have been finished. The design was supplied with surface water by the size of 30,000 m3/
4、d. The treatment scheme was designed from water source, accelerated clarifier, inclined pipe Filter, ordinary fast rate, clearance pond, two pumping stations to city pipeline. Selection of coagulant aluminum sulfate, liquid chlorine as disinfectant. Water plant to meet water quality requirements “Dr
5、inking Water Health Standard“(GB5749-2006).Key words: Water-supply; Accelerated clarifier; Ordinary rapid filter; High ServicePumping Station4目 录 第一章 绪论 11.1 设计资料综述 .11.1.2 原始资料 11.1.3 设计内容 11.2 设计目的与要求 .31.2.1 设计目的 31.2.2 设计要求 3第二章 水质分析及设计水量计算 42.1 水质分析 .42.2 设计水量计算 .5第三章 给水处理工艺流程 63.1 设计原则 .63.2 设
6、计规模 .63.3 厂址选择 .63.4 水厂工艺流程选择 73.5 处理构筑物的选择 .853.5.1 混凝剂的选择与投加 83.5.2 混合设备 93.5.3 絮凝设备 .103.5.4 沉淀设备 .113.5.5 澄清池 .133.5.6 过滤设备 .133.5.7 消毒 15第四章 净水厂工艺计算 .164.1 混凝剂选用及加药间设计计算 164.1.1 混凝剂药剂的选用 .164.1.2 混凝剂的投加 .164.1.3 加药间的设计计算 .164.1.4 溶液池容积 .164.1.5 溶解池容积 .174.1.6 投药管 .174.1.7 溶解池搅拌设备 .174.1.8 计量投加设
7、备 .174.1.9 药库的设计参数 .184.2 机械搅拌澄清池计计算 184.2.1 第二反应室 .184.2.2 导流室 .194.2.3 分离室 .194.2.4 池深计算 .204.2.5 配水三角槽 .214.2.6 第一反应室 .2164.2.7 容积计算 224.2.8 进水系统和集水系统 .224.2.9 排泥及排水计算 .234.2.10 搅拌机计算 244.2.11 刮泥机计算 254.3 普通快滤池的设计 264.3.1 设计参数 .264.3.2 设计计算 .264.4 清水池的设计 304.4.1 清水池总容积的计算 .304.4.2 清水池各管管径的确定 .314
8、.5 液氯消毒 324.5.1 消毒剂选择 .324.5.2 设计要求 .324.5.3 投加与调制设备 .324.5.4 加氯工艺及加氯间计算 .33第五章 送水泵选配及二级泵站工艺布置 .355.1 流量计算 355.2 扬程计算 355.3 选泵 355.4 二级泵房的布置 365.5 起重设备选择 375.6 泵房高度计算 375.7 管道计算 375.8 通风与抽水设备计算 3875.8.1 通风系统计算 .385.8.2 排水设备 .38第六章 平面布置及高程计算 .396.1 平面布置 396.2 高程布置 396.2.1 管渠水力计算 .406.2.2 处理构筑物高程计算 .4
9、1参考文献 .42外文资料 1中文译文 .15致 谢 1天津大学仁爱学院 2010 届本科生毕业设计（论文）1第 1 章 绪论1.1 设计资料综述1.1.1 设计题目3 万 m3/d 自来水厂的设计 1.1.2 原始资料原始依据（包括设计或论文的工作基础、研究条件、应用环境、工作目的等。 ）根据相关设计资料，确定合理的工艺方案，使给水厂出水水质达到生活饮用水卫生标准 （GB5749-2006） ，并安全输配到用户，满足用户的需求。(1) 气象条件：平均气温 15.3最低气温16.8最高气温 34全年平均降水量 400 mm最大降雨量 76 mm最大积雪厚度 15 mm夏季主导风向西北最低水温
10、2.1最高水温 28.0(2) 地质条件：地基承载 89 kPa地下水位 1.8 m最大冻土深度 80 cm河水最高水位 13.5 m（大沽标高）河水最低水位 10.8 m（大沽标高）设计场地平坦标高为 15.45 m（大沽标高）1.1.3 设计内容(1) 根据水质、水量、地区条件、施工条件和水厂运行情况、确定净水厂的处理工艺流程；(2) 拟定各处理构筑物的设计流量，并根据确定的净水厂位置，选择适宜采天津大学仁爱学院 2010 届本科生毕业设计（论文）2用的处理构筑物，确定设计采用的处理构筑物的形式及数量；(3) 进行各构筑物的设计计算，确定各构筑物和各主要构件的尺寸并绘制部分计算简图，设计时
11、要考虑到构筑物及其构件施工上的可能性，并符合要求。a. 投药及混合根据原水水质、处理要求、货源及其他经济技术条件选定混凝剂品种及投加量，设计溶解池、溶液池，布置加药间及药库，画出草图；确定混合方式，进行混合工艺设计计算和设备选择。b. 絮凝、沉淀絮凝池和沉淀池应同时进行计算和设计，并应注意两者的关系与配合，要使两池之间在高程、水流衔接、深度和池数等方面相互配合。根据设计流量，絮凝池、沉淀池应至少分为独立相同的两组，每组可根据需要分为若干格。也可根据水质情况选用澄清池，并进行设计计算。c. 滤池在北方，滤池一般应设在室内，冲洗水泵房应尽可能与滤池合建。d. 消毒选定消毒剂并根据水质有关参考资料确
12、定其投加量，投加点应根据水质情况确定。进一步选择投加设备，布置加药间及药库，绘出草图。e. 清水池清水池之间要既能互相连通，又能单池运行。清水池应根据水量大小、地形及设计高程而定，由单池容积和设计水深决定水池平面尺寸。(4) 根据各构筑物的确定尺寸，确定各构筑物在平面位置上的确切位置，完成平面布置；确定各构筑物间联接管道的位置，管径、长度、材料及附属设施，完成水厂的高程布置。(5) 绘制净水厂平面及高程布置图，净水构筑物工艺平、剖面图。(6) 二泵站设计计算选泵台数不宜过多，也不宜过少，应能满足各种不同流量及扬程之需要为宜，一般 4-7 台，尽可能同型号。确定泵站形式，进行泵站设计计算；绘制二
13、泵站工艺图。1.2 设计目的与要求1.2.1 设计目的给水工程毕业设计是本专业教学必不可少的极为重要的实践性教学环节之一，是检验学生掌握所学专业知识程度的重要手段。通过给水工程毕业设计，可使学生系统掌握给水工程设计原则及程序，设计步骤和方法，标准图集的参考与选用，以及对设计说明书和图纸的要求，使学生在工程设计方面得到一次天津大学仁爱学院 2010 届本科生毕业设计（论文）3全面锻炼。1.2.2 设计要求(1) 应具备的能力知识方面：系统地掌握本专业所必须的基础理论知识，掌握水力学、水分析化学和污染控制微生物学等主要专业基础课的理论知识，具有系统的给水工程、排水工程等专业知识，对新工艺、新材料、
14、新设备有一定的了解。能力技能方面：具有给水、排水系统规划与工艺设计能力，具有本专业必需的制图、运算、计算机等方面的操作能力。(2) 基本要求a. 通过毕业设计，应具有一定的综合技术分析能力、设计运用能力、运用计算机能力、工程制图及编制说明书的能力。b. 应在指导教师的指导下完成所规定的内容和工作量。c. 设计计算要正确，理论叙述要简洁明了，文理通畅。d. 毕业设计图纸应能较好地表达设计意图，图纸布置合理，正确清晰达到规范要求。e毕业设计图纸应能较好地表达设计意图，图纸布置合理，正确清晰达到规范要求。天津大学仁爱学院 2010 届本科生毕业设计（论文）4第 2 章 水质分析及设计水量计算2.1
15、水质分析本设计给水处理工程设计原水水质应满足国家生活饮用水卫生标准(GB5749-2006)，处理的目的是去除原水中悬浮物质，胶体物质、细菌、病毒以及其他有害成分，使净化后水质满足生活饮用水的要求。根据生活饮用水卫生标准(GB5749-2006) 对城市供水水质的要求，水源水的水质应符合下列要求：(1) 水中不得含有致病微生物；(2) 水中所含化学物质和放射性物质不得危害人体健康；(3) 水的感官性状良好；(4) 城市供水水质检验项目；(5) 常规检验项目见下表。表 1-1 生活饮用水卫生标准(GB5749-2006)常规检验项目序号 项 目 单 位 标准限值1 PH 值 / 6.58.52
16、色度 度 153 浊度 NTU 34 肉眼可见物 / 不得含有5 总硬度 mg/L，CaCO 3 4506 氯化物 mg/L 2507 氟化物 mg/L 2508 硝酸盐 mg/L 109 总溶固物 mg/L 100010 铁 mg/L 0.311 锰 mg/L 0.112 铜 mg/L 113 砷 mg/L 0.0114 锌 mg/L 1.015 铅 mg/L 0.0118 细菌总数 CFU/mL 80水质分析：本设计中采用的是二类水质，浊度，菌落总数，大肠杆菌均不达标，需要天津大学仁爱学院 2010 届本科生毕业设计（论文）5处理。2.2 设计水量计算水处理构筑物的生产能力，应以最高日供水
17、量加水厂自用水量进行设计，并以水质最不利情况进行校核。水厂自用水量主要用于滤池冲洗和排泥等方面。城镇水厂自用水量一般采用供水量的 5%10%，本设计取 10%，则设计处理量为：4m3/d10.Qhmd/1375/0.4式中 Q水厂日处理量；a水厂自用水量系数，一般采用供水量的 5%-10%，本设计取10%；Qd设计供水量(m 3/d)，为 3 万 m3/d天津大学仁爱学院 2010 届本科生毕业设计（论文）6第 3 章 给水处理工艺流程3.1 设计原则水处理构筑物的生产能力，应以最高日供水量加水厂自用水量进行设计，并按原水水质最不利情况进行校核。水厂自用水量取决于所采用的处理方法、构筑物类型及
18、原水水质等因素，城镇水厂自用水量一般采用供水量的 5%10%，必要时可通过计算确定。水厂应按近期设计，并考虑远期发展。根据使用要求及技术经济合理等因素，对近期工程亦可做分期建设的可能安排。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。水厂设计中应考虑各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、主要设备应有备用量；处理构筑物一般不设备用量，但可通过适当的技术措施，在设计允许范围内提高运行负荷。水厂自动化程度，应本着提供水水质和供水可靠性，降低能耗、药耗，提高科学管理水平和增加经济效益的原则，根据实际生产要求，技术经济合理性和设备供应
19、情况，妥善确定。设计中必须遵守设计规范的规定。如果采用现行规范中尚未列入的新技术、新工艺、新设备和新材料，则必须通过科学论证，确证行之有效，方可付诸工程实际。但对与确实行之有效、经济效益高、技术先进的新工艺、新设备和新材料，应积极采用，不必受现行设计规范的约束。3.2 设计规模给水厂处理构筑物设计规模按最高日平均时流量计，即：（ ）TQd处 /hm 3式中， 为水厂最高日供水量， （ ） ， 为自用水系数，取决于处理dQ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1.051.10 之间， T 为一级泵站每天工作小时数。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
20、行校核。3.3 厂址选择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，通过技术经天津大学仁爱学院 2010 届本科生毕业设计（论文）7济比较确定。在选择厂址时，一般应考虑以下几个问题：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。水厂尽可能选择在不受洪水威胁的地方，否则应考虑防洪措施。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。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
21、，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。前一种方案主要优点是：水厂和取水构筑物可集中管理，节省水厂自用水（如滤池冲洗和沉淀池排泥）的输水费用并便于沉淀池排泥和滤池冲洗水排除，特别对浊度较高的水源而言。但从水厂至主要用水区的输水管道口径要增大，管道承压较高，从而增加了输水管道的造价，特别是当城市用水量逐时变化系数较大及输水管道较长时；或者需在主要用水区增设配水厂（消毒、调节和加压） ，净化后的水由水厂送至配水厂，再由配水厂送入管网，这样也增加了给水系统的设施和管理工作。后一种方案优缺点与前者正相反。对于高浊度水源，也可将预沉构筑物与取水构筑物建
22、在一起，水厂其余部分设置在主要用水区附近。以上不同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。3.4 水厂工艺流程选择给水处理方法和工艺流程的选择，应根据原水水质及设计生产能力等因素，通过调查研究，必要的实验并参考相似条件下处理构筑物的运行经验，经技术经济比较后确定。由于水源不同，水质各异，饮用水处理系统的组成和工艺流程有多种多样。方案1：以地表水作为水源时，处理工艺流程中通常包括混合、絮凝、沉淀或澄清、过滤及消毒。工艺流程如图：源水混凝剂投入混合絮凝沉淀过滤消毒清水池二泵站用户 （澄清）方案2：当原水浊度较低（一般在50度以下） ，不受工业废水污染且水质变化不大者，可省略
23、混凝沉淀（或澄清）构筑物，原水采用双层滤料或多层滤料池直接过滤，也可在过滤前设一微絮凝池，称微絮凝过滤。工艺流程如图：源水混凝剂投入混合直接过滤消毒清水池二泵站用户 天津大学仁爱学院 2010 届本科生毕业设计（论文）8高分子助凝剂方案 3：当原水浊度较高、含沙量大时，为了达到预期的混凝沉淀（或澄清）效果，减少混凝剂用量，应增设预沉池或沉砂池，工艺流程如图：源水预沉池或沉砂池混凝剂投入混合絮凝沉淀过滤消毒清水池二泵站用户 （澄清）本设计以地表水三河水为水源，水源水质较好，少许异臭味，所以采用工艺流程如图：源水混凝剂投入混合澄清过滤消毒清水池二泵站用户 3.5 处理构筑物的选择3.5.1 混凝剂
24、的选择与投加(1) 混凝剂的选择a. 精制硫酸铝 .18 342)(SOAlH2制造工艺复杂，水解作用缓慢；含无水硫酸铝50%52%；适用于水温为2040当pH=47时，主要去除有机物；pH=5.77.8 时，主要去除悬浮物；pH=6.47.8时，处理浊度高，色度低（小于30度）的水。b. 粗制硫酸铝 .18342)(SOAlH2制造工艺简单，价格低；设计时，含无水硫酸铝一般可采用20%25%；含有20% 30%不溶物，其他同精制硫酸铝c. 硫酸亚铁 .74FeS2絮体形成较快，沉淀时间短；使用于碱度高、浊度高，pH=8.19.6，混凝作用好，但原水色度较高时不宜采用；当PH较低时，常用氯氧化
25、物使铁氧化成三价，腐蚀性较高d. 三氯化铁 .63FeClOH2不受水温影响，絮体大，沉淀速度快，效果好。易溶解，易混合，残渣少。对金属（尤其对铁）腐蚀性大，对混凝土亦腐蚀，对塑料会因发热而引起变形原水PH=6.08.4之间为宜，当原水碱度不足时应加适量石灰；处理低浊水天津大学仁爱学院 2010 届本科生毕业设计（论文）9时效果不显著。E. 聚合氯化铝 ，简称PACmnClOHAl)(62净化效率高，用药量少，出水浊度低，色度小，过滤性能好，原水浊度高时尤为显著温度适应性高，pH值使用范围宽（pH=59） ，因而可调 pH值。操作方便，腐蚀性小，劳动条件好，成本低。f. 聚丙烯酰胺 （又名三号
26、絮凝剂，简写PAM） 处理高浊度水池效果显著，既可保证水质，又可减少混凝剂用量和沉淀池容积，目前被认为是处理高浊水最有效的絮凝剂之一，适当水解后，效果提高，常与其他混凝剂配合使用或作助凝剂，其单体丙烯酰胺有毒，用于饮用水净化应控制用量(2) 混凝剂投加方式选择a. 水泵投加采用计量泵投加，不需另设计量设备b. 水射器投加采用水射器投加，设备简单，使用方便，但水射器效率较低，且易磨损c. 重力投加将溶液池架高，利用重力将药液投入水泵压水管或混合设施入口处，这种投加方式安全可靠，但溶液池位置较高结合上述优缺点，采用计量泵投加混凝剂。综上所述，PAM等有机高分子混凝剂有毒性，不易控制用量，由于在投混
27、凝剂前加液氯进行预处理，如用硫酸亚铁作混凝剂，易被氧化成三价铁。本设计采用聚合氯化铝混凝剂，无机高分子混凝剂操作方便，腐蚀性小，劳动条件好，成本低，净化效率高，用药量少，温度适用性高，采用计量泵投加，因为其使用方便，操作简单，工作可靠，广泛应用于加药系统，即混凝剂采用聚合氯化铝PAC计量泵投加3.5.2 混合设备(1) 混合方式混合的主要作用是让药剂迅速而均匀地扩散到水中，使其水解产物与原水中的胶体颗粒充分作用完成脱体脱稳，以便进一步去除，对混合的基本要求是快速与均匀，一般混合时间1030s，混合方式基本分为两大类：水力混合和机械混合，水力混合简单，但不能适应流量的变化，机械混合可进行调节，能
28、适天津大学仁爱学院 2010 届本科生毕业设计（论文）10应各种流量的变化，具体采用何种混合方式，应根据净水工艺布置、水质、水量、投加药剂品种及数量以及维修条件等因素确定。a. 管式混合 优点：混合简单，无需建混合设施缺点：当混合效果不稳定，流速低时混合不充分静态混合器 优点：构造简单，无运动部件，安装方便，混合快速均匀缺点：当流量降低时，混合效果下降b. 水泵混合优点：混合效果好，不需增加混合设施，节省动力缺点：使用腐蚀性药剂时对水泵有腐蚀作用c. 机械混合优点：混合效果好，且不受水量变化影响，适用于各种规格的水厂缺点：需增加混合设备和维修工作综上所述，因为水厂水量小，易受水量变化影响，为保
29、证混合质量选择机械混合最为合适。3.5.3 絮凝设备(1) 絮凝池形式的选择和絮凝时间的采用，应根据原水水质情况和相似条件下的运行经验或通过试验确定。a. 隔板式絮凝池往复式隔板絮凝池 优点：絮凝效果好，构造简单，施工方便缺点：容积较大，水头损失较大，转折处矾花易破碎适用条件：水量大于30000 m 3/d的水厂，水量变动小者其中，回转式隔板絮凝池： 优点：絮凝效果好，水头损失小，构造简单，管理方便。缺点：出水流量不易分配均匀，出口处易积泥适用条件：水量大于30000 m 3/d的水厂，水量变动小者，改建和扩建旧池时适用。b. 旋流式絮凝池优点：容积小，水头损失较小缺点：池子较深，地下水位高处
30、施工较困难，絮凝效果较差适用条件：一般用于中小型水厂c. 折板絮凝池优点：絮凝效果好，絮凝时间短，容积较小天津大学仁爱学院 2010 届本科生毕业设计（论文）11缺点：构造较隔板絮凝池复杂，造价较高适用条件：流量变化较小的中小型水厂d. 涡流式絮凝池优点：絮凝时间短，容积小，造价较低缺点：池子较深，锥底施工较困难，絮凝效果较差适用条件：水量小于30000 m 3/d的水厂e. 网格、栅条絮凝池优点：絮凝池效果好，水头损失小，凝聚时间短缺点：末端池底易积泥f. 机械絮凝池优点：絮凝效果好，水头损失小，可适应水质、水量变化缺点：需机械设备和经常维修适用条件：大小水量均适用，并能适应水量变动较大者g
31、. 悬浮絮凝池加隔板絮凝池优点：絮凝效果好，水头损失较小，造价较低缺点：斜挡板在结构上处理较困难，重颗粒泥砂易堵塞在斜挡板底部3.5.4 沉淀设备(1) 沉淀池类型的选择选择沉淀池类型时，应根据原水水质、设计生产能力、处理后水质要求，并考虑原水水湿变化、处理水量均匀程度以及是否连续运转等因素，结合当地条件通过技术经济比较确定沉淀池的个数或能够单独排空的分格数不宜少于2个。经过混凝沉淀的水，在进入滤池前的浑浊度一般不宜超过10度，遇高浊度原水或低湿低浊度原水时，不宜超过15度。设计沉淀池时需要考虑均匀配水和均匀集水，沉淀池积泥区的容积，应根据进出水的悬浮物含量、处理水量、排泥周期和浓度等因素通过
32、计算确定。当沉淀池排泥次数较多时，宜采用机械化或自动化排泥装置，应设取样装置。a. 平流式沉淀池优点：造价较低，操作管理方便，施工较简单；对原水浊度适应性强，处理效果稳定，采用机械排泥设施时，排泥效果好缺点：采用机械排泥设施时，需要维护机械排泥设备；占地面积大，水力排泥时，排泥困难适用条件：一般适用于大中型水厂b. 斜管（板）沉淀池天津大学仁爱学院 2010 届本科生毕业设计（论文）12优点：沉淀效率高，池体小，占地小缺点：斜管（板）耗材多，对原水浊度适应性较平流池差；不设排泥装置时，排泥困难，设排泥装置时，维护管理麻烦适用条件：尤其适用于沉淀池改造扩建和挖潜c. 竖流式沉淀池优点：排泥较方便
33、，占地面积小缺点：上升流速受颗粒下沉速度所限，出水量小，一般沉淀效果较差，施工较平流式困难适用条件：一般用于小型净水厂，常用于地下水位较低时d. 辐流式沉淀池优点：沉淀效果好缺点：基建投资大，费用高，刮泥机维护管理较复杂，金属耗量大，施工较困难适用条件：一般用于大中型净水厂，在高浊度水地区，作预沉淀池结合优缺点，本设计采用平流式沉淀池(2) 排泥方法a. 人工排泥优点：池底结构简单，不需要其他设备,造价低缺点：劳动强度大，排泥历时长，耗水量大，排泥时需要停水适用条件：原水终年很清，每年排泥次数不多，一般用于小型水厂，池数不少于 2 个，交替使用b. 多斗底重力排泥优点：劳动强度较小，排泥历时较
34、短，耗水量比人工排泥少，排泥时可不停水。缺点：池底结构复杂，施工较困难，排泥不彻底适用条件：原水浑浊度不高，每年排泥次数不多，地下水位较低，一般用于中小型水厂。c. 穿孔管排泥优点：劳动强度小，排泥历时较短，耗水量少，排泥时不停水，池底结构较简单。缺点：孔眼易堵塞，排泥效果不稳定，检修不便，原水浑浊度较高时，排泥效果差。适用条件：原水浑浊度适应范围较广，每年排泥次数较多，地下水位较高，新建或改建的水厂多采用d. 机械排泥天津大学仁爱学院 2010 届本科生毕业设计（论文）13吸泥机 优点：排泥效果好，可连续排泥，池底结构较简单，劳动强度小，操作方便缺点：耗用金属材料多，设备较多适用条件： 原水
35、浑浊度较高，排泥次数较多， 地下水位较高，一般用于大、中型水厂的平流沉淀池。刮泥机 优点：排泥彻底，效果好 ，可连续排泥 ，劳动强度小，操作方便缺点：耗用金属材料及设备多，池底结构要配备刮板装置，结构较复杂适用条件：原水浑浊度高，排泥次数较多，一般用于大、中型水厂辐流式沉淀池及加速澄清池吸泥船 优点：排泥效果好，可连续排泥，操作方便；缺点：操作管理人员多，维护较复杂，设备较多；适用条件：原水浑浊度较高，含砂量大一般用于大型淀池中。3.5.5 澄清池机械搅拌澄清池优点：处理效率高单位面积产水量大，适应性强处理效果稳定；缺点：需要机械搅拌设备，维修较麻烦；适用条件：进水悬浮物含量一般小于1000m
36、g/l，短时间允许达30005000mg/L,一般为圆形池子。综合上述分析可得到，本设计因为水头较小，水量较小且不稳定加之节省占地面积的设计理念，因此选择机械搅拌澄清池。3.5.6 过滤设备过滤形式的选择：供生活饮用水的滤池出水水质经消毒后应符合现行生活饮用水卫生标准的要求；供生产用水的过滤池出水水质，应符合生产工艺要求；滤池形式的选择，应根据设计生产能力、原水水质和工艺流程的高程布置等因素，结合当地条件，通过技术经济比较确定。a. 普通快滤池单层砂滤料 天津大学仁爱学院 2010 届本科生毕业设计（论文）14优点：材料易得，价格低；大阻力配水系统，单池面积较大，可采用减速过滤，水质好；缺点：
37、阀门多，价格高，易损坏，需设有全套冲洗设备；适用条件：一般用于大中水厂，单池面积不宜大于100 。2m无烟煤石英砂双层滤料 优点：含污能力大，可采用较大滤速、减速过滤，水质好，冲洗用水少；缺点：滤料价格高，易流失；冲洗困难，易积泥球；适用条件：使用于大中型水厂，宜采用大阻力配水系统，单池面积不宜大于100 ，需要采用助冲设施；2m砂煤重质矿石三层滤料 优点：含污能力大，可采用较大滤速、减速过滤，水质好，冲洗用水少；缺点：滤料价格高，易流失；冲洗困难，易积泥球；适用条件：使用于中型水厂，宜采用中阻力配水系统，单池面积不宜大于50-60 ，需要采用助冲设施；2mb. V型滤池优点：采用气水反冲洗，
38、有表面横向扫洗作用，冲洗效果好，节水；配水系统一般采用长柄滤头冲洗过程自动控制；缺点：采用均质滤料，滤层较厚，滤料较粗，过滤周期长；适用条件：适用于大中型水厂。c. 虹吸滤池优点：不需大型阀门，易于自动化操作，管理方便缺点：土建结构复杂，池深大单池面积小，冲洗水量大；等速过滤，水质不如变速过滤；适用条件：适用于中型水厂，单池面积不宜大于2530 。2md. 双阀滤池（单层砂滤料）优点：材料易得，价格低，大阻力配水系统，单池面积可大，可采用减速过滤，水质好，减少两只阀门；缺点：必须有全套冲洗设备，增加形成虹吸的抽气设备；适用条件：适用于中型水厂，单池面积不宜大于2530m 2。e. 移动罩滤池（
39、单层砂滤料）天津大学仁爱学院 2010 届本科生毕业设计（论文）15优点：造价低，不需要大型阀门设备，池深浅，结构简单；自动连续运行，不需冲洗设备，占地少，节能；缺点：减速过滤，需移动冲洗设备，罩体与隔墙间密封技术要求高，起始滤速较高，因而平均设计滤速不宜过高；适用条件：适用于大中型水厂，单格面积小于10 m 2。综上所述，普通快滤池适用范围广且冲洗效果好，水质好，单池面积较大，冲洗用水少，适用于本次设计。3.5.7 消毒(1)消毒方式选择a. 液氯消毒优点：经济有效，使用方便，PH值越低消毒作用越强，在管网内有持续消毒杀菌作用缺点：氯和有机物反映可生成对健康有害的物质b. 漂白粉消毒优点：持
40、续消毒杀菌缺点：漂白粉不稳定，有效氯的含量只有其20%25%c. 二氧化氯消毒优点：对细菌、病毒等有很强的灭活能力，能有效地去除或降低水的色、嗅及铁、锰、酚等物质缺点：ClO 2本身和副产物ClO 2-对人体血红细胞有损害d. 臭氧消毒优点：杀菌能力很高，消毒速度快，效率高，不影响水的物理性质和化学成分，操作简单，管理方便缺点：不能解决管网再污染的问题，成本高综合上述优缺点，鉴于液氯消毒目前使用最为广泛，经济有效，使用方便，所以本设计采用液氯消毒。结合上述工艺以及处理方法的优缺点以及本设计的基础资料，因此确定本水厂的设计工艺流程为：源水机械混合池机械搅拌澄清池普通快滤池滤池消毒清水池二泵天津大
41、学仁爱学院 2010 届本科生毕业设计（论文）16站用户 第 4 章 净水厂工艺计算4.1 混凝剂选用及加药间设计计算 4.1.1 混凝剂药剂的选用混凝剂选用：碱式氯化铝Al n(OH)mCL3n-m简写 PAC。本设计水厂混凝剂最大投药量为 20 mg/L。其特点为：(1)净化效率高，耗药量少除水浊度低，色度小、过滤性能好，原水高浊度时尤为显著。(2)温度适应性高： PH 值适用范围宽(在 pH=59 的范围内，可不投加碱剂)(3)使用时操作方便，腐蚀性小，劳动条件好。(4)设备简单、操作方便、成本较三氯化铁低。(5)无机高分子化合物。4.1.2 混凝剂的投加混凝剂的湿投方式分为重力投加和压
42、力投加两种类型,重力投加方式有泵前投加和高位溶液池重力投加;压力投加方式有水射投加和计量泵投加。 计量设备有孔口计量，浮杯计量，定量投药箱和转子流量计。本设计采用耐酸泵和转子流量计配合投加。耐酸泵型号 25FYS-20 选用 2 台，一备一用。4.1.3 加药间的设计计算设计要求：加药间尽量设置在投药点的附近；加药间和药剂仓库可根据具体情况设置机械搬运设备；加药管可以采用塑料管、不锈钢或橡皮管，溶药用的给水管选用镀锌钢管，排渣管采用塑料管；加药间要有室内冲洗设施，室内天津大学仁爱学院 2010 届本科生毕业设计（论文）17地面要有 5的坡度坡向集水坑；加药间要通风良好，冬季有保温措施；加药间与
43、仓库连在一起，仓库储量按最大投加期间的 715 天的用量计算。4.1.4 溶液池容积= =2.19m （取 3.0 m ） nbQaW417215473033式中： 混凝剂 (PAC)的最大投加量(mg/L)，本设计取 20 mg/L；溶液浓度，一般取 5%20%，本设计取 15%；处理水量，本设计为 1375 h/3每日调制次数，一般不超过 3 次，本设计取 2 次。n溶液池采用矩形钢筋混凝土结构，设置 2 座，一备一用，保证连续投药。单池尺寸为 LBH=21.51.6，高度中包括超高 0.3 m，沉渣高度 0.3 m，置于室内地面上。312 9.03.).0(W式中： 溶液池实际有效容积：
44、 = LBH= 21.51= 3 m ，满足要求。1池旁设工作台，宽 1.01.5m，池底坡度为 0.02。底部设置 DN100 mm 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。沿池面接入药剂稀释采用给水管 DN60 mm，按 1 h 放满考虑。 4.1.5 溶解池容积溶解池容积(m 3 )，一般采用(0.20.3) ；本设计取 0.32W1W1溶解池也设置为 2 池，单池尺寸：LBH=1.01.01.4，高度中包括超高0.2 m，底部沉渣高度 0.2m，池底坡度采用 0.02。则溶解池实际有效容积：= LBH=1.01.01.0= 1m ，满足要求。1 3溶解池的放水时间采
45、用 t10 min，则放水流量：q = = =1.5 L/S, 0tW62019.查水力计算表得放水管管径 d050 mm，相应流速 v=0.71 m/s，管材采用铸铁管。溶解池底部设管径 d50 mm 的排渣管一根，采用硬聚氯乙烯管。溶解池的形状采用矩形钢筋混凝土结构，内壁用环氧树脂进行防腐处理。天津大学仁爱学院 2010 届本科生毕业设计（论文）184.1.6 投药管投药管流量： q= = =0.07 L/S 60241W60241.3查水力计算表得投药管管径 d10 mm，相应流速为 0.67 m/s。4.1.7 溶解池搅拌设备溶解池搅拌设备采用中心固定式平桨板式搅拌机。4.1.8 计量
46、投加设备本设计采用耐酸泵和转子流量计配合投加，耐酸泵型号 25FYS-20 选用 2台，一备一用。计量泵每小时投加药量：q= = =0.25 m /h 12W0.33式中： 溶液池容积(m 3)1W4.1.9 药库的设计参数混凝剂聚合氯化铝(PAC)所占体积：T = Q15= 3300015=9.9 t 150a102式中：T 药剂按最大投药量的 15 d 用量储存a硫酸铝投加量(mg/L) ，本设计取 20mg/LQ处理水量(m /d)。3聚合氯化铝的相对密度为 1.19，则算占体积 V= 32.819.m药品放置高度按 1.5 m 计，则所需面积为 5.6 m 2考虑到药品的运输、搬运和磅
47、秤算占体积，不同药品间留有间隔等，这部分面积按药品占有面积的 30计，则药库所需面积： ，则28.7653.A药库平面尺寸取 LBH=2 m2 m3 m 。4.2 机械搅拌澄清池计计算其特点是利用机械搅拌澄清池的提升作用来完成泥渣回流核接触反应,加药混合后进入第一反应室,与几倍于原水的循环泥渣在叶片的搅动下进行接触反应.然后经叶轮提升到第二反应室继续反应以结成大的颗粒,再经导流室进入分离室天津大学仁爱学院 2010 届本科生毕业设计（论文）19沉淀分离.4.2.1 第二反应室拌器外缘线速度： smv/3搅拌器直径：净产水能力为 smhdmQ33382.017501. 且每组 2 个池来计算则每
48、池的流量 ，二反应室计算流量一般为出s96水流量的 3-5 倍. 。s3/48.05设第二反应室内导流板截面积为：0.02m ,u =0.0521sm21/ 6.905.48muQwAD.34.79411 取第二反应室直径 =3.6m,反应室壁厚1 2501stmwtQH38.7.94506.211/ 考虑构造布置选用 ，设导流板 4 块。.24.2.2 导流室导流室中导流板截面积: 2120.mA导流室面积: 127.9w导流室直径: mDD4.57.902.4421/22 取导流室 导流室壁厚 .,.5mm2DH65.0,6.21/2/2/ 导流室出口流速: ，出口面积：su05.6 26/37.905.48mUQA天津大学仁爱学院 2010 届本科生毕业设计（论文）20则出口截面宽: mDAH65.014.5379221/33 出口垂直高度: m9.033/4.2.3 分离室 取 ,分离室面积： 。su09.2 2238.1079.muQw池总面积： 2/34.1mDw池的直径： 139.2.44.2.4 池深计算池深如图所示，取池中停留时间 T 为 1.5 h。有效容积： 3/ 8.52.1097.360mQV考虑增加 4%的结构容积： ，取池超高
