1、1给水处理厂设计1.1.1.设计原始资料1.1.1.设计水量设计水厂总供水量：近期 4 万吨/天，远期 6 万吨/天。本设计中按近期设计。1.1.2.给水水源县城现状取水点为取水站1.1.3.水源水质资料水资源：水资源总量不富，开发利用率低。全县多年平均水资源总量为 6.514 亿立方米，人均占有水量 836 立方米，其中地表水 5.081 亿 m3，地下水 0.387 亿 m3，过境水1.046 亿 m3。涪江从城区中心穿过，将县城分割为江北片区和江南的老城片区、凉风垭-哨楼片区。涪江多年来水量 572 m3/s，枯水流量（1979 年测值）为 185 m3/s，河水最大流速为4.75m/s
2、。水质资料采样地点测试项目 王家坟浑浊度（度） 2010000pH 7.78.0挥发酚类（mg/L） 0.002氰化物（mg/L） 0.002砷 （mg/L） 0.01汞 （mg/L） 0.001镉 （mg/L） 0.01六价铬（mg/L） 0.005铅 （mg/L） 0.01气 温 （） 238水 温 （） 627.5最高大肠杆菌（个/L） 1000细菌总数（个/ml） 10000含砂量（Kg/m 3） 11.221.1.4.净化水质要求生活用水：达到国家生活饮用水水质标准(GB5749-2006)生产用水：无特殊要求1.1.5.混凝剂最大投加量 50mg/L（以商品纯重量计）,平均投加量
3、25mg/L。液体聚合氯化铝 Al2O3 含量 10%，液体密度 10%1.1.6.消毒剂采用液氯，最大加氯量 0.52.0 mg/L。1.1.7.气象资料潼南县地处北纬 30 度附近，为亚热带季风性湿润气候，具有冬温夏热、热量丰富、降水充沛、季节变化大、多云雾、少日照等特点。多年平均气温为17.9,最高年份为 18.4，最低年份为7.1，气温变化较为稳定，潼南最热月为月，平均气温达 28，极端最高温度 40.8；最冷月为 1 月，平均气温为 6.9，极端最低气温为-3.8。潼南县地处四川盆地底部，冬季温暖、很少霜冻，多年平均无霜期为 335 天，最长则长年无霜，无霜年率为 14%。多年平均日
4、照时数 1218.8 小时。全县多年平均降雨量 974.8 毫米，最高年份达 1413.9 毫米，最少仅 650.8 毫米，年际变化显著。降水量的季节分配也不均匀，夏半年（5-10 月）降水量偏多，达 781.40 毫米，占全年总降水量的 80%，冬半年（11-4 月）降水量仅195.4mm，占年总降水量的 20%。1.1.8.常规工艺流程水厂是给水处理中的主要部分，其任务是通过必要的处理方法，去除水中的悬浮物质，胶体物质，细菌及其它有害成分及杂质，使之符合生活饮用或工业使用所要求的水质。常规水处理工艺采用的净水流程一般为：取水配水井混合设备絮凝池沉淀池滤池清水池二泵站用户1.2.工艺流程3水
5、厂以地表水作为水源，常见工艺流程如下图所示。原 水 混 合 絮 凝 沉 淀 池 滤 池混 凝 剂 消 毒 剂 清 水 池 二 级 泵 房 用 户水处理工艺流程1.3.设计水量及主要处理构筑物的选择1.3.1.总设计水量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计算，城镇自用水量一般采用供水量的 5%10%。分两组。Qd=40000*1.05=42000m3/d=486.11L/s，则每组的设计水量为 243.05L/s1.3.2.配水井 配水井设在处理构筑物之前，起缓冲水量，均匀配水的作用，同时可设置固液分离机拦截较大悬浮物。配水井出水设超越管，当原水浊度较低时，不需进行预沉时，
6、超越预沉池。配水井有效水深为 3m，超高 0.3m，尺寸为：LBH12m3.8m3.3m。1.3.3.混合设备混合设备的基本要求是药剂与水的混合必须快速均匀。方案一 方案二类别 管式静态混合器 管式扩散混合器优点构造简单，安装方便 。混合快速均匀管式孔板混合器前加装一个锥形帽，水流合药剂对冲锥形帽后扩散形成剧烈紊流，使药剂和水达到迅速混合。不需外加动力设备，不需土建构筑物，不占用地缺点 混合效果受水量变化有一定影响 1.水头损失稍大2.管中流量过小时，混合不充分适用条件 适用于水量变化不大的各种规模 适合于中等规模4水厂所以在本工程中选用管式静态混合器。管式静态混合器混合效果好，构造简单，无活
7、动部件，制作安装方便，其主要由数个混合元件组成，将其放入絮凝池进水管即可。水和药剂通过混合器时，被单元体多次分割，改向并形成涡旋，以达到混合的目的。相对于水力混合池和机械搅拌混合池来讲，管式静态混合器可节约占地面积，减少基建费用和运行费用。 原 水 管 道 药 剂 混 合 单 元 体静 态 混 合 器 管 道管式静态混合器1.3.4.絮凝池絮凝池方案比较：类别 往复隔板絮凝池 折板絮凝池优点 絮凝效果较好 构造简单,施工方便1. 絮凝时间短2. 絮凝效果好缺点 1. 絮凝时间较长2. 水头损失较大3. 转折处絮粒易破碎4. 出水流量不易分配均匀1.构造较复杂2.水量变化影响絮凝效果絮凝设备的基
8、本要求是：原水及药剂经混合后，通过絮凝设备应形成肉眼可见的大的密实絮凝体，絮凝形式较多，主要有水力搅拌式和机械搅拌式等，我国在水力絮凝池的新型池型研究上已达到较高水平。水力絮凝池中的隔板絮5凝池是应用历史较久、目前仍常应用的絮凝池型，有往复式和回转式两种，后者是在前者的基础上加以改进而成的，所以作为水里絮凝池的基础，往复式隔板絮凝池的原理和运行经验对现在的水厂絮凝设计具有重要意义。往复式隔板絮凝池虽然节省絮凝时间、减少水力损失、保护絮凝体不被破坏、使出水分布均匀等方面较新型絮凝池型没有明显的优势，但在设计合理、运行条件控制恰当的情况下，其絮凝效果也较好，而且构造简单，施工方便。本课程设计选择往
9、复式隔板絮凝池作为絮凝构筑物，便于加深对絮凝工艺基本原理的理解，也便于参照设计手册运用已有的工程经验，更贴近于工程实际，也为今后实际工作打下良好的基础。1.3.5.沉淀池方案比较：类别 斜管沉淀池 平流沉淀池优点1.水力条件好，沉淀效率高2.体积小，占地少3 停留时间短1.造价较低2.操作管理方便，施工较简单；3.对原水浊度适应性强，潜力大，处理效果稳定4.带有机械排泥设备时，排泥效果好缺点1.抗冲击负荷能力差2.排泥复杂3.斜管耗用较多材料，老化后尚需要更换，造价费用较高4.对原水浊度适应性较平流池差6.处理水量不宜过大1.占地面积较大2.不采用机械排泥装置时，排泥较困难3.需维护机械排泥设
10、备适用条件一般用于大中型水厂 1. 可用于各种规模水厂2. 宜用于老沉淀池的改建,扩建和挖潜63. 适用于需保温的低湿地区4. 单池处理水量不宜过大本工程选用斜管沉淀池。斜管沉淀池相对于其他沉淀池具有停留时间短，沉淀效率高，占地省等特点。沉淀池内斜管材料仍采用无毒聚氯乙烯塑料，断面为正六边形，内径取25mm，尺寸为 1000mm1000mm，厚度为 0.4mm，安装倾角为 =60。本工程采用上向流斜管沉淀池，即水流从下向上流动，出水经集水槽和出水渠流入下一处理构筑物。絮凝池与沉淀池之间设宽度为 1 m 的过渡区，以保证水流稳定和配水均匀。1.3.6.滤池方案比较：类别 普通快滤池 V 型滤池优
11、点1.可采用降速过滤，过滤效果较好2.构造简单，造价低3.运行稳定可靠4.采用大阻力配水系统，单池面积可做得较大，池深较浅1.运行稳妥可靠2.采用较粗滤料，材料易得 3.滤床含污量大，周期长，滤速高，水质好；不会发生水力分级现象，使滤层含污能力提高4.具有气水反冲洗和水表面扫洗，冲洗效果好。使洗水量大大减少缺点 1.阀门多2.单池面积大3.抗冲击负荷能力差4.必须设有全套冲洗设备1.配套设备多，如鼓风机等2.土建较复杂，池深比普通快滤池深适用条件 1.进水浊度小于 102.可适用于大中型水厂1.进水浊度小于 102.适用于大中型水厂73.单池面积一般不宜大于 1004.有条件时尽量采用表面冲洗
12、或空气助洗设备3.单池面积可达 150以上本工程选用普通快滤池，采用单层石英砂滤料，承托层为天然砾石，反冲洗方式采用单独水冲。普通快滤池具有运转效果好，冲洗效果可得到保证，采用大阻力配水系统，配水均匀性好，适用于各种规模水厂等优点。1.4.净水构筑物的设计计算根据所选定的净水流程和构筑物形式，分别对净水构筑物进行设计计算。根据处理水量及所确定的设计数据，计算出各构筑物的尺寸，绘出单线草图，用于设计计算的数据主要来自各种设计参考资料（设计手册、教材、规范、试验报告及经验总结等） ，并按当地实际运行的同类水厂的经验数据进行调整，各单项构筑物的计算方法详见教材及有关手册。详细设计计算过程参见第二部分
13、（设计计算书） 。1.5.净水厂的平面布置根据各单项构筑物的尺寸进行净水厂的平面布置，布置时先在地形图上进行试布以确定较为合理的平面布置形式。平面布置要求紧凑，且要保证有一定的施工或交通间隙和留有余地。各构筑物的位置应考虑施工时挖填土方量小，而且挖填方基本平衡。各构筑物间应适当考虑设超越管线或附属构筑物的可能。总之，净水厂内各构筑物必须因地制宜，布置紧凑，节约造价，便于维护管理，做到流程简短，连接管最短，并符合从水源到用户的总方向上进行布置的原则。平面布置时，将絮凝反应池与斜管沉淀池合建，滤池靠近沉淀池布置，并在滤池附近留出堆砂和翻砂的场地，清水池放置在了地形较低的地方，并埋入地下，上留覆土
14、0.7m。将二泵房卡进清水池布置。加药间和加氯间分别放在靠近絮凝池和滤池的地方。药剂仓库面积按 15-30 天最大药剂量计算。加氯间和滤库设在水厂主导风向的下风向。水厂内的管线有生产管线、排水管线、生产消防管线、加药加氯管等，各8管线管径格局计算确定。其中自用水管供应生活用水建筑、加氯间、滤池反冲洗用水、以及供应消防用水。厂内道路通向一般建筑物，设人行道，采用碎石、炉渣、绘图路面。通向仓库、修理车间、堆砂场、泵房时，设车行道，宽度采用 4.0m，转弯半径 6m，纵坡不大于 3%m,采用沥青混凝土路面。水厂设置围墙，厂内考虑充分绿化，设有树木和草地。平面布置详见图纸。1.6.水厂高程布置在水处理
15、工艺流程中，各构筑物间水流应尽量保持用重力流。本工程设计同样使构筑物间水流为重力流形式，各净水构筑物的标高结合地形图上地形坡度确定，根据各构筑物间连接管道和构筑物内的水头损失计算确定高程。净水构筑物间连接管道断面由设计手册要求的流速范围计算确定，并适当考虑水量发展，留有发展余地。连接管线水头损失根据水力学公式计算确定，估算时采用手册所列的数据范围之间取值。高程具体计算详见设计计算书，高程布置详见图纸。1.7.水头损失计算表管径（mm）流速（mm/s）构筑物内部水损（m）构筑物间水损（m）配水井 0.127 配水井混合器 DN600 0.86 0.056管式静态混合器 0.33 混合器絮凝池 D
16、N600 0.86 0.067往复式隔板网格絮凝池0.52 絮凝池进入过渡区0.05 斜管沉淀池 0.1 9沉淀池滤池 DN600 0.86 0.031普通快滤池 2.5 普通快滤池清水池DN600 0.86 0.0341第二部分设计计算书2.1.水厂设计水量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计算，城镇自用水量一般采用供水量的 5%10%。分两组。设计水量规模：Q 0=40000 m/d， 水厂自用水量取 5%，故总水量 Q=40000（1+5%）=42000 m/d=1750m/h = 486.11L/s 则每组设计流量 Q=21000 m/d=875m/h = 243
17、.05 L/s2.2.配水井2.2.1.设计参数停留时间：t=3min ；配水井水深：h 2=3m；配水井超高：h 1=0.3m；出水槽跌落高度：h 0=0.05m.2.2.2.设计计算配水井只设一个，用总流量计算：配水井容积：V=Qt=0.4681360=84.258 m配水井面积： =84.258/3=28.086m210配水井尺寸：LB=9m3.12m配水井总高度：H= h 1+ h2=0.3+3=3.3m进水管管径 1D：配水井进水管的设计流量为 Q=1750m3/h=0.4681m3/s，查水力计算表知，当进水管管径 D=700mm 时， v=1.2m/s（在 1.01.2 范围内）
18、 。/ms溢流堰上水头：因单个出水溢流堰的流量 q=243.05L/s，一般大于 100 采用矩形堰，小/L于 100 采用三角堰，所以本设计采用矩形堰（堰高 取 ） 。/Ls h0.5矩形堰的流量公式为： 3/2qmbgH式中 矩形堰的流量， ；q3/s流量系数，初步设计时采用 0.42；m堰宽， ，取堰宽 3m；b堰上水头， 。Hm已知 q=243.05L/s， 0.42,b=3m，代入上式，有：H=0.127m2.3.管式静态混合器管式静态混合器设 5 段混合单元，管内流速控制在 v=1.0m/s 左右。管式静态混合器流量：Q=0.2431m/s管式静态混合器管径：取 D=600mm，流速 v=0.86m/s，取 L=2.5m。管式静态混合器水损：h=0.1184n （Q 2/D4.4）=0.11845（0.2431 2/0.64.4）=0.33m 在 0.30.4m 范围内。加药管管径：d=0.1D=0.1600=60mm2.4.往复式隔板絮凝反应池 2.4.1.设计参数采用 2 个往复式絮凝反应池，每组一个；
