自來水廠給水工藝的流程[教學(xué)參考]

1、 【摘要】 人類的生活用水非常重要，水的質(zhì)量也是非常關(guān)鍵的。本文是一份給水廠設(shè)計(jì)的說明書，本文詳細(xì)的闡述了城市水處理工藝流程。并對(duì)工藝流程中各個(gè)過程給出了詳細(xì)的計(jì)算步驟，處理方法，處理原理，并對(duì)給水廠他各個(gè)各個(gè)建筑物做了系統(tǒng)的闡述?！娟P(guān)鍵詞】 給水處理 工藝流程 說明書 平面圖 高程圖緒論 設(shè)計(jì)基礎(chǔ)資料設(shè)計(jì)水量：11000污水水質(zhì)特點(diǎn)水源水質(zhì)情況表原水水質(zhì)PH 7.7 濁度 200色度 3.0 氨氮 10亞硝酸鹽 0.08 大腸桿菌 200總硬度 （） 85 細(xì)菌總數(shù) 80耗氧量 12 五日生化需氧量 2.8廠區(qū)地勢(shì)平坦當(dāng)?shù)貧庀筚Y料：主導(dǎo)東南風(fēng)；月平均氣溫最低-3，最高30水源取水口位于水廠北

2、方向2千米，水廠位于水源地，與取水泵站建在一起有關(guān)設(shè)計(jì)依據(jù)：生活飲用水水質(zhì)常規(guī)檢驗(yàn)項(xiàng)目及限值表 總體設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)方案的選擇與確定原水水質(zhì)污染度較小，多數(shù)指標(biāo)均符合標(biāo)準(zhǔn)情況，只需降低濁度和耗氧量，除去大腸菌群。結(jié)合實(shí)際情況，選擇以下工藝流程來處理原水，已達(dá)到生活用水的標(biāo)準(zhǔn)。原 水混 凝沉 淀過 濾消 毒出 水工藝流程圖工藝流程說明取水本廠的凈水廠水量較小，可以采用水泵直接吸水，取水頭部采用管式取水頭部即可。混凝混凝過程中選擇硫酸鋁作為混凝劑，采用硫酸鋁作混凝劑，運(yùn)輸方便，操作簡(jiǎn)單，混凝效果好，由于水廠位于水源地，且與取水泵站合建在一起，所以，可以用泵投加的方式投加硫酸鋁。硫酸鋁作混凝劑是將固體硫酸鋁

3、稀釋80倍，也就是濃度為0.5%時(shí)，混凝效果最好，所以采用溶液投加方式。由于水廠的流量變化較小，所以，采用靜態(tài)管道混合，而且采用靜態(tài)管道混合能快速混合，提高混合效果，投資省，在管道上安裝容易，維修工作量少。水廠的規(guī)模較小，從絮凝效果和占地面積方面考慮，采用垂直軸式的機(jī)械絮凝池。沉淀原水水質(zhì)濁度較大，因此選用上向流斜板沉淀池，效率高，占地面積小，但由于排泥量較大，所以采用多斗底水力排泥，每天排泥一次。在池表面設(shè)集水槽，采用淹沒孔口集水方式。過濾為了進(jìn)一步降低出水濁度，在沉淀之后進(jìn)行過濾，采用虹吸型濾池和小阻力配水系統(tǒng)，使配水更加均勻，并用氣水反沖洗系統(tǒng)對(duì)濾料進(jìn)行反沖洗。虹吸濾池才用了進(jìn)水虹吸管和

4、排水虹吸管而不需要使用大型閥門及相應(yīng)的啟閉控制設(shè)備，進(jìn)水管和排水管均安排在濾池中，布置緊湊，避免建造占地較大的管廊；易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作。消毒由于原水水質(zhì)耗氧量較大，有機(jī)物含量較高，且含有氨氮，所以采用氯胺消毒，既可以減少氯化消毒副產(chǎn)物，氯味較輕，又可以控制管網(wǎng)中的細(xì)菌再繁殖。經(jīng)過上述各構(gòu)筑物單元的功能的詳細(xì)說明后，可以得出如下圖所示的具體的工藝流程： 原水泵房靜態(tài)管道混合器機(jī)械絮凝池斜板沉淀池虹吸濾池清水池出水工藝流程詳解圖 工藝流程的計(jì)算給水處理部分靜態(tài)管道混合器：靜態(tài)管道混合器示意圖1. 設(shè)計(jì)流量： Q=11000=458.33=0.127靜態(tài)混合器設(shè)在絮凝池進(jìn)水管中，設(shè)計(jì)流速v=1.0m/

5、s，則管徑為： 采用D=450mm，則實(shí)際流速，混合單元數(shù)取N=3，則混合器的混合長度為：2.混合時(shí)間 ： 3.水頭損失：機(jī)械絮凝池機(jī)械絮凝池： 1.設(shè)計(jì)水量水廠設(shè)計(jì)水量為1.1萬,水廠自用水量為10%，機(jī)械絮凝池分為兩個(gè)系列，每個(gè)系列設(shè)計(jì)水量為：2.垂直軸式絮凝池尺寸 式中 單池絮凝池容積（）； 單池設(shè)計(jì)處理水量（）；絮凝時(shí)間（min）。設(shè)計(jì)中取=20min，則：絮凝池分為三格，每格尺寸，水深取3.0m，則絮凝池實(shí)際容積為：實(shí)際絮凝時(shí)間為：池超高取0.3m，則池總高度為3.3m。絮凝池分格墻上過水孔道上下交錯(cuò)布置，過孔流速分別為0.4、0.3和0.2，則孔洞面積分別為0.38、0.5和0.7

6、6，孔洞尺寸、和，實(shí)際過孔流速分別為0.38、0.304和0.203.每格設(shè)一臺(tái)攪拌設(shè)備。斜管沉淀池斜管沉淀池：1.設(shè)計(jì)流量式中 單池設(shè)計(jì)水量（）；設(shè)計(jì)日產(chǎn)水量（）；水廠用水量占設(shè)計(jì)日用水量的百分比，一般采用5%10%；沉淀池個(gè)數(shù)，一般采用不少于2個(gè)。設(shè)計(jì)中取=11000，=10% ，=2，則：2.平面尺寸計(jì)算沉淀池清水區(qū)面積：式中 ：斜管沉淀池的表面積（）；：表面負(fù)荷，一般采用9.011.0。設(shè)計(jì)中取=9，則：沉淀池長度及寬度：設(shè)計(jì)中取沉淀池長度=10m,則沉淀池寬度：式中 ，設(shè)計(jì)中取為3m。為了配水均勻，進(jìn)水區(qū)布置在10m長度方向一側(cè)。在3m的寬度中扣除無效長度約0.5m,則凈出水面積：式

7、中 ：凈出口面積（）；：斜管結(jié)構(gòu)系數(shù)。設(shè)計(jì)中取=1.03，則：=沉淀池總高度：式中 ：沉淀池總高度（m）；：保護(hù)高度（m），一般采用0.30.5m；：清水區(qū)高度（m），一般采用1.01.5m ；：斜管區(qū)高度（m），斜管長度為1.0m，安裝傾角60，則=sin60=0.87m；：配水區(qū)高度（m），一般不小于1.01.5m；：排泥槽高度（m）。設(shè)計(jì)中取=0.4m，=1.2m，=1.2m，=0.83m，則：=0.4+1.2+0.87+1.2+0.83=4.5m3. 進(jìn)出水系統(tǒng)沉淀池進(jìn)水設(shè)計(jì)：沉淀池進(jìn)水采用穿孔花墻，孔口總面積：式中 ：孔口總面積（）；：孔口流速（），一般取值不大于0.150.20。設(shè)

8、計(jì)中取=0.20，則：=每個(gè)孔口的尺寸定為，則孔口數(shù)為53個(gè)。進(jìn)水孔位置應(yīng)在斜管以下、沉泥區(qū)以上部位。沉淀池出水設(shè)計(jì)：沉淀池的出水采用孔集水槽，出水孔口流速，則穿孔總面積：式中 ：出水孔口總面積（）。=設(shè)每個(gè)孔口的直徑為4cm，則孔口數(shù)為：式中 ：孔口個(gè)數(shù)；：每個(gè)孔口的面積（），。個(gè)設(shè)每條集水槽的寬度為0.4m，間距為1.5m，共設(shè)5條集水槽，每條集水槽一側(cè)開孔數(shù)為20個(gè)，孔間距為30cm。5條集水槽匯水至出水總渠寬度0.8m，深度1.0m。出水的水頭損失包括孔口損失和集水槽內(nèi)損失。孔口損失：式中 ：孔口的水頭損失（m）；：進(jìn)口阻力系數(shù)。設(shè)計(jì)中取=2，則：集水槽內(nèi)水深取為0.4m，槽內(nèi)水流速度

9、為0.38，槽內(nèi)水力坡度按0.01計(jì)，槽內(nèi)水頭損失：式中 ：集水槽內(nèi)水頭損失（m）；:水力坡度；：集水槽長度（m）。設(shè)計(jì)中取=0.01，=8m，則：=出水總水頭損失：，設(shè)計(jì)中取為0.15m。4.沉淀池斜管的選擇斜管長度一般為0.81.0m，設(shè)計(jì)中取為1.0m，斜管直徑一般為2535mm，設(shè)計(jì)中取為30mm，斜管為聚丙烯材料，厚度0.40.5mm。5.沉淀池排泥系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用多斗底水力排泥，每天排泥一次。排泥管管徑為200mm，斗底坡度為50。6.核算雷諾數(shù)斜管內(nèi)的水流速度為：式中 ：斜管內(nèi)的水流速度（）；：斜管安裝傾角，一般采用6070；設(shè)計(jì)中取=60，則雷諾數(shù)Re：式中 ：水力半徑（cm），；

10、：水的運(yùn)動(dòng)黏度（）。設(shè)計(jì)中當(dāng)水溫時(shí)，水的運(yùn)動(dòng)黏度=0.01500,滿足設(shè)計(jì)要求。弗勞德數(shù)：介于之間，滿足設(shè)計(jì)要求斜管中的沉淀時(shí)間：式中 ：斜管長度（m）。設(shè)計(jì)中取=1.0m，則：=166.67s=2.8min基本滿足要求（一般在25min之間）。 虹吸濾池1.平面尺寸設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)流量 式中 每組虹吸濾池的設(shè)計(jì)流量（） Q 設(shè)計(jì)流量（） n虹吸濾池分組數(shù)（組） 設(shè)計(jì)中取n=2 =229.2=0.064兩組濾池采用相同的形式和工藝參數(shù)，本設(shè)計(jì)僅就一組系統(tǒng)就行計(jì)算。 濾池面積 F式中 F每組濾池的總面積（）； V設(shè)計(jì)濾速（），石英砂單層濾料一般采用8。設(shè)計(jì)中取v=10 F=22.92 濾池分格數(shù) N式中

11、 N每組濾池的分格數(shù)，一般采用6格； q反沖洗強(qiáng)度，一般采用10.單格面積 式中 f單格濾池的面積（）； 設(shè)計(jì)中取N=8 f=2.86 取單格長L為2m，寬B為1.5m，單格實(shí)際面積=正常過濾時(shí)的實(shí)際濾速 V= 式中 v正常過濾時(shí)的實(shí)際濾速（）； V=9.55一格沖洗時(shí)，其他7格的濾速 =式中 Vn格濾池沖洗時(shí)，其他7格的濾速（）；一般采用. Vn=10.92.進(jìn)水系統(tǒng)進(jìn)水渠道設(shè)計(jì)中取2條矩形進(jìn)水渠道，每條渠道的流量 =0.032進(jìn)水虹吸管每格濾池的進(jìn)水量 =0.008進(jìn)水虹吸管斷面面積 =0.013進(jìn)水虹吸管采用鋼制矩形管，其長取為0.15m，寬0.1m；進(jìn)水虹吸管實(shí)際斷面面積為 =0.15

12、0.1=0.015虹吸管內(nèi)實(shí)際流速 V=0.53正常過濾時(shí)進(jìn)水虹吸管的水頭損失 進(jìn)水虹吸管的局部水頭損失 =1.2()式中 h$進(jìn)水虹吸管局部水頭損失（m）; 進(jìn)口局部阻力系數(shù)； 彎頭局部阻力系數(shù)；出口局部阻力系數(shù)；1.2矩形系數(shù)設(shè)計(jì)中取$i=0.25；$e =0.8；$a=1.0 h$=1.2（0.25+0.8+1.0）=0.035m進(jìn)水虹吸管的沿程水頭損失 式中 進(jìn)水虹吸管沿程水頭損失（m）; L進(jìn)水虹吸管總長度（m）； R水力半徑（m）； C謝才系數(shù)； X濕周（m）； n粗糙系數(shù)。 查表得n=0.012， R=0.026m C=45.35設(shè)計(jì)中取L=1.2m =0.006m進(jìn)水虹吸管總水

13、頭損失為 =0.035+0.006=0.041m,設(shè)計(jì)中取0.04m。強(qiáng)制沖洗時(shí)時(shí)進(jìn)水虹吸管水頭損失 強(qiáng)制沖洗時(shí)時(shí)虹吸管內(nèi)流速為0.71m/s，根據(jù)水頭損失和流速的平方成正比的關(guān)系， =0.11m強(qiáng)制沖洗時(shí)水位高為0.110.06=0.05m。堰上水頭 = 式中 H2堰上水頭（m），一般以不宜超過1m為宜； La堰板長度（m）,為減少堰上水頭，應(yīng)盡量采用較長的堰板長度，一般采用。 設(shè)計(jì)中取La=1.2m 0.02m同理，強(qiáng)制沖洗時(shí)的堰上水頭 強(qiáng)制沖洗時(shí)堰上水頭增加0.030.02=0.01m。強(qiáng)制沖洗時(shí)總水位高強(qiáng)制沖洗時(shí)總水位高H3為強(qiáng)制沖洗時(shí)水位高于強(qiáng)制沖洗時(shí)堰上水頭增加值之和虹吸管安裝高度

14、 式中 虹吸管安裝高度(m)； 進(jìn)水虹吸管總水頭損失(m)； 強(qiáng)制沖洗時(shí)總水位高(m)； 0.04凹槽底在強(qiáng)制沖洗時(shí)水位以上的高度(m) 0.06虹吸管頂部轉(zhuǎn)彎半徑(m); 虹吸水封高度 +0.02 式中 虹吸水封高度(m)； 進(jìn)水斗橫截面積(m)。設(shè)計(jì)中取=0.72 0.024m 進(jìn)水渠道水頭損失所需渠道過水?dāng)嗝婷娣e 式中 ； 每條渠道的設(shè)計(jì)流量； Vw渠道內(nèi)水流速度。 設(shè)計(jì)中取=0.80ms =0.04假設(shè)活動(dòng)堰板高度為0.05m，由此可以推出進(jìn)水渠道的末端水深 式中 進(jìn)水渠道的末端水深（m） 虹吸進(jìn)水管管底距進(jìn)水斗底的高度（m）； 設(shè)計(jì)中取 進(jìn)水渠的寬度 式中 Ww進(jìn)水渠道的寬度（m）。

15、 假設(shè)進(jìn)水虹吸管采用的鋼板厚度為0.01m，則整個(gè)虹吸管所占的寬度為0.30+20.01=0.32m，設(shè)計(jì)中取Ww=0.12m，則進(jìn)水渠道整個(gè)寬度應(yīng)為0.12+0.32=0.44m。進(jìn)水渠道的水頭損失 式中 hlc進(jìn)水渠道的水頭損失（m）； Lc進(jìn)水渠道總長度（m）。 設(shè)計(jì)中根據(jù)平面布置，取lc=21m R= C=45.35 hlc= 進(jìn)水渠道總高度 式中 H8進(jìn)水渠道總高度（m） 活動(dòng)堰高，一般采用； 進(jìn)水渠道的超高（m），一般采用0.10.3m 設(shè)計(jì)中取=0.05m 降水管水頭損失 降水管中流速 式中 降水管中流速(ms)； d 降水管直徑（m）。 設(shè)計(jì)中取d=0.5m 0.04ms 降水

16、管的水頭損失降水管的水頭損失包括局部損失和沿程損失，其中沿程損失很小，可以忽略不計(jì)，其局部損失即可代表降水管的水頭損失。 式中 降水管的水頭損失(m)； 進(jìn)口局部阻力系數(shù)； 出口局部阻力系數(shù)。 設(shè)計(jì)中取=0.5，=1.0 3.出水系統(tǒng)清水室和出水渠寬度的確定、清水室按構(gòu)造配置，寬度取0.8m。清水渠寬度按照兩個(gè)清水室寬度和它們之間隔墻的厚度確定，設(shè)計(jì)中隔墻厚度取0.2m，則整個(gè)清水渠的寬度為1.8m。 出水堰堰上水頭 式中 hc堰上水頭（m）； b出水堰寬度（m）。 為降低堰上水頭，設(shè)計(jì)中取b=6m hc=4.反沖洗系統(tǒng) 配水系統(tǒng)虹吸濾池通常采用中小阻力配水系統(tǒng)。反沖洗水到濾池的局部損失和沿程

17、損失 一格濾池設(shè)計(jì)兩個(gè)的檢修孔洞，水流經(jīng)檢修孔洞時(shí)的局部損失 式中 hh檢修孔洞的局部水頭損失（m）； 局部阻力系數(shù)； 反沖洗時(shí)檢修孔洞的過孔流速（ q反沖洗強(qiáng)度； f單格濾池的面積； 2檢修孔的個(gè)數(shù)（個(gè)）； d檢修孔洞的直徑（m）。 設(shè)計(jì)中取=0.5，q=0.015,f=27.5,d=500mm =1.05ms 濾池底部配水空間進(jìn)口部分的局部阻力 式中 濾池底部配水空間進(jìn)口部分的局部阻力（m）； 局部阻力系數(shù)； 進(jìn)口流速（ms）; 濾池底部配水空間的高度（m）； W濾池寬度（m）。 設(shè)計(jì)中取0.5 =0.0015.排水系統(tǒng)排水槽為了便于加工和維護(hù)，排水槽采用等斷面的三角形混凝土槽，每格濾池中

18、設(shè)置兩條排水槽，排水槽斷面的模數(shù) 式中 排水槽斷面的模數(shù)； 一條排水槽的流量。 排水槽底距濾料上表面的間距 式中 排水槽底距濾料上表面的間距（m）； 濾料厚度（m），一般采用0.70.8m； 最大反沖洗強(qiáng)度時(shí)濾層的膨脹率； 濾料膨脹前的空隙率，砂濾料一般采用。 設(shè)計(jì)中取 集水渠 排水虹吸管的水頭損失 排水堰清水池1.平面尺寸計(jì)算 清水池的有效容積 V=kQ 式中 V清水池的總有效容積； K經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，一般采用10%20%； Q設(shè)計(jì)供水量)； 設(shè)計(jì)中取k=10%，Q=11000 V=0.1 清水池共設(shè)2座，則每座清水池的有效容積 清水池的平面尺寸 每座清水池的面積 A= 式中 A每座清水池的面積（

19、）； h清水池的有效水深（m）。 設(shè)計(jì)中取h=4.0m A= 取清水池的寬度B為8m，則清水池長度L為： L=17.1m，設(shè)計(jì)中取為17m 則清水池實(shí)際有效容積為17。 清水池超高取為0.5m，清水池總高H： H= 2.管道系統(tǒng) 清水池的進(jìn)水管 式中 清水池進(jìn)水管管徑（m）； V進(jìn)水管管內(nèi)流速，一般采用0.71.0ms。. 設(shè)計(jì)中取v=0.7ms 設(shè)計(jì)中取進(jìn)水管管徑為DN750mm，進(jìn)水管內(nèi)實(shí)際流速為0.5ms。 清水池的出水管 由于用戶的用水量時(shí)時(shí)變化。清水池的出水管應(yīng)按出水最大流量計(jì)。 式中 最大流量； K時(shí)變化系數(shù)，一般采用1.32.5； Q設(shè)計(jì)流量。設(shè)計(jì)中取時(shí)變化系數(shù)K=1.5 出水管

20、管徑 式中 出水管管徑（m）； 出水管管內(nèi)流速(ms)，一般采用0.71.0ms。 設(shè)計(jì)中取 清水池的溢流管溢流管的直徑和進(jìn)水管管徑相同，取為DN800mm。在溢流管管端設(shè)喇叭口，管上不設(shè)閥門。出口設(shè)置網(wǎng)罩，防止蟲類進(jìn)入池內(nèi)。 清水池的排水管清水池內(nèi)的水在檢修時(shí)需要放空，因此應(yīng)設(shè)排水管。排水管的管徑按2h內(nèi)將池水放空計(jì)算。排水管內(nèi)流速按1.2估計(jì)，則排水管的管徑 式中 排水管的管徑（m）； t放空時(shí)間（h）； 排水管內(nèi)水流速度（ms）。 設(shè)計(jì)中取t=2h 設(shè)計(jì)中排水管管徑為DN300mm。 清水池的放空也常采用潛水泵排水，在清水池低水位時(shí)進(jìn)行。清水池的平面圖 附屬建筑物的確定 生產(chǎn)管理及行政辦

21、公用房生產(chǎn)管理用房 包括控制室，檢修時(shí)，藥用庫房，實(shí)驗(yàn)大樓，技術(shù)資料室，管配件廠，等。 行政辦公用房包括辦公室、打字室、資料室和接待室等，宜于生產(chǎn)管理用房聯(lián)建化驗(yàn)室 一般包括理化分析室、毒物檢驗(yàn)室、生物檢驗(yàn)室（包括無菌室）、加熱室、天平室、儀器室、藥品貯藏室（包括毒品室）、辦公室、更衣室等。維修車間 包括機(jī)修間、水表間、電修間、泥木工間其他 車庫，倉庫，食堂，職工宿舍，浴室，鍋爐，傳達(dá)室，堆砂場(chǎng) 凈水處理廠的總體布置平面布置設(shè)計(jì) 平面布置原則 1. 布置緊湊，以減少水廠占地面積和連接管渠的長度，并便于操作管理。2.充分利用地形，力求挖填土方平衡以減少填挖土方量、挖土方量和施工費(fèi)用。3.各構(gòu)筑物

22、間連接管渠應(yīng)簡(jiǎn)單、短捷，盡量避免立體交叉，并考慮施工檢修方便；有時(shí)也需設(shè)置必要的超越管道，以便某一構(gòu)筑物停產(chǎn)檢修時(shí)，為保證必須的水量供應(yīng)采取應(yīng)急措施。4.建筑物布置應(yīng)注意朝向和向。 5.有條件最好把生產(chǎn)區(qū)和生活區(qū)分開，盡量避免非生產(chǎn)人員在生產(chǎn)區(qū)逗留和通行，以確保生產(chǎn)安全。6.對(duì)分期建造的工程，既要考慮近期的完整性，又要考慮遠(yuǎn)期工程建成后整體布局的合理性。還應(yīng)考慮分期施工方便。平面布置 構(gòu)筑物尺寸：（長度單位為m） 加藥加氯間：8 藥劑倉庫：58 機(jī)械絮凝池：99 斜管沉淀池：310 虹吸濾池：1216 清水池：817 二泵房：45附屬建筑物尺寸辦公大樓：1524 實(shí)驗(yàn)大樓：1220 職工宿舍：1015 食堂：1021 倉庫：78 車庫：512 管配件廠：812 曬沙場(chǎng)：610 檢修間：79 醫(yī)務(wù)室：810 浴室：814 布置要求 構(gòu)筑物的凈距離、道路寬度、鋪設(shè)管線所需要的寬度一般為5-10米，給水管或排水管距構(gòu)筑物不小于3米。道路、圍墻及綠化帶布置、構(gòu)筑物之間人行道寬度為5-2.0米。倉庫檢修間設(shè)