給水水質(zhì)工程 課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

1、湖 南 科 技 大 學(xué)給水水質(zhì)工程課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)專(zhuān)業(yè)給水排水工程專(zhuān)業(yè)班級(jí) 2 班 姓名 肖遙學(xué)號(hào) 1202040201 指導(dǎo)教師王政華老師 2014年12月20日目 錄第一章 設(shè)計(jì)基本資料和設(shè)計(jì)任務(wù)31.1 設(shè)計(jì)基本資料 31.2 設(shè)計(jì)任務(wù) 3第二章 水廠設(shè)計(jì)規(guī)模的確定4第三章 水廠工藝方案的確定4第四章 水廠各個(gè)構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)計(jì)算54.1 混凝劑的選擇和投加 54.2管式靜態(tài)混合器 94.3 往復(fù)式隔板絮凝池124.4 平流式沉淀池164.5 普通快濾池204.6 消毒304.7 清水池314.8 二級(jí)泵站32第五章 水廠總體設(shè)計(jì)33第六章 水廠平面和高程布置34附：參考文獻(xiàn)36第一章 設(shè)計(jì)基

2、本資料和設(shè)計(jì)任務(wù)1.1設(shè)計(jì)原始資料1、 處理廠近期處理規(guī)模1.5萬(wàn)m3/d（學(xué)號(hào)每增大4號(hào)，水量增加10000m3/d），水廠自用水量為5%。2、 水源為河水，河水的水質(zhì)符合二類(lèi)水源水的水質(zhì)指標(biāo)，水溫最高為24oC,最低為5 oC，水的濁度見(jiàn)下表，細(xì)菌總數(shù)為3000個(gè)/L。月份123456789101112NTU30204055400750670520300150200253、 處理后的水符合國(guó)家的生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。4、 水廠用地面積參照規(guī)范確定，可以為正方形或長(zhǎng)方形。5、 平面布置的建筑物有凈水構(gòu)筑物，綜合樓（生產(chǎn)管理用房、行政辦公房、化驗(yàn)室、值班室、倉(cāng)庫(kù)、機(jī)修間、食堂、傳達(dá)室、浴室、鍋爐

3、房等）。1.2設(shè)計(jì)任務(wù)及要求1、 設(shè)計(jì)計(jì)算（1） 給水處理工藝流程確定（2） 凈水構(gòu)筑物設(shè)計(jì)參數(shù)的確定（3） 凈水構(gòu)筑物幾何尺寸的確定（4） 凈水構(gòu)筑物的水量校核計(jì)算2、 編制設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)一份設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)內(nèi)容包括：設(shè)計(jì)的原始資料和設(shè)計(jì)任務(wù)，各項(xiàng)設(shè)計(jì)與設(shè)計(jì)過(guò)程中的體會(huì)等。說(shuō)明要求計(jì)算正確，說(shuō)明清楚，簡(jiǎn)明扼要，文字通順。3、 繪制下列設(shè)計(jì)圖紙各一張(1) 水廠總平面圖(2) 凈水構(gòu)筑物高程布置圖(3) 主要凈水構(gòu)筑物平、剖面圖（濾池、反應(yīng)沉淀池）第二章 水廠設(shè)計(jì)規(guī)模的確定2.1水廠設(shè)計(jì)規(guī)模處理廠近期處理規(guī)模1.5萬(wàn)m3/d,考慮水廠自用水量(系數(shù)1.051.10)1.5×1.05 = 1

4、.575(萬(wàn)m/d)近期水廠用水約為1.575(萬(wàn)m/d)水廠設(shè)計(jì)規(guī)模為:近期規(guī)模1.575萬(wàn)m3 /d.水處理構(gòu)筑物按照近期處理規(guī)模進(jìn)行設(shè)計(jì).水廠的主要構(gòu)筑物分為2組，每組構(gòu)筑物類(lèi)型相同,每組處理規(guī)模為0.7875萬(wàn)m3 /d.近期建造1組.第三章 水廠工藝方案的確定3.1水廠工藝方案水處理構(gòu)筑物類(lèi)型的選擇，應(yīng)根據(jù)原水水質(zhì)，處理后水質(zhì)要求、水廠規(guī)模、水廠用地面積和地形條件等，通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定.取水一級(jí)泵站管式靜態(tài)混合器往復(fù)隔板絮凝池平流式沉淀池普通快濾池清水池二級(jí)泵房用戶消毒劑第四章 水廠各個(gè)構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)計(jì)算 4.1.1混凝劑的選擇和投加方式1、 水廠單組構(gòu)筑物設(shè)計(jì)流量Q=15750m3

5、/d=656.25m3/h，根據(jù)原水水質(zhì)及水溫，參考有關(guān)水廠的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)以及聚合氯化鋁的優(yōu)點(diǎn)，選聚合氯化鋁（PAC）為混凝劑。2、水質(zhì)上看并未發(fā)現(xiàn)原水被污染的跡象，也沒(méi)有發(fā)現(xiàn)藻類(lèi)或氟、鐵、錳等元素超標(biāo)。因此，在本設(shè)計(jì)中的凈水廠一期工程中，決定使用常規(guī)的凈水工藝進(jìn)行處理，并對(duì)工藝進(jìn)行局部的改造。暫不考慮預(yù)處理與深度處理構(gòu)筑物的建設(shè)。但在平面布置時(shí)為留有余地，以應(yīng)對(duì)將來(lái)可能出現(xiàn)的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)提高與原水水質(zhì)惡化。 1.2.6 本設(shè)計(jì)工藝流程的確定 選擇常規(guī)工藝主要是考慮到常規(guī)工藝運(yùn)行技術(shù)與管理經(jīng)驗(yàn)方面相當(dāng)成熟，而且凈水處理效果穩(wěn)定，無(wú)論是在凈水廠構(gòu)筑物建造方面還是在投產(chǎn)后的運(yùn)

6、行管理方面都相對(duì)經(jīng)濟(jì)可靠，符合我國(guó)國(guó)情。預(yù)期一期工程凈水流程如下： 原水加藥加氯間澄清池濾池清水池消毒泵房管網(wǎng) 在絮凝池前（或澄清池）配水井、濾池前和濾后清水管設(shè)置加氯點(diǎn)。一般情況下使用濾前加氯點(diǎn)和濾后加濾點(diǎn)防止原水中形成大量有機(jī)鹵化物（TOX），當(dāng)原水中有機(jī)物、藻類(lèi)等含量過(guò)高時(shí)，使用配水井和濾后加濾點(diǎn)去除有機(jī)物，殺滅藻類(lèi)，促進(jìn)混凝。二期工程擬建生物填料濾池，對(duì)原水進(jìn)行預(yù)處理，本設(shè)計(jì)只對(duì)其池體體積部分做粗略計(jì)算，為該構(gòu)筑物預(yù)留出建設(shè)用地。2、投加方式的選擇： 泵投加采用計(jì)量泵投加，不需另設(shè)計(jì)量設(shè)備。 水射器投加采用水射器投加，設(shè)備簡(jiǎn)單，使用方便，溶液池高度不受太大的限制。但

7、水射器效率較低，且易磨損。 高位溶液池重力投加將溶液池架高，利用重力將藥液投入水泵壓水管或混合設(shè)施入口處，這種投加方式安全可靠，但溶液池位置較高，適用于小型水廠。結(jié)合考慮，采用計(jì)量泵投加混凝劑，采用計(jì)量泵（柱塞泵或隔膜泵），不必另備計(jì)量設(shè)備，泵上有計(jì)量標(biāo)志，可通過(guò)改變計(jì)量泵行程或變頻調(diào)速改變藥液投量，最適合用于混凝劑自動(dòng)控制系統(tǒng)；水廠的藥劑，除石灰外，大都采用濕投法。根據(jù)水質(zhì)的最大濁度為750，取單位混凝劑最大投加量為30mg/L，聚合氯化鋁投加濃度為15%。4.1.2溶液池設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)原則:溶液池的底坡不小于0.02，池底應(yīng)有直徑不小于100mm的排渣管。池壁需設(shè)超高，防止攪拌溶液時(shí)溢出。設(shè)計(jì)藥

8、劑溶解池時(shí)，為便于投置藥劑，溶解池的設(shè)計(jì)高度一般以在地平面以上或半地下為宜，池頂宜高出地面1.0m左右，以減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，改善操作條件。溶解池一般采用鋼筋混凝土池體來(lái)防腐。 容積計(jì)算:1. 溶液池容積W1計(jì)算水量Q=625.25m3/h，絮凝劑為聚合氯化鋁（PAC），最大投加量u為30mg/L。聚合氯化鋁投加濃度為15%，采用濕式投加。溶液濃度b=15%，每班調(diào)制一次，一天調(diào)制2次，則溶液池的調(diào)節(jié)容積為： （3.1）式中 Q處理水量（m3/h）； u混凝劑最大投量，按無(wú)水產(chǎn)品計(jì)（mg/L）；c溶液濃度（%）；n每日調(diào)制次數(shù)。溶液池采用矩形鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，池內(nèi)壁用環(huán)氧樹(shù)脂進(jìn)行防腐處理，溶液池容積取

9、2 m3 ,分成兩格，每格的有效容積為1m³，每格的有效尺寸為L(zhǎng)×B×H=1m×1m×1m，超高取0.2m。設(shè)置在室內(nèi)地面上。池底坡度為0.02。底部設(shè)置DN100mm放空管，沿池面接入藥劑稀釋采用給水管，按1h放滿考慮，采用硬聚氯乙烯塑料管。 2. 溶解池(攪拌池)容積W2容解池容積：W2=（0.20.3）W1 m33. W2=0.2W1=0.2×2=0.4 m3其有效高度為1m,超高為0.2m,設(shè)計(jì)尺寸為1×0.4×1m,池底坡度為2%。溶解池池壁設(shè)超高，以防止攪拌溶液時(shí)溢出。溶解池為地下式，池頂高出地面0.5

10、m，以減輕勞動(dòng)強(qiáng)度和改善工作條件。由于藥液具有腐蝕性，所以盛放藥液的池子和管道以及配件都采用防腐措施。溶液池和溶解池材料采用鋼筋混凝土材料，內(nèi)壁涂襯以聚乙烯板。3.加藥間和藥庫(kù)加藥間和藥庫(kù)合并布置，布置原則為:加藥間位置盡可能靠近投加點(diǎn)，藥劑輸送投加流程順暢,方便操作與管理,力求車(chē)間清潔衛(wèi)生,符合勞動(dòng)安全要求,高程布置符合投加工藝及設(shè)備條件.儲(chǔ)存量一般按最大投藥量的期間的15-30天的用量計(jì)算。 混凝劑為聚合氯化鋁，每袋的質(zhì)量為40kg，每袋的體積為0.5×0.4×0.2m3，投藥量為30g/ m3，水廠設(shè)計(jì)水量為625.25m3/h，藥劑堆放高度為1.5m，藥劑貯存期為1

11、5d。聚合氯化鋁的袋數(shù)為 （3.4）式中 Q設(shè)計(jì)水量m3/d；u混凝劑的投加量，mg/L；T儲(chǔ)存天數(shù)，d；W每袋聚合氯化鋁的質(zhì)量，kg。故所以混凝劑的堆放面積為： （3.5）式中 N混凝劑的袋數(shù)；V每袋混凝劑的體積，m3；H堆高，m；P堆放時(shí)空隙率，取30%。所以：4.2混合4.2.1混合的基本要求：1、混合設(shè)施應(yīng)使藥劑投加后水流產(chǎn)生劇烈紊動(dòng)，在很短的時(shí)間內(nèi)使藥劑均勻的擴(kuò)散到整個(gè)水體，也即采用快速混合方式；2、混合時(shí)間一般為1060s；3、當(dāng)采用高分子絮凝劑時(shí)，混合不宜過(guò)分急?。?、混合設(shè)施與后續(xù)處理構(gòu)筑物的距離越近越好，近可能采用直接連接方式。最長(zhǎng)距離不宜超過(guò)120m；5、混合設(shè)施與后續(xù)處理

12、構(gòu)筑物連接管道的流速可采用0.81.0m/s?；旌显O(shè)施應(yīng)使藥劑投加后水流產(chǎn)生劇烈紊動(dòng)，在很短的時(shí)間內(nèi)使藥劑均勻的擴(kuò)散到整個(gè)水體，也即采用快速混合方式。目前，混合方式基本分兩大類(lèi)：水力和機(jī)械。前者簡(jiǎn)單，但不能適應(yīng)流量的變化；后者可進(jìn)行調(diào)節(jié)，能適應(yīng)各種流量的變化，但需有一定的機(jī)械維修量。具體采用何種形式應(yīng)根據(jù)凈水工藝的布置、水量、水質(zhì)、投加藥劑品種及數(shù)量以及維修條件等因素確定。下表是各種混合方式的比較： 混合方式比較方式優(yōu)缺點(diǎn)適用條件水泵混合優(yōu)點(diǎn)：1.設(shè)備簡(jiǎn)單2.混合充分，效果較好3.不另消耗動(dòng)力缺點(diǎn)：1.吸水管較多時(shí)，投藥設(shè)備要增加，安裝、管理較麻煩2.配合加藥自動(dòng)控制較困難3.G值相對(duì)較低適用

13、于一級(jí)水泵房離處理構(gòu)筑物120m以內(nèi)的水廠管式靜態(tài)混合器優(yōu)點(diǎn)：1.設(shè)備簡(jiǎn)單，維護(hù)管理方便2.不需土建構(gòu)筑物3.在設(shè)計(jì)流量范圍內(nèi)，混合效果較好4.不需外加動(dòng)力設(shè)備適用于水量變化不大的各種規(guī)模的水廠續(xù)表 方式優(yōu)缺點(diǎn)適用條件管式靜態(tài)混合器缺點(diǎn)：1.運(yùn)行水量變化影響效果2.水頭損失比較大機(jī)械混合3.混合器構(gòu)造較麻煩優(yōu)點(diǎn)：1.混合效果好2.水頭損失較小3.混合效果基本不受水量變化影響缺點(diǎn)：1.需耗動(dòng)能2.管理維護(hù)較復(fù)雜3.需建混合池適用于各種規(guī)模的水廠通過(guò)對(duì)比，擬在本工程中采用管式靜態(tài)混合器。4.2.2管式靜態(tài)混合器計(jì)算過(guò)程：1.設(shè)計(jì)流量每組混合器處理水量為:7875 m/d=0.092 m/s2.水流

14、速度和管徑由流量為0.092 m/s，取v=1.8m/s混合器的管徑D為：m，取300mm，則流速為1.25m/s本設(shè)計(jì)中采用ZW型管式靜態(tài)混合器，查有關(guān)資料，DN800的混合器長(zhǎng)度為4100mm，所以混合時(shí)間為： 查表取GT=993×2.53=25132000，符合設(shè)計(jì)要求。4.3 絮凝池設(shè)計(jì)要點(diǎn)1、 絮凝池形式的選擇和設(shè)計(jì)參數(shù)的采用，應(yīng)根據(jù)原水水質(zhì)情況和相似條件下的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)或通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定；2、 絮凝池設(shè)計(jì)應(yīng)使顆粒有充分接觸碰撞的幾率，又不致使已形成的較大絮凝體破碎，因此在絮凝過(guò)程中速度梯度G或絮凝流速應(yīng)逐漸由大到??；3、 絮凝池要有足夠的絮凝時(shí)間。根據(jù)絮凝形式的不同，絮凝時(shí)間也有

15、區(qū)別，一般宜在1030min之間，低濁、低溫水宜采用較大值；4、 絮凝池的平均速度梯度G一般在3060s-1之間，GT值達(dá)104105，以保證絮凝過(guò)程的充分與完善；5、 絮凝池應(yīng)盡量與沉淀池合并建造，避免用管渠連接。如需用管渠連接時(shí)，管渠中的流速應(yīng)小于0.15m/s，并避免流速突然升高或水頭跌落；6、 為避免已形成的絮粒破碎，絮凝池出水穿孔墻的過(guò)孔流速宜小于0.10m/s；7、 應(yīng)避免絮粒在絮凝池中沉淀。如難避免時(shí)，應(yīng)采取相應(yīng)排泥措施。4.3.2 絮凝池的選型目前，絮凝池主要分為兩大類(lèi)：水力和機(jī)械，前者構(gòu)造簡(jiǎn)單，但不能適用流量的變化；后者能進(jìn)行調(diào)節(jié)，適用流量變化，但機(jī)械維修工作量較大。絮凝池形

16、式的選擇和設(shè)計(jì)參數(shù)的采用，應(yīng)根據(jù)原水水質(zhì)情況和相似條件下的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)或通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定，常用絮凝池的優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比如下表：表7.1 不同形式絮凝池比較形式優(yōu)缺點(diǎn)適用條件往復(fù)式隔板絮凝池優(yōu)點(diǎn)：1.絮凝效果好 2.構(gòu)造簡(jiǎn)單，施工方便 缺點(diǎn)：1.絮凝時(shí)間較長(zhǎng) 2.水頭損失較大 3.轉(zhuǎn)折處絮粒易破碎 4.出水流量不易分配均勻1.水量大于30000m3/d的水廠2.水量變動(dòng)小續(xù)表7.1 形式優(yōu)缺點(diǎn)適用條件回轉(zhuǎn)式隔板絮凝池優(yōu)點(diǎn)：1.絮凝效果較好 2.水頭損失較小 3.構(gòu)造簡(jiǎn)單，管理方便缺點(diǎn)：出水流量不易分配均勻1.水量大于30000m3/d的水廠2.水量變動(dòng)小3.適用于舊池改建和擴(kuò)建折板絮凝池優(yōu)點(diǎn)：1.絮凝時(shí)間較短

17、 2.絮凝效果好缺點(diǎn)：1.構(gòu)造較復(fù)雜 2.水量變化影響絮凝效果水量變化不大的水廠網(wǎng)格（柵條）絮凝池優(yōu)點(diǎn)：1.絮凝時(shí)間短 2.絮凝效果好 3.構(gòu)造簡(jiǎn)單缺點(diǎn)：水量變化影響絮凝效果1. 水量變化不大的水廠2. 單池能力以1.02.5萬(wàn) m3/d為宜機(jī)械絮凝池優(yōu)點(diǎn)：1.絮凝效果好 2.水頭損失小 3.可適應(yīng)水質(zhì)、水量的變化缺點(diǎn)：需機(jī)械設(shè)備和經(jīng)常維修大小水量均適用，并適用水量變化較大的水廠綜上所述，本工程采用網(wǎng)格隔板絮凝池。 網(wǎng)格隔板絮凝池 設(shè)計(jì)原則:設(shè)絮凝時(shí)間為10min，得絮凝池有效容積：V=0.182*10*60=109.2m3設(shè)平均水深為3.0m，得池的面積為：A=109.2/3=34.2 m3

18、豎井流速取0.12m/s，單格面積為F=0.182/0.12=1.52 m2所以邊長(zhǎng)取1.23m，每格面積為1.52 m3，所以分格數(shù)為N=34.2/1.52=22.5=23格實(shí)際絮凝時(shí)間 T=1.23*1.23*1.52*23/0.182=290=4.84min池的平均有效水深為3m，取超高0.45m，泥斗深度0.65m，所以總高度為H=3+0.45+0.65=4.10m，所以過(guò)水孔洞尺寸為：4.4沉淀池4.4.1 沉淀池的選型沉淀池的選用，主要考慮以下幾個(gè)因素：（1）水量規(guī)模：各類(lèi)沉淀池根據(jù)技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上的分析常有其適用范圍。以平流式沉淀池為例，沉淀池的長(zhǎng)度僅取決于停留時(shí)間和水平流速，而與

19、水處理規(guī)模無(wú)關(guān)，當(dāng)水量增大時(shí)，只需要增加池寬即可，因此單位水量的造價(jià)指標(biāo)隨著處理規(guī)模的增加而明顯減小，所以平流式沉淀池更加適合規(guī)模較大的水廠。（2）進(jìn)水水質(zhì)條件：原水水質(zhì)中的濁度、含砂量、顆粒組成以及原水水質(zhì)的變化都與沉淀效果有密切關(guān)系，并影響沉淀池的選型。斜管沉淀池積泥區(qū)體積相對(duì)較小，當(dāng)原水濁度很高時(shí)會(huì)增加排泥困難。此外，若原水水質(zhì)變化迅速，斜管沉淀池的適應(yīng)性也相對(duì)較差。（3）高程布置的影響：水廠凈水構(gòu)筑物之間一般均采用重力流。當(dāng)沉淀池池深過(guò)淺時(shí)，將會(huì)增加后續(xù)處理構(gòu)筑物的埋深，而不同池型對(duì)池深的要求也不同，因而也影響池型的選用。（4）氣候條件：寒冷地區(qū)冬季時(shí)沉淀池水面將形成冰蓋，影響處理和排

20、泥機(jī)械的運(yùn)行，因此需采取保溫措施。一般可將沉淀池置于室內(nèi)。對(duì)于平面面積較大的沉淀池建于室內(nèi)會(huì)帶來(lái)造價(jià)的很大增加。因此宜選用平面面積較小的沉淀池。（5）運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)：為使工程能達(dá)到預(yù)想的效果，除了設(shè)計(jì)的合理外，運(yùn)行管理也是一個(gè)重要因素。由于各地的經(jīng)驗(yàn)不同，往往已形成一套具有自己特色的當(dāng)?shù)剡\(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，故在設(shè)計(jì)中應(yīng)充分考慮當(dāng)?shù)氐墓芾硭胶蛯?shí)踐運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，以使設(shè)計(jì)更切合實(shí)際。在凈水工藝中，常用的沉淀池有平流式沉淀池跟斜管（板）沉淀池，下表是這兩種沉淀池優(yōu)缺點(diǎn)的對(duì)比：表8.1 沉淀池形式比較形式優(yōu)缺點(diǎn)適用條件平流式沉淀池優(yōu)點(diǎn)：1.造價(jià)較低2.操作管理方便，施工較簡(jiǎn)單3.對(duì)原水濁度適應(yīng)性強(qiáng)，潛力大，處理效果較好4

21、.帶有機(jī)械排泥設(shè)備時(shí)，排泥效果好缺點(diǎn)：1.占地面積大一般用于大、中型凈水廠2.不采用機(jī)械排泥裝置時(shí)，排泥較困難3.需維護(hù)機(jī)械排泥設(shè)備斜管（板）沉淀池優(yōu)點(diǎn)：1.沉淀效率高2.池體小、占地小缺點(diǎn)：1.斜管（板）耗用較多材料，老化后尚需更換，費(fèi)用較高2.對(duì)原水濁度適應(yīng)性較平流池差3.不設(shè)機(jī)械排泥裝置時(shí)，排泥較困難；設(shè)機(jī)械排泥時(shí)，維護(hù)管理較平流池麻煩1.可用于各種規(guī)模水廠2.宜用于老沉淀池的改造、擴(kuò)建和挖潛3.適用于需保溫的低溫地區(qū)4.單池處理水量不宜過(guò)大經(jīng)過(guò)綜合比較，同時(shí)借鑒其他水廠的經(jīng)驗(yàn)，在本設(shè)計(jì)中采用平流式沉淀池。4.4.2 設(shè)計(jì)計(jì)算4.4.2.1 設(shè)計(jì)要點(diǎn) 混凝沉淀時(shí)，出水濁度一般低于20度。

22、 池?cái)?shù)或分格數(shù)一般不少于2個(gè)。 池內(nèi)平均水平流速，混凝沉淀一般為1025mm/s。 沉淀時(shí)間應(yīng)根據(jù)原水水質(zhì)和沉淀后的水質(zhì)要求，一般采用1.03.0h。當(dāng)處理低溫、低濁度水時(shí)或高濁度水時(shí)，沉淀時(shí)間應(yīng)適當(dāng)增長(zhǎng)。 有效水深一般為3.03.5m，超高一般為0.30.5m。 池的長(zhǎng)寬比應(yīng)不少于4：1，每格寬度或?qū)Я鲏﹂g距一般采用38m ，最大為15m。 池的長(zhǎng)深比應(yīng)不小于10：1，采用吸泥機(jī)排泥時(shí)，池底為平坡，采用人工停池排泥時(shí)，縱坡一般為0.02，橫坡一般為0.05。 池子進(jìn)水端用穿孔花墻配水時(shí)，在沉泥面以上0.30.5m處至池底部分的花墻不設(shè)孔眼。 泄空時(shí)間一般不超過(guò)6h。 沉淀池的水力條件用弗勞德

23、數(shù)Fr復(fù)核控制，一般Fr控制在之間。設(shè)計(jì)參數(shù)采用2座平流式沉淀池，沉淀時(shí)間T=1h，沉淀池平均水平流速v=14mm/s。設(shè)計(jì)計(jì)算1、 設(shè)計(jì)流量 Q=0.182 m3/s2、池體尺寸單池容積： 沉淀池池長(zhǎng)： ，采用50m。沉淀池池寬：，采用2.1m要求絮凝池與沉淀池寬度一致)其中H為有效水深，取3m，超高采用0.3m，則池深為3.3m。沉淀池分兩格，每格7m，隔墻厚200mm，；每格中間設(shè)置一導(dǎo)流墻，導(dǎo)流墻厚150mm，則沉淀池總寬為14.5m。配水系統(tǒng)1、 進(jìn)水渠 沉淀池配水采用穿孔墻，孔洞處流速取=0.2m/s穿孔墻孔洞處總面積=空洞形狀采用矩形，尺寸為B×H=150mm×

24、;100mm，則孔眼總數(shù)為：個(gè)，取60個(gè) （5.6）分6排布置，每排置10個(gè)2、 出水渠 沉淀池的出水渠采用薄壁堰出水，堰口應(yīng)保證水平。 出水渠寬度采用1m，則渠內(nèi)水深：為保證自由溢水，出水渠的超高定為0.1m，則渠道的深度為0.259m。 排泥系統(tǒng)為了取得好的排泥效果，采用機(jī)械排泥。采用機(jī)械排泥時(shí)，一般不需要設(shè)置排泥斗、泥槽、排泥管，充分的利用了沉淀池的容積。機(jī)械排泥裝置分為泵吸式和虹吸式，桁架式吸泥機(jī)中的虹吸式吸泥機(jī)具有設(shè)備簡(jiǎn)單、經(jīng)常管理費(fèi)用低，故在本設(shè)計(jì)中采用虹吸式排泥機(jī)。查給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)第續(xù)03分冊(cè)，選用2臺(tái)PB/HXN-18型虹吸式吸泥機(jī)，每池配一臺(tái)，跨度為18.5m，運(yùn)行速度為1

25、m/min。沉淀池水力條件復(fù)核： m（在1×10-41×10-5范圍內(nèi)） 放空管沉淀池放空時(shí)間按3h計(jì)，則埋設(shè)一根放空管直徑d為：，取d=DN300mm。5.過(guò)濾5.1 濾池的選型濾池是對(duì)沉淀池的出水進(jìn)行過(guò)濾，降低水的濁度值，使之達(dá)到生活飲用水的標(biāo)準(zhǔn)。目前，國(guó)內(nèi)常用的濾池形式有普通快濾池、雙閥濾池、V型濾池、虹吸濾池等，這幾種濾池的優(yōu)缺點(diǎn)和適用條件見(jiàn)表：各種濾池優(yōu)缺點(diǎn)和適用條件形式濾池特點(diǎn)優(yōu)缺點(diǎn)適用條件濾前水濁度 規(guī)模和其他普通快濾池下向流、砂濾料的四閥式濾池優(yōu)點(diǎn)：1.有成熟的運(yùn)轉(zhuǎn)經(jīng)驗(yàn)，運(yùn)行穩(wěn)妥可靠2.采用砂濾料，材料易得，價(jià)格便宜3.采用大阻力配水系統(tǒng)，單池面積可以做得較

26、大，池深較淺4.采用降速過(guò)濾，水質(zhì)較好缺點(diǎn)：1.閥門(mén)多2.必須設(shè)有全套沖洗設(shè)備小于101.可適用于大、中型水廠2.單池面積一般不宜大于100m23.有條件時(shí)盡量采用表面沖洗或空氣助洗設(shè)備V型濾池下向流均粒砂濾料，帶表面掃洗的氣水反沖洗濾池優(yōu)點(diǎn)：1.運(yùn)行穩(wěn)妥可靠2.采用砂濾料，材料易得3.濾床含污量大、周期長(zhǎng)、濾速高、水質(zhì)好4.具有氣水反沖洗和水表面掃洗，沖洗效果好缺點(diǎn)：1.配套設(shè)備多2.土建較復(fù)雜，池深比普通快濾池深小于101.適用于大、中型水廠2.單池面積可達(dá)150m2以上形式濾池特點(diǎn)優(yōu)缺點(diǎn)適用條件濾前水濁度 規(guī)模和其他虹吸濾池下向流、砂濾料、低水頭互洗式無(wú)閥濾池優(yōu)點(diǎn)：1.不需大型閥門(mén)2.不

27、需沖洗水泵或沖洗水箱3.易于自動(dòng)化操作缺點(diǎn)：1.土建結(jié)構(gòu)復(fù)雜2.池深大，單池面積不能過(guò)大，反洗時(shí)要浪費(fèi)一部分水量，沖洗效果不易控制3.變水位等速過(guò)濾，水質(zhì)不如降速過(guò)濾小于101.適用于中型水廠（水量210萬(wàn)m3/d）2.單池面積不宜過(guò)大3.每組濾池?cái)?shù)不小于6池 對(duì)比常見(jiàn)的濾池類(lèi)型和參考類(lèi)似水廠，選用普通快濾池。普通快濾池是目前水處理工程中常見(jiàn)的濾池形式之一。其每一個(gè)池上裝有渾水進(jìn)水閥、清水出水閥、反沖洗進(jìn)水閥、反沖洗排水閥共4個(gè)閥門(mén)。普通快濾池運(yùn)行穩(wěn)妥，出水水質(zhì)較好；適用于各種規(guī)模水廠，單池面積不宜大于100平方米，以免沖洗不均勻，在有條件時(shí)盡量采用表面沖洗或空氣助沖設(shè)備。考慮技術(shù)效果和經(jīng)濟(jì)因

28、素，濾料選擇：無(wú)煙煤石英砂雙層濾料。濾速與要求的濾過(guò)水水質(zhì)和工作周期有關(guān)，根據(jù)相似條件的運(yùn)轉(zhuǎn)經(jīng)驗(yàn)或者實(shí)驗(yàn)資料確定。本設(shè)計(jì)按照正常濾速設(shè)計(jì)。普通雙層濾料快濾池一、平面尺寸計(jì)算（1）濾池總面積及工作時(shí)間（不考慮排放初濾水的時(shí)間）：設(shè)計(jì)采用無(wú)煙煤石英砂雙層濾料，取v=12m/h；每日沖洗次數(shù)n=2次，每日沖洗時(shí)間t1=0.1h，t0=0。（2） 濾池分格單池面積：濾池個(gè)數(shù)N=3（小于100平方米）（4） 強(qiáng)制濾速設(shè)計(jì)中取L=10.0m,B=5.0m,濾池的實(shí)際面積為10.0*5.0=50，實(shí)際濾速當(dāng)一座濾池檢修時(shí)，其余濾池的強(qiáng)制濾速：（5）濾池高度：濾池總高H為：H=H1+H2+H3+H4承托層厚度

29、=0.45m；濾料層厚度H2=0.7m；濾層上水深H3=1.8m； 超高=0.3m； H=0.10+0.70+1.80+0.30=3.25m2、 配水系統(tǒng)（1）反沖洗強(qiáng)度在該系統(tǒng)中，配水系統(tǒng)采用大阻力配水系統(tǒng)，采用QS長(zhǎng)柄濾頭，長(zhǎng)292mm。根據(jù)給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)可知沖洗強(qiáng)度可采用13-16，該系統(tǒng)選用沖洗強(qiáng)度為13。反沖洗水流量：f為單濾池實(shí)際面積。（2）干管始端流速：，設(shè)計(jì)中干管管徑D=1m （3）配水支管根數(shù)：設(shè)計(jì)中支管中心間距a=0.25m，濾池長(zhǎng)L=10m單根支管入口流量：支管入口流速：設(shè)計(jì)中支管管徑=0.1m，單根支管長(zhǎng)度：B為單個(gè)濾池的寬度，B=5mD為配水干管管徑，D=1.0m則

30、=2m3、 孔口布置（1）配水支管上孔口總面積：=0.25%*50=0.125=125000其中，孔口總面積與濾池面積之比取K=0.25%（2）配水支管上孔口流速 =（3）單個(gè)孔口面積：設(shè)計(jì)中配水支管上孔口的直徑取=10mm，則孔口總數(shù)：N=125000/78.5=1593個(gè)（4） 每根支管上的孔口數(shù)：支管上孔口布置成二排，與垂線成45°夾角向下交錯(cuò)排列，如圖右所示。（5）孔口中心距：其中為單根支管長(zhǎng)度，2m為每根支管上的孔口數(shù)，20個(gè)則=0.2m（6） 孔口平均水頭損失：其中 q為沖洗強(qiáng)度，為13為流量系數(shù)，與孔口直徑與壁厚有關(guān)，查表確定K為支管上孔口總面積與濾池面積之比，取0.2

31、5%設(shè)計(jì)中取，按下表，選用流量系數(shù)=0.67，則：3.07m配水系統(tǒng)校核：對(duì)大阻力配水系統(tǒng)，要求其支管長(zhǎng)度與直徑之比不大于60對(duì)大阻力配水系統(tǒng)，要求配水支管上孔口總面積與所有支管橫截面積之和的比值小于0.5為配水支管的橫截面積 ，滿足要求。四、洗砂排水槽洗砂排水槽中心距,采用=1.7m排水槽根數(shù): n0 = 5/1.7= 3根排水槽長(zhǎng)度: =4.6m，b為中間排水渠寬度，取0.8m.每槽排水量為：= 13×4.6×1.7= 101.66L/s 采用三角形標(biāo)準(zhǔn)斷面.槽中流速,采用v0=0.6m/s 槽斷面尺寸為：x=0.5(q0/1000v0) 0.5= 0.21m排水槽底厚

32、度,采用=0.05m砂層最大膨脹率:e=45%砂層厚度H2=0.6 m 洗砂排水槽頂距砂面高度:He = eH2 + 2.5x + + 0.075 =0.45×0.6+2.5×0.21 +0.05+0.075 =0.92m 洗砂排水槽總面積為: F0 =2×0.21×4.6×3=5.8 復(fù)算:排水槽總平面面積與濾池面積之比,一般小于25%,則F0/f=5.8/50=11.6%，滿足要求單格濾池的反沖洗排水系統(tǒng)布置如下圖所示：五、濾池反沖洗方式：濾池反沖洗水可由高位水箱或?qū)ＴO(shè)的沖洗水泵供給。設(shè)計(jì)中按水泵供水反沖洗方式進(jìn)行計(jì)算單個(gè)濾池的反沖洗用水總

33、量：其中，t為單個(gè)濾池的反沖洗時(shí)間，查表可得根據(jù)下表設(shè)計(jì)中取t=7min=420s,q=13L/ 則W=273水泵反沖洗：水泵流量：=50*13=650L/s水泵揚(yáng)程：-配水系統(tǒng)水頭損失，m，設(shè)計(jì)中為大阻力系統(tǒng)，取=4.0m；-承托層水頭損失，m，設(shè)計(jì)中取=0.14m；-砂濾層和煤濾層水頭損失，m，設(shè)計(jì)中取=1.2m；設(shè)計(jì)中?。焊鶕?jù)水泵流量進(jìn)行選泵，最終確定水泵型號(hào)為20sh-28A,泵的揚(yáng)程為15.210.6m，流量為650950L/s。配套電機(jī)選用JS-117-6;共選兩臺(tái)泵，一用一備。6、 進(jìn)出水系統(tǒng)進(jìn)水總渠：濾池的總進(jìn)水量為Q=0.182取進(jìn)水總渠渠寬1.2m,水深為0.8m，渠中水流

34、速為1.23m/s單個(gè)濾池進(jìn)水管：?jiǎn)蝹€(gè)濾池進(jìn)水管流量=0.06m3/s，根據(jù)給排水設(shè)計(jì)手冊(cè)采用進(jìn)水管直徑D=400mm，管中流速v=0.463m/s。反沖洗進(jìn)水管：沖洗水：流量q=239.2L/s，采用管徑D=800mm，管中流速v=0.475m/s。清水管：清水：總流量Q=0.182，為了便于布置，清水渠斷面采用和進(jìn)水渠斷面相同尺寸。單個(gè)濾池清水管流量=0.06m3/s，采用管徑D=500mm，管中流速v=0.04m/s。排水渠： 排水：排水流量:Q=0.239 m3/s排水渠斷面:寬度B6 =0.6 m,渠中水深0.5 m.渠中流速:v6 =0.80m/s查設(shè)計(jì)手冊(cè)采用排水管的管徑為DN6

35、00mm。沖洗水箱沖洗時(shí)間:t=6 min沖洗水箱容積：W=1.5qft=1.5×13×43×6×60= 302m3水箱底至濾池配水管間的沿途及局部損失之和:h1=1.0 m配水系統(tǒng)水頭損失:h2 = hk = 3.5m承托層水頭損失:h3 = 0.022H1q=0.022×0.5 ×13= 0.143m濾料層水頭損失:h4 =(r1/r - 1)(1- m0)H2=(2.65/1-1)(1-0.41)*0.7= 0.68m安全富余水頭:h5= 1.5m沖洗水箱底應(yīng)高于洗砂排水槽面: H= h1+ h2+ h3+ h4+ h5 =1.

36、0+3.5+0.143+0.68+1.5 =6.823m6.消 毒6.1 消毒方法選擇氯是目前國(guó)內(nèi)外應(yīng)用最廣的消毒劑，除消毒外還起氧化作用，加氯消毒操作簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜，且在管網(wǎng)中有持續(xù)消毒殺菌作用，該設(shè)計(jì)中，采用液氯消毒，由于原水中細(xì)菌比較多，為了殺死水中的微生物以及防止藻類(lèi)生長(zhǎng)。（1）加藥量的確定：根據(jù)相似條件下的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，最大投氯量為a=1.5mg/L，預(yù)加氯量為0，氯與水接觸時(shí)間不小于30分鐘。加氯量為：（10.1）式中Q設(shè)計(jì)水量，Q=625.25（m3/h）；a最大投氯量(濾前、濾后加氯量之和)，（mg/L）。故加氯量q=0.001×1.5×625.25=0.94

37、kg/h。儲(chǔ)氯量（按一個(gè)月考慮）為：G=30*24Q=30*24*0.94=676.8Kg/月 可取700kg即0.7噸，選用1t的氯瓶1個(gè)，氯瓶長(zhǎng)L=2020mm，直徑D=800mm，公稱壓力2.2Mpa.（2）加氯機(jī)為了保證液氯消毒時(shí)的安全計(jì)量正確，選用加氯機(jī)來(lái)投加液氯。經(jīng)過(guò)綜合比較，以及借鑒已建水廠的經(jīng)驗(yàn)，采用自動(dòng)真空加氯機(jī)，自動(dòng)真空加氯機(jī)采用真空加氯，安全可靠，計(jì)量準(zhǔn)確，采用自動(dòng)控制，有利于保證水廠安全消毒以及提高自動(dòng)化程度。（3）加氯間的布置 在加氯間、氯庫(kù)低處各設(shè)排風(fēng)扇一個(gè)，換氣量每小時(shí)812次，并安裝漏氣探測(cè)器，其位置在室內(nèi)地面以上20cm。設(shè)置漏氣報(bào)警儀，當(dāng)檢測(cè)的漏氣量達(dá)到23

38、mg/kg時(shí)即報(bào)警，切換有關(guān)閥門(mén)，切斷氯源，同時(shí)排風(fēng)扇動(dòng)作。 加氯間外布置防毒面具、搶救材料和工具箱，照明和通風(fēng)設(shè)備在室外設(shè)開(kāi)關(guān)。加氯間中將氯瓶和加氯機(jī)分隔布置.加氯間有直接通向外部的門(mén),保持通風(fēng). 加氯間外布置防毒面具、搶救材料和工具箱，照明和通風(fēng)設(shè)備在室外設(shè)開(kāi)關(guān).7.清水池7.1.1設(shè)計(jì)計(jì)算:已知條件:設(shè)計(jì)水量Q =15750m3/d1.清水池調(diào)節(jié)容積取設(shè)計(jì)流量即最高日用水量的10%，則調(diào)節(jié)容積為：W1=10%×Q=10%×15750=1575m32.消防用水量按同時(shí)發(fā)生兩次火災(zāi),一次滅火用水量取25L/s連續(xù)滅火為2h,則消防容積為: W2=25×2

39、5;3600/1000=180 m33.水廠自用水(用于沖洗濾池，沉淀池排泥等)的貯備容積為:W3=5%×Q，不考慮自用水量計(jì)算。4.清水池總?cè)莘e為: W= W1 + W2 + W3 = 1575+ 180 + 0= 1755m3，水廠內(nèi)建2座矩形清水池,容量為W/2=877.5m3清水池有效水深取4.0m,超高0.3m，則清水池的平面尺寸為15m×15m.7.1.2清水池配水管道設(shè)計(jì)水量Q =7875m3/d=0.091m3/s1、 進(jìn)水管清水池進(jìn)水管按最高日平均時(shí)流量計(jì)算，取DN600mm2、出水管清水池出水管按最高日最高時(shí)流量計(jì)算，直徑為800mm.3、溢流管溢流管與

40、進(jìn)水管直徑相同為600mm，管端為喇叭口，管上不得安裝閥門(mén)，為了防止爬蟲(chóng)進(jìn)入，所以應(yīng)該設(shè)置防蟲(chóng)網(wǎng)罩。4、 放空管清水池設(shè)2個(gè)檢修孔，孔頂設(shè)有防雨蓋板.檢修孔直徑為600mm.池頂設(shè)8個(gè)通氣管，并設(shè)有網(wǎng)罩。通氣管直徑為200mm. 清水池的放空采用潛水泵排水，在清水池低水位進(jìn)行?？紤]清水池容積較大，為滿足抗浮要求，清水池池頂覆土0.5m.兩個(gè)清水池之間應(yīng)設(shè)置連通管，使清水交換流通防止某一清水池的水停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)而使水質(zhì)下降。8.二泵房8.1 設(shè)計(jì)二泵房的設(shè)計(jì)供水量要滿足最高日最高時(shí)的供水要求，即Q1=KQ/24=1312.5m3/h 其中，K為時(shí)變化系數(shù)，取2.0.二級(jí)泵房中泵型號(hào)的選擇：兩用一備

41、，查給排水設(shè)計(jì)手11冊(cè)常用設(shè)備選泵，用600S-47,表9.1 水泵性能參數(shù)水泵型號(hào)流量（m3/h）揚(yáng)程（m）電機(jī)功（kw）汽蝕余量（m）重量(kg)600S-473170474618.13300表9.2 水泵的外形尺寸型號(hào)L（mm）B（mm）H（mm）HD（mm）吸入法蘭（mm）吐出法蘭（mm）600S-47158117609001480600500表9.3 配套電機(jī)外形尺寸型號(hào)功率（kW）L1（mm）B（mm）A（mm）H（mm）重量（kg）Y450-54-656010509709405603500第五章 水廠總體設(shè)計(jì)5.1 總體布置水廠總體布置主要是將水廠內(nèi)各項(xiàng)構(gòu)筑物進(jìn)行合理的組合跟布置

42、，以滿足工藝流程、操作聯(lián)系、生產(chǎn)管理和物料運(yùn)輸?shù)确矫娴囊?。布置的原則是流程合理、管理方便、節(jié)約用地、美化環(huán)境，并考慮日后發(fā)展的可能。本工程為地表水廠，由以下四個(gè)基本部分組成。（1）生產(chǎn)構(gòu)筑物：隔板絮凝池、平流式沉淀池、普通快濾池、清水池、沖洗設(shè)施、二級(jí)泵房、變配電室、投藥間等。（2）輔助及附屬建筑物：化驗(yàn)室、檢修車(chē)間、材料倉(cāng)庫(kù)、值班宿舍、辦公室、食堂、車(chē)庫(kù)等（3）各類(lèi)管道：凈水構(gòu)筑物間的生產(chǎn)管道（渠道）、加藥管道、水廠自用水管道、排污管道、雨水管道、電纜溝槽等。（4）其他設(shè)施：廠區(qū)道路、綠化布置、照明、圍墻、大門(mén)等。5.2 工藝流程布置布置原則水廠的工藝流程布置，是水廠布置的基本內(nèi)容，由于廠

43、址地形和進(jìn)出水管方向等的不同，流程布置可以有各種方案，但必須考慮以下主要原則：（1）流程力求簡(jiǎn)短，避免迂回重復(fù)，使凈水過(guò)程中的水頭損失最小。構(gòu)筑物應(yīng)盡量靠近，便于操作管理和聯(lián)系活動(dòng)。（2）盡量適應(yīng)地形，因地制宜考慮流程，力求減少土石方量。地形自然坡度較大時(shí)，應(yīng)盡量順等高線布置，必要時(shí)可采用臺(tái)階式布置。在地質(zhì)變化較大的廠址中，構(gòu)筑物應(yīng)結(jié)合工程地質(zhì)情況布置。（3）之一構(gòu)筑物的朝向：凈水構(gòu)筑物一般無(wú)朝向要求，但如濾池的操作廊、二級(jí)泵房、加藥間、化驗(yàn)室、檢修間、辦公樓則有朝向要求，尤其散發(fā)大量熱量的二級(jí)泵房對(duì)朝向和通風(fēng)的要求更應(yīng)注意，布置時(shí)應(yīng)使符合當(dāng)?shù)刈罴逊轿?。?shí)踐表明，水廠建筑物以接近南北向布置較為理想。（4）考慮近遠(yuǎn)期的協(xié)調(diào)：