給水處理課程設(shè)計自來水廠水處理工程設(shè)計

1、給水處理課程設(shè)計計算說明書設(shè)計名稱：南江自來水廠水處理工程設(shè)計院 系：建筑工程學(xué)院專 業(yè)：給水排水工程學(xué) 號：090710130姓 名：孫 青指導(dǎo)老師：逯延軍 設(shè)計時間：目 錄第一章總論-3-一設(shè)計任務(wù)及要求-3-1、設(shè)計任務(wù)-3-2、設(shè)計要求-3-二設(shè)計原始資料-4-1、概述-4-2、水源資料-4-第二章設(shè)計水質(zhì)水量與工藝流程的確定-5-一 設(shè)計水質(zhì)水量-5-1. 設(shè)計水質(zhì)及水質(zhì)分析-5-2. 給水處理流程確定-6-第三章給水處理構(gòu)筑物與設(shè)備型式選擇-7-一加藥間加藥間-7-二混合設(shè)備-10-三絮凝池-12-四沉淀池-17-五 濾池-23-六消毒方法-28-第四章 水廠高程布置計算-33-一

2、 管渠的水力計算-34-二給水處理構(gòu)筑物高程計算-35-第五章主要參考文獻(xiàn)資料-36-第一章 總論1.1設(shè)計任務(wù)及要求1.1.1設(shè)計任務(wù)給水工程課程設(shè)計題目是“某水廠水處理工程設(shè)計（為初步設(shè)計階段），其內(nèi)容包括以下部分：1、根據(jù)水質(zhì)、水量、地區(qū)條件、施工條件和一些給水處理廠運(yùn)轉(zhuǎn)情況選定處理方案和確定處理工藝流程。2、擬定各種構(gòu)筑物的設(shè)計流量及工藝參數(shù)。3、選擇各種構(gòu)筑物的類型和數(shù)目，初步進(jìn)行給水處理廠的平面布置和高程布置。在此基礎(chǔ)上確定的構(gòu)筑物的形式、有關(guān)尺寸安裝位置等。4、進(jìn)行各種構(gòu)筑物的設(shè)計和計算，定出各種構(gòu)筑物和主要構(gòu)件的尺寸，設(shè)計時要考慮到構(gòu)筑物及其構(gòu)造、施工上的可能性。5、根據(jù)各構(gòu)筑

3、物的確切尺寸，確定個構(gòu)筑物在平面布置上的確切位置，并最后完成平面布置。6、給水處理廠廠區(qū)主體構(gòu)筑物（生產(chǎn)工藝）和附屬構(gòu)筑物的布置，廠區(qū)道路、綠化等總體布置。7、繪制本設(shè)計任務(wù)書中指定的水廠平面，工藝高程圖紙兩張（3#圖）。8、寫出設(shè)計說明書及計算說明書。1.1.2、設(shè)計要求A根據(jù)以上資料，進(jìn)行城市給水處理廠的初步設(shè)計。B編寫設(shè)計說明計算書，包括確定合理的給水處理工藝流程，相應(yīng)構(gòu)筑物的設(shè)計計算，計算正確并附有必要簡圖。進(jìn)行給水處理廠的平面布置設(shè)計和高程布置，合理安排處理構(gòu)筑物、站內(nèi)管道系統(tǒng)及輔助建筑物的平面位置及標(biāo)高。C畫出兩張圖：3號圖紙：給水處理廠平面布置圖（1：500）。3號圖紙：給水處理

4、工藝高程布置圖（橫比1:300；縱比1：500）1.2設(shè)計原始資料1.2.1概述（一）設(shè)計題目：某水廠水處理工程設(shè)計（二）相關(guān)設(shè)計資料(1) 用來建水廠的空地地勢平坦，廠區(qū)平均海拔高程13m。(2) 風(fēng)向：全年主導(dǎo)風(fēng)向東北偏東（夏季）；西北（冬季）；頻率17%。(3) 氣溫：月平均最高溫度28，月平均最冷溫度3.4，年平均氣溫14。(4) 最大凍土深度20cm。（三）設(shè)計水量：Q=30×104m3/d1.2.2水源資料（一）水源概況水源取自南江水。南江水在全年的大部分時間里濁度較低（只有在洪水期濁度大20003000NTU），冬天水源水較清，短時間可能有藻類出現(xiàn)。水質(zhì)檢測情況如下：表

5、1 水源水質(zhì)（平均值）項目pH值濁度（NTU）CODMn（mg/L）氨氮（mg/L）氟化物（mg/L）平均值7.91030.050.05項目總堿度（mg/L）硝酸鹽（mg/L）氰化物（mg/L）六價鉻（mg/L）砷（mg/L）平均值110.90.6<0.02<0.0010.005（二）處理要求執(zhí)行生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)GB5749-2006.根據(jù)生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)（GB5749-2006）對城市供水水質(zhì)的要求，水源水的水質(zhì)應(yīng)符合下列要求：（1）水中不得含有致病微生物；（2）水中所含化學(xué)物質(zhì)和放射性物質(zhì)不得危害人體健康；（3）水的感官性狀良好；（4）城市供水水質(zhì)檢驗項目；（5）常規(guī)檢驗項

6、目見下表。序號項 目單 位標(biāo)準(zhǔn)限值1PH值/6.58.52色度度<153濁度NTU<34肉眼可見物/不得含有5總硬度mg/L，CaCO34506氯化物mg/L2507氟化物mg/L2508硝酸鹽mg/L109總?cè)芄涛飉g/L100010CODMnmg/L<511氨氮mg/L<0.512鐵mg/L0.313錳mg/L0.114銅mg/L115砷mg/L0.0116鋅mg/L1.017鉛mg/L0.0118細(xì)菌總數(shù)CFU/mL10019大腸桿菌CFU/mL不得檢出第二章 設(shè)計水質(zhì)水量與工藝流程的確定2.1 設(shè)計水質(zhì)水量2.1.1 設(shè)計水質(zhì)及水質(zhì)分析2.1.1.1 設(shè)計水質(zhì)本

7、設(shè)計給水處理工程設(shè)計水質(zhì)滿足國家生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)（GB5749-2006），處理的目的是去除原水中懸浮物質(zhì)，膠體物質(zhì)、細(xì)菌、病毒以及其他有害成分，使凈化后水質(zhì)滿足生活飲用水的要求。2.1.1.2 水質(zhì)分析本設(shè)計中，濁度，不達(dá)標(biāo)，需要處理。2.1.2 設(shè)計水量水處理構(gòu)筑物的生產(chǎn)能力，應(yīng)以最高日供水量加水廠自用水量進(jìn)行設(shè)計，并以水質(zhì)最不利情況進(jìn)行校核。水廠自用水量主要用于濾池沖洗和澄清池排泥等方面。城鎮(zhèn)水廠只用水量一般采用供水量的5%10%，本設(shè)計取8%，則設(shè)計處理量為： Q=(1+a) Qd=1.08×30×10000=324000 m3/d式中 Q水廠日處理量；a水廠自用

8、水量系數(shù)，一般采用供水量的5%10%，本設(shè)計取8%；Qd設(shè)計供水量（m3/d），為30萬m3/d.2. 2 給水處理流程確定2.2.1 給水處理工藝流程的選擇給水處理工藝流程的選擇與原水水質(zhì)和處理后的水質(zhì)要求有關(guān)。地表水為水源時，生活飲用水通常采用混合、絮凝、沉淀、過濾、消毒的處理工藝。如果是微污染原水，則需要進(jìn)行特殊處理。綜合分析后得出最終的工藝流程為：原水活性炭（粉末）預(yù)吸附混凝沉淀或澄清過濾活性炭（顆粒）吸附消毒框圖表示為：原水混合池沉淀池市政管網(wǎng)絮凝池顆?；钚蕴繛V池二級泵房清水池混凝劑及粉末活性炭消毒劑布置草圖如下：第三章給水處理構(gòu)筑物與設(shè)備型式選擇3.1 加藥間3.1.1藥劑溶解池設(shè)

9、計藥劑溶解池時，為便于投置藥劑，溶解池的設(shè)計高度一般以在地平面以下或半地下為宜，池頂宜高出地面0.20m左右，以減輕勞動強(qiáng)度，改善操作條件。溶解池的底坡不小于0.02，池底應(yīng)有直徑不小于100mm的排渣管，池壁需設(shè)超高，防止攪拌溶液時溢出。由于藥液一般都具有腐蝕性，所以盛放藥液的池子和管道及配件都應(yīng)采取防腐措施。溶解池一般采用鋼筋混凝土池體，若其容量較小，可用耐酸陶土缸作溶解池。3.1.2 混凝劑藥劑的選用與投加3.1.2.1. 混凝劑藥劑的選用混凝劑選用:堿式氯化鋁Aln(OH)mCL3n-m簡寫PAC. 堿式氯化鋁在我國從七十年代初開始研制應(yīng)用，因效果顯著，發(fā)展較快，目前應(yīng)用較普遍，具用使

10、膠粒吸附電性中和和吸附架橋的作用。本設(shè)計水廠混凝劑最大投藥量為30mg/l。其特點為：1）凈化效率高，耗藥量少除水濁度低，色度小、過濾性能好，原水高濁度時尤為顯著。2）溫度適應(yīng)性高：PH值適用范圍寬（可在PH=59的范圍內(nèi)，而不投加堿劑）3）使用時操作方便，腐蝕性小，勞動條件好。4）設(shè)備簡單、操作方便、成本較三氯化鐵低。5）無機(jī)高分子化合物。3.1.2.2. 混凝劑的投加混凝劑的濕投方式分為重力投加和壓力投加兩種類型,重力投加方式有泵前投加和高位溶液池重力投加;壓力投加方式有水射投加和計量泵投加。計量設(shè)備有孔口計量，浮杯計量，定量投藥箱和轉(zhuǎn)子流量計。本設(shè)計采用耐酸泵和轉(zhuǎn)子流量計配合投加。3.1

11、.2.3. 加藥量的計算和加藥間的布置最高日用水量Q=(1+a) Qd=1.08×30×10000=324000 m3/d=13500 m3/h溶液池容積：m3 取 50 m3式中：混凝劑（PAC）的最大投加量（mg/L），本設(shè)計取30mg/L；溶液濃度，一般取5%-20%，本設(shè)計取10%；處理水量，本設(shè)計為13500每日調(diào)制次數(shù)，一般不超過3次，本設(shè)計取2次。溶液池采用矩形鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，設(shè)置2個，每個容積為W1（一備一用），以便交替使用，保證連續(xù)投藥。單池尺寸為，高度中包括超高0.3m，置于室內(nèi)地面上.溶液池實際有效容積：滿足要求。池旁設(shè)工作臺，寬1.0-1.5m，池底

12、坡度為0.02。底部設(shè)置DN100mm放空管，采用硬聚氯乙烯塑料管。池內(nèi)壁用環(huán)氧樹脂進(jìn)行防腐處理。沿池面接入藥劑稀釋采用給水管DN60mm，按1h放滿考慮。溶解池容積式中： 溶解池容積（m3）；本設(shè)計取0.3溶解池也設(shè)置為2池，單池尺寸：L×B×H=4×2.5×2.2，高度中包括超高0.3m，底部沉渣高度0.2m，池底坡度采用0.02。則溶解池實際有效容積：= L×B×H=4×2.5×1.7=17m ，滿足要求。溶解池的放水時間采用t10min，則放水流量：q=25 L/S,查水力計算表得放水管管徑200mm，相應(yīng)

13、流速v=0.8m/s，管材采用硬聚氯乙烯管。溶解池底部設(shè)管徑d100mm的排渣管一根，采用硬聚氯乙烯管。溶解池的形狀采用矩形鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，內(nèi)壁用環(huán)氧樹脂進(jìn)行防腐處理?；旌显O(shè)施 投藥管投藥管流量：q=1.16L/S計量投加設(shè)備計量泵每小時投加藥量:q=4.2m/h 式中：溶液池容積（m3）藥庫設(shè)計參數(shù)混凝劑聚合氯化鋁（PAC）所占體積：T=×Q×15=×324000×15=145800=145.8t 式中：T藥劑按最大投藥量的15d用量儲存 aPAC投加量（mg/l），本設(shè)計取30mg/l Q處理水量（m/d）。聚合氯化鋁的相對密度為1.19，則算占體積

14、V= 藥品放置高度按2.5m計，則所需面積為49m 考慮到藥品的運(yùn)輸、搬運(yùn)和磅秤算占體積，不同藥品間留有間隔等，這部分面積按藥品占有面積的30計，則藥庫所需面積：，則藥庫平面尺寸取L×B×H=8m×8m×3m。 加氯間設(shè)計要求1、靠近加氯點，以縮短加氯管線的長度。水和氯應(yīng)充分混合，接觸時間不少于30min。為管理方便，和氯庫合建。加氯間和氯庫應(yīng)布置在水廠的下風(fēng)向。2、加氯間的氯水管線應(yīng)敷設(shè)在地溝內(nèi)，直通加氯點，地溝應(yīng)有排水設(shè)施以防積水。氯氣管用紫銅管或無縫鋼管，氯水管用橡膠管或塑料管，給水管用鍍鋅鋼管，加氨管不能用銅管。3、加氯間和其他工作間隔開，加氯間

15、應(yīng)有直接通向外部、且向外開的門，加氯間和值班室之間應(yīng)有觀察窗，以便在加氯間外觀察工作情況。4、加氯機(jī)的間距約0.7m，一般高于地面1.5m左右，以便于操作，加氯機(jī)（包括管道）不少于兩套，以保證連續(xù)工作。稱量氯瓶重量的地磅秤，放在磅秤坑內(nèi)，磅秤面和地面齊平，使氯瓶上下搬運(yùn)方便。有每小時換氣8-12次的通風(fēng)設(shè)備。加氯間的給水管應(yīng)保證不斷水，并且保持水壓穩(wěn)定。加氯間外應(yīng)有防毒面具、搶救材料和工具箱。防毒面具應(yīng)防止失效，照明和通風(fēng)設(shè)備應(yīng)有室外開關(guān)。設(shè)計加氯間時，均按以上要求進(jìn)行設(shè)計。3.2混合設(shè)備在給排水處理過程中原水與混凝劑，助凝劑等藥劑的充分混合是使反應(yīng)完善，從而使得后處理流程取得良好效果的最基本

16、條件。混合是取得良好絮凝效果的重要前提，影響混合效果的因素很多，如藥劑的品種、濃度、原水溫度、水中顆粒的性質(zhì)、大小等?；旌显O(shè)備的基本要求是藥劑與水的混合快速均勻。同時只有原水與藥劑的充分混合，才能有效提高藥劑使用率，從而節(jié)約用藥量，降低運(yùn)行成本?；旌系姆绞街饕泄苁交旌稀⑺旌?、水泵混合以及機(jī)械混合等。由于水力混合難以適應(yīng)水量和水溫等條件變化，且占地大，基建投資高；水泵混合設(shè)備復(fù)雜，管理麻煩；機(jī)械混合耗能大，維護(hù)管理復(fù)雜；相比之下，管式靜態(tài)混合器是處理水與混凝劑、助凝劑、消毒劑實行瞬間混合的理想設(shè)備,管式混合具有占地極小、投資省、設(shè)備簡單、混合效果好和管理方便等優(yōu)點而具有較大的優(yōu)越性。它是有

17、二個一組的混合單元件組成，在不需外動力情況下，水流通過混合器產(chǎn)生對分流、交叉混合和反向旋流三個作用，混合效益達(dá)90-95%，本設(shè)計采用管式靜態(tài)混合器對藥劑與水進(jìn)行混合?；旌显O(shè)施應(yīng)根據(jù)混凝劑的品種進(jìn)行設(shè)計，使藥劑與水進(jìn)行恰當(dāng)、急劇充分的混合。一般混合時間1030s，混合方式基本分為四類：水力混合、械混合、水泵混合、管式混合。力混合簡單，但不能適應(yīng)流量的變化；機(jī)械混合可進(jìn)行調(diào)節(jié)，能適應(yīng)各種流量的變化。具體采用何種混合方式，應(yīng)根據(jù)水廠工藝布置、水質(zhì)、水量、投加藥劑品種及維修條件等因素確定。表5-6 常用混合方式的主要特點及使用方 式特 點 及 使 用 條 件管式混合管道混合混合簡單，無需另建混合設(shè)施

18、，混合效果不穩(wěn)定，流速低時，混合不充分靜態(tài)混合器構(gòu)造簡單，無運(yùn)動設(shè)備，安裝方便，混合快速均勻；當(dāng)流量降低時，混合效果下降水泵混合混合效果好，不許增加混合設(shè)施，節(jié)省動力，但使用腐蝕性藥劑時，對水泵有腐蝕作用。適用于取水泵房與水廠間距小于150m的情況機(jī)械混合混合效果好，且不受水量變化影響，適用于各種規(guī)格的水廠，但需增加混合設(shè)備和維修工作 本設(shè)計的混合設(shè)施采用“管式靜態(tài)混合器”，管式靜態(tài)混合器有其獨特的優(yōu)點，構(gòu)造簡單、安裝方便、維修費(fèi)用低。又由于水廠運(yùn)行穩(wěn)定，并不存在“流量降低，混合效果下降”的情況，所以選用管式靜態(tài)混合器(DN800)。圖 管式靜態(tài)混合器 管靜態(tài)混合器工作原理：混合器內(nèi)安裝若干混

19、合單元，每一混合單元有若干固定葉片按一定角度交叉組成。水流和藥劑通過混合器時，將被單元體多次分割，改向并形成渦流，達(dá)到混合目的。靜態(tài)混合器的計算本設(shè)計采用管式靜態(tài)混合器對藥劑與水進(jìn)行混合。設(shè)計總進(jìn)水量為Q=324000m3/d，水廠進(jìn)水管投藥口靠近水流方向的第一個混合單元，投藥管插入管徑的1/3處，且投藥管上多處開孔，使藥液均勻分布。靜態(tài)混合器的水頭損失一般小于0.5m，根據(jù)水頭損失的計算公式:h=0.1184n 式中：h水頭損失（m）； Q處理水量（m/d）; d管道直徑（m）； n混合單元（個）。 設(shè)計中取d=1.6m，Q=3.75 m/S,當(dāng)n=2時，h=0.42m<0.5m。所以

20、選DN1600內(nèi)設(shè)2個混合單元的靜態(tài)混合器。L=1.1DN=校核GT值在700-1000之間，符合設(shè)計要求。，水力條件符合設(shè)計要求。3.3、絮凝池絮凝過程就是在外力作用下，使具有絮凝性能的微絮粒相互接觸碰撞，而形成更大具有良好沉淀性能的大的絮凝體。目前國內(nèi)使用較多的是各種形式的水力絮凝及其各種組合形式，主要有隔板絮凝、折板絮凝、柵條（網(wǎng)格）絮凝、和穿孔旋流絮凝。表3-1 絮凝池的類型及特點表類 型特點適用條件隔板式絮凝池往復(fù)式優(yōu)點：絮凝效果好，構(gòu)造簡單，施工方便；缺點：容積較大，水頭損失較大，轉(zhuǎn)折處釩花易破碎水量大于30000m3/d的水廠；水量變動小者回轉(zhuǎn)式優(yōu)點：絮凝效果好，水頭損失小，構(gòu)造

21、簡單，管理方便；缺點：出水流量不宜分配均勻，出口處宜積泥水量大于30000m3/d的水廠；水量變動小者；改建和擴(kuò)建舊池時更適用旋流式絮凝池優(yōu)點：容積小，水頭損失較??；缺點：池子較深，地下水位高處施工較難，絮凝效果較差一般用于中小型水廠折板式絮凝池優(yōu)點：絮凝效果好，絮凝時間短，容積較小；缺點：構(gòu)造較隔板絮凝池復(fù)雜，造價高流量變化較小的中小型水廠網(wǎng)格絮凝池優(yōu)點：絮凝效果好，水頭損失小，絮凝時間短；缺點：末端池底易積泥根據(jù)以上各種絮凝池的特點以及實際情況并進(jìn)行比較，本設(shè)計選用往復(fù)式隔板絮凝池。3.3.1設(shè)計參數(shù)絮凝池設(shè)計n=2組，每組設(shè)1池，每池設(shè)計流量為 ，絮凝時間T=20min3.3.2設(shè)計計算

22、絮凝池有效容積 考慮與斜管沉淀池合建，絮凝池平均水深取3.0m，池寬取B=25.0m。3.3.2.2絮凝池有效長度式中： H平均水深(m);本設(shè)計取超高0.5m，H=3.0m；3.3.2.3 隔板間距絮凝池起端流速取，末端流速取。首先根據(jù)起，末端流速和平均水深算出起末端廊道寬度，然后按流速遞減原則，決定廊道分段數(shù)和各段廊道寬度。起端廊道寬度： 末端廊道寬度： 廊道寬度分成4段。各段廊道寬度和流速見表2-1。應(yīng)注意，表中所求廊道內(nèi)流速均按平均水深計算，故只是廊道真實流速的近似值，因為，廊道水深是遞減的。四段廊道寬度之和取隔板厚度=0.20m，共14塊隔板，則絮凝池總長度L為：3.3.2.4 水頭

23、損失計算式中： vi第i段廊道內(nèi)水流速度（m/s）；第i段廊道內(nèi)轉(zhuǎn)彎處水流速度（m/s）； mi第i段廊道內(nèi)水流轉(zhuǎn)彎次數(shù)；隔板轉(zhuǎn)彎處局部阻力系數(shù)。往復(fù)式隔板（1800轉(zhuǎn)彎）=3；第i段廊道總長度(m)；-第i段廊道過水?dāng)嗝嫠Π霃剑╩）；流速系數(shù)，隨水力半徑Ri和池底及池壁粗糙系數(shù)n而定，通常按曼寧公式計算。= =0.59 m，絮凝池采用鋼筋混凝土及磚組合結(jié)構(gòu)，外用水泥砂漿抹面，粗糙系數(shù)為n=0.013。其他段計算結(jié)果得：表4.3 C值計算表廊道轉(zhuǎn)彎處的過水?dāng)嗝婷娣e為廊道斷面積的1.2-1.5倍，本設(shè)計取1.4倍，則第一段轉(zhuǎn)彎處流速： m/s式中：第i段轉(zhuǎn)彎處的流速（m/s）；單池處理水量（m

24、3/h）；第i段轉(zhuǎn)彎處斷面間距，一般采用廊道的1.2-1.5倍；池內(nèi)水深（m）。其他3段轉(zhuǎn)彎處的流速為：表4-4 拐彎流速計算表各廊道長度為：各段轉(zhuǎn)彎處的寬度分別為1.75m；2.520m；3.682m；4.382m；第1段水頭損失為：m3.3.2.5 GT值計算(t=20時)<60,符合設(shè)計要求；（在104-105范圍之內(nèi)）絮凝池與沉淀池合建，中間過渡段寬度為1.5m。3.4 沉淀池 常見各種形式沉淀池的性能特點及適用條件見如下的各種形式沉淀池性能特點和適用條件。表3-2 各種形式沉淀池性能特點和適用條件表型式性能特點適用條件平流式優(yōu)點： 1、可就地取材，造價低；2、操作管理方便，施工

25、較簡單；3、適應(yīng)性強(qiáng)，潛力大，處理效果穩(wěn)定； 4、帶有機(jī)械排泥設(shè)備時，排泥效果好缺點： 1、不采用機(jī)械排泥裝置，排泥較困難2、機(jī)械排泥設(shè)備，維護(hù)復(fù)雜；3、占地面積較大1、 一般用于大中型凈水廠；2、原水含砂量大時作預(yù)沉池豎流式優(yōu)點： 1、排泥較方便2、一般與絮凝池合建，不需建絮凝池；3、占地面積較小缺點： 1、上升流速受顆粒下沉速度所限，出水流量小，一般沉淀效果較差；2、施工較平流式困難1、一般用于小型凈水廠；2、常用于地下水位較低時輻流式優(yōu)點： 1、沉淀效果好；2、有機(jī)械排泥裝置時，排泥效果好；缺點： 1、基建投資及費(fèi)用大；2、刮泥機(jī)維護(hù)管理復(fù)雜，金屬耗量大；3、施工較平流式困難1、 一般用

26、于大中型凈水廠；2、在高濁度水地區(qū)作預(yù)沉淀池斜管（板）式優(yōu)點：1、沉淀效果高；2、池體小，占地少缺點：1、斜管（板）耗用材料多，且價格較高；2、排泥較困難2、 宜用于大中型廠2、宜用于舊沉淀池的擴(kuò)建、改建和挖槽原水經(jīng)投藥、混合與絮凝后，水中懸浮雜質(zhì)已形成粗大的絮凝體，要在沉淀池中分離出來以完成澄清的作用。設(shè)計采用斜管沉淀池。相比之下，平流式沉淀池雖然具有適應(yīng)性強(qiáng)、處理效果穩(wěn)定和排泥效果好等特點，但是，平流式占地面積大。而且斜管沉淀池因采用斜管組件，使沉淀效率大大提高，處理效果比平流沉淀池要好。斜管式沉淀池有上向流斜板和下向流斜板。因為原水濁度比較大，且不穩(wěn)定，所以采用上向流斜板，它可以處理濁度

27、很大的水，甚至于高濁度水。3.4 斜管沉淀池設(shè)計計算 斜管沉淀池是淺池理論在實際中的具體應(yīng)用，按照斜管中的水流方向，分為異向流、同向流、和側(cè)向流三種形式。斜管沉淀池具有停留時間短、沉淀效率高、節(jié)省占地等優(yōu)點。本設(shè)計沉淀池采用異向斜管沉淀池，設(shè)計2組。3.4.1設(shè)計參數(shù)設(shè)計流量為Q=6750m3/h，斜管沉淀池與絮凝池合建，池寬為25m，表面負(fù)荷q=9 m3/ m2·h，斜管材料采用厚0.4mm塑料板熱壓成成六角形蜂窩管，內(nèi)切圓直徑d=25mm，長1000mm，水平傾角=60°，斜管沉淀池計算草圖見圖4-2.圖4.3 斜管沉淀池計算草圖3.4.2 設(shè)計計算3.4.2.1平面尺

28、寸計算1.沉淀池清水區(qū)面積式中 q表面負(fù)荷，本設(shè)計取92. 沉淀池的長度及寬度則沉淀尺寸為30×25=750 m2 ，進(jìn)水區(qū)布置在30m的一側(cè)。在30m的長度中扣除無效長度0.5m，因此進(jìn)出口面積(考慮斜管結(jié)構(gòu)系數(shù)1.03)式中： k1斜管結(jié)構(gòu)系數(shù)，取1.033 沉淀池總高度式中 h1保護(hù)高度（m），一般采用0.3-0.5m，本設(shè)計取0.3m； h2清水區(qū)高度（m），一般采用1.0-1.5m，本設(shè)計取1.2m； h3斜管區(qū)高度（m），斜管長度為1.0m，安裝傾角600，則； h4配水區(qū)高度（m），一般不小于1.0-1.5m，本設(shè)計取1.5m； h5排泥槽高度（m），本設(shè)計取0.8m。

29、3.4.2.2.進(jìn)出水系統(tǒng)1. 沉淀池進(jìn)水設(shè)計沉淀池進(jìn)水采用穿孔花墻，孔口總面積：式中 v孔口速度（m/s），一般取值不大于0.15-0.20m/s。本設(shè)計取0.2m/s。每個孔口的尺寸定為20cm×15cm，則孔口數(shù)個。進(jìn)水孔位置應(yīng)在斜管以下、沉泥區(qū)以上部位。2.沉淀池出水設(shè)計沉淀池的出水采用穿孔集水槽，出水孔口流速v1=0.6m/s，則穿孔總面積：設(shè)每個孔口的直徑為10cm，則孔口的個數(shù)式中 F每個孔口的面積(m2),.設(shè)沿池長方向布置8條穿孔集水槽，中間為1條集水渠，為施工方便槽底平坡，集水槽中心距為：L'=12/8=1.5m。，每條集水槽長L=m， 每條集水量為：，考

30、慮池子的超載系數(shù)為20%，故槽中流量為：槽寬：=0.9=0.9×0.14=0.9×0.455=0.41m。起點槽中水深 H1=0.75b=0.75×0.41=0.31m，終點槽中水深H2=1.25b=1.25×0.41=0.50m 為了便于施工，槽中水深統(tǒng)一按H2=0.50m計。集水方法采用淹沒式自由跌落，淹沒深度取0.02m，跌落高度取0.03m，槽的超高取0.15m。則集水槽總高度:集水槽雙側(cè)開孔，孔徑為DN=25mm，每側(cè)孔數(shù)為50個，孔間距為5cm8條集水槽匯水至出水渠，集水渠的流量按1.875m3/s，假定集水渠起端的水流截面為正方形，則出水渠

31、寬度為=0.9=m，為施工方便采用1.2m，起端水深0.45m，考慮到集水槽水流進(jìn)入集水渠時應(yīng)自由跌落高度取0.02m，即集水槽應(yīng)高于集水渠起端水面0.02，同時考慮到集水槽頂相平，則集水渠總高度為：=0.02+1.2+0.45=1.67m 出水的水頭損失包括孔口損失和集水槽速度內(nèi)損失?？卓趽p失：式中：進(jìn)口阻力系數(shù)，本設(shè)計取=2.集水槽內(nèi)水深為0.3m，槽內(nèi)水力坡度按i=0.01計，槽內(nèi)水頭損失為：出水總水頭損失3.4.2.3. 沉淀池排泥系統(tǒng)設(shè)計采用穿孔管進(jìn)行重力排泥，穿孔管橫向布置，沿與水流垂直方向共設(shè)8根，雙側(cè)排泥至集泥渠。集泥渠長15m，B×H=0.3m×0.3m，

32、孔眼采用等距布置，穿孔管長7.5m，首末端集泥比為0.5 ，查得=0.72。取孔徑=25mm，孔口面積=0.00049m²，取孔距=0.4m，圖4.4 K值對應(yīng)表孔眼總面積為：m2孔眼總面積為：孔眼總面積為：m2穿孔管斷面積為：=0.0123 m2穿孔管直徑為：=0.125m 取直徑為150mm，孔眼向下，與中垂線成角，并排排列，采用氣動快開式排泥閥。3.4.3 核算（1） 雷諾數(shù)Re水力半徑=mm=0.625cm 當(dāng)水溫=20時，水的運(yùn)動粘度=0.01cm2/s斜管內(nèi)水流速速為=0.00504m/s=0.50cm/s =93.75<500，符合設(shè)計要求 式中 斜管安裝傾角，一

33、般采用600-750，本設(shè)計取600 ，（2）弗勞德系數(shù)=1.36×10-4 介于0.001-0.0001之間，滿足設(shè)計要求。（3）斜管中的沉淀時間=200s=3.7min ，滿足設(shè)計要求（一般在25min之間）式中 斜管長度（m），本設(shè)計取1.0m。3.5濾池（1）、多層濾料濾池：優(yōu)點是含污能力大，可采用較大的流速，能節(jié)約反沖洗用水，降速過濾水質(zhì)較好，但只有三層濾料、雙層濾料適用大中型水廠；缺點是濾料不易獲得且昂貴管理麻煩，濾料易流逝且沖洗困難易積泥球，需采用助沖設(shè)備；（2）、虹吸濾池：適用于中型水廠（水量210萬噸/日），土建結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，池深大，反洗時要浪費(fèi)一部分水量，變水頭等速

34、過濾水質(zhì)也不如降速過濾：（3）、無閥濾池、壓力濾罐、微濾機(jī)等日處理小，適用于小型水廠；（4）、移動罩濾池：需設(shè)移動洗砂設(shè)備機(jī)械加工量較大，起始濾速較高，因而濾池平均設(shè)計濾速不宜過高，罩體合隔墻間的密封要求較高，單格面積不宜過大（小于10m2 ）；（5）、普通快濾池：是向下流、砂濾料的回閥式濾池，適用大中型水廠，單池面積一般不宜大于100m2 。優(yōu)點有成熟的運(yùn)行經(jīng)驗運(yùn)行可靠，采用的砂濾料，材料易得價格便宜，采用大阻力配水系統(tǒng)，單池面積可做得較大，池深適中，采用降速過濾，水質(zhì)較好；（6）、雙閥濾池：是下向流、砂濾料得雙閥式濾池，優(yōu)缺點與普通快濾池基本相同且減少了2只閥門，相應(yīng)得降低了造價和檢修工作

35、量，但必須增加形成虹吸得抽氣設(shè)備。（7）、V型濾池：從實際運(yùn)行狀況，V型濾池來看采用氣水反沖洗技術(shù)與單純水反沖洗方式相比，主要有以下優(yōu)點：     1）、較好地消除了濾料表層、內(nèi)層泥球，具有截污能力強(qiáng)，濾池過濾周期長，反沖洗水量小特點?？晒?jié)省反沖洗水量4060%，降低水廠自用水量，降低生產(chǎn)運(yùn)行成本。     2）、不易產(chǎn)生濾料流失現(xiàn)象，濾層僅為微膨脹，提高了濾料使用壽命，減少了濾池補(bǔ)砂、換砂費(fèi)用。     3）、采用粗粒、均質(zhì)單層石英砂濾料，保證濾池沖洗效果和充分利用濾料排污

36、容量，使濾后水水質(zhì)好。根據(jù)設(shè)計資料，綜合比較選用目前較廣泛使用的V型濾池。3.5.1 濾池設(shè)計參數(shù)的確定本水廠采用V型快濾池進(jìn)行過濾，根據(jù)用水量的情況，采用8個構(gòu)造相同的快濾池，布置成對稱雙行排列，則每個濾池的設(shè)計流量 Q=1687.5m3/h=468.75L/s。：濾速v=18m/h,沖洗強(qiáng)度為q=14L/(s·m2)，沖洗時間為t=6min=0.1h，濾池工作時間為24h，沖洗周期為12h，采用石英砂單層濾料。下圖為V型濾池。圖4.5 V型濾池剖面圖3.5.2 濾池池體的計算每個濾池的實際工作時間 T=24-0.1×2=23.8h濾池的總面積 F=756.3m2每個濾池

37、的面積 f=756.3/8=94.54 m2,采用95 m2，正方形濾池，每個池的邊長為9.75m。確定濾池的高度支承層高度H1，采用0.45m濾池層高度H2，采用0.7m砂面上水深H3，采用1.7m保護(hù)高度H4，采用0.30m每格濾池的總高度為 H= 0.45+0.7+1.7+0.3=3.15m3.5.3 配水系統(tǒng)的計算(單個濾池)3.5.3.1 干管干管流量 qg=fq=94.54×14=1323.56L/s,采用鋼管DN1200,干管埋入池底，頂部開孔布置。干管始端流速為v0=1.40m/s。3.5.3.2支管支管中心間距采用a=0.25m每池支管數(shù) n=2=78，取78根。每

38、根支管入口流量 q1=1323.56/78=16.97L/s,采用鋼管DN100，始端流速為2.0m/s。3.5.3.3 孔眼布置支管孔眼總面積與濾池面積之比采用K=0.25%孔眼總面積 F=Kf=0.25%×94.54=0.24m2采用孔眼直徑 d=9mm=0.009m孔眼總數(shù) N=3775個每根支管孔眼個數(shù)為n=49,支管孔眼布置設(shè)兩排,與垂線成45°。每根支管長度 l0=(9.75-1)=4.375m每排孔眼中心距 Ak=0.18m35.3.4 孔眼水頭損失支管壁厚采用=5mm，流量系數(shù)=0.68水頭損失 hk=3.5m3.5.3.5 復(fù)算配水系統(tǒng)支管長度與直徑之比不

39、大于60，則44<60，符合條件?？籽劭偯娣e與支管總橫截面積之比小于0.5，則=0.39<0.5，符合條件。干管橫截面積與支管總橫截面積之比，一般為1.752.0，則1.85，符合條件?？籽叟c中心距小于0.2，則Ak=0.17<0.2，符合條件。3.5.4 洗砂排水槽洗砂排水槽中心間距，采用a0=2.5m排水槽根數(shù) n0=4根排水槽長度 l0=L=9.75m每槽排水量 q0=ql0a0=14×9.75×2.5=341.25L/s采用三角形標(biāo)準(zhǔn)斷面。槽中流速采用v0=0.6m/s。橫斷面尺寸 x=0.38m,采用0.38m。排水槽底厚度，采用=0.05m。砂

40、層最大膨脹率 e=45%砂層厚度 H2=0.7m洗砂排水槽頂距砂面高度 He=e H2+2.5x+0.075=0.45×0.7+2.5×0.3+0.05+0.075=1.07=1.19m洗砂排水槽總平面面積 F0=2xl0n0=2×0.38×9.75×4=29.41m2=復(fù)算，排水槽總平面面積與濾池面積之比，一般小于25%，則=31%25%3.5.5 濾池的各種管渠計算3.5.5.1 進(jìn)水進(jìn)水總流量 Q0=32.4×104t/d=3.75m3/s進(jìn)水渠斷面：渠寬B1=1.0m，水深為1.2m，渠中流速為v1=1.05m/s。各個濾池進(jìn)

41、水管流量 Q2=0.47m3/s進(jìn)水管采用鋼管DN800，流速v2=0.94m/s3.5.5.2 沖洗水沖洗水總流量 Q3=fq=14×94.54=1323.56L/s=1.324 m3/s沖洗水管采用DN900，流速為v3=2.08m/s.3.5.5.3 清水清水總流量 Q4=Q0=3.75 m3/s清水渠斷面與進(jìn)水渠斷面相同。每個濾池清水管流量 Q4= Q2=0.47m3/s采用鋼管DN700，流速為v4=1.22m/s。3.5.5.4 排水排水流量 Q5= Q3=1.324 m3/s排水渠斷面：寬度為0.8m,深度為1.0m，渠中流速為1.025m/s。3.5.5.5 沖洗水箱

42、沖洗時間 t=6min沖洗水箱容積 W=1.5qft=1.5×14×94.54×360=714722.4L=714.72m3水箱底至濾池配水管間的沿途局部水頭損失之和h1=1.0m配水系統(tǒng)水頭損失 h2=hk=3.5m承托層水頭損失 h3=0.022H1q=0.022×0.45×14=0.14m濾料層的水頭損失 h4=(-1)(1-m0)H2=()(1-0.41)×0.7=0.68m安全富余水頭采用 h5=1.5m沖洗水箱底應(yīng)高出洗砂排水槽面 H0=h1+h2+h3+h4+h5=1.0+3.5+0.14+0.68+1.5=6.8m3.

43、6 消毒方法水的消毒處理是生活飲用水處理工藝中的最后一道工序，其目的在于殺滅水中的有害病原微生物（病原菌、病毒等），防止水致傳染病的危害。其方法分化學(xué)法與物理法兩大類，前者系水中投家藥劑，如氯、臭氧、重金屬、其他氧化劑等；后者在水中不加藥劑，而進(jìn)行加熱消毒、紫外線消毒等。經(jīng)比較，采用液氯消毒。氯是目前國內(nèi)外應(yīng)用最廣的消毒劑，除消毒外還起氧化作用。加氯操作簡單，價格較低，且在管網(wǎng)中有持續(xù)消毒殺菌作用。原水水質(zhì)較好時，一般為濾后消毒，雖然二氧化氯，消毒能力較氯強(qiáng)而且能在管網(wǎng)中保持很長時間，但是由于二氧化氯價格昂貴，且其主要原料亞氯酸鈉易爆炸，國內(nèi)目前在凈水處理方面應(yīng)用尚不多。3.6.1 設(shè)計參數(shù)液

44、氯消毒原理：投加氯氣布置圖：（不允許氯氣和水體直接相連，必須設(shè)置加氯機(jī)）圖4.6 投加氯氣布置圖已知設(shè)計水量Q=324000m3/d=13500m3/h，本設(shè)計消毒采用液氯消毒，預(yù)氯化最大投加量為1.5mg/L，清水池最大投加量為1.0mg/L。3.6.2 設(shè)計計算3.6.2.1 加氯量計算 預(yù)加氯量為 清水池加氯量為二泵站加氯量自行調(diào)節(jié)，在此不做計算，則總加氯量為為了保證氯消毒時的安全和計量正確，采用加氯機(jī)投氯，并設(shè)校核氯量的計量設(shè)備。選用2臺ZJ 2轉(zhuǎn)子加氯機(jī)（圖4.7），選用寬高為：330mm×370mm，一用一備.圖4.7 轉(zhuǎn)子加氯機(jī)儲氯量（按20天考慮）為：液氯的儲備于14

45、個1噸氯瓶（H×D=2020mm×800mm）和1個0.5噸氯瓶（H×D=600mm×1800mm）。表4.5 氯瓶規(guī)格表3.6.2.2 清水池平面尺寸的計算3清水池的有效容積清水池的有效容積，包括調(diào)節(jié)容積，消防貯水量和水廠自用水的調(diào)節(jié)量。清水池的調(diào)節(jié)容積：=kQ=0.1×300000=30000m³ 式中：k經(jīng)驗系數(shù)一般采用10%-20%；本設(shè)計k=10%；Q設(shè)計供水量Q=300000m³/d；消防用水量按同時發(fā)生兩次火災(zāi)，一次火災(zāi)用水量取25L/s，連續(xù)滅火時間為2h，則消防容積：根據(jù)本水廠選用的構(gòu)筑物特點，不考慮水廠自

46、用水儲備。則清水池總有效容積為：清水池共設(shè)2座，有效水深取H=4.0m，則每座清水池的面積為：= m2取=50×75=3750 m2，超高取0.5m，則清水池凈高度取4.5m。3管道系統(tǒng)1）清水池的進(jìn)水管：（設(shè)計中取進(jìn)水管流速為=1.2m/s）設(shè)計中取進(jìn)水管管徑為DN1400mm，進(jìn)水管內(nèi)實際流速為：1.22m/s2）清水池的出水管由于用戶的用水量時時變化，清水池的出水管應(yīng)按出水量最大流量設(shè)計，設(shè)計中取 時變化系數(shù)=1.2，所以：m³/h=4.5m³/s出水管管徑m（設(shè)計中取出水管流速為=1.0m/s）設(shè)計中取出水管管徑為DN1700mm，則流量最大時出水管內(nèi)流速為：0.99m/s3）清水池的溢流管溢流管的管徑與進(jìn)水管相同，取為DN1400mm。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)。4）清水池的排水管清水池內(nèi)的水在檢修時需要放空，需要設(shè)排水管。排水管徑按2h內(nèi)將水放空計算。排水