自來水廠給水工藝的流程

【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)計的說明書，本文詳細的闡述了城市水處理工藝流程。并對工藝流程中各個過程給出了詳細的計算步驟，處理方法，處理原理，并對給水廠他各個各個建筑物做了系統(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堵論設(shè)計基礎(chǔ)資料設(shè)計水量:11000污水水質(zhì)特點水源水質(zhì)情況表原水水質(zhì)PH7.7濁度200色度3.0氨氮10亞硝酸鹽0.08大腸桿菌200總硬度O85細菌總數(shù)80耗氧量12五口生化需氧量2.8廠區(qū)地勢平坦當?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「1位于水廠北方向2千米，水廠位于水源地，與取水泵站建在一起有關(guān)設(shè)計依據(jù)：《生活飲用水水質(zhì)常規(guī)檢驗項目及限值表》總體設(shè)計設(shè)計方案的選擇與確定原水水質(zhì)污染度較小，多數(shù)指標均符合標準情況，只需降低濁度和耗氧量，除去大腸菌群。結(jié)合實際情況，選擇以下工藝流程來處理原水，己達到生活用水的標準。原水一混凝一沉淀-過濾一消毒一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，運輸方便，操作簡單，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稀釋80倍，也就是濃度為0.5%時，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II集水方式。過濾為了進一步降低出水濁度，在沉淀之后進行過濾，采用虹吸型濾池和小阻力配水系統(tǒng),使配水更加均勻，并用氣一水反沖洗系統(tǒng)對濾料進行反沖洗。虹吸濾池才用了進水虹吸管和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；易實現(xiàn)自動化操作。、、史*4-^消毒由于原水水質(zhì)耗氧量較大，有機物含量較高，旦含有氨氮，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)中的細菌再繁殖。經(jīng)過上述各構(gòu)筑物單元的功能的詳細說明后，可■以得出如下圖所示的具體的工藝流程：原水一泵房一靜態(tài)管道混合器-機械絮凝池一斜板沉淀池-虹吸濾池一清水池T出水工藝流程詳解圖工藝流程的計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)計流量：0=11000=458.33=0.127靜態(tài)混合器設(shè)在絮凝池進水管中，設(shè)計流速v=L0iWs,則管徑為：采用D=450mm,則實際流速，混合單元數(shù)取N=3,則混合器的混合長度為：混合時間：水頭損失：機械絮凝池機械絮凝池：設(shè)計水量水廠設(shè)計水量為1.1萬，水廠自用水量為10%,機械絮凝池分為兩個系列，每個系列設(shè)計水量為：垂直軸式絮凝池尺寸式中一單池絮凝池容積（）；—單池設(shè)計處理水量（）；—絮凝時間（min）。設(shè)計中取=20nun,貝U：絮凝池分為三格，每格尺寸，水深取3.0m,則絮凝池實際容積為：實際絮凝時間為: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0.76,孑L洞尺寸、和，實際過孔流速分別為0.38.0.304和0.203.每格設(shè)一臺攪拌設(shè)備。斜管沉淀池斜管沉淀池：1.設(shè)計流量式中一單池設(shè)計水量（）；—設(shè)計口產(chǎn)水量（）；一水廠用水量占設(shè)計口用水量的百分比，一般采用5%-10%；—沉淀池個數(shù)，一般采用不少于2個。設(shè)計中取=11000,=10%,=2,貝IJ：平面尺寸計算沉淀池清水區(qū)面積：式中：斜管沉淀池的表面積（）；:表面負荷，一般采用9.0?11.0。設(shè)計中取=9,則:沉淀池長度及寬度：設(shè)計中取沉淀池長度=10m,則沉淀池寬度：式中，設(shè)計中取為3m°為了配水均勻，進水區(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：式中：凈出口面積（）；:斜管結(jié)構(gòu)系數(shù)。設(shè)計中取=1.03,則:沉淀池總高度：式中：沉淀池總高度（m）；:保護高度（血），一般采用0.3?0.5m；:清水區(qū)高度（m），一般采用1.0?1.5m；:斜管區(qū)高度（m）,斜管長度為1.0m,安裝傾角60%貝l]=sm60°=0.87m；:配水區(qū)高度（m）,一般不小于1.0?1.5m；:排泥槽高度（m）°設(shè)計中取=0.4m,=1.2m,=1.2m,=O.83m,貝lj：=0.4+1.2+0.87+1.2+O.83=4.5m進出水系統(tǒng)沉淀池進水設(shè)計：沉淀池進水采用穿孔花墻，孔II總面枳：式中：孔口總面積（）；:孔口流速（），一般取值不大于0.15?0.20。設(shè)計中取=0.20,則:每個孔口的尺寸定為，則孔口數(shù)為53個。進水孔位置應(yīng)在斜管以下、沉泥區(qū)以上部位。沉淀池出水設(shè)計：沉淀池的出水采用孔集水槽，出水孔II流速，則穿孔總面枳：式中：出水孔口總面積（）。設(shè)每個孔II的直徑為4cm,則孔II數(shù)為：式中：孔口個數(shù)：:每個孔口的面積（）,°個設(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，孔間距為30cm。5條集水槽匯水至出水總渠寬度0.8m,深度l.Onio出水的水頭損失包括孔II損失和集水槽內(nèi)損失?？譏I損失：式中：孔口的水頭損失（m）；:進口阻力系數(shù)。設(shè)計中取=2,則:集水槽內(nèi)水深取為0.4m，槽內(nèi)水流速度為0.38，槽內(nèi)水力坡度按0.01計，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)計中取=0.01,=8m,則：出水總水頭損失：,設(shè)計中取為0.15m。沉淀池斜管的選擇斜管長度一般為0.8?LOm,設(shè)計中取為1.0m,斜管直徑一般為25?35mm,設(shè)計中取為30111111,斜管為聚丙烯材料，厚度0.4?0.5mm。沉淀池排泥系統(tǒng)設(shè)計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。。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60。?70。：設(shè)計中取=60。,則雷諾數(shù)Re：式中：水力半徑（cm）,；:水的運動黏度（）。設(shè)計中當水溫°C時，水的運動黏度=0.01V500,滿足設(shè)計要求。弗勞德數(shù)：介于之間，滿足設(shè)計要求斜管中的沉淀時間：式中：斜管長度（m）。設(shè)計中取=1.0m,則:=166.67s=2.8min基本滿足要求（一般在2?5mm之間）。虹吸濾池平面尺寸設(shè)計設(shè)計流量式中一每組虹吸濾池的設(shè)計流量（）Q—設(shè)計流量（）n一虹吸濾池分組數(shù)（組）設(shè)計中取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)計僅就一組系統(tǒng)就行計算。濾池面積F式中F—每組濾池的總面積（）;V—設(shè)計濾速（），石英砂單層濾料一般采用8。設(shè)計中取v=10F==22.92濾池分格數(shù)N式中N—每組濾池的分格數(shù)，一般采用6格：q一反沖洗強度，一般采用10.單格面積式中J單格濾池的面積（）；設(shè)計中取N=8f=2.86取單格長L為2m,寬B為1.5m,單格實際面枳正常過濾時的實際濾速V=式中v一正常過濾時的實際濾速（）；V==9.55一格沖洗時，其他7格的濾速式中Vn一格濾池沖洗時，其他7格的濾速（）；一般采用.Vn=10.9進水系統(tǒng)進水渠道設(shè)計中取2條矩形進水渠道，每條渠道的流量==0.032進水虹吸管每格濾池的進水量===0.008進水虹吸管斷面面積==0.013進水虹吸管采用鋼制矩形管，其長取為0.15m,寬0.1m；進水虹吸管實際斷面面枳為==0.150.1=0.015虹吸管內(nèi)實際流速V==0.53正常過濾時進水虹吸管的水頭損失進水虹吸管的局部水頭損失=1.2（）式中hS一進水虹吸管局部水頭損失（m）;一進口局部阻力系數(shù)；一彎頭局部阻力系數(shù)；一出II局部阻力系數(shù)；1.2—矩形系數(shù)設(shè)計中取$1=0.25：$e=0.8；$a=1.0h$=L2（0.25+0.8+1.0）=0.035m進水虹吸管的沿程水頭損失式中一進水虹吸管沿程水頭損失（m）;L一進水虹吸管總長度（m）；R—水力半徑（m）：C—謝才系數(shù);X一濕周(m)；n一粗糙系數(shù)。查表得n=0.012,R=0.026mC==45.35設(shè)計中取L=1.2m==0.006m進水虹吸管總水頭損失為=0.035+0.006=0.041m,設(shè)計中取0.04m。強制沖洗時時進水虹吸管水頭損失強制沖洗時時虹吸管內(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強制沖洗時水位高為0.11—0.06=0.05mo堰上水頭式中H2—堰上水頭(m),一般以不宜超過Im為宜；La一堰板長度(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)計中取La=1.2m0.02m同理，強制沖洗時的堰上水頭強制沖洗時堰上水頭增加0.03—0.02=0.0Imo強制沖洗時總水位高強制沖洗時總水位高H3為強制沖洗時水位高于強制沖洗時堰上水頭增加值之和虹吸管安裝高度式中一虹吸管安裝高度(m)；—進水虹吸管總水頭損失(m)：—強制沖洗時總水位高(m)；0.04—凹槽底在強制沖洗時水位以上的高度(m)0.06—虹吸管頂部轉(zhuǎn)彎半徑(m);虹吸水封高度+0.02式中一虹吸水封高度(m)：一進水斗橫截面積(m)°設(shè)計中取=0.720.024m進水渠道水頭損失所需渠道過水斷面面枳式中—每條渠道的設(shè)計流量;Vw一渠道內(nèi)水流速度。設(shè)計中取=0.80m&=0.04假設(shè)活動堰板高度為0.05m,由此可以推出進水渠道的末端水深式中一進水渠道的末端水深（m）—虹吸進水管管底距進水斗底的高度（m）；設(shè)計中取進水渠的寬度式中Ww—進水渠道的寬度（m）。假設(shè)進水虹吸管采用的鋼板厚度為0.01m,則整個虹吸管所占的寬度為0.30+20.01=0.32111,設(shè)計中取Ww=0.12m,則進水渠道整個寬度應(yīng)為0.12+0.32=0.44m°進水渠道的水頭損失式中hlc一進水渠道的水頭損失（m）；Lc一進水渠道總長度（m）。設(shè)計中根據(jù)平面布置，取lc=21mR=C=45.35lilc=進水渠道總高度式中H8一進水渠道總高度（m）—活動堰局，~般采用；一進水渠道的超高（m）,一般采用0.1-0.3111設(shè)計中取=0.05m降水管水頭損失降水管中流速式中一降水管中流速（m4）；d一降水管直徑（m）°設(shè)計中取d=0.5m0.04iiys降水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，其局部損失即可代表降水管的水頭損失。式中一降水管的水頭損失（m）；—進口局部阻力系數(shù)；一出「1局部阻力系數(shù)。設(shè)計中取=0.5,=1.0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清水室寬度和它們之間隔墻的厚度確定，設(shè)計中隔墻厚度取0.2m,則整個清水渠的寬度為1.8m°出水堰堰上水頭式中Alic一堰上水頭（m）：b—出水堰寬度（m）。為降低堰上水頭，設(shè)計中取b=6mAhc=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損失一格濾池設(shè)計兩個的檢修孔洞，水流經(jīng)檢修孔洞時的局部損失式中hh一檢修孔洞的局部水頭損失（m）；—局部阻力系數(shù)；—反沖洗時檢修孔洞的過孔流速（q一反沖洗強度；f—單格濾池的面枳；2—檢修孔的個數(shù)（個）；d一檢修孔洞的直徑（m）°設(shè)計中取=0.5,q=0.015>27.5.d=500min=1.05m^濾池底部配水空間進II部分的局部阻力式中一濾池底部配水空間進II部分的局部阻力（m）；—局部阻力系數(shù)：一進口流速（1訥）；—濾池底部配水空間的高度（m）；W—濾池寬度（m）o設(shè)計中取0.5=0.001排水系統(tǒng)排水槽為了便于加工和維護，排水槽采用等斷面的三角形混凝土槽，每格濾池中設(shè)置兩條排水槽，排水槽斷面的模數(shù)式中T冰槽斷面的模數(shù)；一一條排水槽的流量。排水槽底距濾料上表面的間距式中一排水槽底距濾料上表面的間距（m）；—濾料厚度（in）?~般采用0.7—0.8m；一最大反沖洗強度時濾層的膨脹率；—濾料膨脹前的空隙率，砂濾料一般采用。設(shè)計中取集水渠排水虹吸管的水頭損失排水堰清水池平面尺寸計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)驗系數(shù)，一般采用10%—20%；Q-設(shè)計供水量）：設(shè)計中取k=10%,Q=11000V=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—每座清水池的面枳（）：h—清水池的有效水深（m）。設(shè)計中取h=4.0mA=取清水池的寬度B為8m,則清水池長度L為:L=17.1m,設(shè)計中取為17m則清水池實際有效容積為17。清水池超高取為0.5m,清水池總高H：H=管道系統(tǒng)清水池的進水管式中一清水池進水管管徑（m）；V—進水管管內(nèi)流速，一般采用0.7—l.Orn^o.設(shè)計中取v=0.7m&設(shè)計中取進水管管徑為DN750mm,進水管內(nèi)實際流速為0.5保。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)按出水最大流量計。式中一最大流量；K一時變化系數(shù)，一般采用1.3—2.5：Q—設(shè)計流量。設(shè)計中取時變化系數(shù)K=L5出水管管徑式中一出水管管徑（m）；一出水管管內(nèi)流速（庭），一般采用0.7—1.01姑。設(shè)計中取清水池的溢流管溢流管的直徑和進水管管徑相同，取為DN800nmie在溢流管管端設(shè)喇叭II,管上不設(shè)閥門。出口設(shè)置網(wǎng)罩，防止蟲類進入池內(nèi)。清水池的排水管清水池內(nèi)的水在檢修時需要放空，因此應(yīng)設(shè)排水管。排水管的管徑按2h內(nèi)將池水放空計算。排水管內(nèi)流速按1.2估計，則排水管的管徑式中一排水管的管徑（m）;t—放空時間（h）；—排水管內(nèi)水流速度（n川）。設(shè)計中取t=2h設(shè)計中排水管管徑為DN300mm。清水池的放空也常采用潛水泵排水，在清水池低水位時進行。清水池的平面圖附屬建筑物的確定生產(chǎn)管理及行政辦公用房生產(chǎn)管理用房包括控制室，檢修時，，藥用庫房，實驗大樓，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)建化驗室一般包括理化分析室、毒物檢驗室、生物檢驗室（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，傳達室，堆砂場凈水處理廠的總體布置平面布置設(shè)計平面布置原則布置緊湊，以減少水廠占地面積和連接管渠的長度，并便于操作管理。充分利用地形，力求挖填土方平衡以減少填挖土方量、挖土方量和施工費用。各構(gòu)筑物間連接管渠應(yīng)簡單、短捷，盡量避免立體交叉，并考慮施工檢修方便；有時也需設(shè)置必要的超越管道，以便某一構(gòu)筑物停產(chǎn)檢修時，為保證必須的水量供應(yīng)采取應(yīng)急措施。建筑物布置應(yīng)注意朝向和向。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。對分期建造的工程，既要考慮近期的完整性，又要考慮遠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：5x8機械絮凝池：9x9斜管沉淀池：3x10虹吸濾池：12x16清水池：8x17二泵房：4x5附屬建筑物尺寸辦公大樓:15x24實驗大樓:12x20職工宿舍:10x15食堂:10x21倉庫：7x8車庫：5x12管配件廠：8x12哂沙場：6x10檢修間：7x9醫(yī)務(wù)室：8x10浴室：8x14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、闈墻及綠化帶布置、構(gòu)筑物之間人行道寬度為5-2.0米。倉庫檢修間設(shè)在車行道，其路