净水厂课程设计

第一章：用水量的计算设计给水工程首先要确定设计水量,通常将设计用水量作为设计水量。

设计用水量是根据设计年限内用水单位数、用水定额和用水变化情况所预测的用户日用水总量。

本设计为日供水量为40000 m 3/d ，设施自耗水系数为0.10。

1、最高日用水量：d Q =q ×(1+0.10)=40000×(1+0.10)=44000（m 3/d ）=0.51（3m /s ）2、最高时用水量： h Q ＝24dQ ＝44000/24=1833.3（m 3/h ） 第二章：给水处理厂工艺设计 1、给水处理厂工艺流程的选择根据源水水质特征，参照国内相似水厂运行经验，采用“混凝——沉淀——过滤——消毒”的常规处理工艺即可源水经处理后达到国家生活饮用水的卫生标准，因此，本次设计采用常规的处理工艺，经过筛选组合，有以下两个技术可行的净水工艺方案进行比较。

方案一：管式静态混合器+隔板反应池+平流沉淀池+普通快滤池+消毒方案二：水泵投加+折板反应池+斜管沉淀池+虹吸滤池+消毒两个工艺方案中混凝、投加、消毒工艺相同，两方案中其他工艺的特点如下： 1.1、 方案 一： 1.隔板反应池： （1） 使用条件：适用于流量大于30000m 3/d 的水厂。

（2） 优点：反映效果好；结构简单，施工方便。

（3） 缺点：容积较大；水头损失大。

2.平流沉淀池： （1） 使用范围： 使用与大、中型水厂。

（2） 优点：(a)对水质、水量变化的适应性强； (b)处理效果稳定；(c)池深度较浅，构造简单，造价较低。

（3）缺点：占地面积大，在水厂用地紧张时无法使用。

3.普通快滤池：（1）使用条件：(a)一般用于大中型水厂；(b)单池面积不宜大于100m2。

（2）优点：(a)含污能力大，可采用较大滤池；(b)可采用减速过滤，水质好；(c)冲洗用水少。

（3）缺点：冲洗困难，易积排泥。

1.2、方案二：1.折板反应池：（1）使用范围：使用与水量变化较小的水厂。

（2）优点：水力停留时间短，絮凝效果好。

（3）缺点：(a)板距小，安装维修困难；(b)折板费用较高。

2.斜管沉淀池：（1）使用条件：(a)使用与大、中、小型水厂；(b)使用与新建、改建和扩建；(c)受到场地限制，不宜用平流沉淀池时。

（2）优点：(a)水力条件好，沉淀效率高；(b)池体面积小，占地省；(c)沉淀时间短。

（3）缺点：斜管费用较高。

3.虹吸滤池：（1）使用范围：每池的使用水量为0.5-5万米3/日（2）优点：(a)无需大型阀门及专用冲洗设备；(b)操作管理方便，易于自动控制；(c)滤池出水口高于滤料层，不会出现负水头现象。

（3）缺点：池较深，冲洗效果欠佳。

由于方案一具有水处理效果稳定、水力条件好、占地面积小、设备少、造价低、操作管理方便等优点，经过综合比较本设计采用给水处理的工艺流程为：原水——配水井——管式静态混合器——往复式隔板絮凝池——平流沉淀池——普通快滤池——清水池——二级泵房——城区管网2、给水处理构筑物设计2.1、混凝剂配置和投加1、混凝剂的选用混凝剂种类很多，按化学成分可分为无机和有机两大类。

根据水源水质情况，本次设计选用聚合氯化铝（PAC）作为混凝剂，聚合氯化铝对水的PH值变化适应性较强，投加量较少，混凝效果好，对人体健康无害，使用方便，价格适中。

冬季低温季节，源水浊度低时，可投加少量活化硅酸作为助凝剂，使得絮凝体的尺寸和密度加大，沉速加快。

2.设计计算W（1）溶液池容积1设计流量按最高日平均时算即Q= 1833.3m3/h；最大投加量a=20mg/L，溶液浓度c=15%;1天调制次数n=2，溶液池分为2格。

溶液池调节溶积为：W1=aQ/417cna————处理水量Q————最大投加量C————溶液浓度n————调制次数，不超过3次，本设计取2次。

所以：W1=aQ/417cn=20х1833.3/417х15х2=2.93 m³.取3.6 m³，溶液池分成2格，每格的容积为1.8m³。

有效高度为1.0m，超高0.2m,每格实际尺寸为1.5х 1.0х1.2m，置于室内地面上。

W：（2）溶解池容积2W=（0.2~0.3）W1=0.2 W1=0.72 m32溶解池分成2格，每格的容积为0.36 m3，有效高度为0.4m，超高0.2m,每格实际尺寸为0.8х0.8х0.6m。

池底坡度采用3%，池底设排渣管。

溶解池搅拌设备采用中心固定式平浆板式搅拌机。

浆板直径0.6m，浆板深度为0.5mm，溶解池置于地下，池顶高出室内地面0.5m。

（3）药剂仓库：设计投药量：Q=44000х20=880kg/d每天投药量=ad每月投加量=880х30=26.4t详细参照加药间设计图例2.2、混合1、加药混合设备：（1）加药间：（1）加药设备：用于生活饮用水的混凝剂或助援剂，不能使处理后的水质对人体健康产生有害的影响用于工业企业生产用水的处理药剂，不能含有对生产有害的成分。

（2）药剂选择与投药量：混凝剂和助凝剂品种的选择及其用量，应根据相似条件下的水厂运行经验或原水凝聚沉淀试验资料，结合当地药剂供应情况，通过技术经济比较确定。

（3）药剂溶解与溶液配置：混凝剂的投配方式可采用湿投或干投。

当湿投时，混凝刑的溶解应按用药量大小、混凝剂性质，选用水力、机械或压缩空气等搅拌方式湿投棍凝刑时，溶解次数应根据混凝剂用量和配制条件等因素确定，一般每日不宜超过3次。

混凝剂用量较大时，溶解池宜设在地下；混凝剂用量较小时．溶解池可兼作投药他。

（2）投药与计量设备：1、投加与提升设备（1）水泵投加采用计量泵投加或采用耐酸水泵加转子流量计投加一般用于投药量较大时。

（2）水射器投加采用水射器投加，设备简单，使用方便，但水射器效率较低，且易磨损。

水射器的设计与计算详见《结水排水设计手册》专用机械分册。

（3）重力投加将溶液他架高，利用重力将药液投入水泵压水管或混合设施人口处。

这种投加方式安全可靠，但溶液池位置较高。

2、计量设备：投药计量方式主要有孔口计量、定量投药箱采用计量泵自动投加计量。

孔口计量也是常用的转子计量和计量泵计量方式。

3、加药间：加药间应与药剂仓库毗连，并宜靠近投药点。

1．5m为宜。

与泥凝剂接触的他内壁、设备、管道和地坪，各种管线应设在地沟内。

溶液池边应设工作台，工作台宽度以1应根据混凝剂性质采取相应的防腐措施加药间必须有保障工作人员卫生安全的劳动保护措施。

当采用发牛异奥或粉尘的泥凝剂时，应在通风良好的单独房间内制备，必要时应设置通风设备；冬季使用聚丙烯酰胺的室内温度不低于2℃；室内应有冲洗设施。

视具体情况应设置机械披运设备。

加药间的地坪应有不小于5%的排水坡度。

混合设备的选择为降低药耗并提供良好的絮凝条件，必须使药剂与水充分、剧烈、均匀地混合。

目前混合设施有四类：水泵混合；管式混合；水力混合；机械混合。

水力混合池在我国应用不多，现将其他三类设施比较如下：（1）水泵混合1）使用条件：(a)投药点离絮凝池较近（一般100米之内）；(b)混凝剂可加在一级泵房吸入口前；(c)大、中、小水厂均可使用。

2）优点：(a)设备简单，无需专门的混合构筑物；(b)节省动力，运行费用省。

3）缺点：(a)使用腐蚀性强的时会腐蚀水泵叶轮；(b)水泵和吸水管较多时需增加投药设备，管理操作麻烦；(c)需设水封箱，以防空气进入水泵吸水管；(d)取水泵房距离水处理构筑物远时，不宜采用；(e)管道内流速低时，絮凝体会沉积在管中。

（2）管道混合目前广泛采用的管式混合器是“管式静态混合器”。

1）使用条件：使用流量变化较小的水厂。

2）优点：(a)无活动部件，构造简单；(b)投资省，造价低；(c)安装方便，维修工作量小；(d)混合快速均匀，效果良好。

3）缺点：(a)水头损失较大；(b)当过水流量小时效果下降。

（3）机械混合1）使用条件：使用与各种规模水厂。

2）优点：(a)混合效果好，水头损失小；(b)不受水量变化影响。

3）缺点：(a)增加机械设备，其管理与维修较复杂；(b)需消耗电能，运行费用高。

混合设备的选用不仅满足是药剂与水快速均匀混合，而且应兼顾投资、安装及使用维护，从上述比较可知：管式静态混合器从总体经济效益而言比其他两种设施具有优势，因此本设计采用热浸镀锌管式静态混合器，采用两个。

设计计算：每组混合器处理水量为0.51m3／s，水流速度取1．1m／s：。

静态混合器设3节混合元即n＝2，混合器距离絮凝池30m，混合时间为13s。

静态混合器直径为： D ＝800mm2.3、絮凝设备：1、常用絮凝池及设计要点：絮凝池形式的选择和絮凝时间的采用，应根据原水水质情况和相似条件下的运行经验或通过试验确定。

2、凝池流速按由大逐渐变小进行设计。

3、反应时间为10一30min ，平均G 值20一701s ，GT 值10000~100000，以保证絮过程的充分和完善。

4、絮凝池宜与沉淀池合建。

池数一般不少于2个。

2、设计参数与设计计算：絮凝池设计两组，既两个池子，每组设计流量为Q=0.51 s m /3。

设计絮凝时间为T=20min ，设计平均水深取h=3m ，絮凝池的宽长比Z=B/L=1.3；.1、絮凝池的有效容积V ： V=Q ×t=0.51×20×60=611.13m 取有效容积6203m絮凝池的有效面积A ： A=hV=3002m 絮凝池的净长度'L ： 'L =Bh Qt =Qt ZLh'L 16（m ） 所以，池宽B 为 B=ZL=1.2×18=19（m ）2、廊道宽度设计：絮凝池起段流速取v=0.55m/s,末段流速取v=0.25m/s ，首先根据起、末段流速和平均水深算出起末段廊道宽度，然后按流速递减原则，决定廊道分段数和各廊道宽度。

起端廊道宽度 b=QHv=0.57m末端廊道宽度 b=QHv=1.3m3、廊道宽度的分配：廊道的宽度分配可分为四段，每段均应考虑流速及廊道数的变化，其各段廊道宽度a 分别为0.57、1.0、1.2、1.14m,由上可知，四段廊道宽度之和 b=2.85+4.0+4.8+4.56=17（m）取隔板厚度l=0.1m，共16块隔板，则絮凝池的总长度L为：L=17+16×0.1=18.6m4、池底坡度根据池内平均水深3.45m，最前端水深取3.2m，最深端水深取3.6m，2.4、沉淀池：1、选择沉淀设备的设计原则：（1）池或澄清池类型时，选择沉淀应根据原水水质、设计生产能力、处理后水质要求，并考虑原水水温变化、处理水量均匀程度以及是否连续运转等因素，结合当地条件通过技术经济比较确定。

沉淀池和澄清他的个数或能够单独徘空的分格数不宜少于2个。