课程：给水课程设计
某自来水厂工艺设计说明书
组别：第四组
组员：彪艳霞、沈晓慧、施谊琴、杨佳莉
赵文洁、陈艳丹、倪晶晶、赵维诘
钱嘉骋、张旭
指导老师：刘洪波
专业：环境工程
学院：环境与建筑学院
某自来水厂工艺设计说明书
第一章概述
1.1设计任务及要求
《给水处理》是一门实践性很强的课程,是学生毕业后经常能用到的专业核心课程之一。为了使学生更好地掌握其基本理论、熟悉和掌握给水厂（自来水厂）设计的原则、步骤与方法，独立完成相关工艺选择、主要构建筑物设计计算、设备选型，从而培养学生运用所学理论和技术知识，综合分析及解决实际工程设计问题的初步能力，使学生在设计计算、绘图、查阅资料和设计手册以及使用设计规范等基本技能上得到初步训练和提高，开展此课程设计。
本课程设计的重点在于：
1. 给水处理厂处理工艺流程的选择与工艺设计；
2. 给水处理常规构筑物如絮凝池、沉淀池、过滤池、清水池、二级泵房、加氯间等构建筑物的工艺计算；
3. 合理优化布置处理厂的平面与高程。
1.2基本资料
1.2.1水厂规模与基本情况
水厂1：某市地处长江下游（东部地区），属亚热带季风气候，四季分明，日照充分，雨量充沛。气候温和湿润，年平均气温15.7 ℃。春（4月-5月）、秋（10月-11月）较短，冬（12月-次年3月）、夏（6月-9月）较长。有春雨、梅雨、秋雨三个雨期，年平均气温20℃，最冷月平均温度3℃，最热月平均温度35℃，最高温度39℃，最低温度1℃。年平均降雨量1325mm，80%以上的降雨发生在6月至10月的五个月中，多年平均最大时降雨量为59.45mm，最大日降雨量为156.2mm，常年最大风速为2.9m/s，主导风向为西南风。该市水源主要为地表水，拟建一给水厂，以地表水为水源。
（1）水厂近期净产水量为:15万m3/d。
（2）水源水质资料：
（3）河水洪水位标高90.5米，枯水位85.0米，常年平均水位标高88.2米。
（4）地质资料：给水厂地区高程以下0～3.2米为粘质砂土，3.2～6米为砂石堆积层，再下层为红砂岩。地基允许承载力为2.80公斤/厘米。
（5）厂区地形平坦，平均高程为98.50米，水源取水口位于水厂西北60米，水厂位于城市北面2km。
（6）二级泵站扬程（至水塔）为40米。
第二章总体设计
2.1净水工艺流程
图1 某水厂水处理工艺流程图（以地表水为水源）
2.2处理构筑物及设备型式选择
2.2.1药剂溶解池
设计药剂溶解池时，为便于投置药剂，溶解池的设计高度一般以在地平面以下或半地下为宜，池顶宜高出地面0.20m左右，以减轻劳动强度，改善操作条件。溶解池的底坡不小于0.02，池底应有直径不小于100mm的排渣管，池壁需设超高，防止搅拌溶液时溢出。
由于药液一般都具有腐蚀性，所以盛放药液的池子和管道及配件都应采取防腐措施。溶解池一般采用钢筋混凝土池体，若其容量较小，可用耐酸陶土缸作溶解池。
投药设备采用计量泵投加的方式。采用计量泵（柱塞泵或隔膜泵），不必另备计量设备，泵上有计量标志，可通过改变计量泵行程或变频调速改变药液投量，最适合用于混凝剂自动控制系统。
2.2.2混合设备
由于该水厂水量较大，不能使用管式混合器，我们采用机械混合池混合絮凝剂和原水。
2.2.3絮凝处理构筑物的选择
絮凝设备的基本要求是：原水及药剂经混合后，通过絮凝设备应形成肉眼可见的大的密实絮凝体，絮凝形式较多，主要有水力搅拌式和机械搅拌式等，我国在水力絮凝池的新型池型研究上已达到较高水平。水力絮凝池中的隔板絮凝池是应用历史较久、目前仍常应用的絮凝池型，有往复式和回转式两种，后者是在前
者的基础上加以改进而成的，所以作为水里絮凝池的基础，往复式隔板絮凝池的原理和运行经验对现在的水厂絮凝设计具有重要意义。往复式隔板絮凝池虽然节省絮凝时间、减少水力损失、保护絮凝体不被破坏、使出水分布均匀等方面较新型絮凝池型没有明显的优势，但在设计合理、运行条件控制恰当的情况下，其絮凝效果也较好，而且构造简单，施工方便。本课程设计选择往折板絮凝池作为絮凝构筑物。
2.2.4沉淀池
原水经投药、混合与絮凝后，水中悬浮杂质已形成粗大的絮凝体，要在沉淀池中分离出来以完成澄清的作用。设计采用斜管沉淀池，沉淀效率高、占地少。相比之下，平流式沉淀池虽然具有适应性强、处理效果稳定和排泥效果好等特点，但是，平流式占地面积大。而且斜管沉淀池因采用斜管组件，使沉淀效率大大提高，处理效果比平流沉淀池要好。
2.2.5滤池
采用拥有成熟运转经验的V型快滤池。它的优点是采用砂滤料，材料易得，价格便宜；采用大阻力配水系统，单池面积可较大；降速过滤，效果好。虹吸滤池池深比普快滤池大，冲洗强度受其余几格滤池的过滤水量影响，冲洗效果不如V型快滤池稳定[1]。故而以V型滤池作为过滤处理构筑物。
2.2.6消毒方法
水的消毒处理是生活饮用水处理工艺中的最后一道工序，其目的在于杀灭水中的有害病原微生物（病原菌、病毒等），防止水致传染病的危害。
采用被广泛应用的氯及氯化物消毒，氯消毒的加氯过程操作简单，价格较低，且在管网中有持续消毒杀菌作用。虽然二氧化氯，消毒能力较氯强而且能在管网中保持很长时间，但是由于二氧化氯价格昂贵，且其主要原料亚氯酸钠易爆炸，国内目前在净水处理方面应用尚不多。
2.3处理构筑物流程图
图2 某水厂给水处理构筑物流程图
第三章 计 算
1.一级泵房及吸水井
1.1. 一级泵房设计
取水泵房在水厂中也称一级泵房,是用于将水源地的水送到水厂的构筑物，本设计将取水泵房设在水厂外，先使河水通过重力流流入取水井，然后水泵通过吸水管将取水井中的水送到水处理构筑物。
一、设计流量和扬程的确定： （1）设计流量：
为了减小取水构筑物、输水管道各净水构筑物的尺寸，节约基建投资，在这种情况下，我们要求一级泵站中的泵昼夜不均匀工作。同时，考虑到干管漏损和净化厂本身用水，取水自用系数α=1.05。因此，泵房的设计流量为：
T
Q Q d r ⨯
=α=1.05×24150000
=6562.5m 3/h=2.734m 3/s
（2）设计扬程：
设计扬程包括净扬程和各种水头损失。
①净扬程为取水井最低水位与净水厂中取水井最高水位之差。
通过取水部分的计算已知在最不利情况下，从取水头部到泵房吸水间的全部水头损失为约为1.2m 。
河流最低水位为85m ，水流通过格栅进入取水井的最低水位为85m ，净水厂中混合井最高水位为101.57m ，故净扬程为：
H st =101.57-85+1.2=17.77m 。
②输水管（钢管）路设三根，采用DN700，流速为v=2.11m/s ，i=4.28‰（参考给水排水工程快速设计手册5），实际流速为2.1 m/s ，输水管长为400m ，故输水管路水头损失为（其中1.1包括局部损失而加大的系数）：
∑h=h f +h j =1.1h f =1.1×400×4.28‰=1.883(m)
③设泵房内水头损失为2.0m ，安全水头为2.0m 故水泵设计扬程为： H ＝H st ＋∑h ＋2.0＋2.0＝17.77＋1.883＋2.0＋2.0＝23.6(m)
