长安大学给水处理厂课程设计.docx

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长安大学给水处理厂课程设计

二、给水处理厂设计计算书2

1•设计供水重及水厂设计规模计算2

1.1综合生活用水虽2

1.2工业企业用水2

1.3浇洒道路和缘地用水董2

1・4管网漏损水量2

1.5未预见用水3

1.6眾高日设计供水董3

1.7水厂设计规模3

2•总体方案3

2」水源及取水构筑物3

2.2净水工艺选择3

2.3水处理构筑物及药剂的选择5

2.3.1混凝剂的选择5

2.3.2混合设备6

2.3.3絮凝池7

2.3.4沉淀池7

2.3.5滤池8

2.3.6消毒系统的选取10

2.4净水方案的确定12

3.水处理构筑物设计计算12

3.1水处理构筑物设计水董12

3.2加药间设计计算13

3・3混合设备设计计算15

3・4折板絮凝池设计计算16

3.4.1主矣设计参數16

342设计计算17

3.5斜管沉淀池设计计算20

3.5.1主矣设计参数20

3.5.2设计计算20

3.6普通快滤池设计计算24

3.6.1主矣设计参敎24

362设计计算24

3.7加氯间设计计算28

3.7.1主矣设计参数28

3.7.2设计计算28

3・8清水池设计计算29

给水处理厂设计计算书

1•设计供水量及水厂设计规模计算

根据《室外给水设计规范GB50013-2006》，设计供水量由以下六项组成：

综合生活用水（包括居民生活用水和公共建筑用水）；工业企业用水；浇洒道路和绿地用水；管网漏损水量；未预见用水；消防用水。

水厂设计规模应按该条文前五项的最高日水量之和确定。

1.1综合生活用水量

依据设计资料，设计年限内城市供水人口数为1（）万人。

根据《室外给水设计规范GB50013-2006》，依据该城市所属省份及人口规模知，湖南湘潭为一区中小城市，综合生活用水定额采用q=300L/cap*d,自来水普及率为F=95%。

故综合用水量Q1为：

QI=qNf=300^00°x95%=28500n?

/d

1.2工业企业用水

依据设计资料，工业用水量是城市生活用水量的68%o故工业用水量Q2为：

Q2=Q1X68%=28500X68%=19380m7d

1.3浇洒道路和绿地用水量

根据《室外给水设计规范GB50013-2006》，浇洒道路和绿地用水量应根据路面、绿化、气候和土壤等条件确定。

本设计以综合用水量和工业企业用水量的4%确定。

故浇洒道路及绿地用水量Q3为：

Q3=（QI+Q2）X4%=（28500+19380）X4%=1915.2m7d

1.4管网漏损水量

根据《室外给水设计规范GB50013-2006》，城镇配水管网的漏损水量宜按综合生活用水（包括居民生活用水和公共建筑用水）、工业企业用水、浇洒道

路和绿地用水，三项之和的10%〜12%计算，本设计取ll%o故管网漏损水量

Q4为：

Q4=（Q1+Q2+Q3）X11%

=（28500+19380+1915.2）X11%=5477.472m'/d

1.5未预见用水

根据《室外给水设计规范GB50（）13-2006》，未预见用水宜按综合生活用水

（包括居民生活用水和公共建筑用水）、工业企业用水、浇洒道路和绿地用水、管网漏损水量，四项之和的8%〜12%计算，本设计取1（）%。

故未预见用水量Q5为：

Q5=（QI+Q2+Q3+Q4）X10%

=（28500+19380+1915.2+5477.472）X10%=5527.2672n?

/d

1.6最高日设计供水量

Qd=Ql+Q2+Q3+Q4+Q5

=28500+19380+1915.2+5477.472+5527.2672=60799.9392m'/d

1.7水厂设计规模

由最高日设计用水量计算得出，水厂设计规模为Q匚61（）（）（）m、/d.

2.总体方案

2.1水源及取水构筑物

给水处理厂以清水河作为水源，最高水位38.93米，最低水位27.76米，常水位31.0（）米，最大流量4（）15m7s,最小流量194mVs,水中含沙量低，水量充沛，水质较好。

采用岸边式取水泵房取水。

2.2净水工艺选择

根据《给水排水设计手册，第三册》，一般水源净水工艺流程如下表所示:

净水工艺流視

适用条件

I

原水一混16沉淀或澄湧一过滤-消奇

•般进水浊度不人于2000・30002TU,短时间内可达5000-10000NTU

（I

原水f褪筑过滤消建

逬水浊虞一股不大〒25NTIJ.水质较檢定类簽殖

II

原水-混凝沉淀f过槪洪水期）原水f自的预沉-接触过淀一泊毒i平时〉

山灑河流.水质经席濟晰.洪水时含泥砂量较高

IV

顶水-气浮一过滤一消序

径常浊度较低•塩时间不趨过100NTU

V

原水-CiUWM沉或A然预沉戴混1S廉沉〉f混

4沉淀或浸清"过滤亠消鼻

高浊度水二级沉淀（粮清：

工艺•适用于含砂■火、杪峰持纹时阿较长的原水处理

\1

■气浮

原水■*混極一过滤-消枣

1沉淀

经常浊度较低•釆用气浮樽清1洪水期浊度较鬲时•则.采用沉淀工艺

由于该给水处理厂以地表水清水河作为水源，水量充沛，进水浊度在

100NTU左右，水质较好。

故选择采用常规水处理工艺，即原水—混凝沉淀或

澄清-过滤-消毒。

具体工艺流程图如下图所示:

泥饼外运

2.3水处理构筑物及药剂的选择

根据以上确定的净水工艺流程，将各构筑物及所加水处理药剂的优缺点及适用条件分别进行对比，综合考虑各方面因素，选择最佳构筑物类型及药剂。

2.3.1混凝剂的选择

目前我国常用的混凝剂有三大类，分别为：

铝系：

硫酸铝、明矶、聚合氯化铝（PAC）、聚合硫酸铝（PAS）;铁系：

三氯化铁、硫酸亚铁、聚合硫酸铁（PFS）、聚合氯化铁（PFC）；有机高分子混凝剂：

聚丙烯酰胺（PAM）。

1）硫酸铝

价格较低，使用便利，混凝效果较好，不会给处理后的水质带来不良影响。

但当水温低时硫酸铝水解困难，形成的絮体较松散；不溶杂质含量较多。

2）聚合氯化铝（PAC）

应用范囤广；易快速形成大的矶花，沉淀性能好，投药量一般比硫酸铝低;适宜的pH范围较宽（在5〜9间）；水温低吋，仍可保持稳定的混凝效果；使用时操作方便，腐蚀性小，劳动条件好；设备简单，成本较三氯化铁低。

3）三氯化铁

极易溶于水；沉淀性好，处理低温低浊水效果比铝盐较好。

但氮化铁液体、晶体物或受潮的无水物腐蚀性极大，铜制和加药设备必须考虑使用耐腐蚀材料。

4）硫酸亚铁

腐蚀性较强，混凝效呆不如三氯化铁；残留在水中的Fc产会使处理后的水带色。

适用于破度高，浊度高的水。

5）聚合硫酸铁

投加剂量少；絮体生成快；对水质的适应范囤广；水解吋消耗水中破度

少。

6）聚丙烯酰胺（PAM）

常作絮凝剂以配合铝盐和铁盐作用，在处理高浊度水吋效果显菩

通过以上比较，综合考虑三类混凝剂的优缺点及适用条件，并结合设备使用性能及防腐要求、维护管理及经济因素后，本设计方案采用聚合氯化铝（PAC）作为混凝剂。

2.3.2混合设备

混合设备的基本要求是，药剂与水的混合必须快速均匀。

目前我国常见的有以下三类，其优缺点及适用条件对比如下：

1）水泵混合

水泵混合是将药剂投加在取水泵吸水管或吸水喇叭口处，利用水泵叶轮高速旋转以达到快速混合的目的。

其混合效呆好，不需另建混合设施，节省动力，大、中、小型水厂均可采用。

但若采用三氯化铁作为混凝剂，投量较大吋，药剂对水泵叶轮可能有轻微腐蚀作用。

通常适用于取水泵房靠近水厂处理构筑物的场合，两者间距不宜大于150mo

2）管式混合

目前广泛使用的管式混合器是“管式静态混合器”，其利用水厂进水管的水流，通过管道或管道零件产生局部阻力，使水流发生涡旋，从而使水体和药剂混合。

其设备简单，安装方便，混合快速而均匀，不需外加动力设备。

缺点是管中流量过小时效果下降。

3）机械混合池

机械混合是依靠外部机械供给能量，使水流流态为紊流。

优点是混合效果好，且不受水量变化影响，适用于各种规模的水厂。

缺点是增加机械设备并相应熠加维修工作。

通过以上比较，综合考虑三类混合设备的优缺点及适用条件，并结合设备安装使用、维护管理及经济因素后，该设计方案采用管式静态混合器作为混合设备。

2.3.3絮擬池

絮凝的基本要求是，原水与药剂混合后，通过絮凝设备形成大而密实的絮凝体。

絮凝池有两大类：

水力搅拌式和机械搅拌式。

其优缺点及适用条件对比如

下:

形式

优tt点

适用条件

脩板

往复式

优点WMft*较好

2.构适筒氛•第工方便冷点"・鷲凝时何较长

2.水头损失较大

3.转折处累粒易破碎

4・出水漫量不易分趾均匀

1.水量大于30000m2/d的水厂

2・水■变动小

回转式

优点"・飯砸铁果较好

2.水头描失较小

3.构方便鏡点：

岔水涼■不易分配均匀

】・水■大T30000mVd的水厂

2.水■变动小

3.适用于旧池改建和扩建

折板

优点"・萦凝时间较矩

2.«««*好

轼点」・构适较复杂

2.水斤变化&响厳雄效果

水■变化不大的水厂

网林（樹条）款艇池

优点，】・款凝时闾短

2.絮凝效果校好

3.构适簡聃

快点：

水■变化老响*•效果

1.水■变化不夭的水厂

2.单池能力以1.0-2.5万m$，'d

为宜

机

优点款凝效果好，

2.水头播失小

3.可适应水療、水■的变化

0点：

需机械设备和经*««

大小水■均适用•并适应水■变动较大的水厂

通过以上比较，综合考虑四类絮凝池的优缺点及适用条件后，该设计方案采用折板絮凝池作为絮凝设备。

2・3・4沉淀池

沉淀是指在重力的作用下，悬浮固体从水中分离出来的过程，其设备的运

行状况直接影响出水水质。

沉淀池的形式主要有平流式沉淀池和斜管（板）沉

淀池。

其优缺点及适用条件对比如下:

总式

优缺点

适用条件

半流沉淀池

优点1.造价校低

2,涣作管理方便，慮工较简单

3・对原水浊度ig应性強，梢力大，处理效果稳絃

4.带有机械母泥设备时■排泥效果好缺点；1.占地为积较大

2.不采用机械排混装■时，排泥絞囲M

3・儒维护机MflrW设备

-般用于大•中型净水厂

斟色（板）沉淀池

优点"・沉淀效率离

2-池体小、占地少

缺点」.斜管（板丿耗用较多材料•老化厉狸需更换•费用较高

2・对用水浊度适应性较平汛池筮

3.不设机械排泥装■时•排泥设机犢

挣泥时护管理较平渝池麻烦

1・町用于各1*®*水厂

2・立用于老沉淀池的改建•扩確和花潜

二适用于濡保aa的紙&地区

▲•单也处理水*不宜过大

通过以上比较，综合考虑两类沉淀池的优缺点及适用条件，并结合设备安

装使用、维护管理及设备占地面积等因素后，该设计方案采用沉淀效率高，占地少的斜管沉淀池。

2.3.5滤池

过滤是指以石英砂等粒状滤料层截留水中悬浮杂质，从而使水得到澄清的工艺过程。

过滤不仅进一步降低水的浊度，而且水中有机物、细茵乃至病毒等将随水的浊度降低而被部分去除，残留于滤后水中的细菌、病毒等在失去浑浊物的保护或依附吋，在滤后消毒过程中也将容易被杀灭，为滤后消毒创造了良好条件。

因此，过滤工艺的好坏直接决定净水厂的最终水质。

目前国内常用的滤池类型按冲洗方式可分成两大类：

一类是单纯用水冲洗的普通砂滤池，如重力无阀滤池.虹吸滤池、移动罩滤池等；笫二类是气水反

冲洗均质滤料滤池，如：

V型滤池。

其优缺点及适用条