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1、净水厂设计研究毕业论文净水厂设计研究毕业论文水是生命之源，是人类生活、工农业生产和社会经济发展的重要资源，科学用水和排水是人 类社会发展史上最重要的社会活动和生产活动容之一。给水排水工程又可分给水工程和排水工程 两个部分。其中给水工程的任务是向城镇居民、工矿企业公共设施等提供用水，且保障水质、 水量、水压要求。我的毕业设计趣目是市某净水厂工程工艺设计，净水厂设计规模为150000m3/d *源水取自白 石水库，水库水质为二类地表水 符合生活饮用水水源要求，出厂水质为一类水质标准，水厂岀 厂水压为0. 6MPa o净水厂所在地属西部的低山丘陵区，地势西北高，东南低；西南高，东北低， 平均海拔高度

2、为138m。本设计选用“混凝一沉淀一过滤一消毒”的常规处理工艺，混凝剂选用聚 合氯化铝Ab (OH)n-Chn.；絮凝池选用往复式隔板絮凝池，沉淀池选用斜管沉淀池，且絮凝池 和沉淀池合建；滤池选用普通快滤池，采用高速水流反冲洗；消毒方式采用液氮消毒。毕业设计是本科生教学环节中重要的一环。通过毕业设计，可以把所学习的理论知识进行系 统地实践，培养学生的综合分析问题和解决问题的能力，为今启的实际工作奠定必要的基础，同 时把书本上所学到的知识系统化。我们在今后的实践中还需要不斷学习，不斷探索，不斷总结经 验。从这个意义上说，毕业设计是我们在大学期间最接近工程实践的一次训练，通过它我们可以 掌握工程中

3、的一般设计同时这也是大学四年中最重要最正规的一次大型考核。第一部分设计说明书1设计资料1.1设计任务根据所给资料进行市某净水厂工程工艺设计，包括净水工程的初步设计及送水泵房的初步设 计。净水工程设计分为混合工艺设计、絮凝工艺的设计、沉淀工艺的设计、过滤工艺的设计、清 水池的设计，消春系统的设计，加药系统的设计以及水厂的布置。送水工程设计包括选泵和泵房 的计算。1.2设计原始资料1.2. 1概况总面积10355平方公里，其中城市规划区面积674.02平方公里，建成区面积53平方公里。 下辖两县五区，即蒙古族自治县、彰武县和海州区、细河区、太平区、新邱区、清河门区。此外， 还有省级经济开发区和高新

4、技术产业园区。全市总人口 192万（2008年），其中城市人口 78万。 1.2.2自然条件1） 地理位置：省市2） 地形地貌市是高原和辽河平原的中间过渡带，属西部的低山丘陵区。全区是长矩形，中轴斜交于北纬 42 J0和东经1220 交点上，斜卧方向是东北一西南向。全境东西长170公里，南北宽84公 里，总面积10355平方公里。地势西北高，东南低；西南高，东北低。海拔最高点为西北部的乌 兰木头山，831.4米；海拔最低点为东南部的十家子乡南甸子村，4& 5米。3） 气象资料（1） 气温年平均气温7.5C，最冷月份（一月）平均气温-17. 3C，极端最低气温-2& 4C，最热月份（七月）平均气

5、温29.5C，极端最高气温40. 6C ；（2） 平均降雨童:539. 3min ；（3） 常年主导风向：西南偽南风；（4） 冰冻线冻土厚度：140cm ；(5)最大积雪深度:16cm -1.2.3水源状况1)概况白石水库位于省北票市上圆镇大凌河干流上，是一座以防洪、灌溉和城市供水为主，兼顾发 电、养鱼的综合领域水利枢纽。水库总库容16. 45x10Rm3 ；正常舊水位127in，相应库容lOxlOY， 属大型水库。从1999年9月下闸舊水后，采用低水位运行方式，水位为114d若水蚩2.3x10。 白石水库水质执行国家地表水坏境质童标准(GB3838-2002)二级标准和国家生活饮用水卫 生标

6、准中的生活饮用水卫生标准。2)水位表卜1水位历年平均常水使(m)裟高水位(p=l%) (m)最低水位(p=97%) (in)127. 00.8810&003)原水水质分析表1-2原水水质序号项目数歩1水温(C)1-232浊度(NTU)1-453色度5-154pH值7. 2-7. 85高铭酸盐指数(mg/L)3. 65-5. 996硬度(mg/L)100-2807铁(mg/L)0.06-0. 548细菌总数(个/ini)10-5102设计用水量2.1最高日用水量水厂设计用水量为15OOOOm7d 则最高日的用水t(2j= 15OOOOnT/d2.2最高日平均时用水量八 aQ, 1.1x15000

7、0 3,最高日平均时用水量Q,=亠 = = 6875m /hT 24其中，Qr为最高日平均时的设计用水量* m3/ha是考虑水厂自用水輦的系数，水厂自用水量主要用于滤池冲洗及沉淀池或澄清池排泥等 方面，其值取决于水处理工艺、构筑物类型及原水水质等因素，一般在105110之间，本设 计取a = 1.1T为一级泵站每天工作小时数，按三班制24h均匀工作来考虑。2.3最高日最高时用水董最高日最高时用水董：Qh =人山皿 = 9375m7h24 24Kh为时变化系数1.3-1. 6,本设计取1.53 给水处理工艺流程和给水构筑物的工艺选择给水处理厂设计容包括设计规模的确定，厂址选择，水处理工艺选择，处

8、理构筑物选择与计 算，处理用药剂选择与用量确定，二级泵站设计与计算，药剂（包括混凝剂，助凝剂，消毒剂等） 配制与投加方式选择和计算附属构筑物设计，水厂平面和高程布置，厂区道路，管线综合布置， 厂区绿化布置。3.1设计原则1） 水处理构筑物的生产能力，应以最高日供水量加水厂自用水量进行设计，并按原水水质最 不利情况进行校核。水厂自用水量取决于所采用的处理方法构筑物类型及原水水质等因素，城 镇水厂自用水董一般采用供水虽的5%-10%，必要时可通过计算确定。2） 水厂应按近期设计，并考虑远期发展。根据使用要求及技术经济合理等因素，对近期工程 亦可做分期建设的可能安排。对于扩逑改建工程，应从实际出发，

9、充分发挥原有设施的效能， 并应考虑与原有构筑物的合理配合。3） 水厂设计中应考虑各构筑物或设备进行检修、淸洗及部分停止工作时，仍能满足用水要求、 主要设备应有备用1:；处理构筑物一般不设备用童，但可通过适当的技术措施，在设计允许围提 高运行负荷。4） 水厂自动化程度，应本着提供水水质和供水可箕性，降低能耗、药耗，提高科学管理水平 和增加经济效益的原则，根据实际生产要求，技术经济合理性和设备供应情况，妥善确定。5） 设计中必须遵守设计规的规定。如果采用现行规中尚未列入的新技术、新工艺、新设备和 新材料，则必须通过科学论证，确证行之有效，方可付诸工程实际。但对与确实行之有效、经济 效益高、技术先进

10、的新工艺、新设备和新材料，应积极采用，不必受现行设计规的约束。3.2设计规模给水厂处理构筑物设计规模按最高日平均时流量计，即： Q?聖幺=50000 = 6875m/h，水处理构筑物的设计，应按原水水质最不利情况时所T 24需供水量进行校核。3.3厂址选择厂址选择应在整个给水系统设计方案中全面规划，综合考虑，通过技术经济比较确定。在选择厂址时，一般应考虑以下几个问题：1） 厂址应选择在工程地质条件校好的地方，一般选在地下水位低，承载力较大，湿陷性等 级不高，岩石较少的地层，以降低工程造价和便于施工。2） 水厂尽可能选择在不受洪水威胁的地方，否则应考虑防洪扌皆施。3） 水厂应尽量设置在交通方便、

11、箕近电源的地方，以利于施工管理和降低输电线路的造价， 并考虑沉淀池排泥及滤池冲洗水排除方便。4） 当取水地点距离用水区较近时 水厂一般设置在取水构筑物附近，通常与取水构筑物建 在一起，当取水地点距离用水区较远时，厂址选择有两种方案，一是将水厂设置在取水构筑物附 近；另一是将水厂设置在离用水区较近的地方。前一种方案主要优点是：水厂和取水构筑物可集 中管理，节省水厂自用水（如滤池冲洗和沉淀池排泥）的输水费用并便于沉淀池排泥和滤池冲洗 水排除，特别对浊度较高的水源而言。但从水厂至主要用水区的输水管道口径要增大，管道承压 较高，从而增加了输水管道的造价，特别是当城市用水量逐时变化系数较大及输水管道较长

12、时； 或者需在主要用水区増设配水厂（消毒-调节和加压），净化后的水由水厂送至配水厂，再由配 水厂送入管网，这样也増加了给水系统的设施和管理工作。后一种方案优缺点与前者正相反。对 于高浊度水源，也可将预沉构筑物与取水构筑物逑在一起，水厂其余部分设置在主要用水区附近。 以上不同方案应综合考虑各种因素并结合其他具体情况，通过技术经济比较确定。3.4水厂工艺流程的选择以一般水源净水工艺流程选择作为参考：表3-1净水工艺流程比较净水工艺流程适用条件I原水f混凝沉淀或滋清f过滤f消毒一般迸水浊度不大于2000-3000NTU，短时间可达 5000 10000NTUn原水f接触过滤f消毒进水浊度一般不大于2

13、5NTU，水质较稳定且尢藻繁殖m原水f混凝沉淀f过滤f消春（洪水期）山湊河流。水质经索清晰洪水时含泥沙黄原水f自然预沉f接触过滤f消# （平时）较离IV原水f混凝- 气浮f过滤f消春经常独度较低短时间不超过100NTU原水f（澜釜预沉或自然预沉或混凝预沉）f混凝沉淀或澄高浊度水二级沉淀（澄清）工艺适用于含V清f过滤f消毒沙童大砂咔持统时间较长的原水处理VI原水f混凝f气浮（沉淀）f过滤f消毒经常;:虫度较低采用气浮澄清；洪水期浊度较高则采用沉淀工艺取水水源为河水，根据原水水质的分析结果经综合比较后选用原水混凝沉淀过滤消毒的常规处理工艺。本设计工艺流程图如下：图31工艺流程图3.5处理构筑物的选

14、择3. 5.1投药单元1）常用混凝剂及其特点表3-2常用混凝剂及其特点名称分子式一般介绍酸铝Al2(SO4)3lSH2O制造工艺复杂，水解作用缓慢；含无水磕酸铝50%-52% ；适用于水溫为20-40C，当PHM-7时，主要去除有机物；PH二57-7.88寸主要去除悬浮 物；P46.4-7.8时处理浊度离色度低（小于30度）的水。酸13Al2(SO4)3SH2O制造工艺简单价格低；设计时含无水硫酸铝一般可采用20%-25% ；含有20%-30%不溶物，其他同箱制硫酸怡三氯化铁FeClH.O不受水湿彩响絮体大沉淀速度快效果好，易溶解，易混合，残渣少。 对金属（尤其对铁）鸠蚀性大对混凝土亦播蚀对塑

15、料会因发热而引起 变形原水PH=6. 0-8.4之间为宜，当原水碱度不足时应加适童石灰；处理低 浊水时效果不显著聚合氮化铝A/2(OH)”ChJ“，简称PAC净化效率高，用药董少，出水浊度低，邑度小，过滤性能好原水浊度高时尤为显著湿度适应性高，PH值使用囤宽（PH二5-9”因而可调PH值。操作方便，腐蚀性小劳动条件好成本低聚丙烯又名三号絮凝剂 简写PAM处理高洩度水池效果显著，既可保证水庆又可减少混凝列用黄和沉淀池 容积，目前被认为是处理高浊水最有效的絮凝剂之一，适当水解后，效果 提高，常与其他混凝剂配合使用或作助凝剂具单体丙烯靦胺有春用于 饮用水净化应控制用量2 ）混凝剂的选择位于北方，水源

16、水温较低，而水中浊度也比较低，是低温低浊水，考虑使用聚合氮化铝Ab （OH）nClzn。聚合氮化铝产生的矶花颗粒大，密实，沉淀好，药剂的用量少 适应国广，可适 应低温低浊水的处理，适宜pH田5-9。本设计不加助凝剂，根損同类水厂运行经验，本设计采用 PAC最大投药量30ing/l，PAC扌殳加浓度为10%。3）药剂投加方法常用药剂的投加方法有干投法和湿投法两种。表3-3药剂投加方法比较投加方法优 点缺 点干投法(1)设备占地小(2)设备被隔蚀的可能性较小(3)当要求加药效突变时易于调整投加歩(4)药液较为新鲜(1)当用药量大时需要一套破碎混凝剂的设备混凝剂用黄少时不易调爷(3)劳动条件差(4)

17、药剂与水不易混合均匀湿投法(1)容易与原水充分混合(2)不易阻塞人口管理方便(3)投量易于调节(1)设备占地大(2)人工调制时，工作黄较大(3)设备容易受腐蚀(4)当要求加药效突变时，投药量调幣较慢干式法对药剂要求较高，采用较少，目前普遍采用的是湿法投加。因此，本设计选择湿投法，并且采用计董泵投加方式。4)加药间加药间是投加混凝剂助凝剂等的设施。加药间布置的一般要求如下：(1)加药间宜与药库合并布置。布置原则为：药剂输送、投加流程顺畅，方便操作与管理， 力求车间清洁卫生，符合劳动安全要求*高程布置符合投加工艺及设备条件。有些水厂采用加药 与加氯设施综合在一起的布置，以有利于水厂的总体布置并减少

18、管理点。(2)加药间位置应尽量壷近投加点。(3)当水厂采取分期建设时，加药间的建设规模宜与水厂其他生产性建筑物的规模相协调。 一般情况下，可采用土建按总规模设计，设备则分期配置。(4)加药间布置应兼顾电气、仪表自控等专业的要求。(5)加药间可布置成各种形状、工程实例中，采用校多的为一字形、L形形等。(6)箕近和穿过操作通道 运输通道及人员进出区域的冬种管道宜布置在管沟。管沟应设有 排水措施，并防止室外管沟积水的倒灌。管沟盖板应耐腐和防滑，可采用加强塑料板玻璃钢板 等。(7)搅拌池边宜设置排水沟，四周地面坡向排水坡。(8)根据药剂品种确定加药管管材 一般混凝剂可采用硬聚氣乙烯管。(9)根据药剂品

19、种考虑地坪的防腐措施(10)加药间应保持良好的通风。(11)当采用高位溶液池时 操作平台与屋顶的净空高度不宜小于2201110(12)由加药间至加注点的加药管根数不宜少于2根，并分别在加药间和投加点处设置切换阀 门，以保证其中一根损坏或检修时仍能正常投加药剂。(13)加药间药液池边应设工作台，工作台宽度以 M.5m为宜。(14)药剂仓库和加药间应根振具体情况设置机械搬运设备。(15)加药间室应设有冲洗设施。(16)对于有水解聚丙烯旣胺溶液池的加药间，因有氨气放出，室要加强通风设施。(17)冬季使用聚丙烯酰胺的室温度不低于2C。5)药库药库布置的一般要求如下：(1)固体药库和液体药剂储存池的储备

20、量应符合设计规的规定，因定储备1:视当地供应、运 输等条件确定，一般可按最大投药量的1530d用量计算，其周转储备童应根据当地具体条件确 定(周转储备量是指药剂消耗与供应时间的差值所需的储备t)o(2)药库宜与加药间合并布置，室外储液池应尽董龛近加药间。(3)药库外设置汽车运输道路，并有足够的倒车道。药库一般设汽车运输进出的大门，门净 宽不小于3m。(4)混凝剂堆放高度一般采用L5-2m，当采用石灰时可视为1.5ii有吊运设备时可适当增加。(5)药库面积根据储存量籾堆高计算确定，并留有15i】i左右宽的通道以及却货的位置。(6)为搬运方便和减轻劳动强度，药库一般设置电动葫芦或电动单梁悬挂起重机

21、。(7)药库层高一般不小于4in，当设有起吊设备时应通过计算确定。设计时应注意窗台的高度 高于药剂堆放高度。(8)应有良好的通风条件，并应防止药剂受潮。(9)地坪与塢壁应根据药剂的腐蚀程度采取相应的防腐措施。(10)对于储存童较大的散装药剂，可用隔堵分格。则加药间尺寸为LxBxH = 10x7x63. 5.2混合单元混合的基本要求是：原水中投加混凝剂后，应立即瞬时强烈搅动，使在很短时间（约10 20S），将混凝剂均匀分散到水中，也即采用快速混合方式。搅拌速度梯度G 般为6001000S1。 但在投加高分子絮凝剂时，只要求混合均匀不要求快速、强烈的搅拌混合。混合设备应箕近絮 凝池尽可能采用直接连

22、接方式。最长距离不宜超过120m *连接管道的流速为0.8l0m/s。混合 设备的基本要求是，药剂与水的混合必须快速均匀。1）混合方式混合方式基本分为两大类：水力和机械。前者简单 但不能适应流量的变化；后者可进行训 节，能适应各种流量的变化，但需有一定的机械维修量。采用何种形式应根据净水工艺布置、水 质、水董、投加药制品种及数輦以及维修条件等因素确定。几种不同混合方式有水泵混合、管式 混合（管式静态混合-扩散混合）、机械混合。不同的混合方式的区别和运动条件参见表3-4表3-4混合方式及其特点混合方式优缺点适用条件优点：设备简单；不占地管式混合缺点：当流量减小时可能在管中反应沉淀；一般的管道混合

23、效果较差，采用身态混合器效果较好，但水损较大优点:混合效果好；某些池型能够调节水头高低，适应水量适合于大中趣水厂混合池混合变化缺点：占地面积较大;某些逬水方式会带进大报气体水泵混合优点：设备简单；混合效果较好；不需另耗能董缺点：吸水管路较多时，投药设备需増加，安装管理较麻烦适用于一级泵房离处理构筑物12伽以的各种規模的水厂桨板式机械混优点：混合效果较好：水头损先较小适用于各种規模的水厂合缺点：需耗动能，管理维护复杂本设计采用管式静态混合器，构造如图所示：2）尺寸管式静态混合器设置在配水井至絮凝池的总管中，管径DN 1500mm3. 5.3絮凝单元I）絮凝池类型的选择絮凝过程就是在外力作用下，使

24、具有絮凝性能的微絮粒相互接触碰撞，而形成更大具有良好 沉淀性能的大的絮;疑体。目前国使用较多的是各种形式的水力絮凝及其冬种组合形式，主要有隔 板絮凝、折板絮凝、柵条（网格）絮凝和穿孔获流絮凝。表3-5絮凝池的类型及轩点类型特点适用条件隔优点：絮凝效果好构造简单，施工方便板往复式缺点：容积较大水头损失较大转折处机花水量大于30000m7d的水厂；水量变劫小者式易破碎絮优点：絮凝效果好水头损失小，构造简单水量大于30000m7d的水厂；水量变动小凝回转式管理方便者；改建和扩建旧池时史适用池缺点：出水流量不宜分配均匀，出口处宜积泥优点:容积小，水头損失较小疑流式絮凝池缺点：池子较深，地下水位高处旋工

25、较难 絮-般用于中小型水厂凝效果较差折板式絮凝池忧点：絮凝效果好絮凝时间短容积较小缺点：构遗较隔板絮凝池复杂，造价高流童变化较小的中小型水厂网格絮凝池优点：絮凝效果好水头損失小絮凝时间短缺点：末帰池底易积泥根据以上冬种絮凝池的特点以及实际情况并进行比较，本设计选用往复式隔板絮凝池。2）尺寸设置4座絮凝池，每座尺寸为：LxBxH = 5.07x20x2.4m，池毎3条廊道宽度相同的 隔板为一段，共分6段，廊道总数为18条。毎座一根进水管DN700，水流通过穿孔花墻进入沉淀池。采取穿孔管排泥方式，管径选取 150mm，排泥系统与沉淀池合建，排泥管从两侧排出接入排泥总管，管径为6001HHI。3.

26、5.4沉淀单元1）沉淀池类型的选择选择沉淀池类型时，应根据原水水质 设计生产能力、处理后水质要求，并考虑原水水湿变 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校确定沉淀池的 个数或能够单独排空的分格数不宜少于2个。经过混凝沉淀的水，在进入滤池前的浑浊度一般不宜超过10度，遇高浊度原水或低湿低浊 度原水时，不宜超过15度。设计沉淀池时需要考虑均匀配水和均匀集水，沉淀池积泥区的容积，应根据进出水的悬浮物 含量、处理水虽、排泥周期和浓度等因素通过计算确定。当沉淀池排泥次数较多时，宜采用机械 化或自动化排泥装置，应设取样装置。表3-6沉淀池的类型及轩点类型优点缺点适用条件平

27、流式沉淀池优点：遥价较低操作管 理方便施工较简单；对 原水浊度适应性强，处理 效果稳定，采用机械排泥 设施时排泥效果好缺点：采用机械排泥设旋 时需要维护机械排泥设 备；占地面积大水力排 泥时，排泥困难一般适用于大中型水厂斜管（板）沉淀池优点：沉淀效率高，池体小*占地小缺点：斜管（板）耗材多， 对原水浊度适应性较平流 池差；不设排泥装说时 排泥困难，设排泥装说时， 维护管理恋烦适用于大、中型水厂适用于旧沉淀池的扩建、改建和挖建竖流式沉淀池优点：排泥较方便,占地面积小缺点:上升流速受颗粒下 沉速度所限出水量小， 一般沉淀效果较差，施工 较平流式困难一般用于小空净水厂，常用于地下水位较低时结合优缺点

28、，本设计采用斜管沉淀池。2）排泥方式的选择表3-7排泥方法类型优点缺点适用条件池底结构简单不需要其池底结构简单不需原水终年很清每年排泥次数不他设备；透价低；要其他设备：造价低；多；一般用于小型水厂；池数不人工排泥少于2个交替使用；劳动强度较小排泥历时池底结构复杂旋工原水浑浊度不高；每年排泥次数多斗底更力排泥较短；耗水技比人工排泥较困琏：排泥不彻底：不多：地下水位较低；一般用于少；排泥时可不停水；中小型水厂；劳动强度小，排泥历时较孔眼易堵塞，排泥效原水浑浊度适应田较广；每年排短；耗水量少；排泥时不果不稳定;检侈不便;泥次数较多；地下水位较高；新穿孔管排泥停水；池底结构较简单；原水浑浊度较离时，建

29、或改建的水厂多采用。排泥效果差；机械排泥吸泥机排泥效果好；可连续排泥； 池底结构较简单；劳动強 度小,揀作方便;耗用金属材料多；设备较多；原水浑浊度较：排泥次数较多；地下水位较高：一般用于大、中型水厂平流沉淀池；刮泥机排泥彻底，效果好；可连续排泥；劳动强度小，操作方便；耗用金属材料及设备 多；池底结构要配备 刮板装就结构较复 杂；原水浑浊度奇；排泥次数较多； 一般用于大、中型水厂輻流式沉 淀池及加速澄清池。吸泥船排泥效果好；可连续排泥；躱作方便；按作管理人员多 维 护较复杂;设备校多;原水浑浊度较高，含砂效大；一般用于大型水厂预沉淀池中。结合优缺点，本设计采用穿孔管排泥。3）尺寸设置四座斜管沉淀池，毎座尺寸为LxBx/7=9x20x4.37m。进水穿孔花埔总共有500个 孔洞，孔口尺寸定为150x80mm 出水管管径为DN800。3. 5.5过滤单元1）过滤池类型的选择供生活饮用水的滤池出水水质经消毒后应符合现行生活饮用水卫生标准的要求；供生产 用水的过滤池出水水质，应符合生产工艺要求；滤池形式的选择，应根扌居设计生产能力、原水水 质和工艺流程的高程布置等因素，结合当地条件，通过技术经济比较确定。表3-8滤池的类型及特点形式优缺点适用条件单层砂滤料