3萬(wàn)立方米每天自來(lái)水廠的設(shè)計(jì)【含CAD圖紙+文檔】

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摘 要 給水工程的任務(wù)是向城鎮(zhèn)居民、工礦企業(yè)、公共設(shè)施等提供用水，且保障水質(zhì)、水量、水壓要求。本設(shè)計(jì)完成了給水工程的初步設(shè)計(jì)，主要內(nèi)容包括：給水處理工藝比選及確定、主要處理構(gòu)筑物的計(jì)算和校核、給水廠平面布置、高程設(shè)計(jì)計(jì)算并完成了成果圖的繪制。本設(shè)計(jì)以地表水為水源，處理水量為3萬(wàn)m3/d。設(shè)計(jì)的給水處理工藝流程為：源水→泵站→混凝→機(jī)械攪拌澄清池→普通快濾池→清水池→二級(jí)泵房→城市管網(wǎng)。其中，選用硫酸鋁作為混凝劑，液氯作為消毒劑，出水水質(zhì)可達(dá)到《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB5749-2006）。 關(guān)鍵詞：給水工程；機(jī)械攪拌澄清池；普通快濾池；二級(jí)泵站 ABSTRACT The main task of water-supply engineering is to feed the water for civil, industrial and public usage under the condition of certain quality, flow and pressure. The preliminary design of the water treatment plant was accomplished. The key elements of design were composed of comparison of treatment methods to choose the suitable process,to determine and check the size of major structures. Also, the site and elevation layout and maps have been finished. The design was supplied with surface water by the size of 30,000 m3/d. The treatment scheme was designed from water source, accelerated clarifier, inclined pipe Filter, ordinary fast rate, clearance pond, two pumping stations to city pipeline. Selection of coagulant aluminum sulfate, liquid chlorine as disinfectant. Water plant to meet water quality requirements "Drinking Water Health Standard"(GB5749-2006). Key words: Water-supply; Accelerated clarifier; Ordinary rapid filter; High Service Pumping Station 目 錄 第一章 緒論 1 1.1 設(shè)計(jì)資料綜述 1 1.1.2 原始資料 1 1.1.3 設(shè)計(jì)內(nèi)容 1 1.2 設(shè)計(jì)目的與要求 3 1.2.1 設(shè)計(jì)目的 3 1.2.2 設(shè)計(jì)要求 3 第二章 水質(zhì)分析及設(shè)計(jì)水量計(jì)算 4 2.1 水質(zhì)分析 4 2.2 設(shè)計(jì)水量計(jì)算 5 第三章 給水處理工藝流程 6 3.1設(shè)計(jì)原則 6 3.2 設(shè)計(jì)規(guī)模 6 3.3 廠址選擇 6 3.4 水廠工藝流程選擇 7 3.5 處理構(gòu)筑物的選擇 8 3.5.1 混凝劑的選擇與投加 8 3.5.2 混合設(shè)備 9 3.5.3 絮凝設(shè)備 10 3.5.4 沉淀設(shè)備 11 3.5.5 澄清池 13 3.5.6 過(guò)濾設(shè)備 13 3.5.7 消毒 15 第四章 凈水廠工藝計(jì)算 16 4.1 混凝劑選用及加藥間設(shè)計(jì)計(jì)算 16 4.1.1 混凝劑藥劑的選用 16 4.1.2 混凝劑的投加 16 4.1.3 加藥間的設(shè)計(jì)計(jì)算 16 4.1.4 溶液池容積 16 4.1.5 溶解池容積 17 4.1.6 投藥管 17 4.1.7 溶解池?cái)嚢柙O(shè)備 17 4.1.8 計(jì)量投加設(shè)備 17 4.1.9 藥庫(kù)的設(shè)計(jì)參數(shù) 18 4.2 機(jī)械攪拌澄清池計(jì)計(jì)算 18 4.2.1 第二反應(yīng)室 18 4.2.2 導(dǎo)流室 19 4.2.3 分離室 19 4.2.4 池深計(jì)算 20 4.2.5 配水三角槽 21 4.2.6 第一反應(yīng)室 21 4.2.7 容積計(jì)算 22 4.2.8進(jìn)水系統(tǒng)和集水系統(tǒng) 22 4.2.9 排泥及排水計(jì)算 23 4.2.10 攪拌機(jī)計(jì)算 24 4.2.11 刮泥機(jī)計(jì)算 25 4.3 普通快濾池的設(shè)計(jì) 26 4.3.1 設(shè)計(jì)參數(shù) 26 4.3.2 設(shè)計(jì)計(jì)算 26 4.4 清水池的設(shè)計(jì) 30 4.4.1 清水池總?cè)莘e的計(jì)算 30 4.4.2 清水池各管管徑的確定 31 4.5 液氯消毒 32 4.5.1 消毒劑選擇 32 4.5.2 設(shè)計(jì)要求 32 4.5.3 投加與調(diào)制設(shè)備 32 4.5.4 加氯工藝及加氯間計(jì)算 33 第五章 送水泵選配及二級(jí)泵站工藝布置 35 5.1 流量計(jì)算 35 5.2 揚(yáng)程計(jì)算 35 5.3 選泵 35 5.4 二級(jí)泵房的布置 36 5.5 起重設(shè)備選擇 37 5.6 泵房高度計(jì)算 37 5.7 管道計(jì)算 37 5.8 通風(fēng)與抽水設(shè)備計(jì)算 38 5.8.1 通風(fēng)系統(tǒng)計(jì)算 38 5.8.2 排水設(shè)備 38 第六章 平面布置及高程計(jì)算 39 6.1 平面布置 39 6.2 高程布置 39 6.2.1 管渠水力計(jì)算 40 6.2.2 處理構(gòu)筑物高程計(jì)算 41 參考文獻(xiàn) 42 外文資料 1 中文譯文 15 致 謝 1 6 第1章 緒論 1.1 設(shè)計(jì)資料綜述 1.1.1 設(shè)計(jì)題目 3萬(wàn) m3/d自來(lái)水廠的設(shè)計(jì) 1.1.2 原始資料 原始依據(jù)（包括設(shè)計(jì)或論文的工作基礎(chǔ)、研究條件、應(yīng)用環(huán)境、工作目的等。）根據(jù)相關(guān)設(shè)計(jì)資料，確定合理的工藝方案，使給水廠出水水質(zhì)達(dá)到《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB5749-2006），并安全輸配到用戶，滿足用戶的需求。 (1) 氣象條件： 平均氣溫15.3℃ 最低氣溫－16.8℃ 最高氣溫34℃ 全年平均降水量400 mm 最大降雨量76 mm 最大積雪厚度15 mm 夏季主導(dǎo)風(fēng)向西北 最低水溫2.1℃ 最高水溫28.0℃ (2) 地質(zhì)條件： 地基承載89 kPa 地下水位1.8 m 最大凍土深度80 cm 河水最高水位13.5 m（大沽標(biāo)高） 河水最低水位10.8 m（大沽標(biāo)高） 設(shè)計(jì)場(chǎng)地平坦標(biāo)高為15.45 m（大沽標(biāo)高） 1.1.3 設(shè)計(jì)內(nèi)容 (1) 根據(jù)水質(zhì)、水量、地區(qū)條件、施工條件和水廠運(yùn)行情況、確定凈水廠的處理工藝流程； (2) 擬定各處理構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)流量，并根據(jù)確定的凈水廠位置，選擇適宜采用的處理構(gòu)筑物，確定設(shè)計(jì)采用的處理構(gòu)筑物的形式及數(shù)量； (3) 進(jìn)行各構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)計(jì)算，確定各構(gòu)筑物和各主要構(gòu)件的尺寸并繪制部分計(jì)算簡(jiǎn)圖，設(shè)計(jì)時(shí)要考慮到構(gòu)筑物及其構(gòu)件施工上的可能性，并符合要求。 a. 投藥及混合 根據(jù)原水水質(zhì)、處理要求、貨源及其他經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件選定混凝劑品種及投加量，設(shè)計(jì)溶解池、溶液池，布置加藥間及藥庫(kù)，畫出草圖；確定混合方式，進(jìn)行混合工藝設(shè)計(jì)計(jì)算和設(shè)備選擇。 b. 絮凝、沉淀 絮凝池和沉淀池應(yīng)同時(shí)進(jìn)行計(jì)算和設(shè)計(jì)，并應(yīng)注意兩者的關(guān)系與配合，要使兩池之間在高程、水流銜接、深度和池?cái)?shù)等方面相互配合。根據(jù)設(shè)計(jì)流量，絮凝池、沉淀池應(yīng)至少分為獨(dú)立相同的兩組，每組可根據(jù)需要分為若干格。也可根據(jù)水質(zhì)情況選用澄清池，并進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。 c. 濾池 在北方，濾池一般應(yīng)設(shè)在室內(nèi)，沖洗水泵房應(yīng)盡可能與濾池合建。 d. 消毒 選定消毒劑并根據(jù)水質(zhì)有關(guān)參考資料確定其投加量，投加點(diǎn)應(yīng)根據(jù)水質(zhì)情況確定。進(jìn)一步選擇投加設(shè)備，布置加藥間及藥庫(kù)，繪出草圖。 e. 清水池 清水池之間要既能互相連通，又能單池運(yùn)行。清水池應(yīng)根據(jù)水量大小、地形及設(shè)計(jì)高程而定，由單池容積和設(shè)計(jì)水深決定水池平面尺寸。 (4) 根據(jù)各構(gòu)筑物的確定尺寸，確定各構(gòu)筑物在平面位置上的確切位置，完成平面布置；確定各構(gòu)筑物間聯(lián)接管道的位置，管徑、長(zhǎng)度、材料及附屬設(shè)施，完成水廠的高程布置。 (5) 繪制凈水廠平面及高程布置圖，凈水構(gòu)筑物工藝平、剖面圖。 (6) 二泵站設(shè)計(jì)計(jì)算 選泵臺(tái)數(shù)不宜過(guò)多，也不宜過(guò)少，應(yīng)能滿足各種不同流量及揚(yáng)程之需要為宜，一般4-7臺(tái)，盡可能同型號(hào)。確定泵站形式，進(jìn)行泵站設(shè)計(jì)計(jì)算；繪制二泵站工藝圖。 1.2 設(shè)計(jì)目的與要求 1.2.1 設(shè)計(jì)目的 給水工程畢業(yè)設(shè)計(jì)是本專業(yè)教學(xué)必不可少的極為重要的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)之一，是檢驗(yàn)學(xué)生掌握所學(xué)專業(yè)知識(shí)程度的重要手段。通過(guò)給水工程畢業(yè)設(shè)計(jì)，可使學(xué)生系統(tǒng)掌握給水工程設(shè)計(jì)原則及程序，設(shè)計(jì)步驟和方法，標(biāo)準(zhǔn)圖集的參考與選用，以及對(duì)設(shè)計(jì)說(shuō)明書和圖紙的要求，使學(xué)生在工程設(shè)計(jì)方面得到一次全面鍛煉。 1.2.2 設(shè)計(jì)要求 (1) 應(yīng)具備的能力 知識(shí)方面：系統(tǒng)地掌握本專業(yè)所必須的基礎(chǔ)理論知識(shí)，掌握水力學(xué)、水分析化學(xué)和污染控制微生物學(xué)等主要專業(yè)基礎(chǔ)課的理論知識(shí)，具有系統(tǒng)的給水工程、排水工程等專業(yè)知識(shí)，對(duì)新工藝、新材料、新設(shè)備有一定的了解。 能力技能方面：具有給水、排水系統(tǒng)規(guī)劃與工藝設(shè)計(jì)能力，具有本專業(yè)必需的制圖、運(yùn)算、計(jì)算機(jī)等方面的操作能力。 (2) 基本要求 a. 通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)，應(yīng)具有一定的綜合技術(shù)分析能力、設(shè)計(jì)運(yùn)用能力、運(yùn)用計(jì)算機(jī)能力、工程制圖及編制說(shuō)明書的能力。 b. 應(yīng)在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下完成所規(guī)定的內(nèi)容和工作量。 c. 設(shè)計(jì)計(jì)算要正確，理論敘述要簡(jiǎn)潔明了，文理通暢。 d. 畢業(yè)設(shè)計(jì)圖紙應(yīng)能較好地表達(dá)設(shè)計(jì)意圖，圖紙布置合理，正確清晰達(dá)到規(guī)范要求。 e．畢業(yè)設(shè)計(jì)圖紙應(yīng)能較好地表達(dá)設(shè)計(jì)意圖，圖紙布置合理，正確清晰達(dá)到規(guī)范要求。 第2章 水質(zhì)分析及設(shè)計(jì)水量計(jì)算 2.1 水質(zhì)分析 本設(shè)計(jì)給水處理工程設(shè)計(jì)原水水質(zhì)應(yīng)滿足國(guó)家生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)(GB5749-2006)，處理的目的是去除原水中懸浮物質(zhì)，膠體物質(zhì)、細(xì)菌、病毒以及其他有害成分，使凈化后水質(zhì)滿足生活飲用水的要求。 根據(jù)《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB5749-2006)對(duì)城市供水水質(zhì)的要求，水源水的水質(zhì)應(yīng)符合下列要求： (1) 水中不得含有致病微生物； (2) 水中所含化學(xué)物質(zhì)和放射性物質(zhì)不得危害人體健康； (3) 水的感官性狀良好； (4) 城市供水水質(zhì)檢驗(yàn)項(xiàng)目； (5) 常規(guī)檢驗(yàn)項(xiàng)目見下表。 表1-1 《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB5749-2006)常規(guī)檢驗(yàn)項(xiàng)目 序號(hào) 項(xiàng) 目 單 位 標(biāo)準(zhǔn)限值 1 PH值 / 6.5～8.5 2 色度 度 <15 3 濁度 NTU <3 4 肉眼可見物 / 不得含有 5 總硬度 mg/L，CaCO3 450 6 氯化物 mg/L 250 7 氟化物 mg/L 250 8 硝酸鹽 mg/L 10 9 總?cè)芄涛? mg/L 1000 10 鐵 mg/L 0.3 11 錳 mg/L 0.1 12 銅 mg/L 1 13 砷 mg/L 0.01 14 鋅 mg/L 1.0 15 鉛 mg/L 0.01 18 細(xì)菌總數(shù) CFU/mL ≤80 水質(zhì)分析： 本設(shè)計(jì)中采用的是二類水質(zhì)，濁度，菌落總數(shù)，大腸桿菌均不達(dá)標(biāo)，需要處理。 2.2 設(shè)計(jì)水量計(jì)算 水處理構(gòu)筑物的生產(chǎn)能力，應(yīng)以最高日供水量加水廠自用水量進(jìn)行設(shè)計(jì)，并以水質(zhì)最不利情況進(jìn)行校核。水廠自用水量主要用于濾池沖洗和排泥等方面。城鎮(zhèn)水廠自用水量一般采用供水量的5%—10%，本設(shè)計(jì)取10%，則設(shè)計(jì)處理量為： 4m3/d 式中 Q——水廠日處理量； a——水廠自用水量系數(shù)，一般采用供水量的5%-10%，本設(shè)計(jì)取10%； Qd——設(shè)計(jì)供水量(m3/d)，為3萬(wàn)m3/d 第3章 給水處理工藝流程 3.1設(shè)計(jì)原則 水處理構(gòu)筑物的生產(chǎn)能力，應(yīng)以最高日供水量加水廠自用水量進(jìn)行設(shè)計(jì)，并按原水水質(zhì)最不利情況進(jìn)行校核。水廠自用水量取決于所采用的處理方法、構(gòu)筑物類型及原水水質(zhì)等因素，城鎮(zhèn)水廠自用水量一般采用供水量的5%—10%，必要時(shí)可通過(guò)計(jì)算確定。 水廠應(yīng)按近期設(shè)計(jì)，并考慮遠(yuǎn)期發(fā)展。根據(jù)使用要求及技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理等因素，對(duì)近期工程亦可做分期建設(shè)的可能安排。對(duì)于擴(kuò)建、改建工程，應(yīng)從實(shí)際出發(fā)，充分發(fā)揮原有設(shè)施的效能，并應(yīng)考慮與原有構(gòu)筑物的合理配合。 水廠設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮各構(gòu)筑物或設(shè)備進(jìn)行檢修、清洗及部分停止工作時(shí)，仍能滿足用水要求、主要設(shè)備應(yīng)有備用量；處理構(gòu)筑物一般不設(shè)備用量，但可通過(guò)適當(dāng)?shù)募夹g(shù)措施，在設(shè)計(jì)允許范圍內(nèi)提高運(yùn)行負(fù)荷。 水廠自動(dòng)化程度，應(yīng)本著提供水水質(zhì)和供水可靠性，降低能耗、藥耗，提高科學(xué)管理水平和增加經(jīng)濟(jì)效益的原則，根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)要求，技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理性和設(shè)備供應(yīng)情況，妥善確定。 設(shè)計(jì)中必須遵守設(shè)計(jì)規(guī)范的規(guī)定。如果采用現(xiàn)行規(guī)范中尚未列入的新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備和新材料，則必須通過(guò)科學(xué)論證，確證行之有效，方可付諸工程實(shí)際。但對(duì)與確實(shí)行之有效、經(jīng)濟(jì)效益高、技術(shù)先進(jìn)的新工藝、新設(shè)備和新材料，應(yīng)積極采用，不必受現(xiàn)行設(shè)計(jì)規(guī)范的約束。 3.2 設(shè)計(jì)規(guī)模 給水廠處理構(gòu)筑物設(shè)計(jì)規(guī)模按最高日平均時(shí)流量計(jì)，即： （） 式中，為水廠最高日供水量，（），為自用水系數(shù)，取決于處理工藝、構(gòu)筑物類型、原水水質(zhì)及水廠是否設(shè)有回收水設(shè)施等因素，一般在1.05~1.10之間，T為一級(jí)泵站每天工作小時(shí)數(shù)。 水處理構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)，應(yīng)按原水水質(zhì)最不利情況時(shí)所需供水量進(jìn)行校核。 3.3 廠址選擇 廠址選擇應(yīng)在整個(gè)給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案中全面規(guī)劃，綜合考慮，通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定。 在選擇廠址時(shí)，一般應(yīng)考慮以下幾個(gè)問(wèn)題： 廠址應(yīng)選擇在工程地質(zhì)條件較好的地方，一般選在地下水位低，承載力較大，濕陷性等級(jí)不高，巖石較少的地層，以降低工程造價(jià)和便于施工。 水廠盡可能選擇在不受洪水威脅的地方，否則應(yīng)考慮防洪措施。 水廠應(yīng)盡量設(shè)置在交通方便、靠近電源的地方，以利于施工管理和降低輸電線路的造價(jià)，并考慮沉淀池排泥及濾池沖洗水排除方便。 當(dāng)取水地點(diǎn)距離用水區(qū)較近時(shí)，水廠一般設(shè)置在取水構(gòu)筑物附近，通常與取水構(gòu)筑物建在一起，當(dāng)取水地點(diǎn)距離用水區(qū)較遠(yuǎn)時(shí)，廠址選擇有兩種方案，一是將水廠設(shè)置在取水構(gòu)筑物附近；另一是將水廠設(shè)置在離用水區(qū)較近的地方。前一種方案主要優(yōu)點(diǎn)是：水廠和取水構(gòu)筑物可集中管理，節(jié)省水廠自用水（如濾池沖洗和沉淀池排泥）的輸水費(fèi)用并便于沉淀池排泥和濾池沖洗水排除，特別對(duì)濁度較高的水源而言。但從水廠至主要用水區(qū)的輸水管道口徑要增大，管道承壓較高，從而增加了輸水管道的造價(jià)，特別是當(dāng)城市用水量逐時(shí)變化系數(shù)較大及輸水管道較長(zhǎng)時(shí)；或者需在主要用水區(qū)增設(shè)配水廠（消毒、調(diào)節(jié)和加壓），凈化后的水由水廠送至配水廠，再由配水廠送入管網(wǎng)，這樣也增加了給水系統(tǒng)的設(shè)施和管理工作。后一種方案優(yōu)缺點(diǎn)與前者正相反。對(duì)于高濁度水源，也可將預(yù)沉構(gòu)筑物與取水構(gòu)筑物建在一起，水廠其余部分設(shè)置在主要用水區(qū)附近。以上不同方案應(yīng)綜合考慮各種因素并結(jié)合其他具體情況，通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定。 3.4 水廠工藝流程選擇 給水處理方法和工藝流程的選擇，應(yīng)根據(jù)原水水質(zhì)及設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力等因素，通過(guò)調(diào)查研究，必要的實(shí)驗(yàn)并參考相似條件下處理構(gòu)筑物的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確定。由于水源不同，水質(zhì)各異，飲用水處理系統(tǒng)的組成和工藝流程有多種多樣。 方案1：以地表水作為水源時(shí)，處理工藝流程中通常包括混合、絮凝、沉淀或澄清、過(guò)濾及消毒。工藝流程如圖： 源水→混凝劑投入混合→絮凝沉淀→過(guò)濾→消毒→清水池→二泵站→用戶 （澄清） 方案2：當(dāng)原水濁度較低（一般在50度以下），不受工業(yè)廢水污染且水質(zhì)變化不大者，可省略混凝沉淀（或澄清）構(gòu)筑物，原水采用雙層濾料或多層濾料池直接過(guò)濾，也可在過(guò)濾前設(shè)一微絮凝池，稱微絮凝過(guò)濾。工藝流程如圖： 源水→混凝劑投入混合→直接過(guò)濾→消毒→清水池→二泵站→用戶 高分子助凝劑 方案3：當(dāng)原水濁度較高、含沙量大時(shí)，為了達(dá)到預(yù)期的混凝沉淀（或澄清）效果，減少混凝劑用量，應(yīng)增設(shè)預(yù)沉池或沉砂池，工藝流程如圖： 源水→預(yù)沉池或沉砂池→混凝劑投入混合→絮凝沉淀→過(guò)濾→消毒→清水池→二泵站→用戶 （澄清） 本設(shè)計(jì)以地表水三河水為水源，水源水質(zhì)較好，少許異臭味，所以采用工藝流程如圖： 源水→混凝劑投入混合→澄清→過(guò)濾→消毒→清水池→二泵站→用戶 3.5 處理構(gòu)筑物的選擇 3.5.1 混凝劑的選擇與投加 (1) 混凝劑的選擇 a. 精制硫酸鋁 .18 制造工藝復(fù)雜，水解作用緩慢；含無(wú)水硫酸鋁50%~52%；適用于水溫為20~40℃ 當(dāng)pH=4~7時(shí)，主要去除有機(jī)物；pH=5.7~7.8時(shí)，主要去除懸浮物；pH=6.4~7.8時(shí)，處理濁度高，色度低（小于30度）的水。 b. 粗制硫酸鋁 .18 制造工藝簡(jiǎn)單，價(jià)格低；設(shè)計(jì)時(shí)，含無(wú)水硫酸鋁一般可采用20%~25%；含有20%—30%不溶物，其他同精制硫酸鋁 c. 硫酸亞鐵 .7 絮體形成較快，沉淀時(shí)間短；使用于堿度高、濁度高，pH=8.1~9.6，混凝作用好，但原水色度較高時(shí)不宜采用；當(dāng)PH較低時(shí)，常用氯氧化物使鐵氧化成三價(jià)，腐蝕性較高 d. 三氯化鐵 .6 不受水溫影響，絮體大，沉淀速度快，效果好。易溶解，易混合，殘?jiān)佟? 對(duì)金屬（尤其對(duì)鐵）腐蝕性大，對(duì)混凝土亦腐蝕，對(duì)塑料會(huì)因發(fā)熱而引起變形 原水PH=6.0~8.4之間為宜，當(dāng)原水堿度不足時(shí)應(yīng)加適量石灰；處理低濁水時(shí)效果不顯著。 E. 聚合氯化鋁 ，簡(jiǎn)稱PAC 凈化效率高，用藥量少，出水濁度低，色度小，過(guò)濾性能好，原水濁度高時(shí)尤為顯著 溫度適應(yīng)性高，pH值使用范圍寬（pH=5~9），因而可調(diào)pH值。 操作方便，腐蝕性小，勞動(dòng)條件好，成本低。 f. 聚丙烯酰胺 （又名三號(hào)絮凝劑，簡(jiǎn)寫PAM） 處理高濁度水池效果顯著，既可保證水質(zhì)，又可減少混凝劑用量和沉淀池容積，目前被認(rèn)為是處理高濁水最有效的絮凝劑之一，適當(dāng)水解后，效果提高，常與其他混凝劑配合使用或作助凝劑，其單體丙烯酰胺有毒，用于飲用水凈化應(yīng)控制用量 (2) 混凝劑投加方式選擇 a. 水泵投加 采用計(jì)量泵投加，不需另設(shè)計(jì)量設(shè)備 b. 水射器投加 采用水射器投加，設(shè)備簡(jiǎn)單，使用方便，但水射器效率較低，且易磨損 c. 重力投加 將溶液池架高，利用重力將藥液投入水泵壓水管或混合設(shè)施入口處，這種投加方式安全可靠，但溶液池位置較高 結(jié)合上述優(yōu)缺點(diǎn)，采用計(jì)量泵投加混凝劑。 綜上所述，PAM等有機(jī)高分子混凝劑有毒性，不易控制用量，由于在投混凝劑前加液氯進(jìn)行預(yù)處理，如用硫酸亞鐵作混凝劑，易被氧化成三價(jià)鐵。本設(shè)計(jì)采用聚合氯化鋁混凝劑，無(wú)機(jī)高分子混凝劑操作方便，腐蝕性小，勞動(dòng)條件好，成本低，凈化效率高，用藥量少，溫度適用性高，采用計(jì)量泵投加，因?yàn)槠涫褂梅奖悖僮骱?jiǎn)單，工作可靠，廣泛應(yīng)用于加藥系統(tǒng)，即混凝劑采用聚合氯化鋁PAC計(jì)量泵投加 3.5.2 混合設(shè)備 (1) 混合方式 混合的主要作用是讓藥劑迅速而均勻地?cái)U(kuò)散到水中，使其水解產(chǎn)物與原水中的膠體顆粒充分作用完成脫體脫穩(wěn)，以便進(jìn)一步去除，對(duì)混合的基本要求是快速與均勻，一般混合時(shí)間10~30s，混合方式基本分為兩大類：水力混合和機(jī)械混合，水力混合簡(jiǎn)單，但不能適應(yīng)流量的變化，機(jī)械混合可進(jìn)行調(diào)節(jié)，能適應(yīng)各種流量的變化，具體采用何種混合方式，應(yīng)根據(jù)凈水工藝布置、水質(zhì)、水量、投加藥劑品種及數(shù)量以及維修條件等因素確定。 a. 管式混合 優(yōu)點(diǎn)：混合簡(jiǎn)單，無(wú)需建混合設(shè)施 缺點(diǎn)：當(dāng)混合效果不穩(wěn)定，流速低時(shí)混合不充分 靜態(tài)混合器 優(yōu)點(diǎn)：構(gòu)造簡(jiǎn)單，無(wú)運(yùn)動(dòng)部件，安裝方便，混合快速均勻 缺點(diǎn)：當(dāng)流量降低時(shí)，混合效果下降 b. 水泵混合 優(yōu)點(diǎn)：混合效果好，不需增加混合設(shè)施，節(jié)省動(dòng)力 缺點(diǎn)：使用腐蝕性藥劑時(shí)對(duì)水泵有腐蝕作用 c. 機(jī)械混合 優(yōu)點(diǎn)：混合效果好，且不受水量變化影響，適用于各種規(guī)格的水廠 缺點(diǎn)：需增加混合設(shè)備和維修工作 綜上所述，因?yàn)樗畯S水量小，易受水量變化影響，為保證混合質(zhì)量選擇機(jī)械混合最為合適。 3.5.3 絮凝設(shè)備 (1) 絮凝池形式的選擇和絮凝時(shí)間的采用，應(yīng)根據(jù)原水水質(zhì)情況和相似條件下的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)或通過(guò)試驗(yàn)確定。 a. 隔板式絮凝池 往復(fù)式隔板絮凝池 優(yōu)點(diǎn)：絮凝效果好，構(gòu)造簡(jiǎn)單，施工方便 缺點(diǎn)：容積較大，水頭損失較大，轉(zhuǎn)折處礬花易破碎 適用條件：水量大于30000 m3/d的水廠，水量變動(dòng)小者 其中，回轉(zhuǎn)式隔板絮凝池： 優(yōu)點(diǎn)：絮凝效果好，水頭損失小，構(gòu)造簡(jiǎn)單，管理方便。 缺點(diǎn)：出水流量不易分配均勻，出口處易積泥 適用條件：水量大于30000 m3/d的水廠，水量變動(dòng)小者，改建和擴(kuò)建舊池時(shí)適用。 b. 旋流式絮凝池 優(yōu)點(diǎn)：容積小，水頭損失較小 缺點(diǎn)：池子較深，地下水位高處施工較困難，絮凝效果較差 適用條件：一般用于中小型水廠 c. 折板絮凝池 優(yōu)點(diǎn)：絮凝效果好，絮凝時(shí)間短，容積較小 缺點(diǎn)：構(gòu)造較隔板絮凝池復(fù)雜，造價(jià)較高 適用條件：流量變化較小的中小型水廠 d. 渦流式絮凝池 優(yōu)點(diǎn)：絮凝時(shí)間短，容積小，造價(jià)較低 缺點(diǎn)：池子較深，錐底施工較困難，絮凝效果較差 適用條件：水量小于30000 m3/d的水廠 e. 網(wǎng)格、柵條絮凝池 優(yōu)點(diǎn)：絮凝池效果好，水頭損失小，凝聚時(shí)間短 缺點(diǎn)：末端池底易積泥 f. 機(jī)械絮凝池 優(yōu)點(diǎn)：絮凝效果好，水頭損失小，可適應(yīng)水質(zhì)、水量變化 缺點(diǎn)：需機(jī)械設(shè)備和經(jīng)常維修 適用條件：大小水量均適用，并能適應(yīng)水量變動(dòng)較大者 g. 懸浮絮凝池加隔板絮凝池 優(yōu)點(diǎn)：絮凝效果好，水頭損失較小，造價(jià)較低 缺點(diǎn)：斜擋板在結(jié)構(gòu)上處理較困難，重顆粒泥砂易堵塞在斜擋板底部 3.5.4 沉淀設(shè)備 (1) 沉淀池類型的選擇 選擇沉淀池類型時(shí)，應(yīng)根據(jù)原水水質(zhì)、設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力、處理后水質(zhì)要求，并考慮原水水濕變化、處理水量均勻程度以及是否連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)等因素，結(jié)合當(dāng)?shù)貤l件通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定沉淀池的個(gè)數(shù)或能夠單獨(dú)排空的分格數(shù)不宜少于2個(gè)。 經(jīng)過(guò)混凝沉淀的水，在進(jìn)入濾池前的渾濁度一般不宜超過(guò)10度，遇高濁度原水或低濕低濁度原水時(shí)，不宜超過(guò)15度。 設(shè)計(jì)沉淀池時(shí)需要考慮均勻配水和均勻集水，沉淀池積泥區(qū)的容積，應(yīng)根據(jù)進(jìn)出水的懸浮物含量、處理水量、排泥周期和濃度等因素通過(guò)計(jì)算確定。當(dāng)沉淀池排泥次數(shù)較多時(shí)，宜采用機(jī)械化或自動(dòng)化排泥裝置，應(yīng)設(shè)取樣裝置。 a. 平流式沉淀池 優(yōu)點(diǎn)：造價(jià)較低，操作管理方便，施工較簡(jiǎn)單；對(duì)原水濁度適應(yīng)性強(qiáng)，處理效果穩(wěn)定，采用機(jī)械排泥設(shè)施時(shí)，排泥效果好 缺點(diǎn)：采用機(jī)械排泥設(shè)施時(shí)，需要維護(hù)機(jī)械排泥設(shè)備；占地面積大，水力排泥時(shí)，排泥困難 適用條件：一般適用于大中型水廠 b. 斜管（板）沉淀池 優(yōu)點(diǎn)：沉淀效率高，池體小，占地小 缺點(diǎn)：斜管（板）耗材多，對(duì)原水濁度適應(yīng)性較平流池差；不設(shè)排泥裝置時(shí)，排泥困難，設(shè)排泥裝置時(shí)，維護(hù)管理麻煩 適用條件：尤其適用于沉淀池改造擴(kuò)建和挖潛 c. 豎流式沉淀池 優(yōu)點(diǎn)：排泥較方便，占地面積小 缺點(diǎn)：上升流速受顆粒下沉速度所限，出水量小，一般沉淀效果較差，施工較平流式困難 適用條件：一般用于小型凈水廠，常用于地下水位較低時(shí) d. 輻流式沉淀池 優(yōu)點(diǎn)：沉淀效果好 缺點(diǎn)：基建投資大，費(fèi)用高，刮泥機(jī)維護(hù)管理較復(fù)雜，金屬耗量大，施工較困難 適用條件：一般用于大中型凈水廠，在高濁度水地區(qū)，作預(yù)沉淀池 結(jié)合優(yōu)缺點(diǎn)，本設(shè)計(jì)采用平流式沉淀池 (2) 排泥方法 a. 人工排泥 優(yōu)點(diǎn)：池底結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不需要其他設(shè)備,造價(jià)低 缺點(diǎn)：勞動(dòng)強(qiáng)度大，排泥歷時(shí)長(zhǎng)，耗水量大，排泥時(shí)需要停水 適用條件：原水終年很清，每年排泥次數(shù)不多，一般用于小型水廠，池?cái)?shù)不少于2個(gè)，交替使用 b. 多斗底重力排泥 優(yōu)點(diǎn)：勞動(dòng)強(qiáng)度較小，排泥歷時(shí)較短，耗水量比人工排泥少，排泥時(shí)可不停水。 缺點(diǎn)：池底結(jié)構(gòu)復(fù)雜，施工較困難，排泥不徹底 適用條件：原水渾濁度不高，每年排泥次數(shù)不多，地下水位較低，一般用于中小型水廠。 c. 穿孔管排泥 優(yōu)點(diǎn)：勞動(dòng)強(qiáng)度小，排泥歷時(shí)較短，耗水量少，排泥時(shí)不停水，池底結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單。 缺點(diǎn)：孔眼易堵塞，排泥效果不穩(wěn)定，檢修不便，原水渾濁度較高時(shí)，排泥效果差。 適用條件：原水渾濁度適應(yīng)范圍較廣，每年排泥次數(shù)較多，地下水位較高，新建或改建的水廠多采用 d. 機(jī)械排泥 吸泥機(jī) 優(yōu)點(diǎn)：排泥效果好，可連續(xù)排泥，池底結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，勞動(dòng)強(qiáng)度小，操作方便 缺點(diǎn)：耗用金屬材料多，設(shè)備較多 適用條件： 原水渾濁度較高，排泥次數(shù)較多， 地下水位較高，一般用于大、 中型水廠的平流沉淀池。 刮泥機(jī) 優(yōu)點(diǎn)：排泥徹底，效果好 ，可連續(xù)排泥 ，勞動(dòng)強(qiáng)度小，操作方便 缺點(diǎn)：耗用金屬材料及設(shè)備多，池底結(jié)構(gòu)要配備刮板裝置，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜 適用條件：原水渾濁度高，排泥次數(shù)較多，一般用于大、中型水廠輻流式沉淀池及加速澄清池 吸泥船 優(yōu)點(diǎn)：排泥效果好，可連續(xù)排泥，操作方便； 缺點(diǎn)：操作管理人員多，維護(hù)較復(fù)雜，設(shè)備較多； 適用條件：原水渾濁度較高，含砂量大一般用于大型淀池中。 3.5.5 澄清池 機(jī)械攪拌澄清池 優(yōu)點(diǎn)：處理效率高單位面積產(chǎn)水量大，適應(yīng)性強(qiáng)處理效果穩(wěn)定； 缺點(diǎn)：需要機(jī)械攪拌設(shè)備，維修較麻煩； 適用條件：進(jìn)水懸浮物含量一般小于1000mg/l，短時(shí)間允許達(dá)3000~5000mg/L,一般為圓形池子。 綜合上述分析可得到，本設(shè)計(jì)因?yàn)樗^較小，水量較小且不穩(wěn)定加之節(jié)省占地面積的設(shè)計(jì)理念，因此選擇機(jī)械攪拌澄清池。 3.5.6 過(guò)濾設(shè)備 過(guò)濾形式的選擇： 供生活飲用水的濾池出水水質(zhì)經(jīng)消毒后應(yīng)符合現(xiàn)行《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》的要求；供生產(chǎn)用水的過(guò)濾池出水水質(zhì)，應(yīng)符合生產(chǎn)工藝要求；濾池形式的選擇，應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力、原水水質(zhì)和工藝流程的高程布置等因素，結(jié)合當(dāng)?shù)貤l件，通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定。 a. 普通快濾池 單層砂濾料 優(yōu)點(diǎn)：材料易得，價(jià)格低；大阻力配水系統(tǒng)，單池面積較大，可采用減速過(guò)濾，水質(zhì)好； 缺點(diǎn)：閥門多，價(jià)格高，易損壞，需設(shè)有全套沖洗設(shè)備； 適用條件：一般用于大中水廠，單池面積不宜大于100。 無(wú)煙煤石英砂雙層濾料 優(yōu)點(diǎn)：含污能力大，可采用較大濾速、減速過(guò)濾，水質(zhì)好，沖洗用水少； 缺點(diǎn)：濾料價(jià)格高，易流失；沖洗困難，易積泥球； 適用條件：使用于大中型水廠，宜采用大阻力配水系統(tǒng)，單池面積不宜大于100，需要采用助沖設(shè)施； 砂煤重質(zhì)礦石三層濾料 優(yōu)點(diǎn)：含污能力大，可采用較大濾速、減速過(guò)濾，水質(zhì)好，沖洗用水少； 缺點(diǎn)：濾料價(jià)格高，易流失；沖洗困難，易積泥球； 適用條件：使用于中型水廠，宜采用中阻力配水系統(tǒng)，單池面積不宜大于50-60，需要采用助沖設(shè)施； b. V型濾池 優(yōu)點(diǎn)：采用氣水反沖洗，有表面橫向掃洗作用，沖洗效果好，節(jié)水；配水系統(tǒng)一般采用長(zhǎng)柄濾頭沖洗過(guò)程自動(dòng)控制； 缺點(diǎn)：采用均質(zhì)濾料，濾層較厚，濾料較粗，過(guò)濾周期長(zhǎng)； 適用條件：適用于大中型水廠。 c. 虹吸濾池 優(yōu)點(diǎn)：不需大型閥門，易于自動(dòng)化操作，管理方便 缺點(diǎn)：土建結(jié)構(gòu)復(fù)雜，池深大單池面積小，沖洗水量大；等速過(guò)濾，水質(zhì)不如變速過(guò)濾； 適用條件：適用于中型水廠，單池面積不宜大于25~30。 d. 雙閥濾池（單層砂濾料） 優(yōu)點(diǎn)：材料易得，價(jià)格低，大阻力配水系統(tǒng)，單池面積可大，可采用減速過(guò)濾，水質(zhì)好，減少兩只閥門； 缺點(diǎn)：必須有全套沖洗設(shè)備，增加形成虹吸的抽氣設(shè)備； 適用條件：適用于中型水廠，單池面積不宜大于25~30m2。 e. 移動(dòng)罩濾池（單層砂濾料） 優(yōu)點(diǎn)：造價(jià)低，不需要大型閥門設(shè)備，池深淺，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；自動(dòng)連續(xù)運(yùn)行，不需沖洗設(shè)備，占地少，節(jié)能； 缺點(diǎn)：減速過(guò)濾，需移動(dòng)沖洗設(shè)備，罩體與隔墻間密封技術(shù)要求高，起始濾速較高，因而平均設(shè)計(jì)濾速不宜過(guò)高； 適用條件：適用于大中型水廠，單格面積小于10 m2。 綜上所述，普通快濾池適用范圍廣且沖洗效果好，水質(zhì)好，單池面積較大，沖洗用水少，適用于本次設(shè)計(jì)。 3.5.7 消毒 (1)消毒方式選擇 a. 液氯消毒 優(yōu)點(diǎn)：經(jīng)濟(jì)有效，使用方便，PH值越低消毒作用越強(qiáng)，在管網(wǎng)內(nèi)有持 續(xù)消毒殺菌作用 缺點(diǎn)：氯和有機(jī)物反映可生成對(duì)健康有害的物質(zhì) b. 漂白粉消毒 優(yōu)點(diǎn)：持續(xù)消毒殺菌 缺點(diǎn)：漂白粉不穩(wěn)定，有效氯的含量只有其20%—25% c. 二氧化氯消毒 優(yōu)點(diǎn)：對(duì)細(xì)菌、病毒等有很強(qiáng)的滅活能力，能有效地去除或降低水的色、 嗅及鐵、錳、酚等物質(zhì) 缺點(diǎn)：ClO2本身和副產(chǎn)物ClO2-對(duì)人體血紅細(xì)胞有損害 d. 臭氧消毒 優(yōu)點(diǎn)：殺菌能力很高，消毒速度快，效率高，不影響水的物理性質(zhì)和化 學(xué)成分，操作簡(jiǎn)單，管理方便 缺點(diǎn)：不能解決管網(wǎng)再污染的問(wèn)題，成本高 綜合上述優(yōu)缺點(diǎn)，鑒于液氯消毒目前使用最為廣泛，經(jīng)濟(jì)有效，使用方便，所以本設(shè)計(jì)采用液氯消毒。 結(jié)合上述工藝以及處理方法的優(yōu)缺點(diǎn)以及本設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)資料，因此確定本水廠的設(shè)計(jì)工藝流程為： 源水→機(jī)械混合池→機(jī)械攪拌澄清池→普通快濾池濾池→消毒→清水池→二泵站→用戶 第4章 凈水廠工藝計(jì)算 4.1 混凝劑選用及加藥間設(shè)計(jì)計(jì)算 4.1.1 混凝劑藥劑的選用 混凝劑選用：堿式氯化鋁[Aln(OH)mCL3n-m]簡(jiǎn)寫PAC。本設(shè)計(jì)水廠混凝劑最大投藥量為20 mg/L。其特點(diǎn)為： (1)凈化效率高，耗藥量少除水濁度低，色度小、過(guò)濾性能好，原水高濁度時(shí)尤為顯著。 (2)溫度適應(yīng)性高：PH值適用范圍寬(在pH=5~9的范圍內(nèi)，可不投加堿劑) (3)使用時(shí)操作方便，腐蝕性小，勞動(dòng)條件好。 (4)設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便、成本較三氯化鐵低。 (5)無(wú)機(jī)高分子化合物。 4.1.2 混凝劑的投加 混凝劑的濕投方式分為重力投加和壓力投加兩種類型,重力投加方式有泵前投加和高位溶液池重力投加;壓力投加方式有水射投加和計(jì)量泵投加。計(jì)量設(shè)備有孔口計(jì)量，浮杯計(jì)量，定量投藥箱和轉(zhuǎn)子流量計(jì)。本設(shè)計(jì)采用耐酸泵和轉(zhuǎn)子流量計(jì)配合投加。耐酸泵型號(hào)25FYS-20選用2臺(tái)，一備一用。 4.1.3 加藥間的設(shè)計(jì)計(jì)算 設(shè)計(jì)要求：加藥間盡量設(shè)置在投藥點(diǎn)的附近；加藥間和藥劑倉(cāng)庫(kù)可根據(jù)具體情況設(shè)置機(jī)械搬運(yùn)設(shè)備；加藥管可以采用塑料管、不銹鋼或橡皮管，溶藥用的給水管選用鍍鋅鋼管，排渣管采用塑料管；加藥間要有室內(nèi)沖洗設(shè)施，室內(nèi)地面要有5‰的坡度坡向集水坑；加藥間要通風(fēng)良好，冬季有保溫措施；加藥間與倉(cāng)庫(kù)連在一起，倉(cāng)庫(kù)儲(chǔ)量按最大投加期間的7～15天的用量計(jì)算。 4.1.4 溶液池容積 = =2.19m （取3.0 m） 式中：—混凝劑(PAC)的最大投加量(mg/L)，本設(shè)計(jì)取20 mg/L； —溶液濃度，一般取5%～20%，本設(shè)計(jì)取15%； —處理水量，本設(shè)計(jì)為1375 —每日調(diào)制次數(shù)，一般不超過(guò)3次，本設(shè)計(jì)取2次。 溶液池采用矩形鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，設(shè)置2座，一備一用，保證連續(xù)投藥。 單池尺寸為L(zhǎng)×B×H=2×1.5×1.6，高度中包括超高0.3 m，沉渣高度0.3 m，置于室 內(nèi)地面上。 式中： 溶液池實(shí)際有效容積：= L×B×H= 2×1.5×1= 3 m，滿足要求。 池旁設(shè)工作臺(tái)，寬1.0~1.5m，池底坡度為0.02。底部設(shè)置DN100 mm放空管，采用硬聚氯乙烯塑料管。池內(nèi)壁用環(huán)氧樹脂進(jìn)行防腐處理。沿池面接入藥劑稀釋采用給水管DN60 mm，按1 h放滿考慮。 4.1.5 溶解池容積 —溶解池容積(m3 )，一般采用(0.2~0.3)；本設(shè)計(jì)取0.3 溶解池也設(shè)置為2池，單池尺寸：L×B×H=1.0×1.0×1.4，高度中包括超高0.2 m，底部沉渣高度0.2m，池底坡度采用0.02。則溶解池實(shí)際有效容積： = L×B×H=1.0×1.0×1.0= 1m ，滿足要求。 溶解池的放水時(shí)間采用t＝10 min，則放水流量： q===1.5 L/S, 查水力計(jì)算表得放水管管徑d0＝50 mm，相應(yīng)流速v=0.71 m/s，管材采用鑄鐵管。溶解池底部設(shè)管徑d＝50 mm的排渣管一根，采用硬聚氯乙烯管。溶解池的形狀采用矩形鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，內(nèi)壁用環(huán)氧樹脂進(jìn)行防腐處理。 4.1.6 投藥管 投藥管流量：q===0.07 L/S 查水力計(jì)算表得投藥管管徑d＝10 mm，相應(yīng)流速為0.67 m/s。 4.1.7 溶解池?cái)嚢柙O(shè)備 溶解池?cái)嚢柙O(shè)備采用中心固定式平槳板式攪拌機(jī)。 4.1.8 計(jì)量投加設(shè)備 本設(shè)計(jì)采用耐酸泵和轉(zhuǎn)子流量計(jì)配合投加，耐酸泵型號(hào)25FYS-20選用2臺(tái)，一備一用。 計(jì)量泵每小時(shí)投加藥量：q===0.25 m/h 式中：——溶液池容積(m3) 4.1.9 藥庫(kù)的設(shè)計(jì)參數(shù) 混凝劑聚合氯化鋁(PAC)所占體積： T=×Q×15=×33000×15=9.9 t 式中：T—藥劑按最大投藥量的15 d用量?jī)?chǔ)存 a—硫酸鋁投加量(mg/L)，本設(shè)計(jì)取20mg/L Q—處理水量(m/d)。 聚合氯化鋁的相對(duì)密度為1.19，則算占體積V= 藥品放置高度按1.5 m計(jì)，則所需面積為5.6 m 考慮到藥品的運(yùn)輸、搬運(yùn)和磅秤算占體積，不同藥品間留有間隔等，這部分面積按藥品占有面積的30℅計(jì)，則藥庫(kù)所需面積：，則藥庫(kù)平面尺寸取L×B×H=2 m×2 m×3 m 。 4.2 機(jī)械攪拌澄清池計(jì)計(jì)算 其特點(diǎn)是利用機(jī)械攪拌澄清池的提升作用來(lái)完成泥渣回流核接觸反應(yīng),加藥混合后進(jìn)入第一反應(yīng)室,與幾倍于原水的循環(huán)泥渣在葉片的攪動(dòng)下進(jìn)行接觸反應(yīng).然后經(jīng)葉輪提升到第二反應(yīng)室繼續(xù)反應(yīng)以結(jié)成大的顆粒,再經(jīng)導(dǎo)流室進(jìn)入分離室沉淀分離. 4.2.1 第二反應(yīng)室 拌器外緣線速度： 攪拌器直徑：凈產(chǎn)水能力為 且每組2個(gè)池來(lái)計(jì)算則每池的流量，二反應(yīng)室計(jì)算流量一般為出水流量的3-5倍.。 設(shè)第二反應(yīng)室內(nèi)導(dǎo)流板截面積為： 0.02m,u=0.05 取第二反應(yīng)室直徑=3.6m,反應(yīng)室壁厚 考慮構(gòu)造布置選用，設(shè)導(dǎo)流板4塊。 4.2.2 導(dǎo)流室 導(dǎo)流室中導(dǎo)流板截面積: 導(dǎo)流室面積: 導(dǎo)流室直徑: 取導(dǎo)流室導(dǎo)流室壁厚. 導(dǎo)流室出口流速:，出口面積： 則出口截面寬: 出口垂直高度: 4.2.3 分離室 取,分離室面積：。 池總面積： 池的直徑： 4.2.4 池深計(jì)算 池深如圖所示，取池中停留時(shí)間T為1.5 h。 有效容積： 考慮增加4%的結(jié)構(gòu)容積：，取池超高。 設(shè)池直壁高：。池直壁部分的容積： 。取池圓臺(tái)高度。 池圓臺(tái)斜邊傾角45，則池底部直徑。 本池池底采用球殼式結(jié)構(gòu)，取球冠高。 圓臺(tái)容積： 球的半徑：。 球冠體積： 池實(shí)際容積：。 實(shí)際總停留時(shí)間： 池總高： 4.2.5 配水三角槽 逆水流量增加1%的排泥水量，設(shè)槽內(nèi)流速。 三角配水槽采用孔口出流，孔口流速同。 出水孔總面積= 采用d=0.1 m的孔徑，每孔面積為0.007854 m2，則出水孔數(shù)=，取20個(gè)。 為施工方便采用沿三角槽每18設(shè)置一孔，共20孔，孔口實(shí)際流速 4.2.6 第一反應(yīng)室 二反應(yīng)室板厚。 4.2.7 容積計(jì)算 則實(shí)際容積比： 二反應(yīng)室：一反應(yīng)室：分離室=45.38：84.44：317.29=1：1.86：6.99 池各室停留時(shí)間： 第二反應(yīng)室= 第一反應(yīng)室= 分離室=7.796 其中第一反應(yīng)室和第二反應(yīng)室停留時(shí)間之和為22.3 min。 4.2.8進(jìn)水系統(tǒng)和集水系統(tǒng) (1) 進(jìn)水系統(tǒng) 進(jìn)水管選用 出水管選用 (2) 集水系統(tǒng) 本池因池徑較小部水均勻性本身能達(dá)到要求。采用沿外圓周外側(cè)作環(huán)行集水槽形式，按孔口出水方式，出水水質(zhì)，小型的采用鋼絲網(wǎng)水泥，結(jié)構(gòu)較多，也有采用塑料制作的，但后者變形大，老化快，造價(jià)高，故采用不多。國(guó)外剛制的較多，由于防銹工作量大，故每年要維修孔。 孔口： 環(huán)行集水槽： 槽寬取0.3m，考慮施工方便槽底取為平底，槽內(nèi)終點(diǎn)水 槽內(nèi)起點(diǎn)水深 設(shè)槽內(nèi)水深為0.43m，孔口出流孔口前水位0.05 m，孔口出流跌落0.07 m，超高0.3 m。 槽斷面高為0.43+0.3+0.05+0.07=0.85 m 總出水槽：設(shè)計(jì)流量，槽寬，總出水槽按矩形渠道計(jì)算，槽內(nèi)水流流速，槽坡降0.02m。 槽內(nèi)流速：0.9 槽內(nèi)起點(diǎn)水深：0.41 m 槽內(nèi)終點(diǎn)水深：0.43 m 設(shè)計(jì)取用槽內(nèi)起點(diǎn)水深為0.4m終點(diǎn)為0.45m，超高0.3m h=0.45+0.3=0.75 4.2.9 排泥及排水計(jì)算 污泥濃縮室總?cè)莘e據(jù)經(jīng)驗(yàn)按池總?cè)莘e1%考慮： 污泥斗上底面積： 下底面積： 污泥斗容積： 污泥斗容積是池容積的1%。 排泥周期： S1-S4 90 190 290 390 490 590 690 790 890 990 T 191 90.4 59.2 44 35.1 29.1 24.9 21.7 19.3 17.35 排泥歷時(shí)： 設(shè)污泥斗排泥直徑dg100，其斷面w01=0.00785 m2，管長(zhǎng)5 m，排泥歷時(shí) 放空時(shí)間： 設(shè)池底中心排空直徑dg250mm，，管長(zhǎng)15 m，瞬時(shí)排泥量： 。 放空時(shí)間： 4.2.10 攪拌機(jī)計(jì)算 (1) 提升葉輪 (2) 槳葉 (3) 驅(qū)動(dòng) 電動(dòng)機(jī)功率：采用自鎖蝸桿時(shí) 電磁調(diào)速電動(dòng)機(jī)效率為0.8，三角皮帶傳動(dòng)效率為0.96，蝸輪減速器效率為0.7，軸承效率為0.9，則總效率為前面所有效率相乘既0.48。 4.2.11 刮泥機(jī)計(jì)算 采用懸掛式中心傳動(dòng)刮泥機(jī)： 刮泥機(jī)外緣直徑為7.5 m，外線流速：3 功率計(jì)算： 刮泥機(jī)懸掛部件的重力w=10000N，旋轉(zhuǎn)支承的鋼球直徑為3.2 m，滾動(dòng)摩擦力臂。 K=0.05 cm安全系數(shù)為3旋轉(zhuǎn)時(shí)的阻力： 設(shè)鋼球槽的中心圓直徑為0.5m。 旋轉(zhuǎn)功率。 澄清池有效容積： 進(jìn)水量： 干污泥量： 干污泥量換算成含水率為98%的污泥量為0.93。 刮泥機(jī)每轉(zhuǎn)所需時(shí)間： 刮泥機(jī)每轉(zhuǎn)的刮泥量： 刮泥機(jī)功率： 設(shè)刮板按2/3的直線處線速度為2。 電動(dòng)機(jī)功率為： 本機(jī)械攪拌澄清池的攪拌機(jī)和刮泥機(jī)同S774（三）型。 4.3 普通快濾池的設(shè)計(jì) 4.3.1 設(shè)計(jì)參數(shù) 設(shè)計(jì)水量Q=33000 濾速=10 沖洗強(qiáng)度 沖洗時(shí)間 本水廠采用普通快濾池進(jìn)行過(guò)濾，根據(jù)用水量的情況，采用4個(gè)構(gòu)造相同的快濾池，布置成單行排列，則每個(gè)濾池的設(shè)計(jì)流量 Q=343.75 m3/h=95.5 L/s。：濾速v=10 m/h，沖洗強(qiáng)度為q=14L/(s·m2)，沖洗時(shí)間為t=6min=0.1 h，濾池工作時(shí)間為24 h，沖洗周期為12 h。 4.3.2 設(shè)計(jì)計(jì)算 (1) 濾池總面積： 式中 —濾池面積（）； —設(shè)計(jì)水量（）； —設(shè)計(jì)濾速（），石英砂單層濾料一般采用，雙層濾料一般采用； —濾池每日的實(shí)際工作時(shí)間（）； 濾池工作時(shí)間為24h，沖洗周期為12h，濾池實(shí)際工作時(shí)間為： 設(shè)計(jì)選用單層濾料石英砂濾池，取 。 (2) 單格面積： 式中 —單池面積（）； —濾池總面積（） —濾池個(gè)數(shù)，一般，設(shè)計(jì)中取N=4，采用單排排列 采用濾池長(zhǎng)寬比等于2左右，設(shè)計(jì)中取，濾池的實(shí)際面積，實(shí)際濾速 當(dāng)一座濾池檢修時(shí)，其余濾池的強(qiáng)制濾速 (3) 濾池高度： 式中 —濾池高度（）； —承托層高度（）； —濾料層高度（）； —砂面上水深（），一般采用1.5～2.0m； —超高（），一般采用0.3m； 設(shè)計(jì)中取 (4) 配水系統(tǒng)的計(jì)算(單個(gè)濾池)： a. 干管： 干管流量： 采用管徑為700（干管應(yīng)埋入池底，頂部設(shè)濾頭或開孔布置，或采用渠道）。 干管始端流速：vg=1.16 b. 支管： 支管的中心距離采用(0.2-0.3)。每池的支管數(shù)為： 根 每根支管的進(jìn)口流量為： 支管的起端流速為： 支管直徑為：=70 (5) 孔眼布置： 支管孔眼總面積與濾池面積之比K采用0.25%，孔眼總面積為： 采用孔眼直徑為10，每個(gè)孔眼面積為78.5?？籽劭倲?shù)為： 每根支管孔眼數(shù)為： 根支管孔眼布置成兩排，與垂線成夾角向下交錯(cuò)排列。 每根支管長(zhǎng)度為： 每排孔眼中心距： (6) 孔眼水頭損失： 支管壁厚采用5，流量系數(shù)為，孔眼的水頭損失為： (7) 配水系統(tǒng)校核： 支管長(zhǎng)度與直徑之比為，符合要求；干管橫截面積與支管總橫截面積之比為：，符合要求；孔眼總面積與支管縱橫截面積之比為：，符合要求。 (8) 洗砂排水槽： 洗砂排水槽中心間距，采用a0=2.0m 排水槽根數(shù)：n0==2根 排水槽長(zhǎng)度：l0=L=4.0m 每槽排水量：q0=ql0a0=14×4.0×2.0=112L/s 采用三角形標(biāo)準(zhǔn)斷面。槽中流速采用v0=0.6m/s 橫斷面尺寸： x==0.216m,采用0.25m。 排水槽底厚度，采用δ=0.05 m 砂層最大膨脹率：e=45% 砂層厚度：H2=0.7 m 洗砂排水槽頂距砂面高度 ： He=e H2+2.5x+δ+0.075=0.45×0.7+2.5×0.25+0.05+0.075=1.065m 洗砂排水槽總平面面積：F0=2xl0n0=2×0.25×4.0×2=4m2= 復(fù)算，排水槽總平面面積與濾池面積之比，一般小于25%，則 =12.5% (9) 濾池的各種管渠計(jì)算 a. 進(jìn)水 進(jìn)水總流量：Q=33000=0.38 m3/s 采用進(jìn)水渠斷面：渠寬B1=0.75m,水深為0.6m 渠中流速：v1=0.9m/s (0.8---1.2 m/s) 各個(gè)濾池進(jìn)水管流量： 則各進(jìn)水支管的管徑為： b. 沖洗水 沖洗水總流量： 管中流速為2.3，則管徑為： c. 清水 清水總渠流量為0.35，渠中流速為1.2，渠寬為0.75，水深為0.6，渠內(nèi)水為壓力流。每個(gè)濾池清水管的流量為0.0875，流速采用1.25，則清水支管的管徑為： d. 反沖洗水排水 排水流量為0.448，管中流速為1.5， 反沖洗排水管的直徑為： 反沖洗排水渠寬750，高為500。 4.4 清水池的設(shè)計(jì) 本工程不設(shè)水塔或高位水池，二泵供水量應(yīng)與用水情況保持一致，一泵用水量按最高日用水量來(lái)確，所以設(shè)計(jì)2座清水池。 4.4.1 清水池總?cè)莘e的計(jì)算 清水池容積按最高日用水量的10%-20%計(jì)算，則清水池貯存水量： 采用兩座清水池，每座清水池容積為： 取清水池超高0.5 m，有效水深為4.0 m。則清水池平面面積： 取清水池寬度B=40 m，則長(zhǎng)為 則每池尺寸為：58.2 m×40 m×4.5 m=10476 m。 4.4.2 清水池各管管徑的確定 (1) 清水池的進(jìn)水管： (設(shè)計(jì)中取進(jìn)水管流速為=0.8m/s) 設(shè)計(jì)中取進(jìn)水管管徑為DN1000mm，進(jìn)水管內(nèi)實(shí)際流速為：1.00m/s (2) 清水池的出水管 由于用戶的用水量時(shí)時(shí)變化，清水池的出水管應(yīng)按出水量最大流量設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)中取時(shí)變化系數(shù)=1.3，所以： 出水管管徑： (設(shè)計(jì)中取出水管流速為=0.8m/s) 設(shè)計(jì)中取出水管管徑為DN1100mm，則流量最大時(shí)出水管內(nèi)流速為：0.79m/s (3) 清水池的溢流管 溢流管的管徑與進(jìn)水管相同，取為DN800mm。在溢流管管端設(shè)喇叭口，管上不設(shè)閥門。出口設(shè)置網(wǎng)罩，防止蟲類進(jìn)入池內(nèi)。 (4) 清水池的排水管 清水池內(nèi)的水在檢修時(shí)需要放空，需要設(shè)排水管。排水管徑按2h內(nèi)將水放空計(jì)算。排水管流速按1.2m/s估計(jì)，則排水管的管徑為： 設(shè)計(jì)中取排水管徑為DN1100mm。 (5) 沖洗水箱（或水泵）： 沖洗時(shí)間：t=6min 洗水箱容積： 水箱底至濾池配水管間的沿途及局部損失之和： 配水系統(tǒng)水頭損失： 承托層水頭損失： 濾料層水頭損失為： 安全富余水頭1.5。沖洗水箱底高出洗砂排水槽高為： ，取7 4.5 液氯消毒 4.5.1 消毒劑選擇 采用氨胺消毒：