净水厂毕业设计.doc

长 春 工 程 学 院 毕 业 设 计（论 文）前 言水是生命之源，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内容之一。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。我的毕业设计题目是阜新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，水厂出厂水压为0.6MPa。净水厂所在地阜新属辽宁西部的低山丘陵区，地势西北高，东南低；西南高，东北低，平均海拔高度为138m。本设计选用“混凝沉淀过滤消毒”的常规处理工艺，混凝剂选用聚合氯化铝Al2（OH)nCl6-nm；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；消毒方式采用液氯消毒。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，为今后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断学习，不断探索，不断总结经验。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阜新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，消毒系统的设计，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 概况阜新总面积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，即阜新蒙古族自治县、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：辽宁省阜新市2)地形地貌阜新市是内蒙古高原和辽河平原的中间过渡带，属辽宁西部的低山丘陵区。全区是长矩形，中轴斜交于北纬4210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，48.5米。3)气象资料 (1)气温年平均气温7.5，最冷月份（一月）平均气温-17.3，极端最低气温-28.4，最热月份（七月）平均气温29.5，极端最高气温40.6；(2)平均降雨量：539.3mm；(3)常年主导风向：西南偏南风；(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）概况白石水库位于辽宁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16.45108m3；正常蓄水位127 m，相应库容10108m3，属大型水库。从1999年9月下闸蓄水后，采用低水位运行方式，水位为114 m，蓄水量2.3108m3。白石水库内水质执行国家地表水环境质量标准（GB3838-2002)二级标准和国家生活饮用水卫生标准中的生活饮用水卫生标准。2）水位表1-1 水位 历年平均常水位（m）最高水位(p=1%)（m）最低水位(p=97%)（m）127.00 133.88 108.003）原水水质分析 表1-2 原水水质序号项目数量1水温()1-232浊度(NTU)1-453色度5-154pH值7.2-7.85高锰酸盐指数(mg/L)3.65-5.996硬度(mg/L)100-2807铁(mg/L)0.06-0.548细菌总数(个/ml)10-5102 设计用水量2.1 最高日用水量水厂设计用水量为150000m3/d，则最高日的用水量2.2 最高日平均时用水量最高日平均时用水量其中，QT为最高日平均时的设计用水量，m/h是考虑水厂自用水量的系数，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 1.051.10 之间，本设计取T 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 最高日最高时用水量最高日最高时用水量： Kh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内容包括设计规模的确定，厂址选择，水处理工艺选择，处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，城镇水厂自用水量一般采用供水量的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。对于扩建、改建工程，应从实际出发，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、清洗及部分停止工作时，仍能满足用水要求、主要设备应有备用量；处理构筑物一般不设备用量，但可通过适当的技术措施，在设计允许范围内提高运行负荷。4)水厂自动化程度，应本着提供水水质和供水可靠性，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范的规定。如果采用现行规范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、技术先进的新工艺、新设备和新材料，应积极采用，不必受现行设计规范的约束。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：，水处理构筑物的设计，应按原水水质最不利情况时所需供水量进行校核。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较好的地方，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，否则应考虑防洪措施。3）水厂应尽量设置在交通方便、靠近电源的地方，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时；或者需在主要用水区增设配水厂（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，这样也增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建在一起，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 原水混凝沉淀或澄清过滤消毒一般进水浊度不大于2000-3000NTU，短时间内可达5000-10000NTU 原水接触过滤消毒进水浊度一般不大于25NTU，水质较稳定且无藻内繁殖原水混凝沉淀过滤消毒（洪水期）原水自然预沉接触过滤消毒（平时）山溪河流。水质经常清晰，洪水时含泥沙量较高原水混凝气浮过滤消毒经常浊度较低，短时间不超过100NTU原水（调蓄预沉或自然预沉或混凝预沉）混凝沉淀或澄清过滤消毒高浊度水二级沉淀（澄清）工艺，适用于含沙量大、砂峰持续时间较长的原水处理原水混凝气浮（沉淀）过滤消毒经常浊度较低，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3-1 工艺流程图3.5 处理构筑物的选择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 精制硫酸铝 制造工艺复杂，水解作用缓慢；含无水硫酸铝50%52%；适用于水温为2040，当PH=4-7时，主要去除有机物；PH=5.7-7.8时，主要去除悬浮物；PH=6.4-7.8时，处理浊度高，色度低（小于30度）的水。 粗制硫酸铝 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，其他同精制硫酸铝三氯化铁 不受水温影响，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）腐蚀性大，对混凝土亦腐蚀，对塑料会因发热而引起变形原水PH=6.08.4之间为宜，当原水碱度不足时应加适量石灰；处理低浊水时效果不显著 聚合氯化铝 ，简称PAC净化效率高，用药量少，出水浊度低，色度小，过滤性能好，原水浊度高时尤为显著温度适应性高，PH值使用范围宽（PH=5-9），因而可调PH值。 操作方便，腐蚀性小，劳动条件好，成本低聚丙烯酰胺又名三号絮凝剂，简写PAM 处理高浊度水池效果显著，既可保证水质，又可减少混凝剂用量和沉淀池容积，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，其单体丙烯酰胺有毒，用于饮用水净化应控制用量2）混凝剂的选择阜新位于北方，水源水温较低，而水中浊度也比较低，是低温低浊水，考虑使用聚合氯化铝Al2（OH)nCl6-nm。聚合氯化铝产生的矾花颗粒大，密实，沉淀好，药剂的用量少，适应范围广，可适应低温低浊水的处理，适宜pH范围59。本设计不加助凝剂，根据同类水厂运行经验，本设计采用PAC 最大投药量30mg/l，PAC投加浓度为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)设备被腐蚀的可能性较小(3)当要求加药量突变时易于调整投加量(4)药液较为新鲜(1)当用药量大时需要套破碎混凝剂的设备(2)混凝剂用量少时不易调节(3)劳动条件差(4)药剂与水不易混合均匀湿投法(1)容易与原水充分混合(2)不易阻塞入口管理方便(3)投量易于调节(1)设备占地大(2)人工调制时，工作量较大(3)设备容易受腐蚀(4)当要求加药量突变时，投药量调整较慢 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，并且采用计量泵投加方式。 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管理点。(2)加药间位置应尽量靠近投加点。(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，采用较多的为一字形、L形、T形等。(6)靠近和穿过操作通道、运输通道及人员进出区域的各种管道宜布置在管沟内。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氯乙烯管。(9)根据药剂品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2.20m。(12)由加药间至加注点的加药管根数不宜少于2根，并分别在加药间内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11.5m为宜。(14)药剂仓库和加药间应根据具体情况设置机械搬运设备。(15)加药间室内应设有冲洗设施。(16)对于有水解聚丙烯酰胺溶液池的加药间，因有氨气放出，室内要加强通风设施。(17)冬季使用聚丙烯酰胺的室内温度不低于2。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量应符合设计规范的规定，固定储备量视当地供应、运输等条件确定，一般可按最大投药量的1530d用量计算，其周转储备量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量）。(2)药库宜与加药间合并布置，室外储液池应尽量靠近加药间。(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1.52m，当采用石灰时可视为1.5m，有吊运设备时可适当增加。(5)药库面积根据储存量和堆高计算确定，并留有1.5m左右宽的通道以及卸货的位置。(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。(7)药库层高一般不小于4m，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)地坪与墙壁应根据药剂的腐蚀程度采取相应的防腐措施。(10)对于储存量较大的散装药剂，可用隔墙分格。则加药间尺寸为3.5.2 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 1020S）内，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一般为 6001000S-1。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。混合设备应靠近絮凝池尽可能采用直接连接方式。最长距离不宜超过120m，连接管道内的流速为0.81.0m/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；后者可进行调节，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、水量、投加药制品种及数量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34 混合方式及其特点混合方式优缺点适用条件管式混合优点：设备简单；不占地缺点：当流量减小时，可能在管中反应沉淀；一般的管道混合效果较差，采用静态混合器效果较好，但水损较大混合池混合优点：混合效果好；某些池型能够调节水头高低，适应水量变化缺点：占地面积较大；某些进水方式会带进大量气体适合于大中型水厂水泵混合优点：设备简单；混合效果较好；不需另耗能量缺点：吸水管路较多时，投药设备需增加，安装管理较麻烦适用于一级泵房离处理构筑物120m以内的各种规模的水厂桨板式机械混合优点：混合效果较好；水头损失较小缺点：需耗动能，管理维护复杂适用于各种规模的水厂本设计采用管式静态混合器，构造如图所示： 图3-2 管式静态混合器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DN1500mm3.5.3 絮凝单元1)絮凝池类型的选择絮凝过程就是在外力作用下，使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凝体。目前国内使用较多的是各种形式的水力絮凝及其各种组合形式，主要有隔板絮凝、折板絮凝、栅条（网格）絮凝、和穿孔旋流絮凝。表35 絮凝池的类型及特点 类 型特点适用条件隔板式絮凝池往复式优点：絮凝效果好，构造简单，施工方便缺点：容积较大，水头损失较大，转折处钒花易破碎水量大于30000m3/d的水厂；水量变动小者回转式优点：絮凝效果好，水头损失小，构造简单，管理方便缺点：出水流量不宜分配均匀，出口处宜积泥水量大于30000m3/d的水厂；水量变动小者；改建和扩建旧池时更适用旋流式絮凝池优点：容积小，水头损失较小缺点：池子较深，地下水位高处施工较难，絮凝效果较差一般用于中小型水厂折板式絮凝池优点：絮凝效果好，絮凝时间短，容积较小缺点：构造较隔板絮凝池复杂，造价高流量变化较小的中小型水厂网格絮凝池优点：絮凝效果好，水头损失小，絮凝时间短缺点：末端池底易积泥根据以上各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：，池内每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。每座一根进水管DN700，水流通过穿孔花墙进入沉淀池。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600mm。3.5.4 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较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、处理水量、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36 沉淀池的类型及特点类 型优点缺点适用条件平流式沉淀池优点：造价较低，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：采用机械排泥设施时，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；不设排泥装置时，排泥困难，设排泥装置时，维护管理麻烦适用于大、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型净水厂，常用于地下水位较低时结合优缺点，本设计采用斜管沉淀池。2） 排泥方式的选择表37 排泥方法类型优点缺点适用条件人工排泥池底结构简单，不需要其他设备；造价低；池底结构简单，不需要其他设备；造价低；原水终年很清，每年排泥次数不多；一般用于小型水厂；池数不少于2个，交替使用；多斗底重力排泥劳动强度较小，排泥历时较短；耗水量比人工排泥少；排泥时可不停水；池底结构复杂，施工较困难；排泥不彻底；原水浑浊度不高；每年排泥次数不多；地下水位较低；一般用于中小型水厂；穿孔管排泥劳动强度小，排泥历时较短；耗水量少；排泥时不停水；池底结构较简单；孔眼易堵塞，排泥效果不稳定；检修不便;原水浑浊度较高时，排泥效果差；原水浑浊度适应范围较广；每年排泥次数较多；地下水位较高；新建或改建的水厂多采用。机械排泥吸泥机排泥效果好；可连续排泥；池底结构较简单；劳动强度小，操作方便；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置，结构较复杂；原水浑浊度高；排泥次数较多；一般用于大、中型水厂辐流式沉淀池及加速澄清池。吸泥船排泥效果好；可连续排泥；操作方便；操作管理人员多，维护较复杂；设备较多；原水浑浊度较高，含砂量大；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，每座尺寸为。进水穿孔花墙总共有500个孔洞，孔口尺寸定为，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，应根据设计生产能力、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38 滤池的类型及特点形式优缺点适用条件普通快滤池单层砂滤料优点：材料易得，价格低；大阻力配水系统，单池面积较大，可采用减速过滤，水质好缺点：阀门多，价格高，易损坏，需设有全套冲洗设备一般用于大中水厂，单池面积不宜大于100m2石英砂锰砂双层滤料优点：含污能力大，可采用较大滤速；可采用减速过滤，水质好，冲洗用水少缺点：滤料价格高，易流失；冲洗困难，易积泥球适用于大中型水厂，宜采用大组理赔水系统，单池面积不宜大于100m2，需要采用助冲设备 砂煤重质矿石三层滤料优点：含污能力大，可采用较大滤速；可采用减速过滤，水质好，冲洗用水少缺点：滤料价格高，易流失；冲洗困难，易积泥球使用于中型水厂，宜采用中阻力配水系统，单池面积不宜大于50-60m2，需要采用助冲设施V型滤池优点：采用气水反冲洗，有表面横向扫洗作用，冲洗效果好，节水；配水系统一般采用长柄滤头冲洗过程自动控制缺点：采用均质滤料，滤层较厚，滤料较粗，过滤周期长适用于大中型水厂虹吸滤池优点：不需大型阀门，易于自动化操作，管理方便缺点：土建结构复杂，池深大单池面积小，冲洗水量大；等速过滤，水质不如变速过滤适用于中型水厂，单池面积不宜大于25-30m2双阀滤池(单层砂滤料)优点：材料易得，价格低，大阻力配水系统，单池面积可大，可采用减速过滤，水质好，减少两只阀门缺点：必须有全套冲洗设备，增加形成虹吸的抽气设备适用于中型水厂，单池面积不宜大于25-30m2移动罩滤池 优点：造价低，不需要大型阀门设备，池深浅，结构简单；自动连续运行，不需冲洗设备；占地少，节能缺点：减速过滤，需移动冲洗设备，罩体与隔墙间密封技术要求高；起始滤速较高，因而平均设计滤速不宜过高适用于大中型水厂，单格面积小于10m2 综上所述，本设计采用运行成熟的普通快滤池。2）尺寸设置八座滤池，布置成双行排列，每行4个，滤池尺寸为3） 冲洗设备采用冲洗水箱冲洗。3.5.6 消毒单元1）常用消毒方法及消毒方法选择表3-9 常用消毒方法及优缺点方法 分子式优缺点适用条件液氯Cl2优点:具有余氯的持续消毒作用,价值成本较低,操作简单,投量准确,不需要庞大的设备缺点:原水有机物高时会产生有机氯化合物,原水含酚时会产生氯酚味,氯气有毒,使用时需注意安全,防止漏氯液氯供应方便的地方氯胺NH2ClNHCl2优点：能减低三卤甲烷和氯酚的产生，能延长管网中剩余氯的持续时间抑制细菌生成，减轻氯消毒时所产生的氯酚味或减低氯味缺点：消毒作用比液氯进行的慢，需较长接触时间，需增加加氨设备，操作管理麻烦原水中有机物多以及输配水管线较长时漂白粉CaOCl2优点：具有余氯的持续消毒作用，投加设备简单，价格低廉，漂粉精含有效氯达60%70%，使用方便缺点：同液氯，将产生有机氯化合物和氯酚味，易受光热潮气作用而分解失效，需注意贮存，漂白粉的溶解以及调制不便，漂白粉含氯量只有20%30%，因而用量大，设备容积大漂白粉仅适用于生产能力较小的水厂，漂粉精使用方便，一般在水质突然变坏时临时投加，适用于规模较小的水厂漂粉精Ca(OCl)2次氯酸钠NaOCl优点：具有余氯的持续消毒作用，操作简单，比投加液氯安全方便，使用成本较液氯高，单较漂白粉低缺点：不能贮存，必须现场制取使用，目前设备较小，产气量小，使用受限制，必须耗用一定电能及食盐适用于小型水厂或管网中途加氯二氧化氯ClO2优点：不会生成有机氯化合物，较自由氯的杀菌效果好，具有强烈的氧化作用，可除臭、去色、氧化铁、锰等物质，投加量少，接触时间短，余氯保持时间长缺点：成本较高，一般需现场随时制取使用，制取设备较复杂，需控制氯酸盐和亚氯酸盐等副产物适用于有机污染严重时紫外线消毒优点：杀菌效率高，需要的接触时间短，不改变水的物理化学性质，不会生成有机氯化合物和氯酚味，已具有成套设备，操作方便缺点：没有持续的消毒作用，易受重复污染，电耗过高，灯管寿命有待提高适用于工矿企业，集中用户用水不适用于管路过长的供水臭氧消毒O3优点：具有强氧化能力，为最活泼的氧化剂之一，对微生物、芽孢、病毒具有杀伤力，消毒效果好，接触时间短，能除臭、去色，及去除铁锰等物质，能除酚、无氯酚味，不会生成有机氯化合物缺点：基建投资大，经常电耗高，臭氧在水中不稳定，易挥发，无持续消毒作用，设备复杂，管理麻烦，制水成本高适用于有机污染严重，供电方便处，可结合氧化用作预处理或与活性炭连用设计原水水质较好且稳定，考虑到液氯消毒具有余氯的持续消毒作用，价值成本较低，操作简单，投量准确以及不需要庞大的设备等优点，采用液氯消毒的方法，对处理过的滤后水进行消毒。一般水源滤后加氯为0.51.0mg/L。2）加氯设备和加氯间 （1）加氯设备液氯投加设计要点，投加氯气装置必须注意安全，不允许水体与氯瓶直接相联。为保证液氯消毒时的安全和计量正确，需使用加氯机投加液氯。目前常用的加氯机有转子加氯机,自动真空加氯机。本设计采用自动真空加氯机， Qh=5.5kg/h10kg/h，因此安装方式为挂墙式。自动真空加氯机主要有以下三部分组成：手动调节的转子流量计，差压稳压器，全自动控制器。液氯蒸发器是为提高氯瓶出氯量，并保证加氯系统均衡投加的辅助装置。通常一只1000kg氯瓶4时可获得810kg/h氯气而不结霜。当加氯量大时，为避免串联氯瓶过多，需用液氯蒸发器。因为本设计加氯量小，因此无需设置液氯蒸发器。本设计采用自动真空加氯系统，该系统由加氯歧管、自动切换装置、减压过滤装置、真空调节器、自动真空加氯机和水射器等主要部分组成。自动真空加氯系统以真空调节器为界点可分为正压区和负压区两个区域，即危险区和安全区。加氯系统发生氯泄漏事故将造成严重的环境影响，故本设计设置漏氯吸收装置。漏氯吸收装置以对氯吸收较快而且最为经济的氢氧化钠溶液作为与氯化合的药剂。氯与氢氧化钠化合后，生成较稳定的次氯酸钠、氯化钠和水。漏氯吸收装置的基本结构有立式和卧室两种。本设计采用立式漏氯吸收装置。(2) 加氯间设计要点A.加氯间一般应设在靠近投加点，B.加氯量大的加氯间，氯瓶和加氯机应考虑分隔，加氯间必须与其它工作间隔开，并应有下列安全措施：直接通向外部且向外开的门，可以观察室内情况的观察门。C.在加氯间入口处，设有工具箱、抢修用品箱和防毒面具。照明和通风设备的开关设在室外。D.加氯间内的管线不宜露出地面，应敷设在沟槽里。E.应设有磅秤作为校核设备，磅秤面宜于地面相平，便于放置氯瓶。F.加氯间及氯瓶间可根据具体情况设置每小时换气12次的通风设备，通风管材料应考虑防氯腐蚀，由于氯气比空气重，故排气孔应设在低处。G.加氯设备（包括管道）应保证不间断工作，并根据具体情况考虑设置备用数量，一般每种不少于两套。H.通向加氯间的压力水管应保证不间断供水，并尽量保持管道内水压的稳定。I.当加氯间需要采暖时易用暖气，如用火炉时火口应设在室外。暖气散热片或火炉应离开氯瓶和加氯机。液氯仓库的设计要点：A.液氯库建筑应防止强烈光线照射，可考虑设百叶窗。B.液氯的储备量应按供应和运输条件确定，一般按最大用量的1530d计算。C.液氯仓库一般应设在水厂主导风向的下风向，并与厂外经常有人的建筑物保持尽可能远的距离。D.仓库外应设有检查漏气的观察孔。E.应有强制通风设备。F.消毒药剂仓库和加氯间应根据具体情况设置机械搬运设备，常用的有电瓶车、单轨吊车等。G.液氯仓库应设置漏氯报警仪及漏氯吸收装置或采取其他安全措施。H.为操作管理方便，氯库和加氯间往往合建，也有和加药库合建的，但必须各自设置独立对外的门。3)尺寸加氯间尺寸为3.5.7 清水池采用两座矩形清水池，每座尺寸为3.5.8 二级泵房吸水井尺寸为泵房尺寸为选择S型泵6台，5用一备 500S59型水泵4 净水厂平面高程布置和管线设计水厂总体布置主要是将水厂内各项构筑物进行合理的组合和布置，以满足工艺流程、操作联系、生产管理和物料运输等方面的要求。布置的原则是流程合理、管理方便，井考虑日后留有发展的可能。地下水厂由于厂内无大量生产构筑机故较为简单。以下着重介绍地表水厂的布置。地表水厂通常由下列四个基本部分所组成。1)生产构筑物 直接与生产有关的构筑物如絮凝池、沉淀池、澄清池、滤池、清水池、冲洗设施、二级泵房、变配电室、投药间及排污泵房等等。2)辅助及附属建筑物为生产服务所需要的建筑物如化验室、检修车问、材料仓库、危险品仓库、值班宿舍、办公室、食堂、锅炉房、车库及浴室等。3)各类管道净水构筑物间的生产管道(规模较大的水厂也可以来用渠道)、加药管道、水厂自用水管、排污管道、雨水管道、排洪沟(或渠)及电缆沟槽等。4)其他设施厂区道路、绿化布置、照明、围墙及进门等等。4.1 平面布置当水厂的主要构筑物的流程布置确定以后，即可进行整个水厂的总平面设计，将各项生产和辅助设施进行组合布置，布置时应注意下列要求。1)按照功能，分区集中将工作上有直接联系的辅助设施，尽量予以靠近，以利管理，一般水厂可分为：(1)生活区，将办公楼、值班宿舍、食堂厨房、锅炉房等建筑物组合为一区。生活区尽可能放置在进门附近，便于外来人员的联系。而使生产系统少受外来干扰。化验室可设在生产区、也可设在生活区的办公楼内。(2)维修区，将维修车间、仓库、泥木工场以及车库等组合为一个区，这一区占用场地较大，堆放配件杂物较乱最好与生产系统有所分隔，而独立为一个区块。(3)加药区，加矾、加氯间、药库等，一般设在沉淀池（澄清池）附近。最好有人行道或天桥(高架)与沉淀池联系，以便加药操作人员对净水效果的监控。2)注意净水构筑物扩建时的连接净水构筑物一般可以逐组添加，但二级泵房，加药间，以及其他设施，往往不宜分组过多，为此在布置平面上时，应注意远期净水构筑物扩建后的整体性。 3)考虑物料运输和施工要求日常交通和物料运输是水厂道路设计的主要目的，是水厂平面设计的主要组成。一般在主要构筑物的附近必须有道路到达，为了避免施工的影响，某些构筑物之间必须留有一定间距，这些间距是根据构筑物性质和埋深，地质条件和施工情况而定。4)因地制宜和节约用地为了节约用地，水厂布置应根据地形，尽量注意构筑物或辅助建筑物采用组合成合并的方式，既便于操作联系，增加绿地，节约造价又能增大建筑体型，使水厂立面丰满。4.2 高程布置在处理工艺流程中，各构筑物之间水流应为重力流。两构筑物之间水面差即为流程中的水头损失，包括构筑物本身，连接管道，计量设备等水头损失在内。水头损失应通过计算确定，并留有余地。各构筑物中的水头损失与构筑物和构造有关,各构筑物之间的连接管断面尺寸由流速决定。当各项水头损失确定后,便可进行构筑物高程布置。4.3 管线设计水厂工艺流程中的主要管线包括:1)给水管线(1)原水(浑水)管线:指进入沉淀(澄清)池之前的管线，一般为二根，接入方式应考虑远期的协调和检修时(主要是指原水管上的阀门检修)对生产运行的影响。原水管可以采用钢管、球墨铸铁管，由于阀门、配件、短管较多，故较少采用钢筋混凝土(预应力混凝土)管道。(2)沉淀水管线:由沉淀池(澄清池)至滤池的沉淀水管线，有两种布置方式，一种为架空(管道或混凝土渠道)，优点是水头损失小，渠道可作人行通道:一种是埋地式，可不影响池子间的通道。沉淀水管线的通过流量应考虑沉淀池的超负荷运转的可能(如一部分沉淀池维修而加重其他沉淀他的荷载)。(3)清水管线:指滤池至清水池之间的管线，承压较小，大型水厂也可采用低压混凝土渠道，采用渠道时应注意地面雨、污水的渗入。当设有清水池二座以上时，清水池之间常设有联络管线，联络管线由于在池底联通，故埋入较深，阀门安装困难，为此有采用虹吸管在池顶上予以联通的。二级泵房应尽可能采用吸水井;以减少洁水池之间的联络。(4)超越管线:超越管线在水厂内是一个重要环节。设计时应考虑到某一环节由于事故检修而停用时，不影响整个水厂的运行。2)排水管线水厂的排水系统有三个方面，一是厂内的地面雨水的排除(亦有包括山区的防洪排除)，二是水厂内生产废水的排除，包括沉淀(澄清)池的污泥排除、滤池冲洗水的排除、清水池放空的排除、投药间废渣、泵房废水的排除;三是办公室、食堂、浴室、宿舍等生活污水的排除。小型水厂除生活污水独白成为一个系统外，其他一般并为一个系统。大型水厂则多采取分别排除，因为雨水系统可以利用地形，埋管浅。生产废水往往埋管较深，排出点要有一定条件。雨水系统的设计，采用当地的设计频率和降雨强度。在丘陵地区设置水厂时必须十分注意防洪沟的设计，通常沿山脚地形，围绕厂区设置截洪沟渠，引排山洪至水厂下游，一般情况下，防洪沟不宜穿越厂区，以免造成对水厂的威胁，防洪沟通常在水厂围墙外侧，采用石砌、砖砌、土坡明沟等形式。防洪沟常采用百年一遇的重现期，过水断面根据汇水面积及当地面雨量公式，计算确定。3)电缆沟大型水厂的电缆较多，有动力、通讯、照明、控制电缆等等。因此在水厂总平面图上，应有对电缆的布置考虑，为了集中敷设便于检修，不少水厂采用集中电缆沟方式，在沟中分别架设各种电缆。电缆沟的断面按埋设电缆多少而定，上做盖板，深度不少于0.8米，宽度不小于0.7米，沟底有条件时做成底坡以利排除积水。4)加药管线加矾、加氯管线，往往做成浅沟敷设，上做盖板，以防止腐蚀。加药管线的管材一般采用塑料管，以防腐蚀。5)自用水管线(1)厂内自用水指水厂生活用水、消防用水、泵房、药间等冲洗溶解用水，以及清水池用水，一般均单独成为管系，自二级泵房出水管接出。(2)消防系统应满足消防要求，在需要地点设置消火栓。厂用水管口径应满足消防要求。第二部分 设计计算书5 取水泵房的设计计算 根据该工程以往的经验，取水构筑物位于水库取水口处，一泵站建在水库附近，离水厂较远距离，因此，本设计只设计泵的型号，其他内容不再复述5.1 设计流量的确定和设计扬程估算5.1.1 设计流量考虑到输水干管漏损和净水厂本身用水，取自用水系数1.1，则设计流量为5.1.2 设计扬程1）泵所需静扬程查资料可知，白石水库洪水位标高132.27m，枯水位标高为108.00m，净水厂配水井的水面标高取阜新平均海拔高度138m。在最不利情况下（即一条自流管检修，另一条自流管通过75%的设计流量时），自流管的水头损失为0.82m,则吸水间中最高水位标高为，吸水间中最低水位标高为，所以泵所需静扬程为：洪水位时：枯水位时：2）原水输水干管中的水头损失设采用两条DN1600mm钢管并联作为原水输水管，当一条输水管检修时，另一条输水管应通过75%的设计流量，即，查水力计算表得管内流速，所以（式中1.1为局部损失而加大的系数）3)泵站内管路中的水头损失粗估为2m，安全富余水头2m则泵设计扬程为：枯水位时：洪水位时：5.2 初选泵机组拟选用潜水供水泵，三台700QG4000-60-90（Q=3000m3/h-4900m3/h，H=51-65m）,两用一备5.3 配水井设计设计流量，根据同类水厂的运行经验，本设计中配水井的停留混合时间取4分钟，则配水井的容积为：,取配水井有效水深6.5m，超高0.3m，井体采用圆形，则配水井表面积：实际容积为，可以采用。6 投药设计与计算6.1 溶液池溶液池容积W1 W1溶液池容积（m3）; Q 处理水量（m3/h）; u混凝剂最大投加量（mg/l）; b混合浓度（%），混凝剂一般采用520； n每日调制次数，一般不宜超过3次，取,取16.5 m3经计算,拟设计为的池子2个，有效高度取1m超高0.2m（防止搅拌时溶液溢出），溶液池建于地下，则尺寸为6.2 溶解池溶解池容积W2，取5m3则其几何尺寸为：超高0.2m，则尺寸为溶解池搅拌设备采用中心固定式平桨板式搅拌机 6.3 药库药剂仓库与加药间宜布置在一起，根据室外给水设计规范（GB50013-2006）规定：混凝剂的固定储备量，应按当地供应，运输等条件确定，宜按最大投加量的715d计算。其周转储备量应根据当地具体条件确定。此设计中药库的储备量按最大投加量的15天用量计算，药剂堆放高度为2m，保持良好的通风，并采用相应的防腐措施。每日投加混凝剂为堆积高度2m，通道系数采用15%，则面积为115%仓库面积为 取仓库面积为加药间面积为溶解池溶液池及药库的面积之和，即为70.5m2,则7 混合设备设计与计算一般当管道流速为1.01.5m/s,分节数为23段时的水头损失约为0.50.8m,混合效果与分节数有关，一般取23段。设计总进水量，水厂进水管投药口靠近水流方向的第一个混合单元，投药管插入管径的1/3处，且投药管上多处开孔，使药液均匀分布，流速取，管式静态混合器设置在配水井到絮凝池的总管中。7.1 设计流量则管径为 本设计采用DN1500mm实际流速7.2 混合单元数 本设计取则混合器的混合长度为7.3 混合时间7.4 水头损失 符合设计要求8 絮凝池设计与计算往复隔板絮凝池设计要点：(1)絮凝池一般不少于2个或分成2格，絮凝时间为2030min，色度高、难于沉淀的细颗粒较多时宜采用高值。(2)絮凝池廊道中的流速，起端为0.50.6ms，末端为0.20.3ms，一般分为46段确定各段的流速v流速逐渐由大到小变化。转弯处过水断面积为廊道过水断面积的1.21.5倍。(3)为方便施工与维护，隔板间净距一般应大于0.5m。当采用活动隔板时适当减小。(4)絮凝池保护高0.3m，池底排泥口的坡度一般为23，排泥管直径大于150mm。(5)絮凝时间一般为1530min。(6)速度梯度取决于原水水质条件，一般为2070 s-1。GT值需要达到。8.1 设计参数设计进水流量为：；絮凝池个数个；池内平均水深，超高取0.3m；絮凝时间；廊道内流速采用6档：，隔板转弯处的宽度取廊道宽度的1.21.5倍。8.2 絮凝池容积及尺寸8.2.1 絮凝池总容积W总容积（m3） Q设计水量（m3/h）T反应时间（分） 8.2.2 单池平面面积 n池数（