给水排水工程污水处理设计毕业论文.docx

给水排水工程污水处理设计毕业论文目录1 概述11.1基础资料11.2工程设计22 设计用水量32.1用水量计算32.2各项用水量计算32.3最高日用水量52.4设计水量73取水工程设计83.1取水构筑物设计83.2取水泵站设计104 净水厂工艺设计144.1给水厂处理规模及流程144.2 水厂平面布置144.3混凝144.4沉淀224.5过滤274.6消毒334.7清水池354.8吸水井设计374.9二泵房设计375净水厂系统布置425.1水厂平面布置425.2水厂高程布置455.3水厂平面布置图及高程布置图456配水管网设计476.1管网定线476.2水厂选址496.3管网计算50结论错误！未定义书签。参考文献63致谢65附录671 概述1.1基础资料1.1.1自然资料（1） 地理位置囊谦县香达镇地处东经95215897070，北纬313220324346，位于青海省最南端，玉树州东南部。（2） 气象资料1) 风向：见设计图风玫瑰图。2) 气温：最冷月平均为：7.5； 最热月平均为：12.5； 年最高温度为：28； 年最低温度为：42。（3） 土壤冰冻深度：1.0m。（4） 土质资料：级自重湿陷性黄土，地下水位深度为9米。（5） 水文资料流量：多年平均径流量150m3s。（6） 水源水质资料表1.1 扎曲河水源水质 序号名称最高数平均数备注1色度168 2pH值7.57.1 3 SS（mg/l）8003004 DO溶解氧4.22.35 BOD50.80.36 COD2.71.0其余均符合国家地面水水源级标准1.1.2城镇资料（1） 总体规划平面图：1：:10000。（2） 市总规划人口：近期：2.7万人；远期：3.5万人。（3） 县城分区资料分区平均楼层给排水设备淋浴设备集中供热4+（4） 县城中工业企业1) A工厂，日产值100万元，用水量为100吨/万元，最大班用水量：4000吨/班，工人总数2000人，分三班工作，最大班1000人，其中热车间占30%，使用淋浴者占80%；一般车间使用淋浴者占20%；2) B工厂，日产值200万元，用水量为20吨/万元，最大班用水量：2000吨/班，工人总数3000人，分三班工作，最大班1200人，热车间占30%，使用淋浴者占80%；一般车间使用淋浴者占10%；3) C工厂，日产值120万元，用水量为100吨/万元，最大班用水量：5000吨/班，工人总数4000人，分三班工作，最大班1500人，其中热车间占30%，使用淋浴者占80%；一般车间使用淋浴者占20%；4) D工厂，日产值80万元，用水量为100吨/万元：3000吨/班，工人总数3000人，分三班工作，最大班1500人，其中热车间占30%，使用淋浴者占80%；一般车间使用淋浴者占10%。（5） 汽车站用水量为10L/s。（6） 县城居住区每小时综合生活用水量变化表1.2 囊谦县香达镇居住区每小时综合生活水量变化 时间0-11-22-33-44-55-66-77-8水量2.532.452.502.532.573.095.314.92时间8-99-1010-1111-1212-1313-1414-1515-16水量5.175.105.215.215.094.814.994.70时间16-1717-1818-1919-2020-2121-2222-2323-24水量4.624.975.184.894.394.173.122.481.2工程设计1.2.1设计任务（1） 设计题目：囊谦县香达镇给水工程设计；（2） 设计范围包括：取水工程、净水工程、输配水工程。1.2.2 设计内容（1） 用水量计算，编制总用水量计算表，确定设计规模；（2） 水源地的选择，取水、净水、输配水系统的选择。确定给水厂的净水工艺；（3） 取水工程设计；（4） 净水厂设计；（5） 输水管网设计；2 设计用水量2.1用水量计算按城市给水工程规划规范规定：城市给水工程规划的主要内容应包括：预测城市用水量，并进行水资源与城市用水量之间的供需平衡分析；选择城市给予水水源并提出相应的给水系统布局框架；确定给水枢纽工程的位置和用地；提出水资源保护以及开源节流的要求和措施。城市给水工程规划期限应于城市总体规划期限一致。城市给水工程规划应重视近期建设规划，且应适应城市远景发展的需要。城市给水系统的设计年限，应符合城市总体规划，近远期结合，以近期为主。一般近期宜采用510年，远期规划年限宜采用1020年。设计用水量由以下各项组成：（1） 综合生活用水量，Q1包括居民生活用水和公共建筑及设施用水。前者指城市中居民的饮用、烹调、洗涤、冲厕、洗澡等日常生活用水；公共建筑及设施用水包括娱乐场所、宾馆浴室、商业、学校和机关楼等用水，但不包括城市浇洒道路、绿化和城市等用水。（2） 工业企业生产用水量和工作人员生活用水量，Q2（3） 公共建筑用水，Q3（4） 消防用水量，Q4（5） 浇洒道路和绿地用水量，Q5（6） 未预计用水量及管网漏水量，Q6城市总用水量计算时，应包括设计年限内该给谁系统所供应的全部用水；居住区综合用水，工业企业综合用水和职工生活用水。消防用水，浇洒道路和绿地用水以及未预见水量和管网漏失量，但不包括工业自备水源所需的水量。2.2各项用水量计算（1） 综合生活用水量Q1：县城或居住区的最高日生活用水量为：Q1=qNf式中：q最高日生活用水定额，220L/capd N设计年限内计划人数，2.5万人 f自来水普及率，100%Q1=qNf=2202.5100%10410-3=5500 m3d（2） 工业企业生产用水量和工作人员生活用水量Q2：1) A、B、C、D企业生产用水量为：100100+20200+80100+12010000=34000 m3d2) 工作人员生活用水量：A工厂，日用水量10000吨/天，最大班用水量：4000吨/班，工人总数2000人，分三班工作，最大班1000人，其中热车间占30%，使用淋浴者占80%；一般车间使用淋浴者占20%；B工厂，日用水量4000吨/天，最大班用水量：2000吨/班，工人总数3000人，分三班工作，最大班1200人，热车间占30%，使用淋浴者占80%；一般车间使用淋浴者占10%；C工厂，日用水量12000吨/天，最大班用水量：5000吨/班，工人总数4000人，分三班工作，最大班1500人，其中热车间占30%，使用淋浴者占80%；一般车间使用淋浴者占20%；D工厂，日用水量8000吨/天，最大班用水量：3000吨/班，工人总数3000人，分三班工作，最大班1500人，其中热车间占30%，使用淋浴者占80%；一般车间使用淋浴者占10%。工厂职工生活用水量采用一般车间每人每班25L，高温车间每人每班35L计算，淋浴用水按一般车间每人每班40L，高温车间每人每班60L计算。A工厂生活用水：20000.725+0.335+0.70.240+0.30.86010-3=96m3dB工厂生活用水： 30000.725+0.335+0.70.140+0.30.86010-3=135.6 m3d C工厂生活用水：40000.725+0.335+0.70.240+0.30.86010-3=192 m3dD工厂生活用水：30000.725+0.335+0.70.140+0.30.86010-3=135.6 m3dQ2=34000+9.6+13.56+19.2+13.56=34559.2 m3d（3） 公共建筑用水Q3：Q3=10Ls=864 m3d（4） 消防用水量Q4：Q4=qf式中：q消防用水量定额，查表为35L/s f同时火灾次数，取值为2Q4=352=70 L/s（5） 浇洒道路和绿地用水Q5：浇洒道路和绿化用水量应根据路面种类、绿化面积、气候和土壤等条件确定。浇洒大路用水量一般为每平方米路面每次1.02.0L，每日23次。大面积绿化用水量可采用1.54.0L（m2d）。本设计中浇洒道路用水量为每平方米路面每次1.5L，每天浇洒2次，大面积绿化用水量取2L（m2d）。据总规图计算可得：道路面积20.3万平方米,绿地面积20.3万平方米。Q5=1.52030002+22030001000=1015 m3d （6） 未预计用水量及管网漏水量Q6：城市未预计用水量及管网漏水量按最高日用水量的15%25%计。本设计区20%。Q6=20%Q1+Q2+Q3+Q5=20%5500+34559.2+864+1015Q6=8387.64 m3d2.3最高日用水量（1） 最高日设计用水量Qd：Qd=Q1+Q2+Q3+Q5+Q6=5500+34559.2+864+1015+8387.64Qd=50325.84 m3d（2） 时变化系数Kh：表2.1 囊谦县香达镇居住区每小时综合生活水量变化 时间0-11-22-33-44-55-66-77-8水量2.532.452.502.532.573.095.314.92时间8-99-1010-1111-1212-1313-1414-1515-16水量5.175.105.215.215.094.814.994.70时间16-1717-1818-1919-2020-2121-2222-2323-24水量4.624.975.184.894.394.173.122.48绘制如下日最高用水量变化曲线：Kh=5.314.17=1.27（3） 设计供水总流量必须等于设计用水量，即：Qs=Qh=KhQd86.4=739.7 Ls（4） 每小时用水量与清水池调节容积：表2.2 每小时用水量与清水池调节容积 时间用水量（%）二级泵站供水量（%）一级泵站供水量（%）清水池调节容积（%）每小时用水量（m3）（1）（2）（3）（4）（4）（2）（5）012.532.224.171.641.641273.24122.452.224.171.723.361232.98232.502.224.161.665.021258.15342.532.224.171.646.661273.24452.572.224.171.608.261293.37563.094.974.161.079.331555.07675.314.974.17-1.148.192672.30784.924.974.17-0.757.442476.03895.174.974.16-1.016.432601.859105.104.964.17-0.935.502566.6210115.214.974.17-1.044.462621.9811125.214.974.16-1.053.412621.9812135.094.974.17-0.922.492561.5913144.814.974.17-0.641.852420.6714154.994.964.16-0.831.022511.2615164.704.974.17-0.530.492365.3116174.624.974.17-0.450.042325.0517184.974.974.16-0.81-0.772501.1918195.184.964.17-1.01-1.782606.8819204.894.974.17-0.72-2.502460.9320214.394.974.16-0.23-2.732209.3021224.174.974.170.00-2.732098.5922233.122.224.171.05-1.681570.1723242.482.224.161.680.001248.08累计100.00100.00100.00调节容积=12.0650325.842.4设计水量2.4.1取水泵站的设计水量取水泵站应连续工作，按照最高日平均时加上自来水厂的自用水量设计取水量。则取水泵站的设计水量为：50325.841.05=52842.13 m3d=2201.8 m3h=0.61 m3s随着城镇的发展，城镇人口的增多，工厂产值增加，所以本设计远期规划设计水量按近期水量的一倍计算。2.4.2净水厂的设计水量为了供水的安全可靠，净水厂的设计水量应按照最高日平均时设计，送水泵站的设计流量则以最高日最高时时设计。3取水工程设计3.1取水构筑物设计取水构筑物的设计原则：（1） 取水构筑物应保证在枯水季节仍能取水，并满足在设计枯水保证率下取得所需的设计水量。枯水流量的保证率，对由于减少水量而严重影响生产的工业企业的水源，应不低于90%97%；对允许减少生产用水水量的工业企业，其设计枯水流量保证率应按照各有关部门的规定执行。对于城市供水的水源，应根据城市规模和工业大用户的重要性选定，一般可采用90%97%。对于村镇供水的设计枯水量保证率，可适当降低。（2） 对于河道条件较为复杂，或者取水量占河道的最枯流量比例较大的大型取水构筑物，应进行水工模拟实验。（3） 当自然状态下河流不能取得所需设计水量时，应修拦河坝或确保可取水量的措施。（4） 取水构筑物位置的选择应全面掌握河流的特性，根据取水河段的水文、地形、地质等有条件综合考虑。（5） 在洪水季节取水构筑物应不受冲刷和淹没。设计最高水位和最大流量一般按100年一遇的频率确定。（6） 在取水构筑物进水口处，一般要求不小于2.53.0m的水深；对小型取水口，水深可可降低到1.52.0m，当河道最低水位的水深较浅时，应选用合适的取水构筑物形式和设计数据。（7） 水源和、取水地点和取水量等的确定，应取得有关部门同意，水源应按生活饮用水卫生标准采取相应的卫生防护措施。3.1.1取水构筑物形式由于所给的河流断面图岸边较陡，主流近岸，岸边又有足够的水，水质和地质条件较好，因此，经过技术比较，本设计采用的取水构筑物形式为岸边合建式，底板水平布置（采用自灌式）。该构筑物的特点：（1） 进水间与泵房合建设在岸边，集水井与泵房布置在同一高程上；河水经过进水孔进入进水间的进水室，在经过格网进入吸水室，由泵输送到净水厂，在进水孔上设有格栅，用以拦截水中粗大的漂浮物，设在进水间中的格网用以拦截水中细小的漂浮物。（2） 优点：布置紧凑，占地面积小，水泵吸水管路短，运行管理方便，水泵可低于低水位下，启动方便。（3） 缺点：土建结构复杂，施工较困难，泵房较深，通风条件差。3.1.2进水室设计（1） 格栅设计格栅设在取水头部或进水间的进水孔上，用来拦截水中粗大的漂浮物及鱼类。格栅由金属框架和栅条组成，框架外形与进水孔形状相同。栅条厚度或直径一般采用10mm。1) 格栅面积：F0=Qv0k1k2式中： Q设计流量，1.22m3/s； v0过栅允许流速，取0.4m/s； k1栅条阻塞系数，取0.75； k2栅条引起面积减少系数；k2=bb+s式中：b栅条间净距，取50mm； s栅条厚度，采用扁钢栅条，厚为10mm；k2=5050+10=0.833F0=0.610.40.750.833=2.44m2采用4个格栅，型号为S321-1，格栅尺寸为BH800mm800mm，进口尺寸：B1H1900mm900mm。因为河流洪水位与最低水位相差小于6米，设置1层进水孔即可。格栅顶设于枯水位下0.5m处，标高0.8-0.5=0.3m 采用BLQ型格栅除污机。（2） 进水室地上地面标高河流设计最高水位浪高（0.5m）+0.5m =4.30.5+0.5=5.3m（3） 进水室最高水位标高河流设计最高水位水经过格栅损失（0.08m）=4.30.084.22m（4） 进水室最低水位标高 河流设计最低水位水经过格栅损失（0.08m）=0.80.080.72m 水深2.30m（5） 进水间地下地面标高同吸水室 (见下)（6） 进水室高度进水间顶标高进水间底部标高=6.0-(-0.88)6.88m3.1.3吸水室设计（1） 格网面积：F=QK1K2v1式中：Q设计流量，m3/s； 收缩系数，取0.8； K1网格引起的面积减少系数；K1=b2b+d2式中：b网格尺寸，取55mm； d网丝直径，取2mm； K2格网堵塞面积减少系数，采用0.5；v2过网滤速，m/s，取0.3m/s；K1=555+22=0.51F0=0.610.80.510.50.3=9.97m3选用平板格网，格网的水头损失计为0.10m。选用4块格网，型号为C12，进口尺寸为B1H117502000mm，网格尺寸为BH18802130mm，有效面积为2.42m2。（2） 吸水室地上地面标高河流设计最高水位浪高（0.5m）+0.5m =4.30.5+0.5=5.3m（3） 吸水室最高水位标高进水间最高动水位水经过格网损失（0.1m）=4.220.14.12m（4） 吸水室最低水位标高进水间最低动水位水经过格网损失（0.1m）=0.720.10.62m（5） 吸水室地面标高 吸水室最低动水位进水部分高0.250.251.58m（6） 吸水室最低动水位时水深吸水室最低动水位标高吸水室底部标高0.62 (1.58)2.2m3.2取水泵站设计3.2.1设计流量和设计扬程（1） 设计流量Q=0.61m3s（2） 设计扬程Hs：1) 水泵所需静扬程Hst：Hst=反应池进水位吸水室最低动水位标高Hst= 5.00.624.32m泵房内损失：2.0m；管式静态混合器损失为：0.8m；安全水头：1.0m；则水泵扬程为：HHst0.81.02.04.320.81.02.08.12m3.2.2泵的选择及尺寸计算选用S350-16离心清水泵，三用一备。机组基础平面尺寸为：（1） 基础长度：LL2+L3+B(400500)500+622+1168+400=2690mm基础长度取2.7 m。（2） 基础宽度：BMax(B3, A)(400500)584+500=1084mm基础宽度取1.1m（3） 机组总重量：W=WpWm=1250012500=25000N（4） 基础深度H：H=3WLB式中，L基础长度，取2.7 m； B基础宽度，取1.0m； 基础所用材料的容重，对于混凝土基础，取23520N/ m3。H=3250002352012.7=1.07m基础深度取1.1m，基础实际深度连同泵房底板在内，应为2.5m。3.2.3吸水管路和压水管路（1） 管路管径表3.1 管路管径流速规定 吸水管压水管管径（mm）流速（m/s）管径（mm）流速（m/s）Ds2501.01.2Dd2501.52.0Ds2501.21.6Dd2502.02.5每台水泵有单独的吸水管与压水管，Q0.31 m3/s，所以，吸水管采用DN500铸铁管，则v1.53m/s，i6.02，压水管采用DN400铸铁管，则v2.4m/s，i19.9。（2） 布置及选择配件为了便于用沉井法施工采用圆形泵房，同时为了布置紧凑，充分利用建筑面积，将3台泵交错布置成两排，2台为正常转向，1台为反常转向，在订货时应予以说明。每台泵有单独的吸水管，3根压水管用三通，四通连接起来，为安全起见连接管中间设双DN1000闸阀。水泵出水管上设 DN350400 减扩管， DN400手动闸阀，DN400电动蝶阀，DN400缓闭止回阀，90度弯头DN400mm；吸水管上设DN500手动蝶阀，DN600350 减缩管；两根DN1000的输水干管上分别设切换用的DN1000手动闸阀一个。3.2.4泵房各部件间距机组间距：相邻两水泵机组突出部分的净距，及机组突出部分与墙壁的净距：当电动机容量大于55KW时，不小于1.2m。本设计取3m；卧式泵：双列布置时，管道与相邻机组之间的净距不应小于1.21.5m。本设计取1.5m；泵房主要人行通道宽度不小于1.2m。本设计取2m；卧式机组：在大型卧式机组的四周，宜设工作平台，平台通道宽度不宜小于1.2m；设置专用检修场地时：应根据机组外型尺寸决定，并应在周围设有通道，通道宽度不小于0.7m，检修平台设置在地面平台层；根据水泵机组、吸水与压水管道的布置条件以及排水泵站机组和通风机等附属设备的设置情况，从给水排水设计手册中查出有关设备和管道配件的尺寸，通过计算，求得泵房内径为22m。3.2.5泵房各工艺标高的确定为了便于用沉井法施工，将泵房机器间底板放在与吸水间底板同一标高，因而水泵为自灌式工作，所以水泵的安装高度小于其允许吸上真空高度，无须校核其泵轴的安装高度。已知吸水间最低动水位标高为0.62m，为保证吸水管的正常吸水，取吸水管的中心标高为-0.73m，(吸水管上缘的淹没深度为1.02m)。取吸水管下缘距吸水间底板0.63m，则吸水间底板标高为-1.58m。由350S-16水泵的外形尺寸可以确定水泵进口处偏心减缩管的中心标高为：0.275m；水泵出口处渐扩管中心标高为：-0.43 m；泵轴标高为：0.745m；水泵基础顶面标高为-0.225m；电机基础顶面标高为0.145m；泵房地坪标高为 -0.825m。由最小覆土高度(0.71m)确定出水管的中心标高为：4.0m。洪水位标高为5.0m，则操作平台标高为6.0m。3.2.6泵房建筑高度采用半地下式泵房H=H1+H2式中：H1泵房地面以上部分；H2泵房地面以下部分；H1=n+q2+c1+d+e+h式中：n起吊架距泵房屋顶高，取0.2 米；q2行车梁高度，0.825m；c1行车梁到起重钩中心的高度，1.28m；d起重绳子的垂直长度，水泵为0.85x，电动机为1.2x；x起重部件宽度； e最大一台水泵或电动机高度，0.97m；h吊起物底与平台距离,0.5m；d=0.851.17=0.995mH1=n+q2+c1+d+e+h=0.2+0.825+1.28+0.995+0.97+0.5=4.77mH =泵房地上地面高程泵房地下地面高程=9.77-（-1.60）=11.37m取水泵站平面图3.1取水泵站剖面图3.24 净水厂工艺设计4.1给水厂处理规模及流程（1） 给水处理厂的设计规模给水处理厂的设计水量以最高日平均时流量计，为 0.61 m3s 。（2） 处理工艺流程由于地表水水源水位变化不大，原水的浊度、色度有季节性的变化。所以选择以下处理工艺：原水 取水泵站 混凝 沉淀 过滤 消毒 清水池 二泵站 4.2 水厂平面布置水厂厂址的选择，因结合城镇建设在整个给水系统设计方案中进行全面规划，综合考虑，在选择厂址时，一般应该考虑以下几个问题：（1） 厂址应选择在工程地址条件较好的地方，一般选在地下水位较低，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，水厂的防洪标准不应低于城市防洪标准，并留有适当的安全裕度；（3） 水厂应少占农田或不占良田，并留有适当的发展余地，要考虑周围环境卫生条件；（4） 水厂应设置在交通方便，靠近电源的地方，以利于施工管理，降低输电线路的造价；（5） 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；（6） 少拆迁，不占或少占良田；（7） 施工、运行和维护方便。所以厂址应选择在扎曲河上游河旁。4.3混凝水的混凝是指水中杂质微粒和混凝剂进行混合，絮凝形成较大的絮凝体（即矾花、绒粒或絮状物）的过程。它是近代水质净化处理的首要环节。4.3.1药剂选择根据原水的水质水温和pH值的情况，选用混凝剂为聚合氯化铝，投加浓度为15%。PAC特点为：净化效率高，耗药量少，出水浊度低，色度小，过滤性能好，原水高浊度时尤为显著；温度适应性高；pH使用范围宽（可在pH为59的范围内），因而可不投加碱剂；使用时操作方便，腐蚀性小，劳动条件好；设备简单，操作方便，腐蚀性小，劳动条件好；设备简单，操作方便，成本较三氯化铁低；是无机高分子化合物。4.3.2投加方式药剂投加量根据原始资料已知，混合剂头投加量为20mg/l。常用药剂投加方式有干投法和湿投法两种。下表为两者比较结果：表4.1 投加方式比较 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. 当药用量较大时需要一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. 药剂与水不宜混合均匀。湿投法1. 容易与原水混合；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. 人工调节时工作量较为繁重；3. 设备容易受腐蚀；4. 当加药量突变时，调整较慢。所以本设计采用湿投法。其优点为：容易与原水充分混合；不易阻塞入口，管理方便；投量易于调节。投加系统示意图见图4.1。药剂（固体）溶解池溶液池搅拌计量、投加设备加水加水搅拌图4.1 混凝剂投加系统4.3.3药剂溶解池和溶液池的计算本设计中水厂设计水量为Qd=55000m3d=2291.7m3h=0.64m3s，水量较小，所以投加药剂量相对较小。（1） 溶液池容积：W1=Q417bn聚合氯化铝最大投加量，取值35mg/L；Q处理水量，2291.7m3h ；B溶液浓度，取15%；n每日调节次数，取2次。W1=352291.7417152=6.41m3=6.5m3溶液池设两个，每个有效容积为6.5m3，两个溶液池一备一用。溶液池为了便于投加药剂，溶液池高程一般以设在地坪面以上为宜，超高设为0.3m，有效高度设为H=1.0m，溶液池实际尺寸为2.5m1.3m2.6m，池底坡度不小于0.02，底部设排孔管，采用机械搅拌。（2） 溶液池容积：W2=0.25W1=0.256.5=1.625m3溶解池尺寸可设为1.2m1.2m，池深H=1.2m，采用机械搅拌，采用的浆叶直径为650mm，桨板深度为850mm，溶解池为了便于投加药剂，溶解池高度一般以设在地坪以下为宜，池顶超出地坪0.2m。4.3.4混合 混合是将药剂充分、均匀地扩散于水体的工艺过程，对于取得良好的混凝效果具有重要作用。混合的基本要求：混合设施应使药剂投加后水流产生剧烈紊动，在很短时间内使药剂均匀地扩散到整个水体；混合时间一般为1060s；搅拌速度梯度G一般为6001000s-1；混合设施与后续处理构筑物的距离越近越好，尽可能采用直接连接方式；混合设施与后续处理构筑物连接管道的流速可采用0.81.0m/s。混合方式基本分为两大类：水力和机械。常用的水力混合有：水泵混合、管式静态混合器混合、扩散混合器混合、跌水混合和水跃混合等。本设计采用管式静态混合器混合，其优点为：设备简单，维护管理方便；不需土建构筑物；在设计流量范围，混合效果较好；不需外加动力设备。缺点为：运行水量变化影响效果；水头损失较大；混合器构造较复杂。管式静态混合器是在管道内设置多节固定叶片，使水流成对分流，同时产生涡漩反向旋转及交叉流动，从而获得混合效果。这种混合器的每一单体同时发生分流、交流和旋涡三种混合作用，混合效果很好。该混合器的水头损失与管道流速、分流板节数及角度等有关。本设计设两组静态混合器，每组混合器的处理水量为Q=0.61m3/s，水流流速取1.1m/s。静态混合器直径为：D=4Qv0.5=40.611.10.5=900mm则实际流速为：v=4QD2=0.96ms混合单元数：N2.36v-0.5D-0.3=2.360.96-0.50.9-0.3=2.5所以N取值3。混合器长度：L=30.77=2.31m混合时间：T=Lv=2.310.96=2.41s水头损失：h=0.1184Q2d4.4n=0.11840.6120.94.43=0.21m2000所以符合水利条件设计要求。静态混合器构造示意图如图5.2：图4.2管式静态混合器1 原水管道 2加药管 3混合单元体 4静态混合器4.3.5絮凝投加混凝药剂并经充分混合后的原水在水流作用下使微絮粒相互接触碰撞，以形成更大絮粒的过程称作絮凝，完成絮凝过程的构筑物为絮凝池。（1） 絮凝池设计要点：1) 絮凝池形式的选择和设计参数的采用，应根据原水水质情况和相似条件下的运行经 验或通过试验确定；2) 絮凝池设计应使颗粒有充分接触碰撞的机率，又不致使已形成的较大絮粒破碎，因此在絮凝过程中速度梯度G或絮凝流速应逐渐由大到小；3) 絮凝池要有足够的絮凝时间，根据絮凝形式的不同，絮凝时间也有区别，一般宜在1030min之间，低浊、低温水宜采用较大值；4) 絮凝池的平均流速梯度G一般在3060s-1之间，GT值达104105，以保证絮凝过程的充分与完整；5) 絮凝池应尽量与沉淀池合并建造，避免用管渠连接；6) 为避免已形成絮粒的破碎，絮凝池出水穿孔墙的过孔流速宜小于0.10m/s；7) 应避免絮粒在絮凝池中沉淀。（2） 絮凝池的选择表4.2 不同形式絮凝池的比较形式优缺点适用条件隔板絮凝池往复式优点：1.絮凝效果较好 2.构造简单，施工方便缺点：1.絮凝时间较长 2.水头损失较大 3.转折处絮体易破碎 4.出水流量不易分配均匀1.水量大于30000m3d的水厂2. 水量变动小回转式优点：1.絮凝效果较好 2.水头损失小 3.构造方便，结构简单缺点：出水流量不易分配均匀1.水量大于30000m3d的水厂2. 水量变动小3.适用于旧池改建和扩建折板絮凝池优点：1.絮凝时间较短 2.絮凝效果较好缺点：1.构造复杂 2.水量变化影响絮凝效果水量变化不大的水厂网格絮凝池优点：1.絮凝时间短 2.絮凝效果较好 3.构造简单缺点：水量变化影响絮凝效果1. 水量变化不大的水厂2.单池的能力以1000030000m3d为宜机械絮凝池优点：1. 絮凝效果较好 2.水头损失小 3.能适应水量的变化缺点：需要机械及需要经常维修大小水量均适用，且能适应水量的变化本设计设计水量为0.61m3s，用水量变化不大，综合考虑后选择使用网格絮凝池，絮凝池设计1组每组2池。（3） 网格絮凝池设计参数每池设计水量为Q=0.31m3s，絮凝时间为t=10min，设计平均水深为h=3.0m，竖井流速取值0.12m/s。1) 絮凝池有效容积：V=Qt=0.311060=186m32) 絮凝池有效面积A：A=Vh=62m23) 单格面积f：f=Qv=0.310.12=2.58m2设计每格为正方形，边长采用1.6m，因此每格面积为2.56m2。4) 絮凝池格数n：n=Af=622.56=24.2所以取格数25格。5) 实际絮凝时间：t=1.61.63250.31=619s=10.3min6) 池总高度H：H=h+0.3+0.65=3+0.3+0.65=3.95m超高取值0.3m，泥斗高度为0.65m。7) 过水洞尺寸：过水洞流速取值从0.3m/s0.1m/s。上孔上缘在最高水位以下，下孔下缘与池底平齐。网格絮凝池布置，见下图4.3，每孔的孔洞尺寸见表4.3。图4.3 网格絮凝池布置图表4.3 絮凝池过水管尺寸编号123456孔洞高宽（m）0.651.600.651.600.651.600.781.600.781.600.781.60流速(m/s)0.300.300.300.250.250.25编号789101112孔洞高宽（m）0.841.600.841.600.841.600.971.600.971.600.971.60流速(m/s)0.230.230.230.200.200.20编号131415161718孔洞高宽（m）1.141.601.141.601.141.601.251.601.251.601.491.60流速(m/s)0.170.170.170.150.150.13编号19202122孔洞高宽（m）1.491.61.611.61.611.61.941.6流速(m/s)0.130.120.120.108) 内部水头损失：16格为前段，过孔流速为0.30.25 m/s；715格为中段过孔流速为0.250.2m/s。前段网格的孔眼尺寸为8080mm，取v1前=0.27ms，净断空面积：A前=Qv1前=0.310.27=1.15m2每个网格的孔眼数n：n=1.150.080.08=179.69所以每个网格的孔眼数为180。前段设网格总数为20层，前段网格的水头损失：h1前=n1v1前22g=201.00.27219.6=0.074m式中：1网格阻力系数，取1.0。前段孔洞水头损失：h2前=2v2前22g=3.00.323+0.252319.6=0.070m式中：2网格阻力系数，取3.0。中段网格的孔眼尺寸为100100mm，取v1中=0.23ms，净断空面积：A中=Qv1中=0.310.23=1.35m2每个网格的孔眼数n：n=1.350.100.10=135所以每个网格的孔眼数为135。中段设网格总数为10层，前段网格的水头损失：h1中=n1v1中22g=100.80.23219.6=0.022m式中：1网格阻力系数，取0.8。中段孔洞水头损失：h2后=2v2后22g=3.00.2323+0.2023+0.172319.6=0.056m式中：2网格阻力系数，取3.0。后段不设网格，孔洞水头损失：h2后=2v2后22g=3.00.1522+0.1322+0.1222+0.10219.6=0.018m絮凝池内损失为：h=h1+h2=0.018+0.056+0.022+0.07+0.074=0.24m絮凝池的隔墙宽0.2 米，分格尺寸为1.6米1.6米，一组絮凝池总宽度为18.4米（包括结构尺寸）长9.2米，从絮凝池到沉淀池的过渡段净宽1.5 米，沿絮凝池一侧设置排泥渠道，渠道宽度取1.0m，渠壁厚取0.3m。4.4沉淀4.4.1沉淀池的选择表4.4 沉淀池形式比较形式优缺点适用条件平流沉淀池优点：1.造价较低 2.操作管理方便，施工较简单 3.对原水浊度适应性强，效果稳定 4.带有机械排泥设备，排泥效果好缺点：1.占地面积较大 2.不采用机械排泥装备时，排泥较困难 3.需维护机械排泥设备使用一般大、中型水厂斜管沉淀池优点：1.沉淀池效率高 2.池体小，占地少缺点：1.斜管耗材较多，老化需更换，费用高 2.对原水浊度适应性弱 3.不设机械排泥设备排泥困难；设机械设备排泥管理麻烦1.可用于各种规模水厂2.单池处理水量不宜过大3.适用于需保温的低湿区域由于要与网格絮凝池合建，且水厂规模较小故选择斜管沉淀池。4.4.2斜管沉淀池斜板或斜管沉淀池，是一种在沉淀池内装置许多间隔较小的平行斜板或直径较小的平行斜管的沉淀池。特点是沉淀效率高、池子容积小和占地面少。斜管沉淀池因沉淀时间短，故在运转中遇到水量、水质变化时，应注意加强管理。用此类沉淀池需要注意絮凝的完善和排泥布置的合理。（1） 设计要点1) 斜管断面一般采用蜂窝六角形或山型，其内径或边距d一般采用2535mm；2) 斜管长度一般为8001000mm左右，可根据水力计算结合斜管材料决定；3) 斜管的水平倾角常采用60；4) 协管上部的清水区高度，不宜小于1.0m，较高的清水区有助于出水均匀和减少日照影响及藻类繁殖；5) 斜管下部的布水区高度不宜小于1.5m，为使布水均匀，在沉淀池进口处应设穿孔强或格栅等整流措施；6) 积泥区高度应根据沉泥量、沉泥浓缩程度和排泥方式等确定，排泥设备同平流式沉淀池，可采用穿孔管排泥或机械排泥等；7) 斜管沉淀池采用侧面进水时，斜管倾斜以反向进水为宜；8) 斜管沉淀区液面负荷，应按相似条件下的运行经验确定一般可采用9.011.0m3m2h。（2） 设计参数进水水量Q=52842.13 m3d=0.61 m3s； 斜管管径d=30mm；颗粒沉降速度=0.35mms； 清水区上升流速v1=3.0mm/s；六边形蜂窝管管厚0.4mm，边距d=30mm，水平倾角=60；（3） 斜管沉淀池计算1) 清水区面积A1：A1=Qv1=0.610.003=203.33m2由于斜管结构占用面积按照3%的计算，则实际清水区需要面积为：A实=1.03203.33=210m2为了配水均匀，采用清水区平面尺寸BL=18m11.7m，进水区沿18m一边布置。2) 斜管长度L：v2=v1sin60=30.866=3.5mmL=1.33v1-0sin6000cos600d=1.333.5-0.35sin6000.35cos60030=746mm考虑到管端紊流积泥等因素，过度区采用200mm。斜管总长度L0=200+746=946mm本设计按1000mm计3) 沉淀池高度H：超高采用0.3m； 清水区高度1.2m； 布水区高度1.5m；斜管高度1000sin60=0.87m； 穿孔排泥斗高0.8m；沉淀池高度：H=0.3+1.2+1.5+0.87+0.8=4.67m4) 沉淀池进口穿孔墙穿孔墙孔眼流速采用v3=0.15m/s，洞口总面积：0=Qv3=0.610.15=4.07m2每个洞口尺寸为：bh=0.15m0.08m所以孔眼数为：n=0b