asz城市給水處理廠課程設計基礎資料1．工程設計背景某市位于廣東省中南部，北接廣州，南連深圳，是近年來珠江三角洲經濟發展和城市化進程較快的地區。近年來，由于經濟的發展、城市化進程的加快和城市人民生活水平的提高，用水的需求不斷增長，原有水處理廠的生產能力已不能滿足要求，對經濟發展和人民生活造成了嚴重影響，為緩解這一矛盾，經市政府部門研究并上報請上級主管部門批準，決定在東江南支流南岸、東城區下橋新建一座給水處理廠。2．設計規模該凈水廠總設計規模為（10+14）×104m3/d。征地面積約40000m2，地形圖見附圖。3．基礎資料及處理要求（1）原水水質原水水質的主要參數見表1。序號項目單位數值序號項目單位數值1渾濁度度54.213錳mg/L0.072細菌總數個/mL28014銅mg/L0.013總大腸菌群個/L920015鋅mg/L<0.054色度色度單位2016BOD5mg/L1.965嗅和味-17陰離子合成劑mg/L-6肉眼可見物微粒18溶解性總固體mg/L1077pH7.3719氨氮mg/L3.148總硬度(CaCO3)mg/L4220亞硝酸鹽氮mg/L0.0559總堿度mg/L47.521硝酸鹽氮mg/L1.1510氯化物mg/L15.222耗氧量mg/L2.4911硫酸鹽mg/L13.323溶解氧mg/L6.9712總鐵mg/L0.7（2）地址條件根據巖土工程勘察報告，水廠廠區現場地表層分布較厚的素填土層，并夾雜大量的塊石，平均厚度為5米左右，最大層厚達9.4米，該土層結構松散，工程地質性質差，未經處理不能作為構筑物的持力層，為提高地基承載力及減少構筑物的沉降變形，本工程采用振動沉管碎石樁對填土層進行加固處理.樁體填充物為碎石，碎石粒徑為2~5CM，樁徑為400毫米，樁孔距為1M，按梅花形布置。（3）氣象條件項目所在地屬于亞熱帶海洋性氣候，陽光充足，雨量充沛，多年平均氣溫22℃，絕對最高溫度38.2℃(94.7.2)，絕對最低溫度－0.5℃(57.2.11)，年平均霜凍日3.6天，最多10天。年平均日照時數1932小時，年平均降雨量1788.6mm，日最大降雨量367.8mm(81.7.1)，年平均相對濕度79％。主導風向西南（4）處理要求出廠水水質指標滿足《生活飲用水衛生標準》（GB5749-2006）的相關要求。給水處理廠方案設計一、水廠設計規模概況該市位于廣東省中南部，北接廣州，南連深圳，是進來珠江三角洲經濟發展和城市化程度較快得地區。近年來，由于經濟發展、城市化進程的加快和城市人民生活的提高，用水的需求不斷增長，原有水處理廠的生產能力已經不能滿足要求，對經濟發展和人民生活造成嚴重影響，為緩解這一矛盾，經市政府部門研究并上報請上級主管部門批準，決定在東江南支流南、東城區下橋新建一座給水廠。該水廠設計規模為140000立方米/天。工程主要分為三大部分eq\o\ac(○,1)取水工程eq\o\ac(○,2)輸水工程eq\o\ac(○,3)凈水廠工程二、工藝設計流程PAC氯消毒↓↓原水→機械混合池→折板反應池→平流沉淀→V型濾池→清水池三、混凝設施（1）加藥H量泵濕式投加，不需要加助凝劑。1．混凝劑投量計算設計中取日處理水量（不包含自用水）；采用精制硫酸鋁，根據原水水質，單位混凝劑投量大取。當a取40.0mg/L時：日混凝劑投量2.混凝劑的配制和投加a.混凝劑投加方法混凝劑投加方法有濕投和干投，干投應用較少，本設計采用濕投方法。b.混凝劑調制方法混凝劑采用濕投時，其調制方法有水力、機械攪拌方法，水力方法一般用于中、小型水廠，機械方法可用于大、中型水廠，本設計采用機械方法調制混凝劑。c.溶液池容積設計中取混凝劑的濃度，每日調制次數次，混凝劑最大投加量，設計處理水量，則溶液池容積溶液池采用鋼筋混凝土結構，單池尺寸為，高度中包括超高0.3m，沉渣高度0.3m。溶液池實際有效容積滿足要求。池旁設工作臺，寬1.0～1.5m，池底坡度為0.02。底部設置DN100mm放空管，采用硬聚氯乙烯塑料管，池內壁用環氧樹脂進行防腐處理。沿地面接入藥劑稀釋用給水管DN80mm一條，于兩池分設放水閥門，按1h放滿考慮。d.溶解池容積溶解池尺寸為，高度中含超高0.3m，底部沉渣高0.2m。為操作方便，池頂高出地面0.8m。溶解池實際有效容積溶解池采用鋼筋混凝土結構，內壁用環氧樹脂進行防腐處理，池底設0.02坡度，設DN100mm排渣管，采用硬聚氯乙烯管。給水管管徑DN80mm，按10min放慢溶解池考慮，管材采用硬聚氯乙烯管。e.溶解池攪拌設備溶解池采用機械攪拌，攪拌槳為平槳板，中心固定式，攪拌槳板安裝見圖1。溶解池攪拌機示意圖攪拌設備查《給水排水快速設計手冊》第一冊表7-6，適宜本設計的參數列于表1中。攪拌設備應進行防腐處理。攪拌設備參數表表1溶解池尺寸B×B(m)池深H(m)槳葉直徑D(mm)槳板深度L(mm)H1(mm)H(mm)E(mm)攪拌機重量（kg）2.1×2.11．7Φ7501200100330/200f.投加方式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器投加和計量泵投加。g.計量設備計量設備有孔口計量、浮杯計量、定量投藥箱和轉子流量計。設計采用耐酸泵與轉子流量計配合投加。計量泵每小時投加藥量耐酸泵型號25F-25選用二臺，一用一備。25F-25型耐酸泵參數：流量為1.98～3.96m3/h、揚程為26.8～24.4m、轉數為2960轉/分、配套電機功率1.5kW，生產單位石家莊水泵廠。3.加藥間及藥庫a.加藥間各種管線布置在管溝內：給水管采用鍍鋅鋼管、加藥管采用塑料管、排渣管為塑料管。加藥間內設兩處沖洗地坪用水龍頭DN25mm。為便于沖洗水集流，地坪坡度≧0.005，并坡向集水坑。b.藥庫藥劑按最大投加量的30d用量儲存。硫酸鋁所占體積硫酸鋁相對密度為1.62，則硫酸鋁所占體積為：176.4/1.62=108.89m3藥品堆放高度按2.0m計（采用吊裝設備），則所需面積為54.5m2考慮藥劑的運輸、搬運和磅秤所占面積，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，則藥庫所需面積為54.5×1.3=70.78m2，設計中取75m2。藥庫平面尺寸取：10.0×7.5m。庫內設電動單梁懸掛起重機一臺，型號為DX0.5-10-20。四．機械混凝1.有效容積取混合時間，池數n=2個，則機械混合池尺寸及有關參數選定，直徑：水深：池總高：攪拌器外緣速度：攪拌器直徑：，設計中取2.0m攪拌器寬度：，設計中取0.3m攪拌器層數：因，設計中取一層攪拌器葉數：攪拌器距池底高度：2.攪拌轉速3.攪拌器角速度4.軸功率取阻力系數，攪拌器層數層，攪拌器半徑，則5.所需軸功率取水的動力黏度，速度梯度，則，滿足要求。6.電動機功率取傳動機械效率，則機械混合池計算各部分尺寸示意如圖所示。五、折板反應池單池設計水量水廠總設計規模為140000m3/d，折板絮凝池分為兩個系列，每個系列設計水量為：（1）設計計算折板絮凝池每個系列設計成4組。1.單組絮凝池有效容積取絮凝時間，則分三段絮凝，第一段采用相對折板，第二段采用平行折板，第三段采用平行直板折板布置采用單通道，絮凝池與沉淀池合建。2.取有效水深，單組池寬，則將絮凝池垂直水流方向分6格，每格1.7m.沿著水流方向平行分6格，每格1m。絮凝池長度方向用隔墻分成3段，首段和中段格寬均為1.0m，末段格寬為2.0m，隔墻后為0.15m，則絮凝池總長度為：3.各段分格數與平流沉淀池組合的絮凝池池寬為24.0m，用3道隔墻分成4組，每組的流量每組池寬為首段分成10格，則每格長度:首段每格面積通過首段每格的平均流速中段分為8格，末段分為7格，則中段、末段的各格格長、面積、平均流速分別為：，，，，4.停留時間計算首段停留時間中段停留時間末段停留時間實際總停留時間5．隔墻空洞面積和布置水流通過折板上、下轉彎和隔墻上過水孔洞流速，首、中、末段分別為0.3m/s、0.2m/s和0.1m/s，則水流通過各段每格格墻上孔洞面積為：，取0.75m2，孔寬1.0m，則孔高為0.75m，實際通過首段每格格墻上孔洞流速，取1.1m2，孔寬1.0m，則孔高1.1m，實際通過中段每格格墻上孔洞流速，取2.2m2，孔寬1.5m，則孔高1.47m，實際通過末段每格格墻上孔洞流速孔洞在格墻上、下交錯布置。6.折板布置折板布置首段采用峰對峰，中段采用兩峰相齊，末段采用平行直板。折板間距采用0.4m。折板長度和寬度各段分別采用2.0m×0.6m、1.50m×0.6m和1.50m×0.6m。7.水頭損失計算a.相對折板設通道寬為1.4m,設計峰速為0.34m/s,則峰距:,取0.6m。實際峰速為：。谷距:。板寬采用500mm，夾角90°，板厚60mm。側邊峰距:側邊谷距:中間部分谷速:側邊峰速:側邊谷速:水頭損失計算:中間部分:漸放段損失:m漸縮段損失:m按圖布置,每格設有12個漸縮和漸放,故每格水頭損失:h=12×(0.0022+0.005)=0.0864m。側邊部分:漸放段損失:m。漸縮段損失:m每格共6個漸縮和漸放,故h’=6×(0.00025+0.000625)=0.0053m。進口及轉彎損失:共1個進口,2個上轉彎,3個下轉彎,上轉彎處水深H4為0.7米,下轉彎處水深為H3=1.2米,進口流速取0.3m/s。進口尺寸為0.9m×1.0m。上轉彎流速為:,下轉彎流速:上轉彎δ取1.8,下轉彎及進口取3.0,則每格進口及轉彎損失之和為:m總損失:每格總損失:第一絮凝區總損失:第一絮凝區停留時間:第一絮凝區平均G值:b.平行折板折板間距等于第一區的中間部分峰距即0.6米。通道寬取2.0米。布置形式如下圖:中間部分流速為:,可以.側邊峰距b3:b3=6.9-6×0.6-7×0.04=3.02m.由圖可知,b3+b3+c=3.02m,故側邊谷距b4=b3+c=0.335+1.3325=1.6675m.側邊峰速側邊谷速水頭損失計算:中間部分:一個90o彎頭的水頭損失按圖布置,共有18個/每格,則每格水頭損失.側邊部分漸放段損失:漸縮短損失:每格共有6個漸縮和漸放,故h’=6×(0.0001+0.00026)=0.00216m。進口及轉彎損失:共有1個進口,3個上轉彎,4個下轉彎,上轉彎處水深H4為0.7米,下轉彎處水深為1.2米,進口流速取定為0.2m/s,進口尺寸為0.8m×1.75m,上轉彎處流速為,下轉彎處流速為:。上轉彎取1.8,進口及下轉彎取3.0,則每格進口及轉彎損失為:每格總損失為:.第二絮凝區總損失為:第二絮凝區的停留時間:平均速度梯度G值:c.平行直板板厚為84mm,具體布置見下圖平均流速取0.1m/s,通道寬度為:,取2.6米。水頭損失:共1個進口及5個轉彎,流速采用0.1m/s,=3.0,則單格損失為:。總水頭損失為：停留時間為:平均G值為:d.折板絮凝池總水頭損失e.各絮凝段主要指標絮凝段絮凝時間(min)水頭損失(m)G(s-1)GT值第一絮凝段4.390.2658992.61×104第二絮凝段6.280.114454.32.05×104第三絮凝段8.160.018419.110.94×104合計18.830.398658.556.62×104f.各絮凝區進水孔第一絮凝區進口流速取,則第一絮凝區進水孔所需面積為：進水孔寬取0.90m，高取1.03m。第二絮凝區進口流速取，則第二絮凝區進水孔所需面積為：進水孔寬取1.2m，高取1.16m。第三絮凝區進口流速取，則第三絮凝區進水孔所需面積為：進水孔寬取1.5m，高取1.86m。(2)折板絮凝池布置在絮凝池各段每格隔墻底部設200mm×200mm排泥孔，池底設2.0%坡度，坡向沉淀池，在過渡段設排泥管，管徑DN200。折板絮凝池布置如圖3。六、平流沉淀池設計流量取沉淀池個數，則（1）平面尺寸計算1.沉淀池有效容積取停留時間，則每個沉淀池的設計水量為2.沉淀池長取水平流速，則3.沉淀池寬度取沉淀池有效水深h=3.1m,則，設計中取12m。沉淀池長寬比，滿足要求；長深比4.復核沉淀池中水流的穩定性水流斷面積，濕周，則水力半徑弗勞德數，介于0.0001～0.00001之間，滿足要求。（2）進水系統1.沉淀池的進水部分設計沉淀池的配水，采用穿孔花墻進水方式。墻長12m，墻高3.4m，有效水深3.1m。取孔口流速，則孔口總面積每個孔口采用矩形的半磚空洞，其尺寸為0.125m×0.126m，開孔率為0.125×0.126/（0.125×0.126*3.1）=3.23%，則孔口數為540個。取局部阻力系數則進口水頭損失可以看出，計算得出的進水部分水頭損失非常小，為了安全，此處取為0.05m。布水墻如下圖2.沉淀池的出水部分設計沉淀池的出口布置要求在池寬方向上均勻集水，并盡量潷取上層澄清水，減小下層沉淀水的卷起，目前采用的辦法多為采用指形槽出水。指形槽的個數：N=6指形槽的中心距：指形槽中的流量：，考慮到池子的超載系數為20％，故槽中流量為：槽寬，為便于施工，取6個集水槽，雙側進水。每根槽長：8.92m，取9.0m沉淀池的出水采用薄壁溢流堰，渠道斷面采用矩形。取溢流堰的堰上負荷，則溢流堰的總堰長出水堰的堰口標高能通過螺栓上下調節，以適應水位變化。取渠道寬度，則出水渠起端水深出水渠道的總深設為1.1m，跌水高度0.24m。渠道內的水流速度沉淀池的出水管管徑初定為DN1100mm，此時管道內的流速3.沉淀池放空管取放空時間t=2h，則放空管管徑設計中取放空管管徑為DN700mm。4.排泥設備選擇沉淀池底部設泥斗，每組沉淀池設8個污泥斗，污泥斗頂寬1.25m，底寬0.45m，污泥斗深0.4m。采用HX8-14型行車式虹吸泥機，驅動功率為0.37×2kW，行車速度為1.0m/min。5.沉淀池總高度取沉淀池超高污泥斗高度則量0m32)）34水555為0)濾池采用單層加厚均濾料，粒徑0.96~1.35mm，不均勻系數1.2~1.6.)F寬單L，4㎡4.校核強制濾速滿足的要求。5.濾池高度的確定濾池超高0.3m濾層上的水深1.5m濾料厚度1.0m濾板厚度0.13m5

△H清，c;1c，10;d01㎝0cm;h00頭的水頭損為△H開始設計水封井平面尺。H水封+H1+H2+H3式Q=1.8bh2/3排水集水槽頂端高出濾料層頂H起=H1+H2+H3中H1、H2、H3mH末=H1+H2+H31.0m為汽水分配渠末端高度底坡高排集集mA排集=㎡=A排集Q排集=A排集m3反=水+水m3每座濾池由進水側壁開三個進水孔兩供孔再經過濾池內的配水渠分配到兩側的V型槽。寬頂堰寬寬頂堰與進水總渠平行設置，與進水總渠側壁相聚0.5m。堰上水頭由矩形堰的流量公式d．每座濾池的配水渠進入每座濾池的混水經過寬頂堰溢流進配水渠，其中為集水槽長，Q 為單格濾池反沖洗流量所以，V型槽傾角45°，垂直高度0.15+0.15+0.06+0.63+0.21=1.2m,取1.2m.壁厚0.05m,反沖洗時V型槽高出濾池內液面的高度為1-0.15-0.06-0.63=0.16m.（4）沖洗水的供給，選用沖洗水箱供水的計算1.沖洗水箱到濾池配水系統的管路水頭損失反沖洗時干管用鋼管DN700，管內流速1,26m/s，1000i=2.70，布置管總長計60m.則反沖洗總管的沿程水頭損失h=il=0.0027×60=0.16m反沖洗配水干管主要配件及局部阻力系數見表局部阻力系數統計表配件名稱數量/個局部阻力系數90°彎頭44×0.68DN700閘閥88×0.06等徑三通44×1.5水箱出口44×0.58.35則沖洗水塔到濾池配水系統的管路水頭損失（1）有效容積取經驗系數，則清水池共設4座，則每座清水池的有效容積（2）平面尺寸取清水池的有效水深，則每座清水池的面積取清水池的寬度，則清水池長度，設計中取為32m則清水池實際有效容積為取清水池超高，則清水池總高清水池的進水管取進水管管內流速，則進水管管徑設計中取進水管管徑為DN900mm，則管內實際流速為0.77m/s。（4）清水池的出水管由于用戶的用水量時時變化，清水池的出水管應按出水最大流量計。取時變化系數，則最大流量取出水管管內流速，則出水管管徑設計中取出水管管徑為DN1100mm，則流量最大時出水管內的流速為0.78m/s。（5）清水池的溢流管溢流管的管徑與進水管管徑相同，取為DN900mm。在溢流管管端設喇叭口，管上不設閥門。出口設置網罩，防止蟲類進入池內。（6）清水池的排水管取放空時間，排水管內水流速度，則排水管的管徑設計中取排水管管徑為DN700mm。九、清水池布置（1）導流墻 在清水池內設置導流墻，以防止池內出現死角，保證氯與水的接觸時間不小于30min。每座清水池內設置2條導流墻，間距為5.0m，將清水池分成3格。在導流墻底部每隔1.0m設0.1m×0.1m的過水方孔，使清水池清洗時排水方便。（2）檢修孔在清水池底部設圓形檢修孔2個，直徑為1200mm。（3）通氣管為了使清水池內空氣流通，保證水質新鮮，在清水池頂部設通氣孔。通氣孔共設12個，每格設4個，通氣管的管徑為200mm，通氣管伸出地面的高度高低錯落，便于空氣流通。（4）覆土厚度清水池頂部應有0.5～1.0m的覆土厚度，并加以綠化，美化環境。此處取覆土厚度為1.0m。按照功能，將水廠布置分成以下三區：a.生產區由各項水處理設施組成，呈直線型布置。b.生活區將辦公樓、宿舍、食堂、鍋爐房、浴室等建筑物組合在一個區內。為不使這些建筑過于分散，將辦公樓與化驗室，食堂與宿舍，浴室與鍋爐房合建，使這些建筑相對集中。這些建筑布置在水廠進門附近，便于外來人員聯系。c.維修區將機修間、水表修理間、電修間、泥木工間合建，倉庫與車庫合建，和管配件場、砂場組合在一個區內，靠近生產區，以便于設備的檢修，為不使維修區與生產區混為一體，用道路將兩區隔開。考慮擴建后生產工藝系統的使用，維修區位置兼顧了今后的發展。d.加藥區加藥間、加氯間設于絮凝沉淀池附近。3.廠區道路布置a.主廠道布置由廠外道路與廠內辦公樓連接的道路采用主廠道，道寬6.0m，設雙側1.5m人行道，并植樹綠化。b.車行道布置廠區內各主要構（建）筑物間布置車行道，道寬為4.0m，呈環狀布置，以便車輛回程。c.步行道布置加藥間、加氯間、藥庫與絮凝沉淀池間，設步行道聯系，泥木工間、浴室、宿舍等無物品器材運輸的建筑物，亦設步行道與主廠道或車行道聯系。主廠道和車行道為瀝青路面，步行道為鋪砌預制混凝土板塊、地磚等。4.廠區綠化布置a.綠地在廠門附近、辦公樓、宿舍食堂、濾池、泵房的門前空地預留擴建場地，修建草坪。b.花壇在正對廠門內布置花壇。c.綠帶利用道路與構筑物間的帶狀空地進行綠化，綠帶以草皮為主，靠路一側植樹籬，臨靠構筑物一側栽種花木或灌木，草地中栽種一些花卉。d.行道樹和綠籬道路兩側栽種主干挺直、高大的樹木如白楊，凈水構筑物附近栽種喬木或灌木、丁香樹。步行道兩側、草坪周圍栽種綠籬，高度為0.6～0.8m，圍墻采用1.8m高綠籬5.廠區管線布置a.原水管道原水由兩條輸水管線進入水廠，閥門井后用聯絡管連接分別接入兩個機械混合池，為事故檢修不影響水廠運行，分別超越沉淀池、濾池設置超越管。b.加藥管和加氯管為了防止管道腐蝕，加藥管和加氯管采用塑料管，管道安裝在管溝內，上設活動蓋板，以便管道堵塞時管道清通，加藥管線以最短距離至投加點布置。c.水廠自用水管道水廠自用水包括生產用水、沖洗和溶藥用水、生活用水、消防用水等，由二級泵房壓水管路接出，送至各構（建）筑物用水點。DN70以上埋地管采用球墨鑄鐵管，DN70以內采用復合管或塑料管。d.消火栓布置廠區內每隔120.0m間距設置一個室外消火栓。e.排水系統布置廠區排水包括生活排水、生產排水（沉淀池排泥、濾池反沖洗排水）、排雨水三部分。生產排水經預沉后回流至機械混合池前接入生產管道系統，污泥經濃縮脫水后造田。生活污水系統單獨設置，經處理后排放。