毕业设计（论文）-20万吨日自来水厂工艺设计.doc

20万吨/日自来水厂工艺设计给水排水工程专业 全套图纸加扣 3012250582【设计总说明】某市位于江西省中偏东部，抚河中游，南赣公路通过境内，向乐铁路纵贯市西，交通便利。中心城区是该市的政治、经济、文化和科技、信息、物资流通中心，由文昌桥区和上顿渡、抚北镇、红桥镇一区三镇组成。该市处于赣抚平原向武夷山区过渡地带，地形为南北长，东西窄，地势南高北低，地震少发，气候温和，日照充足。该市自来水公司现有五个水厂，总供水能力达到10.5万m3/d，加上部分工业自备水8万m3 /d，城市供水总能力达到18.5万m3/d。尽管如此，该市供水事业仍存在诸多问题，如工艺落后；五座水厂运行时间均在十五年以上，事故隐患多；水安全性难以保证；配水管网有待优化；城市供水普及率低等问题。为满足城区经济发展，改善市民用水现状，以及提高供水安全性，扩大供水能力，现新建供水规模为20万m3/d的水厂，分两期建成。新建水厂以抚河为水源，水源水质达到生活饮用水水源水质二级标准，仅需常规处理即可达到生活饮用水水质要求。经方案比较,南区水厂扩建工程采用岸边式取水构筑物取水，处理工艺采用高密度澄清池加V型滤池，消毒剂采用氯消毒。该新建水厂水源为地表水，水位变化幅度小，岸边水质和地质条件好，适宜用岸边式取水构筑物取水。为使取水泵房布置紧凑，减小占地面积，减短吸水管路的长度，将进水间与泵房合建。进水间设置上、下两层格栅，以便在不同水位时取得水质较好的原水。泵房土建按远期考虑，水泵按近期考虑，泵房为半地下式的矩形泵房。考虑到新建水厂用地限制，采用占地面积较小的高密度澄清池。高密度澄清池是由法国得利满公司研制的一种采用斜管沉淀及污泥循环方式的高速澄清池，具有处理效果高、单位面积产水量大、适应性强、处理效果稳定等优点。高密度澄清池的工作原理是基于原始概念上整体化的絮凝反应池、推流式反应池至沉淀池之间的慢速传输、泥渣的外部再循环、斜管沉淀机理以及采用混凝剂加助凝剂这五点之上。高密度澄清池在国内运用的实例较少，在上海市杨树浦水厂的扩建工程以及在乌鲁木齐石墩子山水厂中有运用，设计参数资料较少，因此本设计主要参考这两个水厂的设计参数以及相关文献。高密度澄清池分为预混合区、快速混合区、絮凝区、预沉-浓缩区组成，前三者的停留时间分别取1.92min、2min、5min，斜管上升流速取22.5m/h。混凝剂采用碱式硫酸铝，加药点在快速混合区；助凝剂采用PAM，加药点在絮凝区。V型滤池也是由法国得利满公司开发的一种重力式快滤池，通过出水阀门的不断调节可保证滤池的恒水位等速过滤。V型滤池采用均粒石英砂滤料，滤层厚度大、滤速高、过滤周期长、出水水质好。同时，V型滤池反冲洗采用气冲、水冲及表面扫洗，滤层保持微膨胀状态，提高了反冲效果。本设计近期采用8座双格滤池，反冲洗泵房和鼓风机泵房与滤池合建。滤速采用8m/h，过滤周期为24h，单格滤池面积为35m2，滤池高度为4.25m。反冲洗过程分为气冲、气水冲、水冲三个阶段，每个阶段持续时间为4min。气冲强度为16L/(sm2)，气水同冲时水冲强度为4 L/(sm2)，单水冲时水冲强度为5 L/(sm2)，表面扫洗强度为1.8 L/(sm2)，持续时间为8min。近、远期各造一座清水池，水池容积按最高日用水量10%设计。由于厂区占地有限，因此水厂平面布置采用折角型，折角选在清水池。吸水井为独立式，这种吸水井的优点是调度管理方便、吸水管道短，提高水泵运行的安全程度。本设计的加氯点设置在V型滤池至清水池的出水管上。 调节池收集V型滤池的反冲洗废水，需进一步处理；高密度澄清池的排放污泥由污泥调节池收集后送至污泥脱水机房直接脱水。厂区内道路均为6m的双车道，转弯半径为10m。厂区绿化率为35.9%。由于采用了高密度澄清池，单位处理水量的占地面积仅为0.15m2/(m3/d)。【关键词】一级泵房；高密度澄清池；V型滤池；消毒；反冲洗20104 m3/d Water Works Process DesignWater & Wastewater Engineering Huang Ling Teacher Deng Huiping【General Specification】X city is located on the middle reaches of Fu River, eastern centre of Jiangxi Province. Nangan highway going through the city together with the Xiangle railway running from the north to the south forms a convenient transportation system. The centre town is the political, economy, culture and technology center of X city, which includes Wenchang Bridge District, Wubei Town, Hongqiao Town. X city lies in the transforming area from Ganfu Plain to Wuyi Mountain area and has a landform of long north-south border line and narrow line west-east. X city rarely has earthquakes and enjoys a mild climate and a sufficient sunlight.Presently, there are five waterworks in X city, which have a total water supply of 105,000 cubic meters per day. Along with the industrial water reserve of 80,000 cubic meters per day, the capability of water supply in X city reaches 185,000 cubic meters per day. However, there remain a lot of problems in the water supply system. For example, the techniques are out of time; all the present waterworks have ran for over fifteen years, which means a high risk of accident; no guarantee is available for water safety; water distributing systems need to be optimized; the popularity rate of water supply is low; etc. In order to meet the requirements of economic development, ameliorate the current situation of the water use, as well as enhance the safety of water supply and scale-up the water supply capability, this project is meant for expansion of the former Nanqu Water Works. This project has a water supply ability of 20,000 cubic meters per day and is planned to be built in two stages. This new water works collects raw water from Fu River, which meets the second grade standard of drinking water resource. Only conventional treatments are able to produce qualified drinking water. After comparing several plans, this new water works employs the shore type water collection structure for collecting water and Densadeg plus V-type filter as the main treatment process. Chlorine is used for disinfection.As the water level doesnt change much and with good water quality near the bank and good geological conditions, it is advantageous to employ the shore type water collection structure. In order to decrease the footprint of the pump station and shorten the length of suction pipe, intake structure is built in combination with the pump station. In consideration of the land limitation, Densadeg (developed by Degremont Company), is employed to substitute the conventional folded plate coagulation tank and rectangular sedimentation tank. As a result, the ratio of occupied area to treated water quality is only 0.15m3/(m2d), which is quite low compared with other waterworks. Because Densadeg is only employed by two water works domestically, the key parameters of this project are much based on former operating experience. Densadeg is composed of reactor zone, presettling/thickening zone and clarification zone. Part of the sludge is reused for coagulation. V-type filter is also developed by Degremont Company. The advantages of this type of filter are as followings: high thickness of filter layer; high filtration rate; long filtration period; satisfactory effluent quality; etc. Moreover, air backflushing and surface sweep washing used in the backwashing process keep the filtration layer in slight expansion state, which improves the flushing effect. In this project, chlorine is added in the pipe connecting the V-type filtration and clean water tank.This new water works covers an area of about 30,000 square meters and has a green ratio of approximate 36%.【Keywords】Raw water pump station；Densadeg；V-type filter；Disinfection；Back flush目 录1 设计任务及设计资料71.1 设计任务及要求71.2 设计资料71.2.1 背景资料71.2.2 供水现状及问题81.2.3 扩建水厂概况91.3 设计依据92 设计说明102.1 扩建水厂概况102.2 设计方案102.2.1 取水泵房102.2.2混凝沉淀102.2.3过滤122.2.4消毒132.2.5处理工艺流程132.3 构筑物设计说明142.3.1 取水泵房142.3.2 高密度澄清池142.3.3 V型滤池152.3.4 清水池172.3.7 调节池182.3.8 加药间182.3.8 二级泵站吸水井182.3.8 二级泵房183 设计计算193.1 取级泵房193.1.1 已知条件193.1.2 进水间计算203.1.3 吸水间计算203.1.4 水泵选用233.1.5 其他装置273.2 高密度澄清池设计计算283.2.1 设计基础资料283.2.2 高密度澄清池设计293.2.3 集水槽设计313.2.4 污泥系统323.2.5 加药系统333.3 V型滤池333.3.1 V型滤池简介333.3.2 设计计算参数333.3.3 滤池平面尺寸343.3.4滤池高度的确定343.3.5 进水渠的计算343.3.6 水反冲的相关计算363.3.7 气反冲的相关计算363.3.8 反冲洗管渠系统363.3.9 V型槽设计393.3.10排水集水槽的相关计算403.3.11 出水系统413.3.12 管廊布置423.3.13 冲洗水泵计算423.4.14 鼓风机房443.4 清水池计算463.4.1 清水池设计水量463.4.2 清水池尺寸473.4.3 清水池管道布置473.4.4 清水池附属设施483.5 消毒计算483.5.1 加氯量计算483.5.2 加氯管道483.6 二级泵房吸水井设计493.6.1 二级泵房吸水井类型493.6.2 二级泵房吸水井的设计水位493.6.3 二级泵房吸水井的有效容量493.7 二级泵房493.7.1 二级水泵型号493.7.2 水泵布置要求503.7.3 水泵吸水管、出水管503.7.4 水泵安装高度503.7.5 泵房高度计算523.7.6 阀门选型523.7.7 其他装置523.8 调节池设计533.9 加药间设计533.9.1 加药量533.9.2 溶解池、溶解池计算533.9.3 加药泵533.9.2 药库543.10 加氯间设计543.10.1 加氯机543.10.2 氯瓶543.10.3 加氯间布置543.11 水厂总体布置553.11.1 工艺流程布置553.11.2 平面布置553.11.3 水厂构筑物及建筑物一览表563.10.4 水厂平面布置图563.11.5 用地情况573.11 水厂管线设计573.11.1 连接管道设计573.11.2 净水构筑物水头损失583.11.3 工艺流程的标高计算583.13水厂高程布置60参考文献62谢辞63 1 设计任务及设计资料1.1 设计任务及要求(1) 确定水厂工艺流程，完成开题报告；(2) 完成主要单体构筑物施工图（包括取水头部和取水泵站、二级泵站、高密度澄清池、V型滤池、清水池、加药间等），水厂总平面布置图及高程图，共计合2#图纸16张以上，其中2张手画；(3) 设计说明书一份（不少于15000字，并写出不少于300个英文单词的摘要）；(4) 英文资料翻译（不少于2万英文字符）。1.2 设计资料1.2.1 背景资料(1) 城市概况某市位于江西省中偏东部，地处赣抚平原向武夷山过渡地带，南赣公路通过境内，向乐铁路纵贯市西，交通便利，距省会南昌101km。该市的中心城区由文昌桥区和上顿渡、抚北镇、红桥镇一区三镇组成，建成区面积达40.7km2，工业产值将达到74.35亿元。在城市形态上，该市具有显著的特色，即由一个中心和三个分区组成，位于中心区与分区之间的低洼地，是建设具有该市特色的现代化生态城市十分难得的“绿心”。(2) 自然条件该市出于赣抚平原向武夷山区过渡地带，地形为南北长，东西窄，地势南高北低，地震少发。气候温和，日照充足，最冷月（1月）平均气温为5.6，最热月（7月）平均气温为29.7。境内雨量充沛，集中在春夏两季，46月最多，1012月最少。主导风为西北偏北风，年平均风速为2m/s，最大风速为20m/s。1.2.2 供水现状及问题(1) 供水现状该市自来水公司现有五个水厂，即荆公路水厂、南区水厂、抚北水厂、桥东水厂和某原县水厂，总供水能力达到10.5万m3/d。除此之外，该市还有部分工业自备水，供水能力为8万m3/d，城市供水总能力达到18.5万m3/d。该市供水主要以生活用水为主（约占总供水量的70%），生产用水所占比例较小（约占总供水量的30%），日变化系数和时变化系数较大。五座水厂采取分区域供水形式，其中荆公路、南区、桥东三个水厂管网连通，负责文昌桥辖区的供水；抚北水厂和原某县水厂分别负责抚北镇和上顿渡辖区的供水，城市供水普及率平均为84%。现有五座水厂采用的处理工艺均为常规处理工艺，即混凝、沉淀、过滤和消毒，规模均在5万m3/d以下。(2) 存在问题尽管该市中心城区供水总规模已达18.5万m3/d,但该市供水事业仍存在诸多问题,制约了城市的发展速度。 工艺落后现有五座水厂运行时间长，均在十五年以上，特别荆公路水厂，运行时间近50年。部分水厂设备陈旧，处理工艺落后，不仅增大了制水成本，同时给生产管理带来很大的困难，事故隐患多，供水安全性难以保证。 供水水量、水压难达要求现有供水能力与城市发展不相适应，滞后于城市的发展水平，尤其是夏季高峰用水时，供水量严重不足，供需矛盾显著。同时，城区局部地区供水水压低，仅靠供水低峰期蓄水维持，严重影响市民生活及工业生产。 配水管网待优化现有城市配水管网基本上属于分区域供水，尚未完全成环，供水安全性差。同时，在配水管网建设中，虽管道敷设多，但由于缺乏远期规划指导，管径偏小，不仅造成了浪费，供水水压改善不明显，还对日后其他城市管道的建设造成困难。 城市供水普及率低据统计，城市供水普及率平均为84%，其中文昌桥辖区为92%，上顿渡辖区为78%。随着城市的发展，人口的不断增长，城区面积的不断扩大，工业产值的不断增加，现有的供水普及率必定会给阻碍城市的发展，供水、需水的不平衡将会进一步加剧。综上所述，为了满足城区的经济发展，改善市民用水现状，以及提高供水的质量及安全性，扩大供水能力，建设新水厂的任务迫在眉睫。1.2.3 扩建水厂概况(1) 研究年限以该市城市总体规划为基础，该市南区水厂给水扩建工程可行性研究报告的研究年限为19982010年。(2) 供水规模根据基础资料，该市南区水厂扩建工程总规模为20万m3/d，分两期建设，近期规模为10万m3/d，远期为20万m3/d。工程建设期2年，2010年底20万m3/d规模全部建成投产。(3) 水源选择该市南区水厂扩建工程以抚河为水源，在水量和水质上都有保证，而且工程建设周期短，投资省，能解决近期中心城区供水的急需。(4) 扩建水厂位置该市南区水厂扩建工程水厂布置在原水厂的西北方一块方形地，占地面积约为45亩，即30000m2。(5) 工艺选择扩建水厂以抚河为水源，水源水质达到生活饮用水水源水质二级标准，主要指标为：NH3-N1.0mg/L；COD6mg/L；pH在6.58.5。二级水源水水质受轻度污染，经常规净化处理，即混凝、沉淀、过滤和消毒，其水质即可达到生活饮用水卫生标准（GB5749-2006）的规定，可供生活饮用。1.3 设计依据室外给水设计规范（GB50013-2006）地表水环境质量标准（GHZB1-1999）给水排水制图标准（GBJ106-87）泵站设计规范（GB/T50265-97）给水排水设计手册（第一册、第三册、第九册、第十一册）给水工程净水厂设计给水排水标准图集S1、S3（2002年）2 设计说明2.1 扩建水厂概况该水厂的设计规模为20万m3/d，分两期建成，近期10万m3/d，远期20万m3/d，出水水质要求达到生活饮用水卫生标准（GB5749-2006），出厂水压在3540米之间。扩建水厂以抚河为水源，水源水质达到国家地表水二级水体标准，水源最高水位为44.25m，最低水位为36.46m，平均水位37.50m（吴淞标高）。水厂所在地的整平标高为51.60m，占地约45亩。2.2 设计方案该扩建水厂的水源水质达到地表水环境质量标准（GHZB1-1999）类水体标准，只需经过常规处理（混凝、沉淀、过滤、消毒）即可达到生活饮用水卫生标准。经方案比较，各阶段选取如下工艺。2.2.1 取水泵房该扩建水厂的取水水源为地表水，取水水源水位最高水位为44.25m，最低水位为36.46m，水位变化幅度较小，排除选用移动式取水构筑物。据勘查，岸边水质和地质较好，主流近岸，岸边水深足够，因此选用岸边式取水构筑物取水。为使泵房布置紧凑，减小占地面积，减短吸水管路的长度，将进水间和泵房合建。泵房土建按远期设计，选泵时以近期水量为主，适当考虑远期发展的可能，预留一定位置。2.2.2混凝沉淀(1)混凝剂、助凝剂的选择常用的混凝剂较多，固体硫酸铝制造工艺复杂，水解作用缓慢；液体硫酸铝虽配制使用比固体硫酸铝方便，但易受温度及晶核存在影响形成结晶析出；硫酸亚铁（绿矾）絮体形成较快，较稳定，沉淀时间短，但其腐蚀性较高，原水色度较高时不宜采用；三氯化铁对金属腐蚀性大，对混凝土也腐蚀，处理低浊度水时效果不显著。本设计采用高密度澄清池工艺，参考上海杨树浦水厂扩建工程实例，选用碱式硫酸铝作为混凝剂，净化效率高，耗药量少，温度适应性高，pH值适用范围宽（可在pH=59之间），使用时操作方便，腐蚀性小，劳动条件好；设备简单，操作管理方便。助凝剂则采用聚丙烯酰胺（PAM），由于聚丙烯酰胺中丙烯酰胺单体有毒性，用于生活饮用水净化时，其产品应符合优等品要求。(2)混凝沉淀工艺选择目前国内给水常规处理大多采用传统的混凝、沉淀（澄清）过滤和消毒工艺，其中沉淀部分一般采用传统的平流式沉淀池、斜管沉淀池和机械搅拌澄清池。平流式沉淀池具有构造简单、管理方便、耐冲击负荷强等优点，缺点是停留时间长、占地面积大，特别是在寒冷地区，修建池体外围护结构造价高、实施困难；对小而轻的矾花去除效果差，适用于温暖地区的大中型水厂。斜管沉淀池沉淀效率高，池体小、占地小，但若原水水质变化迅速其适应性较差；用于大型水厂时，存在配水不均匀问题，使其总体出水水质难以进一步提高。机械搅拌澄清池优点是絮凝、沉淀一体化，占地面积小，易于修建外围结构，产水能力高，适应能力强，抗冲击负荷能力强，处理效果好。缺点是结构较复杂，施工难度大，由于回流泥渣浓度低，回流水量很大，最大的困难是排泥量较难控制，经常会因过量排泥导致絮凝效果差，影响出水水质，适用于高寒地区。该扩建工程的土地有限，处理量较大，因此采用占地面积较小、单位面积处理量大的高密度澄清池(DENSADEG，见图2.1)。高密度澄清池是由法国得利满公司研制的一种采用斜管沉淀及污泥循环方式的高速澄清池，具有处理效率高、单位面积产水量大、适应性强、处理效果稳定等优点。高密度澄清池的工艺构成可分为反应区、预沉-浓缩区、斜管分离区三个主要部分： 反应区 在该区进行物理化学反应。反应区分为两个部分，具有不同的絮凝能量，中心区域配有一个轴流叶轮，使水在反应区内快速絮凝和循环；在周边区域，主要是柱塞流使絮凝以较慢速度进行，并分散降低能量以确保絮状物增大致密。加注混凝剂的原水经高密度澄清池前部的快速混合池混合后进入反应区，与浓缩区的部分沉淀泥渣混合，在絮凝区内投加助凝剂并完成絮凝反应。经搅拌反应后的出水以推流形式进入沉淀区域。反应池中悬浮固体（絮状物或沉淀物）的浓度保持在最佳状态，泥渣浓度通过来自泥渣浓缩区的浓缩泥渣的外部循环得以维持。因此，反应区可获得大量高密度、均质的矾花，以满足接触絮凝要求。这些絮状物以较高的速度进入预沉区域。 预沉-浓缩区絮凝物进入面积较大的预沉区时速度放缓，这样可避免造成絮凝物的破裂及涡流的形成，也使绝大部分的悬浮固体在该区沉淀。沉降的泥渣在澄清池下部汇集并在刮泥机的持续工作中浓缩。浓缩区分为两层，分别位于排泥斗上部和下部。上层使循环泥渣浓缩，泥渣在该区的停留时间为几小时，部分浓缩泥渣在设于污泥泵房的螺杆泵的作用下循环至反应池入口，以维持最佳的固体浓度，使低浊水和短时高浊水均能在最佳浊度条件下被澄清。在某些特殊情况下（如：流速不同或负荷不同等)，可调整循环区的高度。由于高度的调整，必会影响泥渣停留时间及其浓度的变化。下层是产生大量浓缩泥渣的地方，浓缩泥渣的浓度可维持在20g/L以上。采用污泥泵从预沉浓缩区的底部抽出剩余泥渣，送至污泥脱水间直接进行脱水处理。 斜管分离区在逆流式斜管沉淀区，剩余的絮状物沉淀通过固定在清水收集槽下侧的纵向板进行水力分布，这些板有效地将斜管分为独立的几组以提高水流分配的均匀性，提高沉淀效率。澄清水由集水槽系统收集，絮状物堆积在澄清池的下部，形成的泥渣也在这部分区域浓缩，通过刮泥机将泥渣收集起来，循环至反应池入口处，剩余泥渣排放。高密度澄清池在乌鲁木齐石墩子山水厂已稳定运行4年时间，出厂水水质稳定在0.5NTU下，通过泥渣回流调节，使得高密度澄清池的絮凝和澄清过程在一个较佳的浊度范围内进行，在进水低温低浊或短时高浊情况下，对浊度的去除率较高。另外高效利用池体体积，省去了排泥水处理中的浓缩工艺过程，加之泥渣回流使得药剂充分发挥作用，减少了药耗，在节约能源和降低原材料方面效益显著，降低了运行成本。考虑到该扩建水厂的用地要求及处理水量，选用高密度澄清池，节省占地，有利于二期建设及未来扩建的需求。高密度澄清池在国内运用较少，因此本设计参数主要参考上海杨树浦水厂36万吨/日扩建工程以及乌鲁木齐市石墩子山水厂的运行参数。图2.1 高密度澄清池示意图2.2.3过滤普通快滤池有成熟的运转经验，运行稳妥可靠，其缺点就是阀门多，必须设有全套冲洗设备，可适用于大、中、小型水厂。重力式无阀滤池用于工矿企业及城镇的中小型水厂，其优点是不需设置阀门，自动冲洗，管理方便，但运行过程时看不到滤层情况，细砂更换时不方便；另外单池面积小，冲洗效果较差，反洗时要浪费部分水量。无阀滤池为变水位等速过滤，水质不如等速度过滤。虹吸滤池采用真空系统控制进、排水虹吸管，以代替阀门。虹吸滤池的优点是不需要大型阀门、冲洗水泵或冲洗水箱，易于自动化操作。缺点就是土建结构复杂，池深大，单池面积不能过大，反冲洗时要浪费一部分水量，冲洗效果不易控制。同无阀滤池一样，虹吸滤池为变水位等速过滤，水质不如降速过滤，适用于中型水厂。移动罩滤池是由许多滤格为一组构成的滤池，利用一个可移动的冲洗罩轮流对各滤格进行冲洗。移动罩滤池的优点是池体结构简单，无需冲洗水箱或水塔，无大型阀门，管件少，适用于大、中型水厂。但移动罩滤池比其他快滤池增加了机电及控制设备，自动控制和维修复杂，罩体与隔墙间的密封要求较高。V型滤池采用较粗和均质的石英砂滤料，滤层较厚，冲洗采用气水反冲洗。反冲洗时先进行气冲，然后气水同冲，再后关闭气冲并加大水冲强度。水冲时V型槽小孔出流形成表面扫洗。冲洗时滤层呈微膨胀状态。配水采用长柄滤头。V型滤池具有截污能力达，反冲洗干净，过滤周期长，处理水质稳定等优点。上海市临江水厂及凌桥水厂均选用V型滤池过滤，过滤周期长，达48h，滤后水浊度低，因此该扩建水厂也采用V型滤池。2.2.4消毒二氧化氯作为消毒剂时，对细菌的细胞壁有较强的吸附和穿透能力，从而有效地破坏细菌内的酶，其最大的优点是不会与水中有机物作用生成三卤甲烷，消毒能力也比氯强，余量在管网中保持很长时间，受水的pH值影响极小。但是，二氧化氯ClO2本身和副产物ClO2-对人体血红细胞有损害，另外制取ClO2的NaClO2价格很高，限制了二氧化氯的使用。氯胺消毒作用缓慢，杀菌能力比自由氯弱，但氯胺消毒的优点是当水中含有有机物和酚时，氯胺消毒不会产生氯臭和氯酚臭，同时大大减少了三卤甲烷产生的可能，同时又能保证水中的余氯，适用于供水管网较长的情况。不过，因氯胺杀菌能力弱，通常作为辅助消毒剂以抑制管网中细菌再繁殖。臭氧消毒的机理是氧化作用，可迅速杀灭细菌、病毒等，作为消毒剂的主要优点是不会产生三卤甲烷等副产物，其杀菌和氧化能力均比氯强。由于臭氧在水中不稳定，易消失，故在臭氧消毒后，仍需投加少量氯、二氧化氯或氯胺以维持水中剩余消毒剂。臭氧生产设备较复杂，投资较大，电耗较高，在我国水厂更多的作为氧化剂使用，很少作为消毒剂使用。本设计采用加氯消毒,消毒效能高，又能保证余氯，由于原水水质较好，水中有机物较低，产生消毒副产物的量少。2.2.5处理工艺流程处理工艺流程见图2.2。岸边合建式取水构筑物+一级泵站 高密度澄清池 V型滤池 清水池 二级泵站管网图2.2 处理工艺流程2.3 构筑物设计说明2.3.1 取水泵房(1) 设计水量设计水量以最高日平均时为基础，取水厂自用水系数1.05，近期水量1.22m3/s，远期水量2.43m3/s，水泵24h运行。(2) 设计水位取水水源最高水位为44.25m，最低水位为36.46m，平均水位为37.50m（标高均为吴淞标高），取水泵房的地面标高为44.50m。(3) 进水间进水口尺寸为BH=1700mm1300mm，格栅尺寸为B1H1=1800mm1400mm，进水间的尺寸为LBH=24900mm2500mm12340mm。(4) 吸水间进水孔尺寸为B1H1=2250mm2000mm，格网尺寸BH=2380mm2130mm，吸水间的平面尺寸为LB=24900mm4400mm12340mm。吸水喇叭口的直径为1500mm以及1200mm。(5) 水泵近期采用2台小泵加1台大泵，远期再加1台大泵。水泵的型号分别为32A-19E及 20SA-14，吸水管管径分别为DN1000和DN800，出水管管径分别为DN800和DN600。大泵的泵轴高度为39.21m，小泵的泵轴高度为38.98m。(6) 泵房布置泵房尺寸为LB=30m12m，泵房内地面标高为37.36m，泵房高度为18.0m。(7) 其他设备真空泵型号为SK12，抽气量为12m3/min。集水坑的尺寸为500mm500mm500mm。潜水排污泵的型号为50QW18-15-1.5，设两台，一备一用，设计流量为18m3/h，扬程为32m。2.3.2 高密度澄清池(1) 预混合池预混合池尺寸为18.00m2.00m4.10m，停留时间为1.92min。(2) 反应池反应池包括快速混合池和慢速混合池（絮凝池），则快速混合池的尺寸为4.50m4.50m4.00m，停留时间为2.10min絮凝池的尺寸为6.00m6.00m6.00m，停留时间为5.63min。(3) 推流区推流反应区的停留时间取4min。(4) 斜管分离区斜管分离区的上升流速为22.5m/h，预沉-浓缩池尺寸为12.50m12.50m，斜管分离区尺寸为12.50m8.75m。斜管断面采用蜂窝六角形，其内径采用30mm。斜管长度取1000mm，水平倾角采用60。斜管上部的清水区高度取1.50m，斜管下部的布水区高度取3.00m。斜管用支撑梁支撑，支撑梁的大小为200mm200mm，间距为1000mm。(5) 集水支槽集水孔一个斜管分离区上部设10个集水槽，集水槽采用小孔出流，集水孔直径取DN40，集水槽每侧布置40个。(6) 集水支槽集水支槽宽0.4m，槽底为水平，集水槽水深为0.32m，集水槽的尺寸为650mm400mm。槽底标高为4.32m，槽顶标高为4.97m。(7) 单个高密度澄清池总集水槽1单个澄清池总集水槽1槽宽1.5m，槽底取平坡，总集水槽2的断面尺寸取BH=1500mm1600mm。(8) 两座高密度澄清池总集水槽2总集水槽槽宽为1500mm，槽底为水平，总集水槽2的断面尺寸为BH=1500mm1600mm。(9)污泥系统污泥系统分为回流和排放两个系统，一部分的污泥由泵加压后回流至高密度澄清池的絮凝区，另一部分污泥由泵加压后送至污泥脱水机房脱水。污泥回流泵与排放泵型号均为CLXQ125-80-300，回流量为80m3/h，扬程为30m。污泥回流至从快速混合区到絮凝区的长方体通道中。污泥排放管及回流管管径为DN200，污泥排放至污泥脱水机房。另设放空管，管径为DN150。2.3.3 V型滤池V型滤池近、远期各造一座，反冲洗泵房、鼓风机房与滤池合建。(1) 设计参数设计水量按近期10万m3/d设计，Q=1.22m3/s。滤速采用8m/h，冲洗周期T=24h，冲洗强度见表2.1。表2.1 滤池冲洗强度及时间冲洗过程冲洗强度（L/sm2）冲洗时间（min）气冲164气水冲气164水44水冲54表面扫洗1.812(2) 滤池尺寸采用双格V型滤池，单格面积为35m2，平面尺寸为LB=10m3.5m2。设8座，总面积为560m2。强制滤速为8.9m/h。(3) 滤池高度配水、配气渠高度为0.90m，滤板厚0.10m，粗砂层厚0.05m，滤料层厚1.20m，滤床上水深1.50m，超高0.50m，滤池高度为4.25m。(4) 进水渠进水总渠断面尺寸为1000mm1200mm，主进水孔尺寸为500mm500mm。过水堰堰上水深为0.13m，过水堰宽为2.00m。溢流堰标高为3.05m，溢流管管径为DN400。(5) 水反冲一个过滤单元的反冲水量为0.35m3/s，耗水量为151.2m3，表面扫洗流量为0.126m3/s。反冲洗供水管管径为DN500，流速为1.70m/s。(6) 气反冲一个过滤单元的气流量为1.12m3/s，耗气量为537.6m3。反冲洗气干管管径为DN350，流速为11.6m/s。(7) 反冲洗管渠系统长柄滤头内径为20mm，长度为0.30m。滤板尺寸为974mm1140mm，单块滤板上有40个滤头。滤头滤帽缝隙总面积为1.4m2。配水孔尺寸为80mm80mm，一侧布置25个，孔中心间距为400mm。配气孔孔径为50mm，数量、间距与配水方孔相同。(8) V型槽设计V型槽孔口直径为30mm，单边45个，孔中心间距为220mm，标高为1.70m。V型槽与滤池夹角为40，厚度为80mm。(9) 排水集水槽集水槽宽1.0m，坡度为6%，槽顶水深0.054m。(10) 总排水渠总排水渠宽1600m，渠内水深0.30m。集水坑尺寸为1600mm1000mm1400mm。排水管采用DN700，流速为1.24m/s。(11) 出水系统一个过滤单元强制出水量为0.17m3/s，出水管管径为DN450，流速为1.07m/s。出水堰堰宽为2.0m，堰上水深为0.13m。总出水渠的断面尺寸为BH=1500mm1600mm。(12) 管廊布置空气干管标高为3.00m（待滤水位为2.65m）。管廊内设置排水沟，集水沟的尺寸为500mm500mm500mm，污水重力直排。(13) 反冲洗水泵冲洗水泵设置3台，2用1备，单台水泵的流量为0.175m3/s=630m3/h，选用型号为300S12A单级双吸离心清水泵。(14) 鼓风机设置3台鼓风机，2用1备，单台鼓风机的进口流量为33.6m3/h，选用RE-150罗茨鼓风机。2.3.4 清水池(1) 清水池设计水量清水池的有效容量按近期最高日用水量的10%考虑，为10000m3，远期增加一座相同的清水池，采用矩形水池，施工方便，模板周转率高且布置紧凑。(2) 清水池尺寸清水池的有效高度取4.50m，水池的平面尺寸为54.3m43.5m。柱子的尺寸为250mm250mm，柱子的间距在长、宽方向上分别是4500mm和5400mm。在水池长、宽方向上的中间各设一道宽度为30mm的伸缩缝。清水池池底在施工时沿导流墙的方向以0.005的坡度铺向集水坑，以便放空时能排除废水。(3) 进水管每座清水池配置一根进水管，设计进水流量为水厂平均制水流量1.22m3/s，进水管管径为1200mm。进水管的管口设在三分之一有效水深处，即1.5m。为了减少进水管道的埋深，进水管在进入水池后弯下降低。(4) 出水管本设计设置独立的吸水井，清水池采用一根出水管与吸水井连通，出水管的设计流量等于二级泵房的最大时量，时变化系数Kh=1.4，出水管管径为1200mm。 (5) 溢流管为了确保溢流畅通，溢流管管径与进水管管径一致，取DN1200。(6) 放空管由于清水池埋深较大，因此不设专用排水管，而设置备用潜水泵，在需用时临时装设。(7) 清水池附属设施集水坑比池底落深1.5m，尺寸为3000mm1500mm。导流墙沿宽度方向设置，导流墙的间距为三个柱子的间距，导流墙的尺寸为32650m250mm4500mm。导流墙底部每隔一个柱子的间距（5400mm）开一个流水孔，尺寸为100mm200mm。由于水中有加氯气，故导流墙采用的材料应能防止氯的腐蚀。通风管直径采用200mm，数量为4个，管口高出池顶覆土面的距离分别为700mm和1200mm。人孔为圆形，直径为1000mm，分别设置在溢流管和出水管附近，人孔上缘高出水池覆土面300mm。扶梯宽为400mm，踏步间距为300mm，与人孔配套设置，直立靠壁安装，采用铁踏步。覆土厚度需满足清水池抗浮要求，避免池顶直晒，并应符合保温要求，取池顶覆土厚为700mm。2.3.7 调节池调节池收集滤池的反冲洗废水，调节池的尺寸为12m12m4m，废水需进一步处理。高密度澄清池的排放污泥由污泥调节池收集后送至污泥脱水机房脱水。2.3.8 加药间加矾间与加氯间合建，设置在水厂的东北角。(1) 加药量高密度澄清池需投加碱式硫酸铝和PAM。碱式硫酸铝的投加量为27mg/L，PAM的投加量为0.1mg/L。每日混凝剂、助凝剂的投加量（按远期计算）分别为5.94t/d、22kg/d。(2) 溶解池、溶解池碱式硫酸铝的溶液池设置两个，尺寸为3.0m3.0m1.5m。溶液池池底坡度取0.05，底部设置DN100的排渣管。溶解池设两个，尺寸为2.0m2.0m1.5m，溶解池池底坡度取0.05，设DN100的排渣管。 (3) 加药泵碱式硫酸铝采用型号为J-ZM250/4.0型隔膜计量泵投加，设置3台。PAM的投加采用两台PAM干粉自动投加机。(4) 药库药库的储备量一般按30d用量计算，选用袋装硫酸铝混凝剂，内装硫酸铝重40kg。仓库堆放高度取1.6m，药库平面尺寸为10.0m22.6m，药库设置LX型电动单梁悬挂桥式起重机，额定起重量为0.5t，跨度为8.5m，起升高度为6m。(5) 加氯量设置滤后加氯，滤后水加氯量一般为0.8mg/L，加氯量Q为6.66kg/h。氯库按30d的用氯量储存，设置10个氯瓶，投氯机设2台。在加氯间内，氯气管采用紫铜管或无缝钢管，配置成一定浓度的氯水混合液，混合液输送采用塑料管。(6) 加药管加矾管、加氯管的管径均取DN50，管线不宜露出地面，敷设在管沟内，管沟尺寸为500mm500mm，管沟设有排水设施。2.3.8 二级泵站吸水井二级泵站采用分离式吸水井，最高设计水位等于清水池的最高水位，为0.20m，吸水井的最低水位为-4.80m。吸水井尺寸为32.0m4.0m8.9m，距二级泵房的距离为2.0m。2.3.8 二级泵房(1) 设计水量时变化系数为1.4，近期设计水量为1.62m3/s。 (2) 水泵型号近期设置3台水泵（2台大泵1台小泵），型号分别为28SA-10J、20SA-10单级双吸中开离心泵。水泵安装高度（吸水井最低水位至泵轴的高度）为3m。(3) 水泵吸水管、出水管大泵吸水管管径为DN1000mm，出水管管径为DN800mm。小泵吸水管管径为DN700，出水管管径为DN500mm。(4) 泵房布置二级泵房平面尺寸为42.0m13.2m，泵房高度为12m。(5