给水厂毕业设计给水厂工艺的初步设计

1、非洲安哥拉罗安达市给水厂工艺的初步设计摘 要水是生命的源泉，没有水人类就不能生存。正常的供水系统是一个现代化城市不可或缺的基础设施，是城市生命线工程的重要组成部分。本文通过对安哥拉罗安达市目前的饮用水系统的现状及存在的问题进行分析，指出了建设给水厂的必要性与迫切性。在本文中，首先分析了国内外饮用水水源现状，介绍了给水处理工艺的发展；在水源地现状调查的基础上，对罗安达市水源水质进行了分析,采用Bengo河作为原水水源，水厂规模为60,000m3/d。其次，经过比较，提出了给水厂工艺流程推荐方案混凝沉淀过滤消毒，混凝采用静态管道混合器和折板絮凝反应池，沉淀采用斜管沉淀池，过滤采用V型滤池，消毒采用

2、氯气消毒，并对各个反应池进行了设计计算。最后，运用AutoCAD软件，绘制主体构筑物图，设计深度为初步设计。关键词:供水系统 处理技术 初步设计The Preliminary Design of the Waterworks Process of Angola, Luanda, AfricaABSTRACTWater is the source of life, and humanbeings without water cannot exist. The normal water supply system is one of the indispensable infrastructure

3、s and an important component for modern urban. Based on the analysis of Luanda city's water supply status, the necessity and urgency of building the waterworks are indicated.In this paper, the current domestic of drinking water sources was analyzed and the development of water treatment technolo

4、gy was presented. On the basis of water sources investigation, we analyzed the resource of the waterworks of Luanda and chose Bengo reservoir as the resource to build a waterworks with the scale of 60,000 m3/d. Secondly, by comparison,coagulationsedimentationfiltrationdisinfection was recommended as

5、 the technical procedure of the waterworks, the static channel mixer board and baffled plate flocculation tank was chosen as coagulation technology, the slanted tube sedimentation tank was used as sedimentation,filtration was the V filter pond, disinfection was used with chlorine , then each reactio

6、n pool was calculated and designed. Finally, with the help of AutoCAD software, the main structures were rendered and design depth for the preliminary design.Key Words: Water Supply System Treating Techniques Preliminary Design目 录第一章 总论11.1罗安达市概况及供水现状11.1.1罗安达市概况11.1.2罗安达市供水现状11.2项目建设的必要性21.3项目的主要研究

7、内容及设计原则21.3.1工程设计内容21.3.2设计原则2第二章 给水厂发展状况32.1水源水质现状分析32.2 给水厂工艺发展3第三章 给水厂总体设计53.1设计规模53.2取水水源及水质分析53.2.1供水水质分析53.2.2水处理目标及出水水质73.3给水处理工艺的确定10第四章 给水厂设计说明124.1混合方式124.2絮凝方式124.3沉淀形式134.4过滤形式134.5消毒13第五章 给水厂设计计算145.1混合反应145.1.1混凝剂的选择145.1.2投药系统计算145.1.3加药间及药库155.1.4混合设施155.2波折板反应池165.2.1设计参数165.2.2平面计算

8、165.2.3水头损失计算185.2.4 G、GT值215.3斜管沉淀池215.3.1设计参数215.3.2平面计算225.3.3进出水系统235.4 V型滤池245.4.1设计参数245.4.2平面尺寸计算255.4.3进水系统265.4.4反冲洗系统285.4.5过滤系统295.4.6排水系统305.4.7滤池总高度305.5消毒315.5.1设计参数315.5.2加氯量及氯瓶的确定315.5.3加氯机及漏氯处理325.5.4加氯间及氯库设计计算325.6清水池325.6.1清水池设计作用及特点325.6.2设计参数335.6.3清水池有容积335.6.4清水池的平面尺寸33第六章 水厂平

9、面及高程布置356.1水厂的平面布置356.1.1选址原则356.1.2厂址位置356.2水厂高程布置35第七章 设计总结37参考文献38致 谢39第1章 总论1.1罗安达市概况及供水现状1.1.1罗安达市概况罗安达位于非洲大陆西海岸，是安哥拉共和国的首都。面积5696平方公里，东经13°30，南纬8°50，西临大西洋本戈湾，南依安哥拉国内最大的宽扎河河口，人口400多万，是撒哈拉以南欧洲殖民者兴建的最古老的城市之一。罗安达平均海拔不到200米，地形较为平坦，平原上间有低丘。市内的地形标高在7080米左右，沿海区域较低，市区外的地形较高，基本在100130米之间。本项目设计

10、的给水厂所在位置为Candelabro高地,其最高处标高为107.7米。罗安达地处热带地区，但由于地势较高，依山傍水，加之受本格拉寒流的影响，气候温和并不炎热，年平均气温24，素有“热带春城”的美称。罗安达从12月中旬至一月底，通常会有一个雨量较少的约3周的时间。空气的湿度全天都很大，年平均在79%左右。罗安达市的主要水源地为Bengo河和Kuanza河。Bengo河位于罗安达市北部，源于Kuanza Norte省的Quiculungo附近，向西经罗安达入海，流域面积10016平方公里，多年平均流量37.82m3/s。Kuanza河位于罗安达市南部，由东向西流入大西洋，是安哥拉主要的河道之一。

11、Kuanza河长960公里，流域面积15.6万平方公里，多年平均流量836m3/s。罗安达新建给水厂最大勘察深度为12.00米，场地地表普遍分布有一层坡积土，厚约1.00米左右。坡积土以下以粘土为主，并含有泥灰岩夹层。在勘察深度范围内揭示有两层泥灰岩地层，第一层普遍揭示，厚度在5060厘米左右；第二层局部缺失，厚度在2050厘米左右；该两层泥灰岩地层埋深深浅不一，大体上与山坡坡面呈同一倾向；坚硬，致密，含矿物结晶，岩芯呈柱状，平均抗压强度在18.7MPa左右。1.1.2罗安达市供水现状罗安达目前共有三个给水系统，它们分别是1号系统Marcal给水厂、2号系统Kifangondo给水厂、3号系统

12、Kikuxi给水厂。1号和2号系统均以Bengo河为水源，负责城市北部地区的供水；3号系统以Kuanza河为水源，担负城市南部地区的供水。罗安达市供水设施除Kifangondo（2号系统）给水厂等少数构筑物外，大多建于葡萄牙殖民地时期的1950年前后，现已运行50多年，很多供水管道、构筑物出现不同程度的老化、损坏，管道经常爆管，供水能力严重不足。罗安达市现有净水厂三座，总设计规模约35万吨/日，但由于管道、供水构筑物的老化、损坏，实际供水量已不足20万吨/日，致使城区用水量严重不足，居民用水大多靠供水车、供水管道集中取水。罗安达市1号系统设计规模为60000吨/日，从Bengo河取水，取水口位

13、于Kifangondo净水厂内。1号系统现取水口处泥砂淤积严重，构筑物严重损坏、老化，输水量严重不足。本项目主要是对准备新建的6万吨Marcal给水厂进行初步设计。 1.2项目建设的必要性水是生命的源泉，没有水人类就不能生存。正常的供水系统是一个现代化城市不可或缺的基础设施，是城市生命线工程的重要组成部分,没有完善的供水系统的城市根本就谈不上发展，更不用说现代化了。给水厂是供水系统的核心部分,它是控制水质净化水质的主要环节1-2。因此对于一个城市的建设和发展来说，给水厂的设计和研究显得尤为重要。罗安达市是安哥拉的首都，是政治、经济和文化中心。罗安达所需水量总设计规模约为35万吨/日，但实际供水

14、量已不足20万吨/日。城区用水量严重不足，居民用水大多靠供水车、供水管道集中取水。另外，罗安达市尚有一些地方为供水空白区，近80%用户没有实现供水到户，而采用小区域集中取水的方式。可以看出，罗安达市目前的饮用水系统根本满足不了该城市居民生活的需要，更满足不了该市发展对水资源的需要。罗安达市要持续稳定发展，对其给水厂进行全面改造新建势在必行。1.3项目的主要研究内容及设计原则1.3.1工程设计内容本项目主要是对准备新建的6万吨Marcal给水厂进行初步设计。Marcal给水厂的初步设计共包括如下内容：1 确定给水处理工艺流程；2 确定处理构筑物（或设备）的类型和数量；3 进行各构筑物单体的设计计

15、算；4 进行主体构筑物的设计，绘制主体构筑物的平面图、剖面图等。1.3.2设计原则1 本项目的设计均采用我国现行的国家标准及规范。2 本项目的设计在考虑当地地质特点，在保证安全可靠的基础上，进行优化设计，尽量降低工程投资。3 贯彻节约能源的方针，力求取得较好的经济效益和社会效益。4 积极稳妥地引进、采用先进节能的新工艺、新技术；工艺流程先进、简洁、可靠，便于操作管理。第2章 给水厂发展状况2.1水源水质现状分析饮用水水源共分两类:地表水与地下水。地表水又分为江河水与水库水。另有些海岛等利用海水做饮用水，但需经过淡化处理。地下水水质清澈，水质、水温较稳定。但由于地下水流经岩层时会溶解各种矿物质，

16、故地下水常铁锰超标；同时由于渗透量有限，往往径流量较小，取水量受限5。江河水受上游排放影响，易受污染，常使细菌、有机物增加。在汛期时，水量增大，浊度变差。水库水水质与江河水类似，但由于水库存水量大，水流动性小，经过一段时间沉淀后，往往浊度较低。当暴雨季节时，由于库底沉渣泛起，会引起水质突变。2.2 给水厂工艺发展供水工程是国家基础设施之一，近年来得到很大发展。随着经济发展和人民生活水平的提高，对供水需求逐年大幅增长，作为供水工程核心水厂能否保证安全供水、供优质水，设计、施工和管理都对其有重要的影响3-4。给水厂的设计包括水厂的总体布局及位置选择，水处理工艺，构建物及冲洗等，其中合理选择水处理工

17、艺是首要问题，合理的净水工艺是保证供水水质的关键。给水处理的方法应根据水源水质和用水对象对水质的要求而确定。二十世纪初，饮用水净化技术已基本形成现在被人们普遍称之为常规处理工艺的处理方法，即混凝、沉淀或澄清、过滤和消毒6。这种常规处理工艺至今仍被世界上大多数国家所采用，成为目前饮用水处理的主要工艺。在常规处理工艺之前通常还进行预处理，针对水源水的污染特性，增设必要的预处理设施。预处理技术包括投加化学氧化剂， 如臭氧、高锰酸钾； 投加吸附剂， 包括粉末活性炭和活化粘土； 以及生物氧化技术等。饮用水常规工艺的主要目的是去除水源水中的悬浮物、胶体杂质和细菌。混凝是向原水中投加混凝剂，使水中难以自然沉

18、淀分离的悬浮物和胶体颗粒互相聚合，形成大颗粒的絮体。沉淀是将混凝后形成的大颗粒絮体通过重力分离。过滤则是利用颗粒状滤料（石英砂等）截留经沉淀后出水中残留的颗粒物，进一步去除水中杂质，降低水中的混浊度。过滤之后采用消毒方法来灭活水中致病微生物，从而保证饮用水的卫生安全性。二十世纪七十至八十年代,给水工程技术人员面临的主要问题是工程的投资效益,即如何以最低的工程总投资来完成简单的处理目标7。在这段时期里,研究出了许多比较经济的净水技术和工艺,这些研究包括改进沉淀池设计,出现了斜管沉淀池、斜板沉淀池和气浮池等快速澄清工艺,还有快速过滤工艺和将絮凝、沉淀和过滤工艺组合在一起的专用集成设备。二十世纪八十

19、至九十年代,新的问题出现了,即饮用水中存在的微量有机物对人体健康具有长期潜在的危害8。因此仅对水源水以传统水处理工艺进行处理难以满足要求,必需对其进行深度处理。深度处理技术能较好地去除水中溶解性有机物，特别是对致癌、致畸、致突变等物质的去除，满足了人们对生活用水水质的要求9。各种深度处理方法的基本作用原理，一般认为是吸附、氧化、生物降解和膜滤等，即利用吸附剂的吸附能力可去除水中溶解性有机物；利用氧化剂的强氧化能力可分解水中有机物；利用生物氧化法降解水中有机物；利用滤膜的筛分作用滤除有机物。有时两种作用又能同时发挥，共同去除有机物，臭氧活性炭联用技术发挥了氧化和吸附两种作用10。深度处理技术能在

20、很大程度上提高水质，各地水厂可以根据自身的水源特点，合理选择深度处理工艺。进入二十一世纪，水处理工艺采用自动控制技术监控生产过程已成为一种趋势,当前发达国家给水程序中的自动监控技术已经发展到较高水平。第3章 给水厂总体设计3.1设计规模罗安达市1号供水系统现状规模为60000m3/d，自Bengo河取水，经取水口、送水泵房、高位水池、输水管道至Marcal净水厂，经处理后通过配水管网至用户。 根据罗安达市供水系统改造工程合同内容，需在Candelabro处新建一座给水厂，根据罗安达市供水规划，该净水厂分四期建设，每期建设规模均为60000m3/d，最终规模为240000m3/d。本次工程设计规

21、模为60000m3/d，水厂内自用水量约占5%，管道漏损量3.5%，取水量约为33000m3/d。3.2取水水源及水质分析罗安达属于草原性气候，只有旱季和雨季两季，全年雨量充沛，没有冰冻期，本工程从Bengo河取水。Bengo河是流经罗安达市的主要河流之一，河道宽度在30米至40米之间，水流平缓，流速在0.40.6m/s之间。供水水质分析依据安哥拉政府部门提供的Bengo河的水质资料，可以对其水质做出相应的评价。表3.1 Bengo河水质资料Table 3. 1 Water quality material of Bengo River水质指标数值单位月份1月2月3月4月5月6月色度>1

22、5>15>15>15>15>15Pt/Co浊度8.08.55.86.097.446.85NTU温度27.928.228.528.026.224.3pH7.57.377.317.167.217.24传导率182183184175153148S/cm硬度62.065.566.952.336.935.1mg/L CaCO3溶解氧5.205.205.086.306.556.85mg/L O2铝mg/L Al氨氮0.080.050.190.05mg/L N铁0.260.310.43mg/L Fe硝酸盐mg/L N亚硝酸盐mg/L N总氯mg/L Cl2余氯mg/L Cl2钙

23、离子28.429.324.342.323.621.5mg/L Ca2+镁离子7.73.44.319.64.95.8mg/L Mg2+钠离子mg/L Na+钾3.83.03.93.53.2mg/L K含碳量75.680.581.663.845.042.8mg/L HCO3-氯化物32.324.632.220.6mg/L Cl-硫酸盐7.36.35.2mg/L SO42-水质指标数值单位月份7月8月9月10月11月12月色度>15>15>15>15>15>15Pt/Co浊度2.048.807.80NTU温度22.421.222.424.026.727.4pH7.

24、37.277.337.407.527.5传导率191189187188186189S/cm硬度70.971.067.359.550.160.2mg/L CaCO3溶解氧2.702.962.763.605.404.14mg/L O2铝mg/L Al氨氮0.140.05mg/L N铁0.22mg/L Fe硝酸盐mg/L N亚硝酸盐mg/L N总氯mg/L Cl2余氯mg/L Cl2钙离子27.226.526.322.826.126.4mg/L Ca2+镁离子7.67.66.068.35.55.6mg/L Mg2+钠离子mg/L Na+钾2.32.3mg/L K含碳量85.986.982.172.6

25、75.373.4mg/L HCO3-氯化物25.033.524.2mg/L Cl-硫酸盐10.49.010.710.011.011.0mg/L SO42-从上表可以看出，Bengo河水质符合我国的生活饮用水水源水质标准中规定的“生活饮用水水源水质”的二级标准，属于受轻度污染的水源。水处理目标及出水水质根据水源情况，依据表3.3生活饮用水卫生标准GB5749-1985,参考表3.2世界卫生组织饮用水水质标准,综合确定出水的水质，如下表3.4出水水质标准所示。表3.2 世界卫生组织饮用水水质标准Table 3.2 Quality standard of the WHO in drinking wa

26、ter项目可能导致用户不满的值旧标准用户不满的原因物理参数色度15TCU15TCU外观嗅和味-没有不快感觉应当可能接受水温-应当可以接受浊度5NTUc5NTU外观；为了最终的消毒效果，平均浊度1NTU，单个水样5NTU。无机组分铝0.2mg/L0.2mg/L沉淀，脱色氨1.5mg/L味和嗅氯化物250mg/L250mg/L味道，腐蚀铜1mg/L1.0mg/L洗衣房和卫生间器具生锈（健康基准临时指标值为2mg/L）硬度-500mgCaCO3/L高硬度：水垢沉淀，形成浮渣硫化氢0.05mg/L不得检出嗅和味铁0.3mg/L0.3mg/L洗衣房和卫生间器具生锈锰0.1mg/L0.1mg/L洗衣房和卫

27、生间器具生锈（健康基准临时指标值为0.5mg/L）溶解氧-间接影响pH-6.58.5低pH：具腐蚀性高pH：味道，滑腻感用氯进行有效消毒时最好pH8.0钠200mg/L200mg/L味道硫酸盐250mg/L400mg/L味道，腐蚀总溶解固体1000mg/L1000mg/L味道锌3mg/L5.0mg/L外观，味道有机组分甲苯24170g/l嗅和味（健康基准指标值为700g/l)二甲苯201800g/l嗅和味（健康基准指标值为500g/l)乙苯2200g/l嗅和味（健康基准指标值为300g/l)苯乙烯42600g/l嗅和味（健康基准指标值为20g/l)氯苯10120g/l嗅和味（健康基准指标值为3

28、00g/l)1，2-二氯苯110g/l嗅和味（健康基准指标值为1000g/l)1，4-二氯苯0.330g/l嗅和味（健康基准指标值为300g/l)三氯苯（总）550g/l嗅和味（健康基准指标值为20g/l)合成洗涤剂-泡沫，味道，嗅味消毒剂及消毒副产物氯6001000g/l嗅和味（健康基准指标值为5mg/L)氯酚类2-氯酚0.110g/l嗅和味2，4-二氯酚0.340g/l嗅和味2，4，6-三氯酚2300g/l嗅和味（健康基准指标值为200g/l）表3.3生活饮用水卫生标准GB5749-1985Table 3.3 Sanitary standard of drinking water GB57

29、49-1985 项目标准感官性状和一般化学指标色色度不超过15度，并不得呈现其他异色浑浊度不超过3度，特殊情况不超过5度臭和味不得有异臭、异味肉眼可见物不得含有pH6.58.5总硬度(以碳酸钙计)450 mg/L铁0.3 mg/L锰0.1 mg/L铜1.0 mg/L锌1.0 mg/L挥发酚类(以苯酚计)0.002 mg/L阴离子合成洗涤剂0.3 mg/L硫酸盐250 mg/L氯化物250 mg/L溶解性总固体1000 mg/L毒理学指标氟化物1.0 mg/L氰化物0.05 mg/L砷0.05 mg/L硒0.01 mg/L汞0.001 mg/L镉0.01 mg/L铬(六价)0.05 mg/L铅0

30、.05 mg/L银0.05 mg/L硝酸盐(以氮计)20 mg/L氯仿60 ug/L四氯化碳3 ug/L苯并(a)芘0.01 ug/L滴滴涕1 ug/L六六六5 ug/L细菌学指标细菌总数100 个/mL总大肠菌群3 个/L游离余氯在与水接触30min后应不低于0.3mg/L。集中式给水除出厂水符合上述要求外，管网末梢水不应低于0.05mg/L放射性指标总放射性0.1Bq/L总放射性1 Bq/L根据安哥拉政府当地其他水厂的出水水质，参考国内国际标准，最终确定出水水质如：表3.4 出水水质标准Table 3.4 Quality standard of effluent water 项目标准感官性

31、状和一般化学指标色色度不超过15度，并不得呈现其他异色浑浊度不超过2度，特殊情况不超过4度臭和味不得有异臭、异味肉眼可见物不得含有pH6.58.5总硬度(以碳酸钙计)450 mg/L铁0.3 mg/L锰0.1 mg/L铜1.0 mg/L锌1.0 mg/L挥发酚类(以苯酚计)0.002 mg/L阴离子合成洗涤剂0.3 mg/L硫酸盐250 mg/L氯化物250 mg/L溶解性总固体1000 mg/L毒理学指标氟化物1.0 mg/L氰化物0.05 mg/L砷0.05 mg/L硒0.01 mg/L汞0.001 mg/L镉0.01 mg/L铬(六价)0.05 mg/L铅0.05 mg/L银0.05 m

32、g/L硝酸盐(以氮计)20 mg/L氯仿60 ug/L四氯化碳3 ug/L苯并(a)芘0.01 ug/L滴滴涕1 ug/L六六六5 ug/L细菌学指标细菌总数100 个/mL总大肠菌群3 个/L游离余氯在与水接触30min后应不低于0.3mg/L。集中式给水除出厂水符合上述要求外，管网末梢水不应低于0.05mg/L放射性指标总放射性0.1Bq/L总放射性1 Bq/L3.3给水处理工艺的确定给水处理工艺流程的选择与原水水质和处理后的水质要求有关。一般来讲，地下水只需要经过消毒处理即可，对含有铁、锰、氟的地下水，则需采用除铁、除锰、除氟的处理工艺。地表水为水源时，生活饮用水通常采用混合、絮凝、沉淀

33、、过滤、消毒的处理工艺。如果是微污染源水，则需要进行特殊处理。罗安达新建给水厂水源属于受轻度污染的水源，取水口上游和下游500米内均没有污水排入。根据设计要求及表3.3生活饮用水卫生标准GB5749-1985和实际经验，Bengo河水可以通过常规的净化处理达到生活饮用水卫生标准的有关规定。选择原水混合絮凝沉淀过滤消毒二级泵房城市管网的处理工艺。根据水质的情况和特点，参考国内相同规模的水厂的设计和运行经验，最终确定的处理工艺流程为：前加氯管式静态混合器器进水波折板反应池及斜管沉淀池V型滤池气反冲洗滤池操作间水反冲洗后加氯清水池二泵站城市管网加药图3.1给水厂工艺流程图Fig3.1 Art flo

34、w diagram of waterworks process上述处理流程有如下特点：1.处理流程运行稳定，运用广泛、管理经验丰富；2.运营成本低，出水水质好；3.由于原水浊度较低，反应部分采用了适应低浊度水的波折板反应池；4.采用了模块式的气水反冲洗滤池，方便快捷。 第4章 给水厂设计说明4.1混合方式混合是使投加的混凝剂迅速扩散于水体并使胶体脱稳的重要措施，良好的混合对降低药耗，提高絮凝效果作用极大。一般有效的混合有水泵混合、机械混合和管式静态混合器等。由于本工程取水泵房距离水厂远，不宜采用水泵混合；机械混合有不受水量、水温、浊度等因素变化的影响，能耗也较低，但机械混合需设混合池并增加机械

35、设备；管道静态混合不占地，不需外加动力，具有正反切割水流、双向回流、旋涡混流等三个作用，混合效率达94%以上，已在很多工程中采用，效果明显。本工程选用管道静态混合器。通过管道静态混合器，将所加药液与原水混合充分，管道静态混合器使药剂投加后，水流产生剧烈紊动，短时间内使药剂均匀地扩散到整个水体。该混合器是在管道内设置多节固定叶片，使水流成对分流，同时产生涡旋反向旋转及交叉流动，从而获得混合效果。4.2絮凝方式国内采用的絮凝形式较多，可分为机械和水力两大类。水力絮凝又有隔板、折板、栅条、网格等多种形式。机械絮凝虽然效果较好，而且其絮凝过程的速度梯度可不受进水流量变化影响，能耗也较低，但增加了机械设

36、备，维修工作量大，因而机械絮凝尚未在我国普及，国外机械絮凝虽应用较多，但近年来已有改用水力絮凝的倾向。折板絮凝池是水力搅拌式高效絮凝装置的一种，能较好适应原水浊度变化和低温低浊的条件11。折板絮凝池在我国的多项工程中早有应用，实验证明它具有节约能耗，絮凝时间短，排泥方便的优点。本工程原水属低浊度水，基于折板絮凝池的上述优点及对低浊度水的处理具有良好效果的特点，因此推荐采用。本工程选用波折板絮凝池，分成两组，每组将其设计成三个连续絮凝池，形成三级絮凝。在各絮凝室中等距离地平行安装波形板，形成几何尺寸完全相同，相互并联的水流通道，各通道水力阻抗特性完全相同，使流量在各通道间均匀分配。在同一级絮凝室

37、中，各通道的能量分配相同，这种能量分布的均匀性使能量得到充分利用，同时为絮粒提供了适宜的水利条件。 4.3沉淀形式本工程可选择的沉淀池型有平流式沉淀池、斜管沉淀池、机械搅拌加速澄清池等。从经济因素考虑，机械搅拌加速澄清池单池处理能力不宜过大，当水厂有一定规模时，使用池数较多，带来管理不便，同时圆型池数过多也带来布置上占地面积增加12。另外，当原水浊度过低时，处理效果较差，故本工程不宜采用。平流沉淀池、斜管沉淀池是目前国内采用最多的两种沉淀形式。斜管沉淀池是一种在沉淀池内装置许多间隔较小的平行倾斜板或直径较小的平行倾斜管的沉淀池。斜管沉淀对水质、水温、水量变化的适应性较强，有沉淀效率高、池子容积

38、小和占地面积少及耐冲击负荷等特点，故本工程选用斜管沉淀池。4.4过滤形式净水厂中滤池的过滤主要由薄膜过滤、渗透过滤和接触混凝三个过程组成，每个过程都对水的净化起到一定的作用13-14。本工程采用的气水反冲滤池中的V型滤池，V型滤池是国外研制的滤池专利技术，现已推广至世界各国，我国目前已有多座滤池建成投入运行15。它是目前世界上大型水厂运行最多、处理效率最高、最易于自动控制及运行费用较低的滤池。该滤池主要是通过截留和吸附进一步去除水中的悬浮物，使出水水质达标。V型滤池的特点是过滤时由V型布水槽布水，反冲洗时由中间排水槽排水，滤层为深层均匀颗粒石英砂滤料，深层截污，恒位恒载运行，池下部为长柄滤头配

39、水系统。反冲洗方式为首先气洗，再气水联合冲洗，最后滤后水漂洗，在整个冲洗过程中伴以用滤前水表面扫洗的独特方式，由于其滤层表面和底部都采用几乎同样有效粒径和均匀度的砂粒，每次反冲洗时均不使滤床膨胀，也就是说每次冲洗周期后，在滤床整个深度方向粒径均匀，不发生水力分级，因而它具有滤料截污能力强、过滤周期长、反冲洗强度小、滤后水质好、运行费用低等特点，与其它常规滤池相比，它可减少反冲洗水量，耗电较少且自动化程度高，运行稳妥可靠，可减少运行管理人员，在加药、混凝、沉淀等处理构筑物的配合下可保证出水浊度在1.0度以下。4.5消毒本工程采用液氯消毒，氯是目前国内外应用最广的消毒剂，除消毒外还起氧化作用，加氯

40、消毒操作简单，价格便宜，且在管网中有持续消毒杀菌作用。氯消毒会产生三卤甲烷、卤乙酸等副产物，因此水厂设计中应当考虑改善对自来水中的三卤甲烷、卤乙酸浓度的控制16-17。第5章 给水厂设计计算5.1混合反应5.1.1混凝剂的选择 本设计中采用PAC，即碱性氯化铝，通式为。PAC是无机高分子化合物，具有如下特点：1. 净化效率高，耗药量小，出浊度低、色度小、过滤性能良好，原水高浊度时尤为显著；2. 温度适应高，pH适应范围宽（59），因而可不投加碱剂；3. 使用时操作方便，腐蚀性小，劳动条件好；4. 设备简单，操作方便，成本较三氯化铁低。 药剂的投加量参照以往经验，再加上设计手册所提供的工程资料，

41、确定最高投加量为50，最低63.6,平均43.2。5.1.2投药系统计算1. 混凝剂的投加方法混凝剂的投加方法有湿投和干投，干投应用较少，本设计采用湿投方法。2.混凝剂的调制方法混凝剂采用湿投时，其调制方法有水力、机械搅拌方法，水力方法一般用于中小型水厂，机械方法可用于大、中型水厂。本设计采用机械方法调制混凝剂。3.溶液池容积 (5.1) 式中:处理水量（ Q=3.3×104m3/d=1375m3/h）； 混凝剂最大投量（），取50； 溶液浓度（），一般取520，取10； 每日调制次数，一般不宜超过3次，取2次。 则 溶液池分三池，每池容积7.2。设计尺寸：L×B×

42、;H=2m×2m×2m。4.溶药池容积 (5.2)0.2×21.54.3（），取4.5。设计尺寸：L×B×H=1.5m×1.5m×2m。5. 调制设备采用机械搅拌，以电动机驱动浆板或涡轮搅拌溶液。5.1.3加药间及药库1.加药间各种管线布置在管沟内：给水管采用镀锌钢管、加药管采用塑料管、排渣管为塑料管。加药间内设两处冲洗地坪用水龙头DN25mm。为便于冲洗水集流，地坪坡度0.005，并坡向集水坑。加药间尺寸：L×B×H=23.5m×12.5m×10m。2.药库药剂储量以15d用量计PA

43、C所占体积： (5.3) 式中:15天PAC用量（t）； PAC投加量（） 取65.2； 处理水量（）。则PAC的相对密度：则储存药体积：64548/1.62=39.84。设堆放高度为：2m 占地面积：39.84/2=19.92。药库设计尺寸：L×B×H=5m×5m×2m。5.1.4混合设施采用管道静态混合1 该混合器是利用在管道内设置多节固定式分流板使水流成对分流，同时又有交叉及旋涡反向旋转，以达到混合效果；2 该设备水头损失与设置分流板的数量和角度有关，目前处在试验阶段，尚无定型的计算公式。在给水处理中，分流板的级数一般可采取3级。这种混合方式设备简

44、单，不占地，从而方便管理，节省占地，故考虑采用之。5.2波折板反应池5.2.1设计参数1 设计流量设计水量为60000，自用水取5% 。2 采用A型(相对)波折板絮凝装置组块(填料),波峰宽度0.28m、波谷宽度0.56m、波长0.68m。A型(平行)波折板絮凝装置组块(填料)，平行板间距0.28m、每一弯道为两个145°组成。3 波折板絮凝池分成两组,每组单独反应。每组分成三段,第一段采用相对波折板，第二段采用平行波折板，第三段采用相对波折板。4 设计停留时间比为，取。平面计算1.第一段第一段分四个室，设第一段絮凝池总有效容积 (5.4)式中：第一段絮凝池有效容积（）； 每组设计处

45、理水量（）； 第一段絮凝时间。设计中取，则 =式中:为第一段第一室有效容积； 为第一段第二室有效容积； 为第一段第三室有效容积； 为第一段第四室有效容积。取=2.0m =1.1m,则=5.47/(2.0×1.1)=2.49m,取3.06m（4.5个波长）。取h=0.6m,则室内有效水深为=3.06+0.6+0.6=4.26m,取4.3m实际水力停留时间: (5.5)式中:第一段有效容积。=4××=37.8437.84/0.3645=103.81s=1.73min。2.第二段第二段分四个室，设=2.0 min。第二段絮凝池总有效容积 (5.6)式中：第二段絮凝池有效

46、容积（）； 每组设计处理水量（）； 第二段絮凝时间。设计中取=2.0min，则 =式中：为第二段第一室有效容积； 为第二段第二室有效容积； 为第二段第三室有效容积； 为第二段第四室有效容积。取=2.0m =2.4m,则=10.94/(2.0×2.4)=2.28m,取3.06m（4.5个波长）取h=0.6m,则室内有效水深为:=3.06+0.6+0.6=4.26m,取4.3m实际水力停留时间: (5.7)式中：第二段有效容积；=4××=82.56m382.56÷0.3645 =226.5s =3.775min。3.第三段第三段分三个室，设=3.0min。第

47、三段絮凝池总有效容积 (5.8)式中: 第三段絮凝池有效容积（）； 每组设计处理水量（）； 第三段絮凝时间。设计中=3.0min ，则 =式中：为第三段第一室有效容积； 为第三段第二室有效容积； 为第三段第三室有效容积；取=2.0m =4.9m,则=21.87/(2.0×4.9)=2.23m,取3.06m（4.5个波长）取h=0.6m,则室内有效水深为:=3.06+0.6+0.6=4.26m,取4.3m实际水力停留时间: (5.9)式中：第三段有效容积；=3××=126.42126.42÷0.3645 =346.8s=5.78min。水头损失计算1.A型

48、相对波折板渐放段水头损失： （5.10)式中 :折板 渐放段水头损失()； 峰处流速（）； 谷处流速（）。渐缩段水头损失： （5.11)式中:渐缩段水头损失()； 相对峰的断面积()； 相对谷的断面积()。A型相对波折板波长0.68m，故有渐放和渐缩的个数为：。则相对波折板水头损失:。2.A型平行波折板 （5.12)式中:折板水头损失()； 板间流速（）。A型平行波折板波长0.68m，故有渐放和渐缩的个数为：。 平行波折板水头损失3. 堰顶水头损失 (上转弯时) （5.13)(下转弯时) （5.14)；。4.各段水头损失计算(1)第一段第一段为相对波折板 波折板水头损失:设计中取； ； 。则；

49、堰顶总水头损失：第一段总水头损失：第一段总水头损失=波折板水头损失+堰顶水头损失。(2)第二段第二段为平行波折板波折板水头损失:设计中取 则， 堰顶总水头损失第二段总水头损失：第二段总水头损失=波折板水头损失+堰顶水头损失 (3)第三段第三段为相对波折板 波折板水头损失:设计中取则 堰顶总水头损失 第三段总水头损失：第三段总水头损失=波折板水头损失+堰顶水头损失3.总水头损失波折板絮凝池水头损失：波折板絮凝池实际水力停留时间: G、GT值 （5.15)式中:速度梯度（）； 总水头损失（）； 水的动力黏度（）； 水的密度（）； 总的反应时间（）。则 （一般）。5.3斜管沉淀池5.3.1设计参数1 设计流量设计水量为60000，自用水取5% 。2 采用两个斜管沉淀池，每个沉淀池设计流量为=0.729/2=0.3645m3/s。3 采用塑料斜管，斜管断面为