某市给水排水水厂初步设计

某市给水水厂初步设计水处理课程设计说明书-某市给谁排水厂初步设计姓名：王得龙摘 要学习了水处理工程技术这门课程，我们开始了我们的课程设计，本次设计的题目是“某市给水水厂初步设计”，其中包括给水处理工艺流程的确定和给水处理构筑物的设计等。城市给水排水是城市建设的重要组成部分之一。水是人们日常生活和一切生产活动不可缺少的物质。城市给水工程的目的和任务，就是为了经济合理和安全可靠的供应人们生活和生产活动中所需要的水以及保障人民生命财产安全，并满足他们对水量水质和水压的要求。水处理工程便是通过物理的、化学的手段，去除水中一些对生产、生活不需要的物质所做的一个项目。是为了适用于特定的用途而对水进行的沉降、过滤、混凝、絮凝，以及缓蚀、阻垢等水质调理的一个项目。由于社会生产、生活与水密切相关，因此，水处理工程领域涉及的应用范围十分广泛，构成了一个庞大的产业应用项目。因此完善的给水工程对促进城市工农业生产、保障人民身体健康以及保护环境免遭污染等都具有重大作用。关键词：水处理, 工艺流程,构筑物设计AbstractLearning the Water treatment Engineering Course, we began our course design. This design is the subject of preliminary design of a city water supply and water, which includes the determination of the water treatment process and water treatment structures designed to and so on.Urban water supply and drainage is an important part of urban construction.Water is the people's daily life, and all production activities indispensable material. Urban water supply project purpose and mission, is to economically rational and safe and reliable water supply and production activities in people's lives and the need to protect people's lives and property safety, and to meet their water quality and pressure requirements.Water treatment works is through physical, chemical means to remove some of the water of a project on the production and living unwanted substances do. The settlement in order for a particular purpose and on the water, a project filtration, coagulation, flocculation, and corrosion, scale and other water conditioning.Because of social production, is closely related to living with water, therefore, the scope of application of water treatment projects involving a wide range of areas, constitute a huge industrial application projects.So perfect for urban water supply projects for industrial and agricultural production, protect people's health and the protection of the environment from pollution and so has a major role.Keywords: The water treatment，Treatment process，The structure Design目 录摘要 1Abstract 2第1章 给水厂处理设计任务书 4第2章 水厂设计水量的确定 7第3章 给水处理工艺流程的确定和给水处理构筑物的选择 93.1水厂工艺流程选择 93.2处理构筑物的比较与选择 103.2.1混凝剂的选择与比较 103.2.2絮凝池形式的选择与比较 153.2.3沉淀池形式的选择与比较 173.2.4过滤池形式的选择与比较 183.2.5消毒剂的选择与比较 20第4章 絮凝池设计24第5章 沉淀池设计28第6章 普通快滤池设计31第7章 消毒工艺设计33第8章 清水池设计34谢辞 36参考文献 37第1章 给水厂处理设计任务书1.1设计题目某市给水水厂初步设计1.2主要设计内容及基本要求具体内容包括以下几个方面：（1）基本资料的分析整理。（2）计算各种用水量，确定城市水厂及取水构筑物的设计流量。（3）确定水厂处理工艺流程及净水构筑物形式（进行方案比较）。（4）净水构筑物的工艺设计计算。絮凝池（往复式隔板絮凝池，机械絮凝池）；沉淀池（平流沉淀池，斜板/斜管沉淀池）；过滤池（普通快滤池，v型滤池）清水池（5）绘制净水厂平面图。1.3设计资料1.3.1自然条件（1）地理位置：位于中国华北地区（2）气象资料风向：见风玫瑰图气温：最冷月平均为：12.8最热月平均为： 25.4极端温度：最高38，最低22.5土壤冰冻深度：1.0m（3）水文资料 流量：最大流量为：190 (m3 / s)；最小流量为：50 (m3 / s)。最大流速：1.3m/s1.3.2城市建设规划（1）市总规划人口 36 万人，居住区最高日生活用水量标准采用120L/d·人。用水普及率按100%计。（2）市分区资料：分区名称人口（万人）楼房层数一区126二区24（3）工业企业资料企业名称生产用水量(吨/日)职工人数倒班次数冷车间人数(人/班)热车间人数(人/班)淋浴人数(人/班)纺织厂10000150003400010005000钢厂1500090003200010003000（4）该城市需要浇洒的道路面积为161650 。需要浇洒绿地的面积为108150。绿地及道路最多每天浇洒两次。（5）城市综合生活用水城市综合生活用水每小时用水量占最高日用水百分比情况见表，用水日变化系数Kd=1.37。城市综合生活每小时用水量占最高日用水量百分比时间小时用水量占最高日用水量百分比时间小时用水量占最高日用水量百分比时间小时用水量占最高日用水量百分比011.70896.0016175.75121.679105.8417185.83231.6310115.0718195.62341.6311125.1519205.00452.5612135.1520213.19564.3513145.1521222.69675.1414155.2722232.58785.6415165.5223241.87（6）未预见水量及管网漏失水量可按最高日用水量的20%计。（7）该城市公共建筑用水量按5000m3/d计算。（8）水厂自用水量按最高日用水量的5%考虑。1.4设计成果要求全部任务要求按时完成，最后要求提交下列成果：(1)毕业设计计算说明书一份；（不少于20页）(2)设计图纸1张;1.5备注排版顺序：封面；中文摘要；英文摘要；目录；正文；谢辞；参考文献。第2章 水厂设计水量的确定2.1 生活用水量 Q1城市或居住区的最高日生活用水量为：Q1=qNf (m3/d) 式中：q最高日生活用水定额，这里取120L/cap·dN设计年限内计划人口数，36 万f自来水普及率，100% Q1120×36×100×104×10-343200 (m3/d)2.2 工业企业生产用水量和工作人员生活用水量 Q2 A、B 两企业生产用水量为：10000（吨/日）15000（吨/日）=25000（吨/日）25000 （m3/d）工作人员生活用水量：A 企业职工人数为 15000 人，倒班次数为 3 次每班 5000 人，其中冷车间人数 4000 人，生活用水量取 25(L/cap·班)（查城市给水排水工程，工业企业职工生活用水标准）浴用水量取 40(L/cap·班)。热车间人数为 1000 人生活用水量取 35(L/cap·班)，淋浴用水量取 60 (L/cap·班)淋浴人数为 5000人。因此A企业工作人员生活用水量：3×4000×（25+40）+1000×（35+60）=1065000L/d=1065m3/dB 企业职工人数为 9000 人, 倒班次数为 3 次每班 3000 人,其中冷车间人数为2000 人，生活用水量取 25(L/cap·班)，淋浴用水量为 40(L/cap·班)热车间人数为 1000 人，生活用水量取 35(L/cap·班)，淋浴用水量取 60 (L/cap·班)，淋浴人数为 3000 人。 则B企业工作人员生活用水量为： 3×2000×（25+40）+1000×（35+60）=675000L/d=675m3/d则A、B两企业工作人员的生活用水量为：1065+674=1740m3/d因此工业企业生产用水量和工作人员生活用水量 Q2 为： Q2=25000( m3/d)+1740( m3/d)=26740(m3/d)2.3 浇洒道路和绿地用水量，Q3该城市需要浇洒的道路面积为161650 。需要浇洒绿地的面积为108150 。绿地及道路每天浇洒两次，分别在上午79时和下午35时。浇洒道路用水量一般为每平方米路面每次1.0-1.5(L.m2/次)，这里取1.0(L.m2/次),大面积绿化用水可采用1-2(L.m2/d),这里去1.5(L.m2/d) 则浇洒道路和绿地用水量Q3=161650×1.0×2×10-3+108150×10-3×1.5=647.75（m3/d）=648（m3/d）2.4 公共建筑用水量，Q4=5000m3/d2.5 未预见水量及管网漏失量 Q5城市未预见水量和管网漏失量按最高日用水量的10%-20%计算，这里取20%。Q5=（Q1+Q2+Q3+Q4）×20%=（43200+26740+648+5000）×20%=15118(m3/d)2.6 最高日设计用水量为 Qd= Q1+Q2+Q3+Q4+Q5=90706(m3/d)2.7 水厂自用水量 Q5水厂自用水量一般可取最高日用水量的5%10%，这里取5%Q水厂设计水量=90706（100%+5%）=95241 (m3/d)=3968(m3/h)=1.10(m3/s)第3章 给水处理工艺流程的确定和给水处理构筑物的选择3.1水厂工艺流程选择3.1.1净水工艺的要求城镇水厂净水处理的目的是去除原水中悬浮物质，胶体物质、细菌、病毒以及其他有害万分，使净化后水质满足生活饮用水的要求。生活饮用水水质应符合下列基本要求：(1)水中不得含有病原微生物。(2)水中所含化学物质及放射性物质不得危害人体健康。(3)水的感官性状良好。3.1.2净水工艺的选择给水处理工艺流程的选择与原水水质和处理后的水质有关。结合给水水质的特点，水处理工艺流程间下表：表：各净水工艺的特点净水工艺流程适用条件原水简单处理（如用筛网过滤）水质要求不高，如某些工业冷却用水，只要求去除粗大杂质。原水混凝沉淀或澄清过滤消毒一般进水浊度不大于20003000NTU，短时间内可达500010000NTU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，则采用沉淀工艺根据水质检测结果可知：该水质满足现行生活饮用水水质标准。地表水源水质较好，为了减少构筑物，节约用地，减少造价。所以可以选择净水工艺流程为：3.2处理构筑物的比较与选择选择3.2.1 混凝剂的选择与比较（1）无机盐类混凝剂无机盐类混凝剂品种较少，但在水处理中应用较普遍，主要是水溶性的两价或三价金属盐，如铁盐和铝盐及其水解聚合物。可以选用的无机盐类混凝剂有硫酸铝、三氯化铁、硫酸亚铁、硫酸铝钾（明矾）、铝酸钠和硫酸铁等。 硫酸铝硫酸铝易溶于水，可干式或湿式投加。湿式投加时一般采用1020%的浓度(按商品固体重量计算)。硫酸铝使用时水的有效pH值范围较窄，约在5.58之间，其有效pH值随原水的硬度含量而异：对于软水，pH值在5.76.6；中等硬度的水为6.67.2；硬度较高的水则为7.27.8。在控制硫酸铝剂量时应考虑上述特性。有时加入过量硫酸铝，会使水的pH值降至铝盐混凝有效pH值以下，既浪费了药剂，又使处理后的水发混。采用硫酸铝作混凝剂时，运输方便，操作简单，混凝效果好，但水温低时，硫酸铝水解困难，形成的絮凝体较松散，混凝效果变差。粗制硫酸铝由于不溶性杂质含量高，使用时废渣较多，带来排除废渣方面的操作麻烦，而且因酸度较高而腐蚀性较强，溶解与投加设备需考虑防腐。三氯化铁三氯化铁(FeCl3·6H2O)是一种常用的混凝剂，是黑褐色的结晶体，有强烈吸水性，极易溶于水，其溶解度随温度上升而增加，形成的矾花，沉淀性能好，处理低温水或低浊水效果比铝盐好。我国供应的三氯化铁有无水物、结晶水物和液体。市售无水三氯化铁产品中FeCl3含量可达92%以上，不溶性杂质小于4%。三氯化铁适合于干投或浓溶液投加，液体、晶体物或受潮的无水物腐蚀性极大，调制和加药设备必须考虑用耐腐蚀器材。采用三氯化铁做混凝剂时，其优点是易溶解，形成的絮凝体比铝盐絮凝体密实，沉降速度快，处理低温、低浊水时效果优于硫酸铝，适用的pH值范围较宽，投加量比硫酸铝小。其缺点是三氯化铁固体产品极易吸水潮解，不易保管，腐蚀性较强，对金属、混凝土、塑料等均有腐蚀性，处理后色度比铝盐处理水高，最佳投加范围较窄，不易控制等。硫酸亚铁硫酸亚铁（FeS04·7H20）是半透明绿色结晶体，俗称绿矾，易于溶水，在水温20时溶解度为21%。硫酸亚铁通常是生产其他化工产品的副产品，价格低廉，但应检测其重金属含量，保证其在最大投量时处理后水中重金属含量不超过国家有关水质标准的限量。当硫酸亚铁投加到水中时，离解出的二价铁离子只能生成简单的单核络合物，因此，不如三价铁盐那样有良好的混凝效果。残留于水中的Fe2+会使处理后的水带色，当水中色度较高时，Fe2+与水中有色物质反应，将生成颜色更深的不易沉淀的物质(但可用三价铁盐除色)。根据以上所述，使用硫酸亚铁时应将二价铁先氧化为三价铁，然后再起混凝作用。通常情况下，可采用调节pH值、加入氯、曝气等方法使二价铁快速氧化。当水中没有足够溶解氧时，则可加氯或漂白粉予以氧化，理论上1毫克/升FeSO4需加氯0.234毫克/升。铁盐使用时，水的pH值的适用范围较宽，在5.011间。碳酸镁铝盐与铁盐作为混凝剂加入水中形成絮体随水中杂质一起沉淀于池底，作为污泥要进行适当处理以免造成污染。大水厂产生的污泥量甚大，因此不少人曾尝试用硫酸回收污泥中的有效铝、铁，但回收物中常有大量铁、锰和有机色度，以致不适宜再作混凝剂。碳酸镁在水中产生Mg(0H)2胶体和铝盐、铁盐产生的A1(OH)3与Fe(OH)3胶体类似，可以起到澄清水的作用。石灰苏打法软化水站的污泥中除碳酸钙外，尚有氢氧化镁，利用二氧化碳气可以溶解污泥中的氢氧化镁，从而回收碳酸镁。氯化亚铁直接用于污、废水处理，作为还原剂和媒染剂，广泛用于织物印染，颜料印染，制造等行业，同时还用于超高压润滑油组份，也用于医药，冶金和照相。其他无机盐混凝剂如硫酸铝钾（明矾）、铝酸钾和硫酸铁等应用范围较小，在此不作详细介绍。（2）高分子混凝剂 聚合氯化铝聚合氯化铝是一种无机高分子混凝剂。六十年代，日本在制造与应用方面做了大量工作，有逐步取代硫酸铝的趋势。我国在1973年曾在成都召开全国新型混凝剂技术经验交流会，会上对聚合氯化铝的产品质量提出了要求，其中要求含氧化铝(Al2O8)10%以上，碱化度为5080%，不溶物1%以下等。聚合氯化铝作为混凝剂处理水时，有下列优点：a、对污染严重或低浊度、高浊度、高色度的原水都可达到好的混凝效果。b、水温低时，仍可保持稳定的混凝效果，因此在我国北方地区更适用。c、矾花形成快；颗粒大而重，沉淀性能好，投药量般比硫酸铝低。d、适宜的pH值范围较宽，在59间，当过量投加时也不会像硫酸铝那样造成水浑浊的反效果。e、其碱化度比其他铝盐、铁盐为高，因此药液对设备的侵蚀作用小，且处理后水的pH值和碱度下降较小。聚合氯化铝的性能a、聚合氯化铝作为水处理剂对各种水质适应性强，对于高浊度水混凝沉淀效果尤为显著。b、净化后的水质优于硫酸铝等无机混凝剂，净水成本与之相比低15-30%。絮凝体形成快，沉降速度快。c、含氧化铝高、投加量小，可降低制成水成本。d、源水PH值在5.0-9.0范围均可凝聚。e、腐蚀性小，操作条件好，溶解性优于硫酸铝。f、处理水中盐分较少，有利于离子交换处理和纯水制备。g、对源水温度的适应性优于硫酸铝等无机混凝剂，对低温水的处理效果也较好，最低析出温度为-18。喷雾干燥聚合氯化铝该产品能除菌、除臭、除氟、铝、铬、除油、除浊、除重金属盐、除放射性污染物、在净化各种水源过程中具有广泛的用途。在聚合氯化铝的生产基础上改进生产工艺，在反应釜沉淀后所形成的的液体聚合氯化铝，经过板框过滤，敝除水不溶物，最后经由喷雾干燥塔制备三氧化二铝含量更高的聚合氯化铝产品，而是用此种方法生产的产品应用领域相比较传统的滚筒干燥聚合氯化铝也更为宽泛。a、净化生活饮用水，生活污水。b、净化工业用水、工业废水、矿山、油田回注水、净化造纸水、冶金、洗煤、皮革及各种化工污水处理等。c、工业生产应用;造纸施胶、印染漂染、水泥速凝剂、精密铸造硬化剂、耐火材料粘结剂、甘油精制、布匹防皱、医药、化妆品等其它行业，废水可循环使用。d、在炼油工业中，用于油水分离，效果甚佳。液体聚合氯化铝液体聚合氯化铝是一种无机高分子絮凝剂。经过氢氧基离子官能团和多价阴离子聚合官能团的作用，产生出拥有大分子量和高电荷的无机高分子。可适应PH值范围为5.0-9.0，最佳PH值为6.5-7.6.液体聚合氯化铝性能特点：a.聚合氯化铝分子结构大，吸附能力强，用量少，处理成本低。b.溶解性好，活性高，在水体中凝聚形成的矾花大，沉降快，比其他无机絮凝剂净化能力大2-3倍。c.适应性强，受水体PH值和温度影响小，原水净化后达到国家引用水标准，处理后水质,中阳、阴离子含量低，有利于离子交换处理和高纯水的制备。d.腐蚀性小，操作简便，能改善投药工序的劳动强度和劳动条件。由于液体聚合氯化铝运输成本太大，所以固体聚合氯化铝还是比较受欢迎的（固体聚合氯化铝可以化成液体使用）(3)PFS聚合硫酸铁聚合硫酸铁形态性状是淡黄色无定型粉状固体，极易溶于水，10%（重量）的水溶液为红棕色透明溶液，吸湿性。聚合硫酸铁广泛应用于饮用水、工业用水、各种工业废水、城市污水、污泥脱水等的净化处理。应用特点（与其他无机絮凝剂相比具有以下特点）：a.新型、优质、高效铁盐类无机高分子絮凝剂；b. 混凝性能优良，矾花密实，沉降速度快；c. 净水效果优良，水质好，不含铝、氯及重金属离子等有害物质，亦无铁离子的水相转移，无毒，无害，安全可靠；d.除浊、脱色、脱油、脱水、除菌、除臭、除藻、去除水中COD、BOD及重金属离子等功效显著；e. 适应水体PH值范围宽为4-11，最佳PH值范围为6-9，净化后原水的PH值与总碱度变化幅度小，对处理设备腐蚀性小；f. 对微污染、含藻类、低温低浊原水净化处理效果显著，对高浊度原水净化效果尤佳；g.投药量少，成本低廉，处理费用可节省20%-50%。(4)复合混凝剂复合混凝剂是指将两种以上特性互补的混凝剂复合在一起而得到的混凝剂，由于各种混凝剂水解机理不同而且有各自的优缺点和适用范围，为了发挥各单一混凝剂的优点，弥补其不足，因此将两种以上混凝剂复合使用以达到扬长避短、拓宽最佳混凝范围、提高混凝效率的目的。例如某些铁铝复合混凝剂，可以利用铁和铝水解特性的差异及形成的絮凝体特性不同而获得最佳的混凝效果。不同铁铝比对混凝效果有显著影响，需通过混凝实验确定。将适当的无机和有机混凝剂复合使用可以发挥各自在电中和及吸附架桥方面的优势作用而提高混凝效率。3.2.2絮凝池形式的选择与比较 投加混凝剂并经充分混合后的原水，在水流作用下使微絮粒(俗称矾花)相互接触碰撞，以形成更大絮粒的过程称作絮凝。在原水处理构筑物中完成絮凝过程的设施称为絮凝池，习惯上也称作反应池。(1)絮凝过程的基本要求。为了达到较为满意的絮凝效果，絮凝过程要求：具有充分的絮凝能力；二是具备保证颗粒获得适当的碰撞接触又不致破碎的水力条件；三是具备足够的絮凝反应时间；四是颗粒浓度增加，接触效果增加，即接触碰撞机会增多。(2)絮凝形式及选用。絮凝设备与混合设备一样，可分为两大类，水力和机械。水力搅拌式是利用水流自身能量，通过流动过程中的阻力给水流输人能量，反映为在絮凝过程中产生一定的水头损失，这种方式简单，但不能适应流量的变化;机械搅拌式是利用电机或其他动力带动叶片进行搅动，使水流产生一定的速度梯度，这种形式的絮凝不消耗水流自身的能量，絮凝所需要的能量由外部提供，还能进行调节，适应流量的变化，但机械维修工作量较大。絮凝形式的选择，应根据水质、水量、沉淀池形式、水厂高程布置以及维修要求等因素确定。几种不同形式絮凝池主要优缺点和适用条件见下表不同形式絮凝池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.转折处絮粒易破碎;4.出水流量不易分配均匀1.水量大于3万m3/d的水厂2.水量变动小回转式优点：1.絮凝效果较好;2.水头损失较小;3.构造简单，管理方便缺点：出水流量不易分配均匀1.水量大于3万m3/d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.絮凝效果好缺点：1.构造较复杂; 2.水量变化影响絮凝效果水量变化不大的水厂网格（栅条）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.单池能力以1.0万2.5万m3/d为宜机械絮凝池优点：1.絮凝效果好: 2.水头损失小; 3.可适应水质、水量变化缺点：需机械设备和经常维修大小水量均适用，并适应水量变动较大的水厂3.2.3 沉淀池形式的选择与比较沉淀池的功能是去除悬浮物质.一般设于絮凝池后或污水生物处理构筑物前后。沉淀池按其构造的不同可以布置成多种形式。按沉淀池的水流方向可分为竖流式、平流式和辐流式。竖流式沉淀池水流向上，颗粒沉释向下，池型多为圆柱形或圆锥形。由于竖流式沉淀池表面负荷小.处理效果差，基本上已不采用。辐流式沉淀池多采用圆形，池底做成倾斜.水流从中心流向周边，流速逐渐减小。辐流式沉淀池主要被用作高浊度水的预沉。按截除颗粒沉降距离不同，沉淀池可分为一般沉淀和浅层沉淀。斜管沉淀池和斜板沉淀池为典型的浅层沉淀，其沉降距离仅:30200mm左右。斜板沉淀池中的水流方向可以布置成侧向流(水流与沉泥方向垂直)、上向流（水流与沉泥方向相反)和同向流(水流与沉泥方向相同)，上向流又称异向流。因此，沉淀池布置的基本形式主要有竖流式沉淀池、辐流式沉淀池、平流式沉淀池和斜板（管）沉淀池4种。各种形式的沉淀池的优缺点如下表各类沉淀池的优缺点及适用条件形式优缺点适用条件平流式沉淀池优点:1.沉淀效果好，操作管理方便;2.对冲击负荷和很度变化的适应能力较强;3.施工简易，造价较低;4.带有机械排泥设备时，排泥效果好缺点:1.占地面积较大，配水不易均匀;2.不采用机械排泥装置时，排泥较困难;3.需维护机械排泥设备地下水位及地址较差地区，大、中、小型水厂斜板（管）沉淀池优点：1.沉淀效率高。2.池体小，占地少缺点：1.斜管(板)耗用较多材料，老化后尚需更换，费用较高;2.对原水浊度适应性较平流池差;3.不设机械排泥装置时，排泥较困难;设机械排泥时，维护管理较平流池麻烦大、中、小型水厂辐流式沉淀池优点:1.多为机械排泥，运行可靠，管理较简单; 2.排泥设备已定型化缺点:机械排泥设备复杂.对施工质量要求高地下水位较高地区大、中、小型水厂竖流式沉淀池优点:1.排泥方使.管理简单; 2.占地班积较小缺点:1.池裸大，通价离。 2.对冲击负扮和.度空化的适应能力较差; 3.池径不宜过大，否用布水不均匀小型水厂3.2.4 过滤池形式的选择与比较过滤一般用在混凝、沉淀或澄清等处理之后，用于进一步去除水中的细小悬浮颗粒，降低浊度。在过滤时，水中有机物、细菌乃至病毒等更小的粒子由于吸附作用也将随着水的浊度降低而被部分去除。残存在滤后水中的剩余细菌、病毒等，由于失去悬浮物的保护或依附而呈裸露状态，也容易被消毒剂杀死。超滤、纳滤等新技术，还可以直接将细菌、病毒、大分子物质等过滤掉。过滤池形式主要分为以下几种：普通快滤池、虹吸滤池、V型滤池、重力式无阀滤池、移动罩滤池。各种形式的沉淀池的优缺点如下表各类过滤池的优缺点及适用条件形式优缺点适用条件普通快滤池优点：运行稳妥，出水水质较好；缺点：1.阀门较多，阀门易损坏；2.必须有全套的冲洗设备。适用于大、中、小型水厂，单池面积不宜大于100m2，以免冲洗不均匀，在有条件时尽量采用表面冲洗或空气助冲设备。虹吸滤池优点：1.不需使用大型阀门及相应的启闭控制设备；2.布件紧凑，避免建造占地面积较大的管廊；3.不需要专门的冲洗水箱或水泵；4.滤出水水位永远高于滤层，可保持正水头过滤，不至于发生负水头现象；5.易于实现自动化操作缺点：1.土建结构较复杂，池深较大；2.冲洗强度随滤池出水量的降低而降低，反冲洗时会浪费一部分水量；3.变水头等速过滤，出水水质不如降速过滤。产水量在10000m3/h以上时，与相同规模的普通快滤池比较，基建总投资可以节省30%，目前我国设计的虹吸滤池深度多为4.55.0mV型滤池优点：1.冲洗水仅为常规冲洗水量的1/4，大大节约了清洁水的使用量；2.易于实现自动化操作缺点：1.滤池对施工的精度和操作管理水平要求甚严，否则会造成反冲均匀、短流、跑砂；2.配水、配气系统复杂，要设置自控阀门，造价较高。V型滤池单池面积一般为7090m2，大的可达100m2以上，适用于大、中型水厂重力式无阀滤池优点：1.不需要阀门，运行全部实现自动化，操作方便，工作运行可靠；2.运行时，滤池中不会出现负水头；3.其结构简单，节省材料，造价较相同规模的普通快滤池低，同时可以成套定型制作，便于工程上马缺点：1.整个水厂的高程布置困难；2.一部分澄清水浪费；3.滤池结构复杂，装卸和清理不便；4.采用变水头等速过滤，水质不如降速过滤好重力式无阀滤池的单池面积较小，一般不大于25m2，因而重力式无阀滤池适用于处理水量在1万m3/d以下的小型水厂移动罩滤池优点:1.池深较浅，结构简单，占地面积少，不需要冲洗水箱或反冲洗水泵，造价较低，与相同规模的普通快滤池相比可节省投资20%一35 %；2.不需要大型阀门，管配件少；3.能够实现自动连续运行；4.采用等水头降速过滤，出水水质较好；移动罩滤池一般适用于大、中型水厂，以使冲洗罩的作用得以充分的发挥。3.2.5 消毒剂的选择与比较生活污水、医院污水以及某些工业污水中，除了含大量细菌外，还受到病原微生物的污染，消毒的目的就是要杀灭水中的病原微生物，保护公用水体。消毒的方法有很多种，根据其消毒机理，可归纳为物理消毒法和化学消毒法，但在大规模水处理中应用较多的还是化学消毒法。常用的化学消毒剂有：液氯、氯胺、漂白粉、次氯酸钠、臭氧等。液氯消毒氯能够微溶于水，溶于水后立即发生水解反应：Cl2+H2OHClO+HCl次氯酸HClO是一种弱酸。进而在瞬间离解为H+和ClO-，并达到平衡HClOH+ClO-Cl2、HClO和ClO-均具有氧化能力，都有杀菌作用，统称为游离有效氯。氯胺消毒前面已经讲过.氯胺消毒作用缓慢，杀菌能力比游离氯弱。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THMs产生的可能；能深持水中余氯较久，适用于供水管网较长的情况。因此，可人为地往永中加一些氨，配合氯消毒，使其生成适量的氯胺作为辅助消毒剂，以抑制管网中细菌再繁殖。氯和氨的投加量视水质不同而有不同比例，一般采用氯：氨=3：16：1.如果以防止氯臭为主要目的.氯和氨之比可小些;当以杀菌和维持余氯为主要目的时氯和氨之比应该大些。漂白粉消毒漂白粉由氯气和石灰加工而成，是一个主要有次氯酸钙、氯化钙和组成的混合物，通常分子式Ca（C1O)2简单地表示其组成，有效氮约30%，漂白精是对漂白粉进行提纯，去除没有消毒作用的杂质，只留有效成分次抓酸钙所制得的产品，其分子式Ca（C1O)2，有效氯可达60%左右。两者均为白色粉末，有氯的气味，易受光、热、潮气的作用而分解使有效氯降低，故必须放在阴凉干燥和通风良好的地方。二者消毒剂相同，都是其中的有效成分次氯酸钙与水反应，生成次氯酸，从而具有消毒作用，其反应如下：Ca(C1O)2+H2OHClO+Ca(C1O)2漂日粉需配成溶液投加，溶解时先调成糊状物，然后再加水配成浓度为1.0%2.0%(以有效氯计) 的溶液。如果投加在滤后水中，则水溶液必须经过约4 24h澄清，以免杂质带进清水中；如果是投加到浑水中，则配制后可立即使用。 漂白粉消毒一般用于小水厂或临时性使用。次氯酸钠消毒次氯酸钠(NaClO)一般是用电解食盐水的方法制得，反应如下NaCl+H2ONaC1O+H2次氯酸钠也是强氧化剂和消毒剂，但消毒效果不如氯强。次氧酸钠消毒机理与次酸钙类似。 由于次氯酸钠容易分解，通常采用次氯酸钠发生器现场制取，就地投加，不宜贮运，次氯酸钠消毒通常用于小型水厂。二氧化氯消毒二氧化氯与氯很相似，都是有刺激性气味的黄绿色气体，但是二氧化氯易溶于水，溶解度是氯气的5倍，随其浓度增加二氧化氯水溶液的颜色由黄绿色转成橙色。二氧化氯在水溶液中以气体分子存在，不发生水解反应。因此，二氧化氯一般只起氧化作用，不起氨化作用，它与水中杂质形成的三氯甲烷等比氯消毒要少得多。二氧化氯不与氨作用，pH值在610范围内的杀菌效率几乎不受pH值的影响。二氧化氯是中性分子，对细菌的吸附和穿透能力都比较强，因此，对细菌有很强的灭活能力。其消毒能力次于臭氧，但高于氯。与臭氧比较，它又有剩余消毒效果。另外，二氧化氯还有很强的除酚能力。二氧化氯易挥发，稍一曝气即可从水中溢出。气态和液态的二氧化氯还易爆炸，因此，二氧化氯消毒通常采用现场制备。其制备方法有多种，比较普遍的是用亚氯酸钠和氯反应制取：NaC1O2+C12C1O2+NaCI 由于亚氯酸钠较贵，且二氧化氯生产出来即须应用，不能贮存，所以只有水源严重污染而一般氯消毒有困难时，才采用二氧化氯消毒。臭氧消毒 臭氧有三个氧原子组成，在常温常压下，是一种淡蓝色的具有刺激性气。臭氧极不稳定，分解时放出新态氧：O3O2+O新生态氧O具有强氧化能力，对具有顽强抵抗力的微生物如病毒、芽子饱等具有强大的杀伤力。臭氧具有很强的氧化能力，仅次于氟，约是氯的两倍。抽样的消毒能力比氯更强。臭氧消毒法的特点是：消毒效率高，速度快，几乎对所有的细菌、病毒、芽孢都是有效的；同时能有效地降解水中残留有机物、色、味等；pH值、温度对消毒效果影响很小。臭氧消毒历史已久，欧洲国家用得较多。但是，臭氧不稳定，用它消毒，在水中很容易消失，不能保持持久的杀菌能力。故在臭氧消毒后，往往需要投加少量氯，以维持水中一定的余氯量。另外，臭氧消毒法的设备投资大，电耗大，成本高，设备管理较复杂，因此，一般主要用于对出水水质要求较高的水处理场合。各种消毒剂优缺点比较后，再结合本次设计所给资料确定本次设计所用的消毒剂为液氯。第4章 絮凝池设计天然水中的悬浮物质及肢体物质的粒径非常细小。为去除这些物质通常借助于混凝的手段，也就是说在原水中加入适当的混凝剂，经过充分混和，使胶体稳定性被坏 (脱稳)并与混凝剂水介后的聚合物相吸附，使颗粒具有絮凝性能。而絮凝池的目的就是创造合适的水力条件使这种具有絮凝性能的颗粒在相互接触中聚集，以形成较大的絮凝体(絮粒)。因此，絮凝池设计是否确当，关系到絮凝的效果，而絮凝的效果又直接影响后续处理的沉淀效果。4.1已知条件设计进水量 Q=95241 m3/d=2500 m3/h絮凝池个数 n=2个絮凝池的宽长比 Z=B/L=1.2池内平均水深 H1=1.2m絮凝时间 t=20min廊道内流速采用4挡，即v1=0.5m/s, v2=0.4m/s, v3=0.3m/s, v4=0.2m/s隔板转弯处的宽度取廊道宽度的1.21.5倍。4.2设计计算（1）总容积WW=Qt/60=3968×20/60=1322.7(m3)(2)单池平面面积ff=W/(nH1)=1322.7/(2×1.2)=551.1(m2)(3)池长（隔板间净距之和）LL=21.4（m）（4）池宽BB=ZL=1.2×21.4=25.7(m)(5)廊道宽度和流速廊道宽度an ,按廊道内流速不同分为6挡an =(m)将an的计算值、采用值a以及由此所得廊道内实际流速v=的计算结果，列入下表中。廊道宽度与流速设计流速vn/(m/s)廊道宽度an/m实际流速v/（m/s）计算值采用值v1=0.5a1=0.92a=0.9v=0.51v2=0.4a2=1.15a=1.2v=0.38v3=0.3a3=1.53a=1.5v=0.31v4=0.2a4=2.30a=2.3v=0.20(6)池长复核（未计入隔板厚度）各段隔板条数分别为3，4，3和4则池长L=3×0.9+4×1.2+3×1.5+4×2.3=21.221.4(m)（7）水流转弯次数则廊道总数为3+4+3+4=14（条）隔板数为 14-1=13 （条）水流转弯次数为13次(8)池底坡度根据池内平均水深1.2m，最浅端水深取1.0m，最深端水深取1.4m，则池底坡度i=0.019(9)水头损失h按廊道内的不同流速分成4段进行计算。各段水头损失按下式计算hn=（m）式中 v0该段隔板转弯处的平均流速，m/s； Sn该段廊道内水流转弯次数；Rn廊道断面的水力半径，m；Cn流速系数，根据Rn、池底和池壁的粗糙系数n等因素确定；隔板转弯处的局部阻力系数，往复隔板为3.0，回转隔板为1.0；ln该段廊道的长度之和。 （m）絮凝池采用钢筋混凝土及砖组合结构，外用水泥砂浆抹面，则粗糙系数n=0.013。絮凝池每段内水流转弯次数均为3，4，3，3 =(m/s)式中 隔板转弯处面积，宽度取1.2。将各段水头损失计算结果列入下表中。各段水头损失计算段SnlnRnv0vnCnhn1234343377.1102.877.177.10.3270.4000.4620.5870.4260.3190.2550.1670.510.380.310.2063.866.067.670.40.0980.0710.0330.014总水头损失=0.098+0.071+0.033+0.014=0.216（mH2O）=2.12×103(Pa)(10)GT值水温T=20，由表差得=1.0091×10-3Pa·s(s-1)GT=41.84×20×60=50208此GT在104105范围内，说明设计合理。第5章 沉淀池设计沉淀池是应用沉淀作用去除水中悬浮物的一种构筑物。沉淀池在废水处理中广为使用。它的型式很多，按池内水流方向可分为平流式、竖流式和辐流式三种。本设计采用平流式。5.1设计计算（1）设计水量QQ=90706×1.05=95241（m3/d）=3968(m3/h)(2)池体尺寸单池容积WW=1984（m3）池长LL=3.6×vt=3.6×16×1=57.6(cm),采用50m池宽B池的有效水深采用H=3m，则池宽 =13.23(m)采用13m（为配合絮凝池的宽度）每池中间设一导流墙，则每格宽度为：(m)(3)进水穿孔墙沉淀池进口处用砖砌穿孔墙布水，墙长13，墙高3.5m（有效水深3m，用机械刮泥装置排泥，其积泥厚度0.1m，超高0.2m）。穿孔墙孔洞总面积孔洞处流速采用v0=0.2m/s，则孔洞个数N孔洞形状采用矩形，尺寸为15cm×8cm，则（个）（4）出水渠采用薄壁堰出水，堰口应保证水平。出水渠宽度采用1m，则渠内水深=0.54m为保证自由溢水，出水渠的超高定为0.1m，则渠道深度为0.64m。（5）排泥设施为取得较好的排泥效果，可采用机械排泥。即在池末端设集水坑，通过排泥管定时开启阀门，靠重力排泥。池内存泥区高度为0.1m，池底有1.5坡度，坡向末端积泥坑（每池一个），坑的尺寸为50cm×50cm×50cm。排泥管兼沉淀池放空管，其直径应按下式计算（m），采用300mm式中 H0池内平均水深，m,此处为3+0.1=3.1m t放空时间，s，此处按3h计。（6）沉淀池水利条件复核水力半径R(cm)弗劳德数Fr（在规定范围1×10-41×10-5内）。第6章 普通快滤池设计6.1 设计参数设计水量：Q水厂设计水量=90706（100%+5%）=95241 (m3/d)=3968(m3/h)=1.10(m3/s)设计数据：滤速，冲洗强度，冲洗时间6min。6.2滤池面积及尺寸：工作时间24小时，冲洗周期：12小时。实际工作时间：滤池面积： 采用滤池数为8个，双排对称布置，每个滤池的面积为47.6。采用滤池长宽比为：。采用滤池尺寸为：l=8.5m；b=5.6m 校核强制滤速：6.3滤池高度 支承高度： 滤料层高：砂面上水深：超高：滤池总高：H=H1+H2+H3+H4=3.1m6.4配水系统A干管反冲洗流量qg=fg=47.6×15=714 L/s。采用管径为900mm（干管埋入池底，顶部设滤头或开孔）,则干管起端流速1.12m/s。B支管支管中心间距：采用每池支管数： =68根每根入口流量： 采用管径：100mm支管始端流速为：1.34m/sC孔眼布置支管孔眼总面积与滤池面积之比k采用0.25%孔眼总面积：FK=K×f=0.25%×47.6=119000mm2采用孔眼直径：每个孔眼面积：尺寸：长：5.6×4+0.2×5=23.4m宽：8.5×2+1.0+4×0.2=18.8第7章 消毒工艺设计7.1 液氯消毒原理液氯加入水中即和水发生作用：Cl2+H2OHCl+HOCl其中有效成分为 HOCl，HOCl 为中性分子，可扩散到细菌细胞中，且 HOCl 有极强的氧化性，可在细菌细胞中破坏细菌的酶，导致细菌的死亡，从而达到消毒的作用。7.2 加氯量计算 q=Qb式中，q-每天的投氯量（g/d）；Q-设计水量（m3/d）；b-加氯量（g/m3），一般采用0.51.0g/m3。设计中，取Q=95241 m3/d，b=1.0g/m3，则q=95.24kg/d=3.97kg/h。7.3 加氯设备选择加氯设备包括自动加氯机、氯瓶和自动检测与控制装置等。（1）自动加氯机选择选用zJ-型转子真空加氯机2台，一用一备，每台加氯机加氯量为0.59kg/h。加氯机外形尺寸为：宽×高=330mm×370mm。加氯机安装在墙上，安装高度在地面以上1.5m，两台加氯机之间的净距离为0.8m。（2）氯瓶采用容量为500kg的氯瓶，氯瓶外形尺寸为：外径600mm，瓶高1800mm。氯瓶自重146kg，公称压力2Mpa。氯瓶采用两组，每组9个，一组使用，一组备用。每组使用周期约为30d。（3）加氯控制根据余氯值，采用计算机进行自动控制投氯量。第8章 清水池设计8.1 清水池尺寸8.1.1有效容积的计算 Wc=W1+W2+W3+W4 式中，Wc -清水池有效容积（m3）； W1-调节容积（m3）； W2-水厂自用水量（m3）； W3-安全储量（m3），这里取最高日用水量的0.5%； W4-消防储量（m3）。W1按最高日用水量的10%考虑，故W1=10%×90706=9071（m3）W2水厂自用水量按最高日用水量的5%计算，故W2=5%×90706=4535（m3）W3安全储量按最高日用水量的0.5%考虑，W2=0.5%×90706=453.5（m3）W4消防储量。W4=0.07×2×2×3600=1008m3/d所以，Wc=W1+W2+W3+W4=9071+4535+454+1008=15068（m3）清水池共设2座，则每座清水池的游戏容积V1为：V1=V/2=7534m38.1.2清水池的平面尺寸每座清水池的面积 A= V1/h取h=4.0m，A=7534/4.0=1883.5m2取宽度为B=30m，则长度L=1883.5/30=62.8m;清水池取超高h1为0.5m，清水池总高H为： H=h+h1=4.0+0.5=4.5m谢 辞本学期我们在学习完水处理工程技术这门课程后，在刘亮老师的指导下我们展开了此次课程设计。在整个课程设计过程我们的耐心和学习能力都得到了考验。由于对知识掌握有限，所以在设计初期遇到了很多问题，最困难的就是查表，非常容易出错，尤其是在进行水力计算时，必须进行多次试算，再校核，最后才得到有效数据。而且在逐步往后做的过程中又会发现新的错误或是不妥当的地方，以至于多次的返工。在整个设计过程中，老师都认真地和我们一起分享每一个设计的过程。虽然这次设计只安排了寥寥几天，但分配到每天的工作量却比较多，直接导致了在实际动手阶段的不顺利。透过这次设计，我深感要有效率的完成设计，就势必加强我们对相关规范和设计手册的熟悉度。此外，我也深刻的领悟到了同学们一起讨论的好处，这样更加能暴露出自己忽视的问题，并且也可以有所交流，有可能会发现更简便的方法；同时对于老师的指导，也有了新的认识，了解到活学活用的重要性，加强了自己独立完成工作的能力。总体来说，这次课程设计的收获还是蛮大的通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远