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-1-给水处理厂的设计1.1厂址的选择厂址选择应在整个给水系统设计方案中全面规划，综合考虑，通过技术经济比较确定，本设计在选择厂址时考虑了以下几个方面：1.厂址选择在工程地质条件较好的地方，以降低工程造价，以便施工。2.取水地点在河流的上游，距离用水区较近，因此将水厂设置在取水构筑物附近，且处于城市边缘。3.水厂建在城市的边缘，处于常年主导风向的下风向，且不占良田、并留有发展的余地，厂区周围卫生条件较好，符合《生活饮用水水质标准》4.水厂离市区较近，交通方便，有利于施工管理和降低输电线路的造价。5.水厂所在的位置地形有适意的自然坡度，有利于高程布置，做到土方平衡，同时理和到较近，有利于沉淀池排泥及滤池冲洗水排出。6.水厂所在地势较高，不受洪水威胁。1.2给水水源水质的分析有所给原水水质资料知，原水最高浊度1100mg/l,平均浊度160mg/l,超过了《生活饮用水水质标准》中的规定，故需去除浊度。细菌总数5600个/ml,大肠菌群257个/l,大大超过了《生活饮用水水质标准》中的规定，故需进行消毒灭菌。水源PH值为7.5，符合《生活饮用水水质标准》中的规定，故不需处理和调整，总硬度为458mg/lCaCO3,稍稍超过了生活饮用水水质标准的规-2-定，在经过沉淀、过滤等常规处理，即可达到要求，故不需进行特殊处理。1.3水厂设计水量水厂设计水量按最高日平均时流量加上5％的水厂自用水量计算，则水厂设计水量为：Q=81443.7×1.05=85515.885m3/d=3563.16m3/h=0.99m3/s1.4净水工艺流程的选择合理的净水工艺是水厂保证供水水质的关键，给水处理方法和工艺流程，应根据原水水质及设计生产能力等因素，通过调查研究，必要的试验，并参考相似条件下处理构筑物的运行条件，经技术经济比较够确定。本设计采用的井水工艺流程如下：混凝剂消毒剂原水——→混合→絮凝→沉淀→过滤→清水池——→二级泵房→管网1.5稳压配水井的设计配水井具有消能作用，使原水均匀稳定的净如净水系统，避免受取水泵站富余，水头的影响，同时又具有排气的作用，使溶解在水中的部分气体溢出，以利于后续处理。根据同类水厂运行经验，本设计采用配水井停留时间1.5min，最小H/D=10/9稳压井容积V=QT=0.99×60×1.5=89.1m3-3-有效水深采用H=6m,则稳压井直径D为4.79m,取5.0m则H/D=1.2﹥10/9，稳压井超高取0.5m1.6投药系统的设计1．药剂的选择根据原水水质，药剂的来源情况及类似水质条件的水厂的运行经验，确定混凝剂采用碱式氯化铝其特点是：（1）净化效率高，好药量少，出水浊度低，色度小，过滤性能好，远水高浊度尤其显著。（2）温度适宜性高，PH值使用范围宽，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，成本较低。由于城市位于东北地区，冬季长而寒冷，此时原水呈低温低浊状态，采用铝盐混凝时，形成的絮粒往往细小松散，不易沉淀，即使加大投药量，也达不到理想的效果。因此，投入少量活化硅酸做主凝剂，是絮凝体的尺寸和密度增大，使沉淀加速，它适用于铝盐混凝剂，可缩短混凝时间，节省混凝剂用量，并可提高滤池滤速，在源水混浊度低，悬浮物含量少及水温较低时使用效果更为显著。2．药剂投加量由于缺少试验资料，参考相似水源有关水厂的首剂投加资料估计投药量。-4-碱式氯化铝平均投加量：50mg/l,最高投加70mg/l,活化硅酸投加量2-3mg/l3．药剂的调剂剂投加常用的药剂投加方法有干投法和试投法两种，湿投法是将混凝剂溶解后再配成一定浓度的溶解定量投加；干投法是将固体药剂破碎成粉末后惊醒定量投加，由于试投法在实际中用较多，药剂易于原水充分混合，不易堵塞入口，计量管理方便，且投量少，易于调节，因此本设计采用湿投法投药过程如下：药剂→溶解池→溶解液→转子流量计→水射器投加→管道①溶液池溶积（W2）W2=Qu/bn=25×3563.16/417×15×2=7.12m3W2—溶解池容积u—混凝剂最大的投加量mg/l取25mg/lQ---处理的水量m3/hb---溶液浓度，取15％n—每日调制次数取2为了便于检修时停换使用，将分为两个池子。N=2，则每个池子容积W2’=3.75m3单池尺寸1×2.0×1.9m3②溶解池容积（W2）取溶液池的20％，设置两池，交替使用W1=W2×0.2=0.2×7.5=1.5m3-5-单池尺寸=0.5×1.0×1.5m（超高取0.3m）为了便于投加药剂，溶解池高程一般以设置在地下为宜，池顶高出地面0.2米；溶药池底坡不小于0.02，池底应有排渣管，池壁须设超高防止搅拌溶液时溶液溢出。采用钢筋混凝土池体，内壁涂衬环氧玻璃钢、辉绿岩、耐酸胶混贴瓷砖或聚氯乙烯板等。4．投加方式：本设计采用高位溶液池重力投加。5．计量设备：采用隔膜式加药计量泵。6．采用药库和药间合建加药间与药剂仓库建在一起，设在投药点附近，药库储存量按最大投药量的30天用量计算。7.混合方式：本设计采用管式静态混合器混合。此方式设备简单，维护管理方便，不需土建筑物，混合效果好，不需外加动力设备。⑴.设计要点：①混合速度要快，药剂应在水中流造句裂纹懂得条件下投入，一般混合时间（10～20s）②本设计采用一点连续投药③混合设备里后备处理构筑物越近越好，尽可能与构筑物相连接。⑵.混合方式ⅰ根据各水厂运行经验，本设计采用水利混合，采用静态混合器。-6-ⅱ静态混合器的特点，适用条件。特点：①投资省，在管道上安装容易，维修工作量小。②能快速混合，效果良好。③产生一定的水头损失。使用条件：①适用于水量变化小的水厂。②混合器内采用1-4个分流单元⑶.将静态混合器仿如絮凝赤金水管即可，可适应投产适合今后流量的变化，应有曾见混合数的可能投药点应靠近水流方向的第一节混合数，投药管插入管内径的1/3处，管内径较大时，采用多孔投药，使药液均匀分布。⑷.静态混合器的水头损失h=0.1184Q2/d4.4n式中Q－流量d－进水管径d=1000mmn－混合器单体数n=3h=0.1184×(0.992/14.4)×3=0.35m1.7絮凝池的设计经过与药剂充分混合后的原水，进入絮凝池进入絮凝，絮凝池设计要点：⑴.流速一般按由大到小进行设计，在较大流速下使水中的胶体颗粒发生充分的碰撞吸附；在较小流速下，使较小颗粒能结成较大的絮凝，以便在沉淀池内去除。⑵.为了确保沉淀效果，要有足够的反应时间，并控制反应速度，使其平均-7-速度梯度G达10-75秒-1，以保证反应过程的充分与完善。本设计采用往复式隔板絮凝池，它具有絮凝效果较好，结构简单，施工方便的等优点。絮凝时间为20—30min,色度高、难于沉淀的细粒较多时宜采用高值；池内流速应按变速设计，进口流速一般为0.5—0.6m/s,出口流速一般为0.2—0.3m/s，通常用改变隔板的间距以达到改变流速的要求；隔板间净距大于0.5m，小型池子当采用活动隔板时可适当减小。进水管中应设挡水措施，避免水流直冲隔板；絮凝池超高一般采用0.3m；隔板转弯处的过水断面面积应为廊道断面面积的1.2—1.5倍；池底坡向排泥口的坡度，一般为2%—3%，排泥管直径不应小于150mm；絮凝效果宜可用速度梯度G和反映时间T来控制，当原水浊度低，平均G值较小或处理要求较高时，可适当延长絮凝时间，以提高GT值，改善絮凝效果。本设计采用两座隔板絮凝池。1.设计流量Q=81443.7×1.05=85515.885m3/d=3563.16m3/h2.采用数据：⑴.廊道内流速采用v1=0.5m/s,v2=0.4m/s,v3=0.35m/s,v4=0.3m/s,v5=0.25m/s，v6=0.2m/s⑵.絮凝时间：T=20min⑶.池内平均水深：H1=2.4m⑷.超高：H2=0.3m⑸.池数：n=23.絮凝池容积W=QT/60=3563.16×20/60=1187.72m3分为两池，每池净平面面积：F’=W/Nh1=1187.72/(2×2.4)=247.44m2-8-池子宽度B=20.4m池子宽度（隔板间净距之和）：L’=247.44/20.4=12.13m隔板间距按廊道内流速不同分成6档：A1=Q/(3600nv1H1)=3563.16/（3600×2×0.5×2.4）=0.41m取A1=0.45m,v1’=0.45m/sA2=0.55m,v2’=0.37m/sA3=0.6m,v3’=0.34m/sA4=0.7m,v4’=0.29m/sA5=0.85m,v5’=0.24m/sA6=1.05m,v6’=0.20m/s每一种间隔采取3条，则廊道总数为18条，水流转弯次数为17次，则池子长度：L’=3(A1+A2+A3+A4+A5+A6)=3(0.45+0.55+0.6+0.7+0.85+1.05)=12.6m隔板厚按0.2m计，则池子总长：L=12.6+0.2×（18-1）=16m按廊道内流速分成6段，分别计算水头损失。第一段水利半径：R1=a1H1/a1+H1=0.45×2.4/0.45+2×2.4=0.21m.槽壁粗糙系数n=0.013,流速系数Cn=1/nRny1,y1=0.15故C1=R1y1/n=60.87第一段廊道长度：L1=3B=3×20.4=61.2m第一段水流转弯次数：S1=3则絮凝池第一段水头损失为h1=￡SnV02/2g+V12/C12R1=0.081m-9-各段水头损失计算结果如下表：段数SnlnRnV0vnCnhn1361.20.210.3750.4560.870.0812361.20.250.310.3762.480.0763361.20.260.280.3462.850.0454361.20.310.240.2964.530.0335361.20.360.200.2465.990.0236240.80.430.170.2067.780.020h=∑h=0.278mGT计算（t=20℃）G=(rh/60ut)1/2=45S-1GT=60×45×20=54000(104～105)池底坡度i=h/l=0.278/16=1.7%1.8沉淀池的设计固体颗粒在重力作用下从水中分离出来的过程即为沉淀。有絮凝作用而形成的具有良好沉降性能的大颗粒絮凝体。从絮凝池通过整流段和穿孔墙进入沉淀池后在沉淀池内沉淀下来，是水得到澄清，沉淀淤泥由排泥设施排出。清水有集水系统收集后进入后续处理构筑物——滤池进行过滤处理，为了保证滤池的正常进行，沉淀池出水浊度一般在15度以下。本设计采用斜管沉淀池，斜管沉淀池是有浅池理论房展而来的，它在池内安装了许多直径较小的平行倾斜管，从而缩小了水利半径，改善了水利条-10-件，使雷诺数大为降低，而老德数大为提高，满足了水流的稳定性和层流要求，斜管沉淀池的特点是沉淀效率高，池子容积小及占地面积小。本设计采用两座斜管沉淀池，具体计算如下：1.已知条件：①进水量：Q=85515.885m3/d=3563.16m3/h=0.99m/s②颗粒沉降速度：u=0.35mm/s2.设计采用数据：①清水区上升流速：V=2.5m/s②采用蜂窝六角形管，其管厚=0.4mm，边距d=30mm,水平倾角＠=60°3.清水区面积A=Q/v=0.99/0.0025=396m2,其中斜管结构占用面积按3%计，则清水区实际需要面积：A’=396×1.03=407.88m2≈408m2为了运行和管理方便，采用2座沉淀池，n=2则单池面积A=A’/n=408/2=204m2为了配水均匀，采用斜管区平面尺寸为10m×20.4m,使进水区沿20.4米长一边布置4.斜管长度：①管内流速：V0=V/Sin＠=2.5/Sin60°=2.89mm/s②斜管长度：l=〔(1.33V0-uSin＠)/uCos＠〕d=606.98=607mm③考虑端紊流，积泥等因素，过滤区采用300mm-11-④斜管长度：l,=300+607=907mm,按1000mm计5.池子总高：①采用保护高度0.3米②清水区：1.2米③布水区：1.6米④穿孔排泥斗槽高：0.8米⑤斜管高度：h