某市给水水厂初步设计

某市给水水厂初步设计

学 院：水电学院

专 业：水务工程

姓 名

摘要 ·······························································1

Abstract ···························································2

第1章 给水厂处理设计任务书 ·······································3

第2章 水厂设计水量的确定 ·········································6

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················8

第4章 絮凝池设计··················································23

第5章 沉淀池设计··················································27

第6章 普通快滤池设计··············································30

第7章 消毒工艺设计················································32

第8章 清水池设计··················································33

谢辞·······························································34

参考文献···························································35

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

Abstract

Learning 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

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：位于中国华北南部地区

（2）气象资料

①风向：见风玫瑰图

②气温：最冷月平均为：－10.8℃

最热月平均为： 28.4℃

③土壤冰冻深度：0.3m

1.3.2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：

（3）工业企业资料

（4）该城市需要浇洒的道路面积为141650 ㎡。需要浇洒绿地的面积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

（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；附表。

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·d

N——设计年限内计划人口数，36 万

f——自来水普及率，100%

Q1＝120×36×100％×104×10-3＝43200 (m3/d)

2.2 工业企业生产用水量和工作人员生活用水量 Q2

①A、B 两企业生产用水量为：

20000（吨/日）＋15000（吨/日）=35000（吨/日）＝35000 （m3/d）

②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/d

B 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=35000( m3/d)+1740( m3/d)=36740(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141650 ㎡。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7—9时和下午3—5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),这里取1.5(L.m2/d)。

则浇洒道路和绿地用水量

Q3=141650×1.0×2×10-3+108150×10-3×1.5=445.525（m3/d）=446（m3/d）

2.4 公共建筑用水量，Q4=5000m3/d

2.5 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+36740+446+5000）×20%=17077(m3/d)

2.6 最高日设计用水量为 Qd=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5=102463(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=102463*（100%+5%）=107586 (m3/d)=4483(m3/h)=1.25(m3/s)

第3章 给水处理工艺流程和给水处理构筑物的选择

在进行给水处理厂设计时，选择厂址是非常重要的环节。厂址的选择应结合城镇或工厂的总体规划、地形、管网布置、环保要求等综合因素，进行多方案的经济技术比较，选择出适用可靠、工程造价低、管道及总输水费用省、施工及管理条件好的厂址。

1、在厂址选择中一般考虑以下几个因素：

少占农田和尽可能不占良田。

厂址选择在工程地质较好的地方；在有抗震要求的地区还应考虑地震、地质条件。

考虑周围环境卫生条件，给水处理厂应布置在城镇上游。

应使管网的基建费用最低。当取水点离配水管网较近时，厂址多选在取水地点附近或连在一起；当距离用水区较远时，地表水处理厂选址应能通过经济技术比较后确定。

要充分利用地形，应选择有适当坡度的地区，以满足地表水处理构筑物高程布置的需要，减少土方工程量。

厂址应选在交通方便的地方，以有利于施工运输和运行管理。

厂址应选在靠近供电电源的地方，以利于安全运行和降低输电线路费用。

应考虑有发展扩建的余地

2、给水处理厂厂址选择的要求有：

一、给水系统布局合理；
　 二、不受洪水威胁；
　 三、有较好的废水排除条件；
　 四、有良好的工程地质条件；
　 五、有良好的卫生环境，并便于设立防护地带；
　 六、少拆迁，不占或少占良田；
　 七、施工、运行和维护方便。

水厂水处理的主要目标是去除水中杂质和对水进行消毒，即通过必要的处理方法去除水中的悬浮物质、胶体物质、细菌、病毒、以及其他有害成分，使净化后水质满足以下条件： 

（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）水的感性性状良好。

水质随不同的水源而变化，因此当确定取用某一水源后，必须十分清楚该水源的水质情况。根据用水要求达到的水质标准，分析研究原水水质中哪些项目是必须进行处理的，哪些项目通过净水厂解决，哪些项目需要单独处理解决。根据需要处理的内容，选择净化工艺流程。

但在确定工艺流程的过程中，常会遇到同时有两个或几个方案都能达到净化处理的目的，此时除需进行技术经济比较外，还应考虑施工、管理、维护及其他方面的条件，加以综合比较，择优确定工艺流程。

混凝、沉淀、过滤等过程主要是通过其相应的净化构筑物来完成的。同一过程有着不同形式的净水构筑物，而且都具有各自的特点，包括它的工艺系统、构造形式、适应性能、设备材料要求等。同时，其建造费用和运行费用也是有差异的。因此，当确定净水工艺流程后，应进行净水构筑物的选择，并通过技术经济比较确定。

在选择净水工艺流程时 ，根据原水水质情况有如下几种：

低浊度水（<50）处理工艺：

原水→（加药）混合→絮凝→过滤→消毒→清水池

受有机物污染水处理工艺：

常规水处理→臭氧反应池→活性炭吸附池→消毒→清水池

传统的水处理工艺：

原水→（加药）混合→絮凝→沉淀→过滤→消毒→清水池

传统的水处理工艺经过长期的运行改良与操作经验积累，对一般水质的原水有很好的处理效果，且运行相对经济可靠，管理方面的经验也相当成熟。因此此次设计选择传统水处理工艺流程。

自药剂与水均匀混合起直到大颗粒絮凝体形成为止，整个称混凝过程。常用的水处理剂有聚合氯化铝、硫酸铝、三氯化铁等。可把水中不易沉淀的胶粒及微小悬浮物脱稳、相互聚结，再被吸附架桥，从而形成较大的絮粒，以利于从水中分离、沉降下来。为了创造良好的混凝条件，要求混合设施能够将投入的药剂快速均匀的扩散于被处理的水中。混合方式基本分为两大类：水力混合和机械混合

几种不同混合方式的主要优缺点及适用条件如下：

综合分析各种混合方式的优缺点并结合具体情况，此次设计选择的混合方式为管式静态混合器。

絮凝工艺简介 

絮凝工艺的基本要求是，原水与药剂经混合后，通过絮凝设备应形成肉眼可见的大的密实絮凝体。絮凝池形式较多，概括起来分成两大类：水力搅拌式和机械搅拌式。

不同形式絮凝池比较见下表：

原水投加混凝剂后，经过混合反应，水中胶体杂质凝聚成较大的矾花颗粒，进一步在沉淀池中去除。水中悬浮颗粒依靠重力作用从水中分离出来的过程称为沉淀。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，主要有平流式、竖流式、辐流式和斜管沉淀池四种。

1、平流式沉淀池

平流式沉淀池是沉淀池的一种类型。池体平面为矩形，进口和出口分设在池长的两端。池的长宽比不小于4，有效水深一般不超过3m，池子的前部的污泥设计。平流式沉淀池沉淀效果好，使用较广泛，但占地面积大。常用于处理水量大于15000立方米/天的污水处理厂。其特点是构造简单、造价较低、操作方便和净水效果稳定。

1　进水区

进水区也是平流沉淀池的混合反应区，原水与混凝剂在此混合，并起反应，形成絮凝体，然后进入沉淀池，此外由于断面突然扩大，流速骤降，絮凝体藉自重而不断沉降。进水区就是为了防止水流干扰，使进水均匀的分布在沉淀池的整个断面，并使流速不致太大，以免矾花破碎。

2　沉淀区

沉淀区的作用是使悬浮物沉降。

3　出水区

沉淀后的水应从出水区均匀，不能跑“矾花”。

4　存泥区和排泥

存泥区是为存积下沉的泥，另一方面是供排泥用。为了排泥，沉淀池底部可采用斗形底，可采取穿孔排泥和机械虹吸排泥等形式。

优点：1、处理水量大小不限，沉淀效果好。 2、对水量和温度变化的适应能力强。 3、平面布置紧凑，施工方便，造价低。

缺点：1、进、出水配水不易均匀。 2、多斗排泥时，每个斗均需设置排泥管（阀），手动操作，工作繁杂，采用机械刮泥时容易锈蚀。

2、竖流式沉淀池

竖流式沉淀池又称立式沉淀池，是池中废水竖向流动的沉淀池。池体平面图形为圆形或方形，水由设在池中心的进水管自上而下进入池内（管中流速应小于30mm/s），管下设伞形挡板使废水在池中均匀分布后沿整个过水断面缓慢上（对于生活污水一般为0.5-0.7mm/s，沉淀时间采用1-1.5h），悬浮物沉降进入池底锥形沉泥斗中，澄清水从池四周沿周边溢流堰流出。堰前设挡板及浮渣槽以截留浮渣保证出水水质。池的一边靠池壁设排泥管（直径大于200mm）靠静水压将泥定期排出。

竖流式沉淀池的优点是占地面积小，排泥容易，缺点是深度大，施工困难，造价高。常用于处理水量小于20000m³/d的污水处理厂。

3、辐流式沉淀池

辐流式沉淀池，池体平面圆形为多，也有方形的。直径(或边长)6-60m,最大可达100m，池周水深1.5-3.0m,池底坡度不宜小于0.05.废水自池中心进水管进入池，沿半径方向向池周缓缓流动。悬浮物在流动中沉降，并沿池底坡度进入污泥斗，澄清水从池周溢流出水渠。辐流式沉淀池多采用回转式刮泥机收集污泥，刮泥机刮板将沉至池底的污泥刮至池中心的污泥斗，再借重力或污泥泵排走。为了刮泥机的排泥要求，辐流式沉淀池的池底坡度平缓。

优点：采用机械排泥，运行较好，设备较简单，排泥设备已有定型产品，沉淀性效果好，日处理量大，对水体搅动小，有利于悬浮物的去除。

缺点：池水水流速度不稳定，受进水影响较大;底部刮泥、排泥设备复杂，对施工单位的要求高，占地面积较其他沉淀池大，一般适用于大、中型污水处理厂。

4、斜管沉淀池

斜管沉淀池是指在沉淀区内设有斜管的沉淀池。组装形式有斜管和支管两种。在平流式或竖流式沉淀池的沉淀区内利用倾斜的平行管或平行管道(有时可利用蜂窝填料)分割成一系列浅层沉淀层，被处理的和沉降的沉泥在各沉淀浅层中相互运动并分离。根据其相互运动方向分为逆(异)向流、同向流和侧向流三种不同分离方式。每两块平行斜板间(或平行管内)相当于一个很浅的沉淀池。

其优点是：

①利用了层流原理，提高了沉淀池的处理能力;

②缩短了颗粒沉降距离，从而缩短了沉淀时间;

③增加了沉淀池的沉淀面积，从而提高了处理效率。

此次设计采用平流式沉淀池。

1、过滤概述 

在常规水处理过程中，过滤一般是指以石英砂等粒状滤料层截留水中悬浮杂质，从而使水获得澄清的工艺过程。滤池通常置于沉淀池或澄清池之后。进水浊度一般在10度以下。滤出水浊度必须达到饮用水标准。当原水浊度较低(—般在100度以下)，且水质较好时，也可采用原水直接过滤。过滤的功效，不仅在于进一步降低水的浊度，而且水中有机物、细菌乃至病毒等将随水的浊度降低而被部分去除。至于残留于滤后水中的细菌、病毒等在失去浑浊物的保护或依附时在滤后消毒过程中也将容易被杀灭，这就为滤后消毒创造了良好条件。在饮用水的净化工艺中，有时沉淀池或澄清池可省略，但过滤是不可缺少的，它是保证饮用水卫生安全的重要措施。 

 2、滤池有多种形式。

以石英砂作为滤料的普通快滤池使用历史最久。在此基础上，人们从不同的工艺角度发展了其它型式快滤池。为充分发挥滤料层截留杂质能力，出现厂滤料粒径循水流方向减小或不变的过滤层，例如，双层、多层及均质滤料滤地，上向流和双向流滤池等。为了减少滤池阀门，出现了虹吸滤池、无阀滤池、移动冲洗罩滤池以及其它水力自动冲洗滤池等。在冲洗方式上，有单纯水冲洗和气水反冲洗两种。各种形式滤池，过滤原理基本一样，基本工作过程也相同，即过滤和冲洗交错进行。

3、过滤机理 

首先以单层砂滤池为例，其滤料粒径通常为0.5mm至1.2mm，滤层厚度一般为70cm。经反冲洗水力分选后，滤料粒径自上而下大致按由细到粗依次排列，称滤料的水力分级，滤层中孔隙尺寸也因此由上而下逐渐增大。经过众多研究者的研究，认为过滤主要是悬浮颗粒与滤料颗粒之间粘附作用的结果。 水流中的悬浮颗粒能够粘附于滤料颗粒表面上，涉及两个问题。首先，被水流挟带的颗粒如何与滤料颗粒表面接近或接触，这就涉及颗粒脱离水流流线而向滤料颗粒表面靠近的迁移机理;第二，当颗粒与滤粒表面接触或接近时，依靠哪些力的作用使得他们粘附于滤粒表面上。这就涉及粘附机理。

此次设计采用直接过滤工艺，并注意以下几点： 

1)原水瀑度和色度较低且水质变化较小。

2)通常采用双层、三层或均质滤料。滤料粒径和厚度适当增大，否则滤层表面孔隙易被堵塞。 

 3)原水进入滤池前，无论是接触过滤或微絮凝过滤，均不应形成大的絮凝体以免很快堵塞滤层表面孔隙。为提高微絮粒强度和粘附力，有时需投加高分子助凝剂(如活化硅酸及聚丙烯酰胺等)以发挥高分子在滤层中吸附架桥作用，使粘附在滤料上的杂质不易脱落而穿透滤层。助凝剂应投加在混凝剂投加点之后，滤池进口附近。

4)滤速应根据原水水质决定。浊度偏高时应采用较低滤速，反之亦然。由于滤前无混凝沉淀的缓冲作用，设计滤速应偏于安全。原水浊度通常在50度以上时，滤速一般在5m/h左右。 

   直接过滤工艺简单，混凝剂用量较少。在处理湖泊、水加等低浊度原水方面已有较多应用，也适宜于处理低温低浊水。

1、饮用水的氯消毒通常是指在水中投加液氯、漂白粉、漂粉精或次氯酸钠等药剂,杀灭水里病原菌及其它微生物、寄生虫卵,防止水致传染病的危害。

氯消毒的优点是:杀菌效果好,能破坏细菌的酶系统,使水中的病原微生物和寄生虫卵死亡；改善水的感官性状,具有灭藻、除臭、除味与去色的能力；通过投氯量的调节,维持出厂后管网水中的余氯量,保证持续杀菌能力,使用户取得卫生上安全可靠的饮用水；氯的投加设施简单,初期投资和经常维护管理费用均较低；药剂来源广泛,易于取得,价格低廉,降低了水处理的成本,从而减轻了用户的负担。

缺点：除不能尽除水中有机物，易生成“三致”氯代物外，其产品水的味觉与嗅觉的不佳；由于长期使用,细菌产生了抗药性,使氯气的用量逐年增加。

2、二氧化氯消毒技术：相对于臭氧和氯消毒，杀菌能力更强，剩余量更稳定，作用更持久，消毒后不产生有毒的三氯甲烷等氯化有机物，并能有效地控制出水的色度、嗅味，还可沉淀水中的铁、锰等，因此用量少、作用快、杀菌率高。但成本较氯高；不易压缩储存，只能在使用现场制造。常用于代替预氯处理或（混凝沉淀）前加氯，即作为第一次消毒及氧化。

3、臭氧氧化技术：通过臭氧与其它消毒剂比较研究后得出以下结论：从消毒效果看，臭氧＞二氧化氯＞氯＞氯胺。但由于臭氧不稳定，对细菌有显著的后增长效果，不能保持持久的杀菌能力，因此近来人们注意将臭氧与其它净水技术结合使用：如臭氧一氯、臭氧-紫外线消毒、臭氧与生物活性炭等。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。

综合分析，此次设计采用氯消毒的处理工艺。

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。

本设计采用回转式隔板絮凝池。

4.1已知条件

设计进水量 Q=107586 m3/d=4483 m3/h=1.25m3/s

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1.2～1.5倍。

4.2设计计算

（1）总容积W

W=Qt/60=4483×20/60=1494.3(m3)

(2)单池平面面积f

f=W/(nH1)=1494.3/(2×1.2)=662.6(m2)

(3)池长（隔板间净距之和）L

L==√(662.6/1.2)=23.5（m）

（4）池宽B

B=ZL=1.2×23.5=28.2(m)

(5)廊道宽度和流速

廊道宽度an ,按廊道内流速不同分为4挡

an ==4483/(3600*1.2*2vn )=0.519/vn(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=0.519/an的计算结果，列入下表中。

廊道宽度与流速

(6)池长复核（未计入隔板厚度）

各段隔板条数分别为3，4，3，4，则池长

L=3×1.0+4×1.3+3×1.7+4×2.6=23.7≈23.5(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

v0=Q/3600**n）=4483/（3600*1.2* H1*n）=4483/（3600*1.2* 1.2*2）=0.432/ (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

总水头损失

=0.1005+0.0771+0.0331+0.0137=0.2244（mH2O）=2.24×103(Pa)

(10)GT值

水温T=20，由表差得

=1.029×10-4Pa·s

G=√（rh/60T）=√（1000*0.2244/60*1.029×10-4*20）=42.63(s-1)

GT=42.63×20×60=51156

此GT在104～105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Q

Q=102463×1.05=107586（m3/d）=4483(m3/h)

(2)池体尺寸

沉淀时间1.0h，絮凝时间16min，沉淀池平均水平流速20mm/s,絮凝池采用变流速0.5-0.2m/s。

单池容积W

W=Qt/n=4483*1/2=2242（m3）

池长L

L=3.6×vt=3.6×16×1.0=57.6(m),采用55m

池宽B

池的有效水深采用H=3m，则池宽

B=W/LH=2242/55*3=13.59（m）

采用14m（为配合絮凝池的宽度）

每池中间设一导流墙，则每格宽度为：

b=B/2=14/2=7（m）

(3)进水穿孔墙

沉淀池进口处用砖砌穿孔墙布水，墙长14，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

=Q/3600v0=4483/（3600*2*0.2）=3.11㎡

孔洞个数N

孔洞形状采用矩形，尺寸为15cm×8cm，则

N=/0.15*0.08=3.11/（0.15*0.08）=260（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

=0.59m

为保证自由溢水，出水渠的超高定为0.1m，则渠道深度为0.69m。

（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

d=√（（0.7BLH√H0）/t）=0.296（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

R=ω /ρ=BH/(2H+B)=（1400×300）÷（2×300+1400）=210cm

弗劳德数Fr

Fr=ν2 /Rg =1.62 /210×9.81=1×10-5（在规定范围1×10-4～1×10-5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=102463*1.05=107586(m3/d)=4483(m3/h)=1.25(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： F=Q/VT=102463/（10*23.8）=430.51㎡

采用滤池数为8个，双排对称布置，每个滤池的面积为53.8。

采用滤池长宽比为：。

采用滤池尺寸为：l=8.8m；b=6.1m

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=3.1m

6.4配水系统

A．干管

反冲洗流量qg=fg=53.8×15=807L/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/s

C．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%×53.8=134500mm2

采用孔眼直径：

每个孔眼面积：

尺寸：长：6.1×4+0.2×5=25.4m

宽：8.8×2+1.0+4×0.2=19.4m

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+H2O→HCl+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0.5～1.0g/m3。

设计中，取Q=107586 m3/d，b=1.0g/m3，则q=107.59kg/d=4.48kg/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-Ⅱ型转子真空加氯机2台，一用一备，每台加氯机加氯量为0.5～9kg/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%×102463=10246（m3）

W2水厂自用水量按最高日用水量的5%计算，故W2=5%×102463=5123（m3）

W3安全储量按最高日用水量的0.5%考虑，W2=0.5%×102463=512（m3）

W4消防储量。W4=0.07×2×2×3600=1008m3/d

所以，Wc=W1+W2+W3+W4=10246+5123+512+1008=16889（m3）

清水池共设2座，则每座清水池的游戏容积V1为：V1=V/2=8445m3

8.1.2清水池的平面尺寸

每座清水池的面积 A= V1/h

取h=4.0m，A=8445/4.0=2111.25m2

取宽度为B=30m，则长度L=2111.25/30=70.4m;

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不到一周时间，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，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，难免会遇到过各种各样的问题，同时在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固。

最后要感谢老师的悉心指导，也要感谢同组同学的无私帮助。

参考文献

1.李兴旺主编，《水处理工程技术》，中国水利水电出版社。

2.韩洪军、杜茂安主编，《水处理工程设计计算》，中国建筑工业出版社。

3.韩建宏主编，《水工艺处理技术与设计》，北京化学工业出版社。

4.姚雨霖、任周宇、孙忠正、李天荣主编，《城市给水排水》，中国建筑工业出版社。

5.孙慧珍主编，《排水工程》（上册），第四版，中国建筑工业出版社。