给水处理厂课程设计说明书

施工较简单；采用机械排泥效果好。缺点是占地面积大；需维护机械排 泥设备。
b）斜管沉淀池 斜管沉淀池是设置斜管的沉淀池，依靠斜管的高效沉淀性能使得水 中的大颗粒絮凝体分离出来，然后沿斜管滑落至池底部，而后采用穿孔 管、污泥斗、刮泥机或吸泥机排至池外。斜管沉淀池具有占地面积小、 停留时间短、沉淀效率高、出水水质好等优点。缺点是斜管耗用较多材 料，老化后尚需要更换，费用较高；对原水浊度适应性较平流池的差； 斜管沉淀池的停留时间短，要求配套的絮凝池有良好的絮凝效果；斜管 内易滋生藻类和积泥，要经常停池冲刷。 ② 澄清工艺 澄清池是在竖流沉淀池基础上发展起来的一种集混合、絮凝、沉淀 于一体的水处理构筑物，它是利用池中积聚的泥渣与原水中的杂质颗粒 相互接触、吸附，以达到清水较快分离的净水构筑物，可充分发挥混凝 剂的作用和提高澄清效率。目前国内应用最多且运行管理经验较成熟的 澄清池是机械搅拌澄清池。 机械搅拌澄清池是利用机械搅拌的提升作用来完成泥渣回流和接触 反应。加药混合后的原水进入第一反应室，与几倍于原水的循环泥渣在 叶片的搅动下进行接触反应，然后叶轮提升至第二反应室继续反应，以 结成较大的絮粒，再通过导流室进入分离室进行沉淀分离。国内给排水 工程师普遍认为，机械搅拌澄清池是一种比较好的池型。其优点是处理 效率高，单位面积产水量较大；对水质、水量的变化适应性强，出水水 质好；水头损失小，能适应大、中型水厂。缺点是增加了一套机械搅拌 设备，使维修工作量增加。 本设计采用沉淀工艺，使用平流沉淀池。 （4）过滤工艺 过滤是净水厂最关键的处理工艺部分。它一般是指以石英砂等粒状 滤料层截留水中悬浮杂质，从而使水得到澄清的工艺过程。它不仅将水
一级泵站→配水井→絮凝→沉淀→过滤→清水池→二级泵站 ↑
投加混凝剂 水厂处理工艺流程
2. 主要处理构筑物的选择 （1）混合工艺 混合是原水与混凝剂或助凝剂进行充分混合的工艺过程，是进行絮
凝和沉淀的重要前提。混合是将药剂充分、均匀地扩散于水体的工艺过 程，对于取得良好的混凝效果具有重要作用。混合问题的实质就是药剂 水解产物在水中的扩散问题。
本设计推荐使用管式静态混合器。 （2）絮凝工艺 絮凝过程是将投加混凝剂并充分混合的原水，在水流作用下使絮凝 粒相互接触碰撞，以形成更大的絮粒，以适应沉淀分离的要求。为了达 到完善的絮凝效果，必须具备两个主要条件：一是混凝剂水解后产生的 高分子络合物形成较强的吸附架桥连接能力，这是由混凝剂的性质决 定；二是保证颗粒获得适当的碰撞接触而又不致破坏的水力条件，这是 由设备的动力学条件决定。所以絮凝池形式的选择，应根据水质、水 量、沉淀池形式、水厂高程布置以及维修条件等因素来确定。 絮凝的方式有很多种，可分为机械和水力两大类，常用的有机械絮 凝池、隔板絮凝池、折板絮凝池、网格（栅条）絮凝池等。
1.1 总体设计
1.1.1 工程规模
（1）设计规模
水厂建设总规模为9.2万m3/d，水厂自用水量按7%考虑，并考虑远 期发展的需要，预留远期生产用地。净水厂出水水压为40~55m。
给水处理厂的主要构筑物拟分为2组，每组5万。
（2）原始资料
1、自然条件 1.1 地理位置： 位于中国西南地区，规划厂区为一平地，黄海高程79.7m。 1.2 气象资料 ①风向：绘出风玫瑰图 ②气温：最冷月平均为：－4.8℃；最热月平均为：32.1℃ 极端温度：最高40.5℃，最低－5.5℃ ③土壤冰冻深度：1.2m 1.3 工程地质与地震资料： ①地质钻探资料
铬（六价）mg/l 铅 mg/l
氨 氮 mg/l 五日生化需氧量mg/l
耗氧量 mg/l 大肠菌群 个/l 细菌总数 个/ml
最大 35.6 / 900 /
化验结果
最小
平均
3.5
25.5
/
8.5
100
260
/
7.5
83
0.08
0.02
0.2
0.1
0.01
无
无
无
无
0.02
0.01
0.4
2.5
11
3460
表土 砂质粘土 细砂
1m
1.5m
1m
中砂 2m
粗砂 0.8m
粗砂、砾石 1m
粘土 2m
砂岩石层 0.5
②地震计算强度为:158.6KPa ③地震烈度为:8 度以下。 ④地下水质对各类水泥均无侵蚀作用。
1.4 河流水质资料
项
目
水 温oC 色 度 （度）
浊度 PH
总硬度mg/l（CaO） 铁 mg/l 锰 mg/l 铜 mg/l 锌 mg/l 氟化物 mg/l 氰化物 mg/l 砷 mg/l 汞 mg/l 镉 mg/l
的浊度降低到1度以下，而且可以去除水中的部分有机物等，还使水中 的细菌、病毒裸露出来，因此，过滤工艺的好坏直接决定净水厂的最终 水质。
国内目前全部采用的是快滤，主要池型有普通快滤池、双阀滤池、 无阀滤池、移动罩滤池、虹吸滤池和V型滤池等。
① 普通快滤池 以石英砂作为滤料的普通快滤池使用历史最久，是国内水厂普遍采 用的一种滤池。它的优点是有成熟的运转经验，运行稳定可靠，出水水 质好；采用砂滤料，材料易得，价格便宜；采用大阻力配水系统，能保 证反冲洗时配水均匀，因而单池面积可做得较大。缺点是阀门较多，管 理较为不便，造价略微偏高。 ② 双阀滤池 目前采用的双阀滤池有鸭舌阀式双阀滤池和虹吸管式双阀滤池。前 者是以鸭舌阀取代进水阀、虹吸管取代排水阀；后者以虹吸管取代进 水、排水阀。双阀滤池其实跟普通快滤池差不多，只是减少了两个阀 门，以降低工程造价。 ③ 无阀滤池 无阀滤池是一种没有任何阀门的滤池，它的优点是构造简单，价格 低廉，且能自动进行反冲洗。缺点是清砂、换砂不方便，且因采用小阻 力配水系统，当单个滤池面积大时，反冲洗配水不均匀。它适用于小型 水厂一般在1万m3/d以下，单池面积一般不大于25 m2。 ④ 移动罩滤池 移动罩滤池由于设备维修量较大，对设备的要求较高，难于控制， 目前国内已很少使用。 ⑤ 虹吸滤池 虹吸滤池是中型水厂常用的滤池形式，其主要特点是采用中、小阻 力配水系统；用真空系统控制进水和排水虹吸管，以代替进水、排水阀 门；利用滤池本身的出水及其水头进行冲洗，以代替高位冲洗水箱或水
言还是具有优势的。 ③ 机械混合 机械混合是依靠外部机械供给能量，使水流产生紊流。它的优点是
水头损失较小，适应各种流量变化，能使药剂迅速而均匀的分布在原水 胶体颗粒上，同时使胶体颗粒脱稳，具有节约投药量等特点。缺点是增 加相应的机械设备，需消耗电能，同时也增加了机械设备的维修及保养 工作，管理维修比较复杂。
配水井进水管采用钢管，配水管管径钢管。
一级泵站 ↓
配水井 ↓
管式静态混合器←投加混凝剂（硫酸铝） ↓
折板絮凝池 ↓
平流沉淀池 ↓
V型滤池 ↓ ←投加消毒剂（液氯）
清水池 ↓
吸水井 ↓
二级泵站 水厂处理工艺流程框图（构筑物）
1.2.2 絮凝沉淀池
处理规模设计规模为4012.5m3/h，絮凝沉淀池共分为2组，每组处理 水量为2006.25 m3/h。 1. 混合
泵。它的主要缺点是占地面积大、池较深、处理效果不稳定、滤料冲洗 频率大、耗能高等。
⑥ V型滤池 V型滤池是法国开发研制的均质深层截污过滤技术。V型滤池采用 均质深层滤料，不均匀系数很小。此举能大大提高滤料层的孔隙率，使 滤速得以提高，过滤周期延长（比一般滤池长2～3倍），滤料层利用率 高，且滤后水质好。另外V型滤池采用先气冲，后气水混合洗，表面扫 洗的独特形式，具有同时可节省冲洗水量和电耗，是一种高效节能型的 过滤设施。具有高度自动化程序控制，可减少运行管理人员。单池面积 可达150m2以上。该滤池的缺点是造价高，对管理技术水平需求高，维 护费用高且难度大。 本设计采用V型滤池。
混合采用玻璃钢管式静态混合器，近期采用2个。 每组混合器处理水量为0.557m3/s，水厂进水管投药口至絮凝池的距 离为10m，，进水管采用两条DN800钢管。 管式静态混合器，规格DN800，静态混合器采用3节，静态混合器 总长4100mm，管外径为820mm，质量1249kg，投药口直径65mm。 水流经过管式静态混合器的水头损失为0.3m。 2. 絮凝 反应（絮凝）工艺采用折板絮凝池。 采用2座，每座絮凝池分为并联的两组，每组设计水量为。絮凝池
折板絮凝池利用在池中加设一些扰流单元以达到絮凝所要求的紊流 状态，使能量损失得到充分利用，能耗与药耗有所降低，停留时间缩 短。折板絮凝池的优点为絮凝时间短，絮凝效果好，容积较小。缺点是 构造较复杂，水量变化影响絮凝效果。它适用于水量变化不大的水厂。
④ 网格（栅条）絮凝池 网格（栅条）絮凝池是应用紊流理论的絮凝池。絮凝池分成许多面 积相等的方格，进水水流顺序从一格流向下一格，上下交错流动，直至 出口。在全池三分之二的分格内，水平放置网格或栅条。通过网格或栅 条的孔隙时，水流收缩，过网孔后水流扩大，形成良好絮凝条件。它具 有絮凝时间短、效果较好、构造简单等优点。缺点是当水量发生变化时 将影响絮凝效果；安装维修比较麻烦；絮凝池末端的竖井底பைடு நூலகம்容易产生 积泥现象。另外少数水厂还发现在网格上滋生藻类，堵塞网眼的现象。 由于机械絮凝在我国尚未普及，本设计仍考虑采用水力絮凝形式。 在多种水力絮凝形式中，根据上述描述，本设计采用折板絮凝池。 （3）沉淀和澄清工艺 ①沉淀工艺 给水处理中的沉淀工艺是指在重力的作用下，悬浮固体从水中分离 出来的过程。它担负着去除80～99%以上的悬浮固体，其设备的运行状 况直接影响着出水水质。目前国内最为广泛采用的沉淀池是平流沉淀池 和斜管沉淀池。 a）平流沉淀池 平流沉淀池应用最早，可谓是经久不衰。平流沉淀池设计的关键在 于均匀布水、均匀集水和排泥彻底与方便。平流沉淀池的进水来自絮凝 池，经过穿孔花墙，以达到在整个池断面内均匀布水；平流沉淀池出口 段一般采用堰口布置，或采用淹没式出水孔口，以使沉淀后的水尽量在 出水区均匀流出；至于及时排泥，国内采用的桁架式吸泥机是一种很好 的排泥方式。平流沉淀池的优点是对水质、水量的变化适应性强，潜力 大，处理效果稳定；构造简单，池深较浅，造价较低；操作管理方便，
1.2 水处理构筑物
1.2.1 配水井
配水井设计规模为4012.5m3/h，配水井是为了改善进水泵池来水的 水流条件，均匀分配原水至各组处理构筑物，确保运行的稳定性。配水 井同时作为滤池上清液的接纳点。配水井水停留时间采用2.5，配水井 有效容积为。配水井外径为6m，内径为4m，井内有效水深，配水井总 高度为6.2m。
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1.1.2 设计出水水质
水厂设计出水水质达到国家现行《生活饮用水卫生标准》 （-85）。
1.1.3 水处理工艺流程方案拟定
1.水处理工艺流程的拟定
为使出厂水符合《国家生活饮用水卫生标准》，按照技术合理、经 济合算、运行可靠的指导思想，设计水处理工艺流程。
水厂采用的处理工艺流程为：
投加消毒剂 ↓
与沉淀池合建，絮凝池尺寸：，有效水深为3.80m。 分三段絮凝，第一段采用相对折板，第二段采用平行折板，第三段
采用平行直板。每段絮凝区分为串联运行的两格。各絮凝段的主要指标 如下表所示。
各絮凝段主要指标
混合的方式有很多种，常用的有水泵混合、管式混合、机械混合。 ① 水泵混合 水泵混合是将药剂投加在取水泵吸水管或吸水喇叭口处，利用水泵 叶轮高速旋转以达到快速混合的目的。它适用于一级泵站距处理构筑物 较近（120m以内），优点是设备简单；混合充分，效果较好；不另消 耗动能。缺点是安装管理较复杂；配合加药自动控制较难。 ② 管式混合 目前广泛采用的管式混合器是静态管式混合器，是利用水厂进水管 的水流，通过管道或管道零件产生局部阻力，使水流发生涡旋，从而使 水体和药剂混合。管式混合的优点是设备简单；不占地；在设计流量范 围，混合效果好。缺点是当流量过小时效果下降。但从总体经济效果而
1 机械絮凝池 机械絮凝池絮凝效果好，水头损失小，反应时间12～15分钟，可适 应水质、水量的变化，但机械设备维护量大，管理比较复杂，在国内尚 未普及。 ② 隔板絮凝池 隔板絮凝池的优点是构造简单，管理方便，当水量变化不大时，絮 凝效果好。缺点是絮凝时间较长（15～24分钟），絮凝池容积大，且当 水量变化大时，絮凝效果不稳定。它适用于水量大于30000m3/d的水 厂。 ③ 折板絮凝池