净水厂毕业设计

一.基础资料1.1工程设计背景某市位于广东省中南部，北接广州，南连深圳，是近年来珠江三角洲经济发展和城市化进程较快的地区。

近年来，由于经济的发展、城市化进程的加快和城市人民生活水平的提高，用水的需求不断增长，原有水处理厂的生产能力已不能满足要求，对经济发展和人民生活造成了严重影响，为缓解这一矛盾，经市政府部门研究并上报请上级主管部门批准，决定在东江南支流南岸、鳌峙塘新建一座给水处理厂。

1.2设计规模该净水厂总设计规模为（10+M）×104m3/d（M为学生学号的个位数字）。

征地面积约40000m2，地形图见附图。

1.3基础资料及处理要求1.3.1原水水质原水水质的主要参数见表1。

1.3.2地址条件根据岩土工程勘察报告，水厂厂区现场地表层分布较厚的素填土层，并夹杂大量的块石，平均厚度为5米左右，最大层厚达9.4米，该土层结构松散，工程地质性质差，未经处理不能作为构筑物的持力层，为提高地基承载力及减少构筑物的沉降变形，本工程采用振动沉管碎石桩对填土层进行加固处理.桩体填充物为碎石，碎石粒径为2~5CM，桩径为400毫米，桩孔距为1M，按梅花形布置。

1.3.3气象条件项目所在地属于亚热带海洋性气候，阳光充足，雨量充沛，多年平均气温22℃，绝对最高温度38.2℃(94.7.2)，绝对最低温度－0.5℃(57.2.11)，年平均霜冻日3.6天，最多10天。

年平均日照时数1932小时，年平均降雨量1788.6mm，日最大降雨量367.8mm(81.7.1)，年平均相对湿度79％。

1.3.4处理要求出厂水水质指标满足《生活饮用水卫生标准》（GB5749—2006）的相关要求。

2.水厂选址水厂选址的原则：1）厂址应选择在工程地质条件较好的地方；2）水厂尽可能选择在不受洪水威胁的地方，否则应考虑防洪措施；3）水厂应少占农田或不占农田，并留有适当的发展余地；4）水厂应设置在交通方便、靠近电源的地方，以利于施工管理，降低输电线路的造价；5）当取水地点距离用水区较近时，水厂一般设置在取水构筑物附近，通常与取水构筑物在一起。

二.设计水质水量计算2.1设计水质给水处理过程设计出厂水水质应满足《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）中检测项目指标要求，生活饮用水水质应符合下列基本要求：水中不应含有病原微生物，水中所含化学物质及放射性物质不应危害人体健康，水的感官性状良好。

2.2设计水量设计水量()()m M Q 34441017107101010⨯=⨯+=⨯+=三.工艺流程和构筑物形式的选择3.1工艺流程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要求有关。

一般来讲，地下水只需要经消毒处理即可；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、过滤、消毒的处理工艺。

如果是微污染原水，则需要进行特殊处理。

根据上述要求，本设计选择“原水 混凝 沉淀 过滤 消毒”的处理工艺。

3.2构筑物形式的选择根据已选工艺流程，在设计中混合设施选用机械混合池，反应池选用折板反应池，沉淀池选用平流沉淀池，滤池选用普通快滤池，采用加氯消毒。

四.给水处理构筑物设计计算4.1混凝药剂的选择4.1.1混凝剂投量计算 设计中取日处理水量d m Q 3 170000=；采用精制硫酸铝，根据原水水质，参考当地某厂，单位混凝剂最大投量最大取L mg a 3.61=，平均取L mg a 0.38=。

当a 取61.3 mg/L 时：日混凝剂投量 kg 1042117000010003.611000=⨯==aQ T当a 取38 mg/L 时： d kg 46061700001000381000=⨯==aQ T 4.1.2水的pH 和碱度的影响（1）水的pH 和碱度的影响硫酸铝除浊的最佳pH 值范围在6.5～7.5之间，在此范围内，主要存在形态是高聚合度氢氧化铝，其对胶粒具有十分优异的聚合作用。

由于硫酸铝水解过程中不断产生+H ，而导致水的pH 值下降。

为使pH 值保持在最佳范围内，应使水中具有足够的碱性物质与+H 中和。

当原水碱度不足或硫酸铝投量多时，会使水的pH 值大幅下降并影响硫酸铝继续水解。

为此，需向水中投加碱剂，通常投加的碱剂为CaO 。

（2）石灰投量计算由水质资料知，原水中碱度为47.5 mg/L ，即为CaO 5.74L mg ，相当于L mmol 0.855647.5= 精制硫酸铝投量为61.3 mg/L ，市售石灰纯度为50%。

投药量折合32O Al 为L mg 18.2829.8%3.61=⨯32O Al 分子量为102，投药量相当于L mmol 0.17910218.28=。

设计中取保证反应顺利进行的剩余碱度[]L mmol 0.312=δ，则[][][][]L mmolx a 0.140.450.85-0.17933CaO =+⨯=+-=δ CaO 分子量为56，则市售石灰投量为L mg 15.70.55614.0=⨯。

4.1.3混凝剂的配制和投加（1）混凝剂投加方法混凝剂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）溶液池容积设计中取混凝剂的浓度%15=b ，每日调制次数2=n 次，混凝剂最大投加量L mg a 3.61=，设计处理水量m Q 37083=，则溶液池容积 3134.7115241770833.61417m bn aQ W =⨯⨯⨯== 溶液池采用钢筋混凝土结构，单池尺寸为()m H B L 2.33.56⨯⨯=⨯⨯，高度中包括超高0.3 m ，沉渣高度0.3 m 。

溶液池实际有效容积3'135.71.73.56m W =⨯⨯=满足要求。

池旁设工作台，宽1.0～1.5m ，池底坡度为0.02。

底部设置DN100mm 放空管，采用硬聚氯乙烯塑料管，池内壁用环氧树脂进行防腐处理。

沿地面接入药剂稀释用给水管DN80mm 一条，于两池分设放水阀门，按1h 放满考虑。

（4）溶解池容积3129.734.7128.028.0m W W =⨯==溶解池尺寸为m m m H B L 2.72.11.2⨯⨯=⨯⨯，高度中含超高0.3m ，底部沉渣高0.2m 。

为操作方便，池顶高出地面0.8m 。

溶解池实际有效容积 3'29.72.22.12.1m W =⨯⨯=溶解池采用钢筋混凝土结构，内壁用环氧树脂进行防腐处理，池底设0.02坡度，设DN100mm 排渣管，采用硬聚氯乙烯管。

给水管管径DN80mm ，按10min放慢溶解池考虑，管材采用硬聚氯乙烯管。

（5）溶解池搅拌设备溶解池采用机械搅拌，搅拌桨为平桨板，中心固定式，搅拌桨板安装见图1。

图1 溶解池搅拌机示意图搅拌设备查《给水排水快速设计手册》第一册表7-6，适宜本设计的参数列于表1中。

搅拌设备应进行防腐处理。

搅拌设备参数表 表1 溶解池尺寸 B ×B(m) 池深 H(m) 桨叶直径 D(mm) 桨板深度 L(mm) H1 (mm) H (mm) E (mm) 搅拌机重量（kg ）2.1×2.1 2.2 Φ750 1200 100 330 / 200（6）投加方式混凝剂的湿投方式分为重力投加和压力投加两种类型。

重力投加方式有泵前投加和高位溶液池重力投加。

压力投加方式有水射器投加和计量泵投加。

（7）计量设备计量设备有孔口计量、浮杯计量、定量投药箱和转子流量计。

设计采用耐酸泵与转子流量计配合投加。

计量泵每小时投加药量 h m W q 3189.21271.3412=== 耐酸泵型号25F-25选用二台，一用一备。

25F-25型耐酸泵参数：流量为1.98～3.96 m 3/h 、扬程为26.8～24.4m 、转数为2960转/分、配套电机功率1.5kW ，生产单位石家庄水泵厂。

4.1.4石灰乳的制备和投加（1）石灰乳的计量方法石灰计量投加的方式有干法计量和湿法计量两种。

根据采用的石灰乳配制方法，采用湿法计量。

（2）计量设备石灰投量的计量设备有计量泵和水射器等。

（3）石灰乳投量石灰乳投加浓度要求不超过4%，设计中取 3.87%，则每升石灰乳内含CaO 30g 。

根据原水碱度影响计算，市售石灰投量为15.7mg/L ，则每小时设计处理水量所需CaO 量为:kg 111.27083100015.7=⨯ 则石灰乳量为 3 3.7130111.2m = 选JD-6000/6.3型计量泵，电机功率4kW 。

4.1.5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。

（2）药库药剂按最大投加量的30d 用量储存。

硫酸铝所占体积t kg Q a T 312.6 31263030170000100061.330100030==⨯⨯=⨯⨯= 硫酸铝相对密度为1.62，则硫酸铝所占体积为：312.6/1.62=193.0 m 3设计中取石灰投加量L mg a 7.15'=，则 石灰所占体积t kg Q a T 80.1 8007030170000100015.7301000''30==⨯⨯=⨯⨯= 石灰相对密度为3.40，则其所占体积为：80.1/3.40=23.6 m 3两种药剂合计所占体积为：193.0+23.6=216.6 m 3药品堆放高度按2.0m 计（采用吊装设备），则所需面积为108.3 m 2考虑药剂的运输、搬运和磅秤所占面积，不同药品间留有间隔等，这部分面积按药品占有面积的30%计，则药库所需面积为108.3×1.3=140.79 m 2，设计中取140 m 2。

药库平面尺寸取：10.0×14.0 m 。

库内设电动单梁悬挂起重机一台，型号为DX0.5-10-20。

4.2机械混合池4.2.1有效容积取混合时间min 5.0=T ，池数n=2个，则3 29.512600.5708360m n QT W =⨯⨯== 机械混合池尺寸及有关参数选定：直径：m D 1.3=水深：m H 1.31=池总高：()m 3.5545.01=+=超高H H搅拌器外缘速度：()s m s m s m v 3.03.01.50.3，设计中取～一般采用=搅拌器直径：m D D 07.2320==，设计中取2.0 m 搅拌器宽度：m D B 31.01.0==，设计中取0.3 m搅拌器层数：因3.1~2.1:≤D H ，设计中取一层搅拌器叶数：4=Z 搅拌器距池底高度：m D 0.10.50=4.2.2搅拌器转速min 28.62.03.0606000r D v n =⨯⨯==ππ 4.2.3搅拌器角速度s rad D v 3.02.03.0220=⨯==ω 4.2.4轴功率取阻力系数4.0=c ，搅拌器层数1=B 层，搅拌器半径m R 0.10=，则kW g ZBR c N 10.809.8408 1.0143.010004.0408434032=⨯⨯⨯⨯⨯⨯==ρω 4.2.5所需轴功率取水的动力黏度s P a ⋅⨯=-4101.029μ，速度梯度1730-=s G ，则kW WG N 10.710260029.5110029.11022-421=⨯⨯⨯==μ 21N N ≈，满足要求。