【正文】 常見(jiàn)工藝流程如圖 31所示。 原水 混 合 絮凝沉淀池 濾 池混凝劑 消毒劑清水池 二級(jí)泵房 用戶(hù) 圖 31 水處理工藝流程 皖西學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 27 頁(yè) 共 69 頁(yè) 處理構(gòu)筑物及設(shè)備型式選擇 處理構(gòu)筑物 （ 1）藥劑溶解池 設(shè)計(jì)藥劑溶解池時(shí)，為便于投置藥劑，溶解池的設(shè)計(jì)高度一般以在地平面以下或 半地下為宜，池頂宜高出地面 左右，以減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，改善操作條件。溶解池的底坡不小于，池底應(yīng)有直徑不小于 100mm 的排渣管，池壁需設(shè)超高，防止攪拌溶液時(shí)溢出。 由于藥液一般都具有腐蝕性，所以盛放藥液的池子和管道及配件都應(yīng)采取防腐措施。溶解池一般采用鋼筋混凝土池體，若其容量較小，可用耐酸陶土缸作溶解池。 投藥設(shè)備采用計(jì)量泵投加的方式。采用計(jì)量泵（柱塞泵或隔膜泵），不必另備計(jì)量設(shè)備，泵上有計(jì)量標(biāo)志，可通過(guò)改變計(jì)量泵行程或變頻調(diào)速改變藥液投量，最適合用于混凝劑自動(dòng)控制系統(tǒng)。 （ 2） 混合設(shè)備 使用管式 混合器對(duì)藥劑與水進(jìn)行混合。在混合方式上，由于混合池占地大，基建投資高；水泵混合設(shè)備復(fù)雜，管理麻煩，機(jī)械攪拌混合耗能大，管理復(fù)雜，相比之下，管式混合具有占地極小、投資省、設(shè)備簡(jiǎn)單、混合效果好和管理方便等優(yōu)點(diǎn)而具有較大的優(yōu)越性。 （ 3） 絮凝處理構(gòu)筑物的選擇 絮凝設(shè)備的基本要求是： 原水及藥劑經(jīng)混合后，通過(guò)絮凝設(shè)備應(yīng)形成肉眼可見(jiàn)的大的密實(shí)絮凝體，絮凝形式較多，主要有水力攪拌式和機(jī)械攪拌式等，我國(guó)在水力絮凝池的新型池型研究上已達(dá)到較高水平。水力絮凝池中的隔板絮凝池是應(yīng)用歷史較久、目前仍常應(yīng)用的絮凝池型，有往復(fù)式和回 轉(zhuǎn)式兩種，后者是在前者的基礎(chǔ)上加以改進(jìn)而成的，所以作為水里絮凝池的基礎(chǔ)，往復(fù)式隔板絮凝池的原理和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)對(duì)現(xiàn)在的水廠(chǎng)絮凝設(shè)計(jì)具有重要意義。往復(fù)式隔板絮凝池雖然節(jié)省絮凝時(shí)間、減少水力損失、保護(hù)絮凝體不被破壞、使出水分布均勻等方面較新型絮凝池型沒(méi)有明顯的優(yōu)勢(shì)，但在設(shè)計(jì)合理、運(yùn)行條件控制恰當(dāng)?shù)那闆r下，其絮凝效果也較好，而且構(gòu)造簡(jiǎn)單，施工方便。本課程設(shè)計(jì)選擇往復(fù)式隔板絮凝池作為絮凝構(gòu)筑物，便于加深對(duì)絮凝工藝基本原理的理解，也便于參照設(shè)計(jì)手冊(cè)運(yùn)用已有的工程經(jīng)驗(yàn)，更貼近于工程實(shí)際，也為今后實(shí)際工作打下良好的基礎(chǔ)。 （ 4）沉淀池 原水經(jīng)投藥、混合與絮凝后，水中懸浮雜質(zhì)已形成粗大的絮凝體，要在沉淀池中分離出皖西學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 28 頁(yè) 共 69 頁(yè) 來(lái)以完成澄清的作用。 設(shè)計(jì)采用平流式沉淀池，相比之下，具有適應(yīng)性強(qiáng)、處理效果穩(wěn)定和排泥效果好等特點(diǎn)，但是，平流式占地面積大。 （ 5）濾池 采用擁有成熟運(yùn)轉(zhuǎn)經(jīng)驗(yàn)的普通快濾池。它的優(yōu)點(diǎn)是采用砂濾料，材料易得，價(jià)格便宜；采用大阻力配水系統(tǒng)，單池面積可較大；降速過(guò)濾，效果好。虹吸濾池池深比普快濾池大，沖洗強(qiáng)度受其余幾格濾池的過(guò)濾水量影響，沖洗效果不如普通快濾池穩(wěn)定。故而以普快濾池作為過(guò)濾處理構(gòu)筑物。 （ 6）消毒方法 水的消毒處理是生活飲用水處理工藝中的最后一道工序，其目的在于殺滅水中的有害病原微生物（病原菌、病毒等），防止水致傳染病的危害。 采用被廣泛應(yīng)用的氯及氯化物消毒，氯消毒的加氯過(guò)程操作簡(jiǎn)單，價(jià)格較低，且在管網(wǎng)中有持續(xù)消毒殺菌作用。雖然二氧化氯，消毒能力較氯強(qiáng)而且能在管網(wǎng)中保持很長(zhǎng)時(shí)間，但是由于二氧化氯價(jià)格昂貴，且其主要原料亞氯酸鈉易爆炸，國(guó)內(nèi)目前在凈水處理方面應(yīng)用尚不多。 加藥間計(jì)算 （ 1）混凝劑的選擇 堿式氯化鋁在我國(guó)從七十年代初開(kāi)始研制應(yīng)用，因效果顯著，發(fā)展較快，目前應(yīng)用較普遍，具用使膠粒吸附電 性中和和吸附架橋的作用。本設(shè)計(jì)水廠(chǎng)混凝劑最大投藥量為 60 mg/l。堿式氯化鋁作為混凝劑的特點(diǎn)為： 1）凈化效率高，耗藥量少，出水濁度低，色度小、過(guò)濾性能好，原水高濁度時(shí)尤為顯著。 2）溫度適應(yīng)性高； PH 值適用范圍寬（可在 PH=5～ 9的范圍內(nèi)，因而可不投加堿劑） 3）使用時(shí)操作方便，腐蝕性小，勞動(dòng)條件好。 4）設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便，成本較三氯化鐵低。 5）是無(wú)機(jī)高分子化合物。 （ 2）混凝劑的投加 混凝劑的濕投方式分為重力投加和壓力投加兩種類(lèi)型 ,重力投加方式有泵前投加和高位溶液池重力投加 。壓力投加方式有水射投加 和計(jì)量泵投加。 計(jì)量設(shè)備有孔口計(jì)量，浮杯計(jì)量，定量投藥箱和轉(zhuǎn)子流量計(jì)。本設(shè)計(jì)采用耐酸泵和轉(zhuǎn)子流量計(jì)配合投加。 耐酸泵型號(hào) 25FYS20選皖西學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 29 頁(yè) 共 69 頁(yè) 用 2臺(tái)，一備一用。 （ 3）溶液池體積 1341760 7500417 10 336aQWm?????? （公式 ） 式中： 1W — 溶液池體積， m3 ； a — 混凝劑（ PAC）的最大投加量， mg/L。本設(shè)計(jì)取 60mg/L； c— 溶液濃度，一般取 5%20%，本設(shè)計(jì)取 10%； Q — 處理水量， h/m3 。本設(shè)計(jì)為 7500 h/m3 n — 每日調(diào)制次數(shù)，一般不超過(guò) 3次，本設(shè)計(jì)取 3次。 溶液池采用矩形鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，設(shè)置 2 座，一備一用，保證連續(xù)投藥。 溶液池的深度 1 2 3H H H H? ? ? （公式 ） 式中： H1— 有效水深，取 H2— 保護(hù)高度，取 H3— 貯渣深度，取 ‘ 代入數(shù)據(jù)得 H= 溶液池采用矩形， 尺寸為 L B H=6m 4m =＞ 36 m3,滿(mǎn)足要求。 （ 4）溶解池容積 溶解池一般建于地面以下以便于操作，池頂一般高出地面約 左右。溶解池容積 W2按下式計(jì)算： 321( 0 . 2 0 . 3 ) 0 . 3 3 6 1 0 . 8W W m? ? ? ? ? （公式 ） 式中： 2W — 溶解池容積（ m3 ），一般采用（ ） 1W ；本設(shè)計(jì)取 溶解池也設(shè)置為 2池，一用一備。 溶解池的深度 1 2 3H H H H? ? ? （公式 ） 式中： H1— 有效水深，取 H2— 保護(hù)高度，取 H3— 貯渣深度，取 代入數(shù)據(jù)得 H= 溶解池采用正方形，尺寸： L B H= = m3＞ m3，滿(mǎn)足要求 . 皖西學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 30 頁(yè) 共 69 頁(yè) 溶解池的放水時(shí)間采 用 t＝ 15min，則放水流量： 20 1 0 . 8 1 0 0 0 1 2 /6 0 6 0 1 5Wq L st ?? ? ?? （公式 ） 查水力計(jì)算表得放水管管徑約為 150mm，相應(yīng)流速 v=，管材采用硬聚氯乙烯管。溶解池底部設(shè)管徑 d＝ 100mm 的排渣管一根，采用硬聚氯乙烯管。溶解池的形狀采用矩形鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，內(nèi)壁用環(huán)氧樹(shù)脂進(jìn)行防腐處理。 （ 5）投藥管 投藥管流量 1 2 1 0 0 0 3 6 2 1 0 0 0 0 . 8 3 /2 4 6 0 6 0 2 4 6 0 6 0Wq L s?? ??? ? ?? ? ? ? （公式 ） 查水力計(jì)算表得投藥管管徑 d＝ 20mm，相應(yīng)流速為 （ 6）溶解池?cái)嚢柙O(shè)備 溶解池?cái)嚢柙O(shè)備采用中心固定式平槳板式攪拌機(jī)。 （ 7） 計(jì)量 投加 設(shè)備 混凝劑的濕投方式分為重力投加和壓力投加兩種類(lèi)型 ,重力投加方式有泵前 投加和高位溶液池重力投加，壓力投加方式有水射投加和計(jì)量泵投加。 計(jì)量設(shè)備有孔口計(jì)量，浮杯計(jì)量，定量投藥箱和轉(zhuǎn)子流量計(jì)。本設(shè)計(jì)采用耐酸泵和轉(zhuǎn)子流量計(jì)配合投加。 計(jì)量泵每小時(shí)投加藥量 : 31 36 3/1 2 1 2Wq m h? ? ? （公式 ） 式中： 1W —— 溶液池容積（ m3） 耐酸泵型號(hào) 25FYS20選用 2 臺(tái)，一備一用。 混合設(shè)備 在給排水處理過(guò)程中原水與混凝劑，助凝劑等藥劑的充分混合是使反應(yīng)完善，從而使得后處理流程取得良好效果的最基本條件。混合是取得良好絮凝效果的重要前提，影響混合效果的因素很多，如藥 劑的品種、濃度、原水溫度、水中顆粒的性質(zhì)、大小等?；旌显O(shè)備的基本要求是藥劑與水的混合快速均勻。同時(shí)只有原水與藥劑的充分混合，才能有效提高藥劑使用率，從而節(jié)約用藥量，降低運(yùn)行成本。 混合的方式主要有管式混合 、 水力混合 、水泵混合以及機(jī)械混合等。 由于水力混合難以適應(yīng)水量和水溫等條件變化，且占地大，基建投資高；水泵混合設(shè)備復(fù)雜，管理麻煩；機(jī)械混合耗能大，維護(hù)管理復(fù)雜；相比之下， 管式靜態(tài)混合器是處理水與混凝劑、助凝劑、消毒皖西學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 31 頁(yè) 共 69 頁(yè) 劑實(shí)行瞬間混合的理想設(shè)備 ,管式混合具有占地極小、投資省、設(shè)備簡(jiǎn)單、混合效果好和管理方便等 優(yōu)點(diǎn)而具有較大的優(yōu)越性。 它是有二個(gè)一組的混合單元件組成，在不需外動(dòng)力情況下，水流通過(guò)混合器產(chǎn)生對(duì)分流、交叉混合和反向旋流三個(gè)作用，混合效益達(dá) 9095%，本設(shè)計(jì)采用管式 靜態(tài) 混合器對(duì)藥劑與水進(jìn)行混合。設(shè)計(jì)兩個(gè)管式 靜態(tài) 混合器。 設(shè)計(jì)總進(jìn)水量為 Q=180000m3/d（考慮水廠(chǎng)自用水，按 5%計(jì)）。水廠(chǎng)進(jìn)水管投藥口靠近水流方向的第一個(gè)混合單元，投藥管插入管徑的 1/3 處，且投藥管上多處開(kāi)孔，使藥液均勻分布。由于總進(jìn)水量過(guò)大，故采用兩個(gè)靜態(tài)混合器分別投加。 靜態(tài)混合器的水頭損失一般不小于 ~，根據(jù) 水頭損失的計(jì)算公式 混合設(shè)施與后續(xù)處理構(gòu)筑物的距離越近越好，盡可能采用直接連接方式，最長(zhǎng)距離不宜超過(guò) 120m。本設(shè)計(jì)混合器距離絮凝池 16m。 圖 31 管式靜態(tài)混合器 (1) 設(shè)計(jì)流量 Q=(2) 設(shè)計(jì)流速 v=則管徑 4 4 1 . 0 4 1 1 . 0 51 . 2 3 . 1 4QDmv? ?? ? ?? （公式 ） 采用 DN1100 口徑的管式靜態(tài)混合器及輸水管道， 則實(shí)際流速 224 4 1 . 0 4 1 1 . 1 8 /3 . 1 4 1 . 1Qv m sD? ?? ? ?? （公式 ） (3) 混合單元數(shù) N 0. 5 0. 3 0. 5 0. v D? ? ? ?? ? ? ? ?， 取 N=3 （公式 ） 式中 v— 實(shí)際流速， v=, D— 管式靜態(tài)混合器口徑， D=。 則混合器的混合長(zhǎng)度 1. 1 1. 1 3 1. 1 3. 36L N D m? ? ? ? ? （公式 ） (4) 混合時(shí)間 T 3 .6 3 3 .0 81 .1 8LTsv? ? ? （公式 ） 皖西學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 32 頁(yè) 共 69 頁(yè) 式中 L— 式靜態(tài)混合器的混合長(zhǎng)度， L= v— 實(shí)際流速， v=（ 5）水頭損失 h 2 0 .2 5 92vh N mg??? （公式 ） 式中 ? — 水頭損失系數(shù) v— 實(shí)際流速， v= g— 重力加速度，取 N— 混合單元數(shù)， N=3 （ 6）水力校核 G 19 0 8 .3hGsT?? ??? （公式 ） 式中 G— 速度梯度， s1 ? — 水的重度， N/m3 ? — 水的動(dòng)力粘度， pa*s h— 混合設(shè)備中的水頭損失， m T— 水流在混凝設(shè)備中的停留時(shí)間， s 700＜ ＜ 1000,G 值符合要求。 2021 ,G T G T? ? ? ?， GT 符合要求。 （公式 ） 絮凝池的設(shè)計(jì) 絮凝是在混凝劑和水快速混合以后的重要凈水工藝過(guò)程。這時(shí)，水中膠體雜志了顆粒已經(jīng)失去穩(wěn)定性，開(kāi)始相互發(fā)