【正文】 廠 以地表水作為水源，常見工藝流程如圖 31所示。 原水 混 合 絮凝沉淀池 濾 池混凝劑 消毒劑清水池 二級泵房 用戶 圖 31 水處理工藝流程 皖西學院本科畢業(yè) 設計 第 27 頁 共 69 頁 處理構(gòu)筑物及設備型式選擇 處理構(gòu)筑物 （ 1）藥劑溶解池 設計藥劑溶解池時，為便于投置藥劑，溶解池的設計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，以減輕勞動強度，改善操作條件。溶解池的底坡不小于，池底應有直徑不小于 100mm的排渣管，池壁需設超高，防止攪拌溶液時溢出。 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。 投藥設備采用計量泵投加的方式。采用計量泵（柱塞泵或隔膜泵），不必另備計量設備，泵上有計量標志，可通過改變計量泵行程或變頻調(diào)速改變藥液投量，最適合用于混凝劑自動控制系統(tǒng)。 （ 2） 混合設備 使用管式混合器對藥劑與水進行混合。在混合方式 上，由于混合池占地大，基建投資高；水泵混合設備復雜，管理麻煩，機械攪拌混合耗能大，管理復雜，相比之下，管式混合具有占地極小、投資省、設備簡單、混合效果好和管理方便等優(yōu)點而具有較大的優(yōu)越性。 （ 3） 絮凝處理構(gòu)筑物的選擇 絮凝設備的基本要求是： 原水及藥劑經(jīng)混合后，通過絮凝設備應形成肉眼可見的大的密實絮凝體，絮凝形式較多，主要有水力攪拌式和機械攪拌式等，我國在水力絮凝池的新型池型研究上已達到較高水平。水力絮凝池中的隔板絮凝池是應用歷史較久、目前仍常應用的絮凝池型，有往復式和回轉(zhuǎn)式兩種，后者是在前者的基礎上加以改 進而成的，所以作為水里絮凝池的基礎，往復式隔板絮凝池的原理和運行經(jīng)驗對現(xiàn)在的水廠絮凝設計具有重要意義。往復式隔板絮凝池雖然節(jié)省絮凝時間、減少水力損失、保護絮凝體不被破壞、使出水分布均勻等方面較新型絮凝池型沒有明顯的優(yōu)勢，但在設計合理、運行條件控制恰當?shù)那闆r下，其絮凝效果也較好，而且構(gòu)造簡單，施工方便。本課程設計選擇往復式隔板絮凝池作為絮凝構(gòu)筑物，便于加深對絮凝工藝基本原理的理解，也便于參照設計手冊運用已有的工程經(jīng)驗，更貼近于工程實際，也為今后實際工作打下良好的基礎。 （ 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院本科畢業(yè) 設計 第 28 頁 共 69 頁 來以完成澄清的作用。 設計采用平流式沉淀池，相比之下，具有適應性強、處理效果穩(wěn)定和排泥效果好等特點，但是，平流式占地面積大。 （ 5）濾池 采用擁有成熟運轉(zhuǎn)經(jīng)驗的普通快濾池。它的優(yōu)點是采用砂濾料，材料易得，價格便宜；采用大阻力配水系統(tǒng)，單池面積可較大；降速過濾，效果好。虹吸濾池池深比普快濾池大，沖洗強度受其余幾格濾池的過濾水量影響，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。 采用被廣泛應用的氯及氯化物消毒，氯消毒的加氯過程操作簡單，價格較低，且在管網(wǎng)中有持續(xù)消毒殺菌作用。雖然二氧化氯，消毒能力較氯強而且能在管網(wǎng)中保持很長時間，但是由于二氧化氯價格昂貴，且其主要原料亞氯酸鈉易爆炸，國內(nèi)目前在凈水處理方面應用尚不多。 加藥間計算 （ 1）混凝劑的選擇 堿式氯化鋁在我國從七十年代初開始研制應用，因效果顯著，發(fā)展較快，目前應用較普遍，具用使膠粒吸附電性中和和吸附架橋的作用。本設計水廠混 凝劑最大投藥量為 60 mg/l。堿式氯化鋁作為混凝劑的特點為： 1）凈化效率高，耗藥量少，出水濁度低，色度小、過濾性能好，原水高濁度時尤為顯著。 2）溫度適應性高； 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）使用時操作方便，腐蝕性小，勞動條件好。 4）設備簡單，操作方便，成本較三氯化鐵低。 5）是無機高分子化合物。 （ 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量泵投加。 計量設備有孔口計量，浮 杯計量，定量投藥箱和轉(zhuǎn)子流量計。本設計采用耐酸泵和轉(zhuǎn)子流量計配合投加。 耐酸泵型號 25FYS20選皖西學院本科畢業(yè) 設計 第 29 頁 共 69 頁 用 2臺，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。本設計取 60mg/L； c— 溶液濃度，一般取 5%20%，本設計取 10%； Q — 處理水量， h/m3 。本設計為 7500 h/m3 n — 每日調(diào)制次數(shù)，一般不超過 3次，本設計取 3次。 溶液池采用矩形鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，設置 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 ；本設計取 1W 溶解池也設置為 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，滿足要求 . 皖西學院本科畢業(yè) 設計 第 30 頁 共 69 頁 溶解池的放水時間采用 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 ） 查水力計算表 得放水管管徑約為 150mm，相應流速 v=，管材采用硬聚氯乙烯管。溶解池底部設管徑 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)氧樹脂進行防腐處理。 （ 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 ） 查水力計算表得投藥管管徑 d＝ 20mm，相應流速為 （ 6）溶解池攪拌設備 溶解池攪拌設備采用中心固定式平槳板式攪拌機。 （ 7） 計量 投加 設備 混凝劑的濕投方式分為重力投加和壓力投加兩種類型 ,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量泵投加。 計量設備有孔口計量，浮杯計量，定量投藥箱和轉(zhuǎn)子流量計。本設計采用耐酸泵和轉(zhuǎn)子流量計配合投加。 計量泵每小時投加藥量 : 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 25FYS20 選用 2臺，一備一用。 混合設備 在給排水處理過程中原水與混凝劑，助凝劑等藥劑的充分混合是使反應完善，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備的基本要求是藥劑與水的混合快速均勻。同時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 、水泵混合以及機械混合等。 由于水力混合難以適應水量和水溫等條件變化，且占地大，基建投資高；水泵混合設備復雜，管理麻煩；機械混合耗能大，維護管理復雜；相比之下， 管式靜態(tài)混合器是處理水與混凝劑、助凝劑、消毒皖西學院本科畢業(yè) 設計 第 31 頁 共 69 頁 劑實行瞬間混合的理想設備 ,管式混合具有占地極小、投資省、設備簡單、混合效果好和管理方便等優(yōu)點而具有較大的優(yōu)越性。 它是有二個一組的混合單元件組成，在不需外動力情況下，水流通過混合器產(chǎn)生對分流、交叉混合和反向旋流三個作用，混合效益達 9095%，本設計采用管式 靜態(tài) 混合器對藥劑與水進行混合。設 計兩個管式 靜態(tài) 混合器。 設計總進水量為 Q=180000m3/d（考慮水廠自用水，按 5%計）。水廠進水管投藥口靠近水流方向的第一個混合單元，投藥管插入管徑的 1/3 處，且投藥管上多處開孔，使藥液均勻分布。由于總進水量過大，故采用兩個靜態(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)水頭損失的計算公式 混合設施與后續(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，最長距離不宜超過 120m。本設計混合器距離絮凝池 16m。 圖 31 管式靜態(tài)混合器 (1) 設計流量 Q=(2) 設計流速 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— 實際流速， v=, D— 管式靜態(tài)混合器口徑， D=。 則混合器的混合長度 1. 1 1. 1 3 1. 1 3. 36L N D m? ? ? ? ? （公式 ） (4) 混合時間 T 3 .6 3 3 .0 81 .1 8LTsv? ? ? （公式 ） 皖西學院本科畢業(yè) 設計 第 32 頁 共 69 頁 式中 L— 式靜態(tài)混合器 的混合長度， L= v— 實際流速， 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 ? — 水的動力粘度， pa*s h— 混合設備中的水頭損失， m T— 水流在混凝設備中的停留時間， s 700＜ ＜ 1000,G值符合要求。 2022 ,G T G T? ? ? ?， GT符合要求。 （公式 ） 絮凝池的設計 絮凝是在混凝劑和水快速混合以后的重要凈水工藝過程。這時，水中膠體雜志了顆粒