【導(dǎo)讀】隨著人口增長、經(jīng)濟發(fā)展及人類生活水平的提高，人類對水的需求日益增長，對水質(zhì)、水量的要求越來越高。本設(shè)計為湖北省某城市給水初步設(shè)計。水源采用地表水，取水方式：岸邊合建式取水構(gòu)筑物取水。凈水廠近期規(guī)劃產(chǎn)水能力10萬噸/天，遠期規(guī)劃15萬噸/天。凈水工藝流程為：。消毒→清水池→送水泵站→城市管網(wǎng)。根據(jù)原水水質(zhì)及水溫，絮凝劑選用堿式氯化。鋁，最高投藥量為。選液氯消毒劑，采用濾后加氯，最大加氯量為。水廠綠化面積占水廠總面積的35%。出水水質(zhì)符合《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》

　　

【正文】 水解作用緩慢；適用于水溫為 20— 40℃， PH=47 時，主要去除有機物； PH= 時，主 要去除懸浮物； PH= 時，處理濁度高，色度低（小于 30 度）的水。 三氯化鐵 3FeCl .6 OH2 不受水溫影響，絮體大，沉淀速度快，效果好。易溶解，易混合，殘渣少。 對金屬（尤其對鐵）腐蝕性大，對混凝土亦腐蝕，對塑料會因發(fā)熱而引起變河海大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計 13 形。原水 PH=— 之間為宜，當(dāng)原水堿度不足時應(yīng)加適量石灰；處理低濁水時效果不顯著 堿式氯化鋁 [Aln(OH)mCL3nm]簡寫 PAC 堿式氯化鋁在我 國從七十年代初開始研制應(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。其特點為： 1） 凈化效率高，耗 藥 量少除水濁度低，色度小、過濾性能好，原水高濁度時尤為顯著。 2） 溫度適應(yīng)性高 ， PH 值適用范圍寬 。 3） 使用時操作方便，腐蝕性小，勞動條件好。 4） 設(shè)備簡單、操作方便、成本較三氯化鐵低。 5） 無機高分子化合物。 有機高分子混凝劑有毒性，不易控制用量，由于在投混凝劑前加液氯進行預(yù) 處理，如用硫酸亞鐵作混凝劑，易被氧化成三價鐵。經(jīng)比較，且參照我國其它已有水廠的處理經(jīng)驗，決定選用 聚合氯化鋁（ PAC）為混凝劑。本設(shè)計采用堿式氯化鋁混凝劑，無機高分子混凝劑操作方便，腐蝕性小，勞動條件好，成本低，凈化效率高，用藥量少，溫度適用性高。 由表 12 混凝劑投加量參考表得知，水廠 PAC 的最大投藥量為 mg/L，不需再加助凝劑。 投加方式的選擇 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(shè)備有孔口計量，浮杯計量，定量投藥箱和轉(zhuǎn)子流量計。 ① 水泵投加 采用計量泵投加，不需另設(shè)計量設(shè)備 ② 水射器投加 采用水射器投加，設(shè)備簡單，使用方便，但水射器效率較低，且易磨損 ③ 重力投加 將溶液池架高，利用重力將藥液投入水泵壓水管或混合設(shè)施入口處，這種投加方式安全可靠，但溶液池位置較高 結(jié)合上述優(yōu)缺點，采用計量泵投加混凝劑，因為其使用方便，操作簡單，工作可靠，廣泛應(yīng)用于加藥系統(tǒng)，即混凝劑采用堿式氯化鋁 PAC 計量泵投加。 河海大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計 14 藥劑溶解池 設(shè)計藥劑溶解池時，為便于投置藥劑，溶解池的設(shè)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(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。 采用兩個溶解池 ,每個溶液池尺寸為 :L B H= 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)氧樹脂進行防腐處理。 溶解池攪拌設(shè)備采用中心固定式平槳板式攪拌機。 溶液池 采 用兩個溶液池 ,每個溶液池尺寸為 :L B H= 。 池旁設(shè)工作臺，寬 ，池底坡度為 。底部設(shè)置放空管，采用硬聚氯乙烯塑料管。池內(nèi)壁用環(huán)氧樹脂進行防腐處理。沿池面接入藥劑稀釋采用給水管，按 1h 放滿考慮。 加藥間 各種管線布置在管溝內(nèi)：給水管采用鍍鋅鋼管、加藥管采用塑料管、排渣管為塑料管。加藥間內(nèi)設(shè)二處沖洗地坪用水龍頭 DN25mm。為便于沖洗水集流，地坪坡度≥ ，并坡向集水坑。 加藥間尺寸為 :L B H=20m 藥劑倉庫 設(shè)計尺寸為： 混合設(shè)備 混合的主要作用是讓藥劑迅速而均勻地擴散到水中，使其水解產(chǎn)物與原水中的膠體顆粒充分作用完成脫體脫穩(wěn)，以便進一步去除，對混合的基本要求是快速與均勻，一般混合時間 1030s，混合方式基本分為兩大類：水力混合和機械混合，水力混合簡單，但不能適應(yīng)流量的變化，機械混合可進行調(diào)節(jié)，能適應(yīng)各種流量的變化，具體采用何種混合方式，應(yīng)根據(jù)凈水工藝布置、水質(zhì)、水量、投加藥劑品 種及數(shù)量以及維修條件等因素確定。 混合方式基本有兩大類：水力和機械。利用水力的混合設(shè)備，如 壓力水管、河海大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計 15 靜態(tài)混合器等。雖然比較簡單，但混合強度隨著流量的增減而變化，因而不能達到預(yù)期的效果。利用機械進行混合，機械混合池的效果好，但須有相應(yīng)的設(shè)備，并增加維修工作量。 不同的混合方式的區(qū)別和運動條件參見表 3— 1 表 3— 1 混合方式 混合方式 優(yōu)缺點 適用條件 管式混合 優(yōu)點： 設(shè)備簡單 不占地 缺點： 當(dāng)流量減小時，可能在管中反應(yīng)沉淀 一般的管道混合效果較差，采用靜態(tài)混合器效果較好，但水損較大 混合池混合 優(yōu)點： 混合效果好 某些池型能夠調(diào)節(jié)水頭高低，適應(yīng)水量變化 缺點： 占地面 積較大 某些進水方式會帶進大量氣體 適合于大中型水廠 水泵混合 優(yōu)點： 設(shè)備簡單 混合效果較好 不需另耗能量 缺點：吸水管路較多時，投藥設(shè)備需增加，安裝管理較麻煩 適用于一級泵房離處理構(gòu)筑物 120m 以內(nèi)的各種規(guī)模的水廠 槳板式機械混合 優(yōu)點： 混合效果較好 水頭損失較小 缺點：需耗動能，管理維護復(fù)雜 適用于各種規(guī)模的水廠 綜上所述，因為水廠水量變化不大，占地面積有限，以整體經(jīng)濟效益而言是最具有優(yōu)勢的，根據(jù)本設(shè)計實際情況采用 孔板管式混合器 。 絮凝池 絮凝池類型的選 擇 絮凝過程就是在外力作用下，使具有絮凝性能的微絮粒相互接觸碰撞，而形河海大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計 16 成更大具有良好沉淀性能的大的絮凝體。目前國內(nèi)使用較多的是各種形式的水力絮凝及其各種組合形式，主要有隔板絮凝、折板絮凝、柵條（網(wǎng)格）絮凝、和穿孔旋流絮凝。 表 3— 2 絮凝池的類型及特點 類 型 特點 適用條件 隔板式絮凝池 往復(fù)式 優(yōu)點：絮凝效果好，構(gòu)造簡單，施工方便 缺點：容積較大，水頭損失較大，轉(zhuǎn)折處釩花易破碎 水量大于 30000m3/d 的水廠；水量變動小者 回轉(zhuǎn)式 優(yōu)點：絮凝效果好，水頭損失小，構(gòu)造簡單，管理方便 缺點：出水流 量不宜分配均勻，出口處宜積泥 水量大于 30000m3/d 的水廠；水量變動小者；改建和擴建舊池時更適用 旋流式絮凝池 優(yōu)點：容積小，水頭損失較小 缺點：池子較深，地下水位高處施工較難，絮凝效果較差 一般用于中小型水廠 折板式絮凝池 優(yōu)點：絮凝效果好，絮凝時間短，容積較小 缺點：構(gòu)造較隔板絮凝池復(fù)雜，造價高 流量變化較小的中小型水廠 網(wǎng)格絮凝池 優(yōu)點：絮凝效果好，水頭損失小，絮凝時間短 缺點：末端池底易積泥 根據(jù)以上各種絮凝池的特點以及實際情況并進行比較，本設(shè)計選用往復(fù)式隔板絮凝池。 絮凝 池尺寸 采用兩座絮凝池，每座尺寸為： L B H= ，每座一根進水管 DN900，水流通過穿孔花墻進入沉淀池。 沉淀池 沉淀池類型的選擇 選擇沉淀池類型時，應(yīng)根據(jù)原水水質(zhì)、設(shè)計生產(chǎn)能力、處理后水質(zhì)要求，并河海大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計 17 考慮原水水濕變化、處理水量均勻程度以及是否連續(xù)運轉(zhuǎn)等因素，結(jié)合當(dāng)?shù)貤l件通過技術(shù)經(jīng)濟比較確定沉淀池的個數(shù)或能夠單獨排空的分格數(shù)不宜少于 2 個。 經(jīng)過混凝沉淀的水，在進入濾池前的渾濁度一般不宜超過 10 度，遇高濁度原水或低濕低濁度原水時，不宜超過 15 度。 設(shè)計沉淀池時需要 考慮均勻配水和均勻集水，沉淀池積泥區(qū)的容積，應(yīng)根據(jù)進出水的懸浮物含量、處理水量、排泥周期和濃度等因素通過計算確定。當(dāng)沉淀池排泥 次數(shù)較多時，宜采用機械化或自動化排泥裝置，應(yīng)設(shè)取樣裝置。 ① 平流式沉淀池 優(yōu)點：造價較低，操作管理方便，施工較簡單；對原水濁度適應(yīng)性強，處理效果穩(wěn)定，采用機械排泥設(shè)施時，排泥效果好 缺點：采用機械排泥設(shè)施時，需要維護機械排泥設(shè)備；占地面積大，水力排泥時，排泥困難 適用條件：一般適用于大中型水廠 ② 斜管（板）沉淀池 優(yōu)點：沉淀效率高，池體小，占地小 缺點：斜管（板）耗材多，對原水 濁度適應(yīng)性較平流池差；不設(shè)排泥裝置時，排泥困難，設(shè)排泥裝置時，維護管理麻煩 適用條件：尤其適用于沉淀池改造擴建和挖潛 ③ 豎流式沉淀池 優(yōu)點：排泥較方便，占地面積小 缺點：上升流速受顆粒下沉速度所限，出水量小，一般沉淀效果較差，施工較平流式困難 適用條件：一般用于小型凈水廠，常用于地下水位較低時 ④ 輻流式沉淀池 優(yōu)點：沉淀效果好 缺點：基建投資大，費用高，刮泥機維護管理較復(fù)雜，金屬耗量大，施工較困難 適用條件：一般用于大中型凈水廠，在高濁度水地區(qū)，作預(yù)沉淀池 結(jié)合優(yōu)缺點，本設(shè)計采用平流式沉淀池。 尺寸 采用兩座沉淀池 ,每座尺寸為 : L B H=70m ,每座沉淀池進河海大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計 18 口處用磚砌穿孔墻布水，墻長 ，墻高 ，進水穿孔花墻有 92 個孔洞 ,孔洞尺寸為 L H= 。出水渠寬度采用 1m，渠道深度為 。沉淀池放空時間 3h,放空管直徑 400mm 濾池 濾池類型的選擇 （ 1）多層濾料濾池：優(yōu)點是含污能力大，可采用較大的流速，能節(jié)約反沖洗用水，降速過濾水質(zhì)較好，但只有三層濾料、雙層濾料適用大中型水廠；缺點是濾料不易獲得且昂貴管理麻煩，濾料 易流逝且沖洗困難易積泥球，需采用助沖設(shè)備； （ 2）虹吸濾池：適用于中型水廠（水量 2— 10 萬噸 /日），土建結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，池深大，反洗時要浪費一部分水量，變水頭等速過濾水質(zhì)也不如降速過濾： （ 3）無閥濾池、壓力濾罐、微濾機等日處理小，適用于小型水廠； （ 4）移動罩濾池：需設(shè)移動洗砂設(shè)備機械加工量較大，起始濾速較高，因 而濾池平均設(shè)計濾速不宜過高，罩體合隔墻間的密封要求較高，單格面積不宜過大（小于 10m2 ）； （ 5）普通快濾池：是向下流、砂濾料的回閥式濾池，適用大中型水廠，單池面積一般不宜大于 100 m178。優(yōu)點有 成熟的運行經(jīng)驗運行可靠，采用的砂濾料，材料易得價格便宜，采用大阻力配水系統(tǒng)，單池面積可做得較大，池深適中，采用降速過濾，水質(zhì)較好； （ 6）雙閥濾池：是下向流、砂濾料得雙閥式濾池，優(yōu)缺點與普通快濾池基本相同且減少了 2 只閥門，相應(yīng)得降低了造價和檢修工作量，但必須增加形成虹吸得抽氣設(shè)備。 （ 7） V型濾池 ： 從實際運行狀況， V型濾池來看采用氣水反沖洗技術(shù)與單純水反沖洗方式相比，主要有以下優(yōu)點： ① 較好地消除了濾料表層、內(nèi)層泥球，具有截污能力強，濾池過濾周期長，反沖洗水量小特點。 可節(jié)省反沖洗水量 40～ 60%，降低水廠自用水量，降低生產(chǎn)運行成本。 ② 不易產(chǎn)生濾料流失現(xiàn)象，濾層僅為微膨脹，提高了濾料使用壽命，減少了濾池補砂、換砂費用。 ③ 采用粗粒、均質(zhì)單層石英砂濾料，保證濾池沖洗效果和充分利用濾料排污容量，使濾后水水質(zhì)好。 河海大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計 19 綜上所述， V型濾池適用范圍廣且沖洗效果好，節(jié)水，雖然濾料較厚較粗，過濾周期長，但沖洗過程自動控制減少人工管理，操作方便。本設(shè)計采用 V型濾池石英砂濾料。 尺寸 本水廠采用雙格 V 型濾池進行過濾， 單格寬 B =， 單格長 L =14m，濾池高度為 ， 共 4 座， 單格面積 49 m178。，雙格 面積 98m178。，總面積 392m178。 濾層采用單層均質(zhì)濾料 ，濾料選用石英砂。 水封井 出水堰總高 。 反沖洗配水干管采用鋼管， DN600； 反沖洗配氣干管采用鋼管， DN600。 V型槽傾角 45176。 ，垂直高度 ，壁厚 。反沖洗時 V型槽頂高出濾池內(nèi)液面高度為 。 選三臺 32SA19B型單 級雙吸離心泵作為沖洗水泵，兩用一備，揚程 20m，水泵流量 4700m179。/h。 消毒間 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。其方法分化學(xué)法與物理法兩大類，前者系水中投家藥劑，如氯、臭氧、重金屬、其他氧化劑等；后者在水中不加藥劑，而進行加熱消毒、紫外線消毒等。 消毒方式選擇 ① 液氯消毒 優(yōu)點：經(jīng)濟有效，使用方便， PH 值越低消毒作用越強，在管網(wǎng)內(nèi)有持續(xù)消毒殺菌作用。 缺點：氯和有機物反映可生成對健康有害的 物質(zhì)。 ② 漂白粉消毒 優(yōu)點：持續(xù)消毒殺菌。 缺點：漂白粉不穩(wěn)定，有效氯的含量只有其 20%— 25%。 ③ 二氧化氯消毒 優(yōu)點：對細菌、病毒等有很強的滅活能力，能有效地去除或降低水的色、嗅及鐵、錳、酚等物質(zhì)。 缺點： 2ClO 本身和副產(chǎn)物 ?2ClO 對人體血紅細胞有損害。 河海大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計 20 ④ 臭氧消毒 優(yōu)點：殺菌能力很高，消毒速度快，效率高，不影響水的物理性質(zhì)和化學(xué)成分，操作簡單，管理方便。