第一章城市给水处理厂课程设计基础资料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、东城区下桥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（5+N）/2×104m3/d，式中N为学号，即15×104m3/d。

征地面积约40000m2，地形图见附图。

1.3基础资料及处理要求（1）原水水质原水水质的主要参数见表1。

（2）厂区地形地形比例1:400，设计高程取清水池水面为0.00m。

（3）工程地质资料1）地质钻探资料见表2:表2表土砂质粘土细砂中砂粗砂粗砂石粘土1m 1.5m 1m 2m 0.8m 1m 2m2）地震计算强度为186.2Kpa。

3）地震烈度为9度以下。

4）地下水质对各类水泥均无侵蚀作用。

（4）水文及水文地质资料1）最高洪水位: 342.5m;最大流量:Q=295m3/s。

2）常水位:340.5m,平均流量:Q=15.3m3/s。

3）枯水位：338.7m;最小流量：Q=8.25m3/s。

4）地下水位:在地面下1.5m 。

（5）气象条件1）风向(以所取风玫瑰为准)。

1班：主导风向东北风； 2班：主导风向西南风。

2）气温:最冷月平均为5O C最热月平均为28.4O C。

极端气温:最高38O C，最低为-0.5O C,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(2011.7.1)，年平均相对湿度79％。

3）土壤冰冻深度:0.7m（6）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。

第二章给水处理厂方案设计2.1资料分析与整理2.1.1水域功能和标准分类我国的《地表水环境质量标准》(GB3838—2002)规定了地表水水域功能分类、水质要求、标准的实施和水质监测等。

依据地表水水域环境功能和保护目标，按功能高低依次划分为五类：Ⅰ类主要适用于源头水、国家自然保护区；Ⅱ类主要适用于集中式生活饮用水地表水源地一级保护区、珍稀水生生物栖息地、鱼虾类产卵场、仔稚幼鱼的梭饵场等；Ⅲ类主要适用于集中式生活饮用水地表水源地二级保护区、鱼虾类越冬场、洄游通道、水产养殖区等渔业水域及游泳区；Ⅳ类主要适用于一般工业用水区及人体非直接接触的娱乐用水区；Ⅴ类主要适用于农业用水区及一般景观要求水域。

对应地表水上述五类水域功能，将地表水环境质量标准基本项目标准值分为五类，不同功能类别分别执行相应类别的标准值。

水域功能类别高的标准值严于水域功能类别低的标准值。

同一水域兼有多类使用功能的，执行最高功能类别对应的标准值。

2.1.2水质评价与分析由上述水域功能和标准分类可知，可作为地表水源的水质应符合三类及以2.2水厂选址2.2.1地址选择原则（1）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。

2.2.2设计规模给水处理厂的设计水量以最高日平均时流量计。

设计处理水量15×104m3/d，水厂自用水量占5%，故设计总进水量为Q=150000 ×1.05=157500m3/d=6562.5 m3/h=1.823m3/s。

征地面积约40000m2。

根据处理水量，水厂拟分为4个系列，平行布置。

2.3工艺流程选择PAC 氯消毒原水静态混合器折板反应池斜管沉淀池V型滤池清水池静态混合器：设备简单，不占地，但是当流量减小时可能在管中反应沉淀，效果较好，但是水头损失较大，适用于流量变化不大的水厂。

折板反应池：应用广泛，水力条件改善反应时间短，池子容积较小。

但是折板反应池板距较小，安装维修困难，折板费用较高。

斜管沉淀池：基于增大沉淀面积，减少单位面积的产量来提高杂质去除率，所以池体小、占地少，但对原水浊度适应性较差。

V形滤池：其截污量大，过滤周期长，采用气水反冲洗方式，下向流水头恒速过滤，反冲洗效果较好且反冲洗强度低，耗水量小，但冲洗配套设备复杂，需要鼓风设备。

适用于大中型水厂。

氯消毒：消毒效果好，价格成本低，接触时间短，同时能保证管网中的余氯量，具有持久的消毒效果。

但是在有机物含量较高的水体中易产生消毒副产物。

综上所述，结合原水水质特征和水厂的地形特点考虑，采用本工艺流程是比较合理的选择。

第三章净水构筑物的计算3.1预处理的设施及参数预氧化、预加氯等预处理一般采用化学预处理的方式，处理厂所用的药剂3.2配水井 3.2.1配水井设置一般按照设计规模一次建成，停留时间取30s 。

为使水位稳定和便于后期改造，配水井出水端设置调节堰板；为防止调压阀误操作和失控，配水井一端设置溢流井和调节堰板。

3.2.2配水井有效体积335554.69m =30×1.823=t ×Q =V m = 3.2.3配水井尺寸确定设进厂原水管道经济流速为2.0m/s ，则水厂进水管管径D 进水=1078mm ，实际取D 进水=1100mm ，对应流速为1.92m/s 。

设计其高位H=2m ，其中包括0.5m 超高。

则配水井底面积为：3375.1555.1m V S ===m 87.614.33744=⨯==πSD ，取D=7.0m 。

池子的有效容积为320m 585.12=⨯⎪⎭⎫⎝⎛⨯=D V π>55m 3，满足要求。

3.3混凝剂类型及加药间 3.3.1混凝剂的选择与投加量 （1）混凝剂的选择：综合考虑到原水水质、成本、操作难易等因素，选用碱式氯化铝。

（2）混凝剂投加量的确定：常用的混凝剂投加量按照20mg/L 设计，所以碱式氯化铝每天的投加量：M=157500×1000×20×10-6=3150kg3.3.2溶解池、溶药池的药液浓度和体积混凝剂的投加浓度一般采用5%～15%（按商品固体质量计）。

混凝剂每日调配次数不超过3次。

溶液池的数量一般不少于两个，以便交替使用，保证连续投药。

溶解池的容积按溶液池容积的0.2～0.3倍计算。

（1）溶液池容积W 13316114.99210417250620417m m n b Q u W ≈=⨯⨯⨯=⨯⨯⨯=式中：u ——混凝剂最大投量，本设计取20mg/L ；Q ——设计处理水量，6250m 3/h ；b ——溶液浓度（%），混凝剂溶液一般采用5%~20%（按商品固体混凝剂重量计算），本设计采用10%； n ——每日调制次数，一般不宜超过3次。

设计容积取16m 3，溶液池采用矩形钢筋混凝土结构，设置2个，以便交替使用，保证连续投药。

单池尺寸为L ×B ×H=4×2×2.5=20m 3，高度中包括超高0.5m 。

有效高度2.0m ，置于室内地面上。

溶液池实际有效容积：L ×B ×H=4×2×2=16m 3，满足要求。

池旁设工作台，宽1.0~1.5m ，池底坡度为0.02。

池内壁用环氧树脂进行防腐处理。

（2）溶解池容积W 2()3122.3162.00.3~0.2m W W =⨯==式中：W 2——溶解池容积（m 3），一般采用（0.2~0.3）W 1；本设计取0.2W 1。

溶解池分1个，单个溶解池尺寸：L ×B ×H=2.0×1.6×1.3=4.16m 3，高度中包括超高0.3m ，有效高度1.0m ，池底坡度采用0.02。

溶解池实际有效容积：L ×B ×H=2.0×1.6×1.0=3.2m 3。

溶解池的放水时间采用t=10min ，则放水流量：s L t W q 33.5106010002.36020=⨯⨯==查水力计算表得放水管管径d 0=100mm ，相应流速为0.68m/s ，管材采用硬聚氯乙烯管。

溶解池底部设管径100mm 的排渣管一根，采用硬聚氯乙烯管。

溶解池的形状采用矩形钢筋混凝土结构，内壁用环氧树脂进行防腐处理。

3.3.3投加系统构成和投药控制系统选型此设计方案采用湿投法。

此设计方案选择加药泵投加方式。

（3）投药管流量：s L W q 37.06060241000216606024100021=⨯⨯⨯⨯=⨯⨯⨯⨯=，查水力计算表得投药管管径d=20mm ，相应流速为1.18m/s 。

（4）计量投加设备：本设计采用计量泵投加混凝剂。

计量泵每小时投加药量：m Wq 3133.112==。

计量泵型号为J-Z1600/0.6型柱塞计量泵，选用两台，一用一备。

3.3.4加药间及药库布置1.加药间布置的一般要求如下：（1）加药间宜与药库合并布置。

布置原则为：药剂输送、投加流程顺畅，方便操作与管理，力求车间清洁卫生，符合劳动安全要求，高程布置符合投加工艺及设备条件。

（2）加药间位置应尽量靠近投加点。

（3）加药间可布置成各种形状，工程实例中，采用较多的为一字形、L 形、T 形等。

（4）靠近和穿过操作通道、运输通道及人员进出区域的各种管道宜布置在管沟内，管沟应设有排水措施，并防止室外管沟积水的倒灌。

（5）根据药剂品种确定加药管管材，一般混凝剂可采用硬聚氯乙烯管。

（6）加药间应保持良好的通风。

2.药库的布置（1）药剂仓库与加药间宜连接在一起，存储量一般按最大投药量期的一个月用量计算。

（2）仓库除确定的有效面积外，还要考虑放置泵称的地方，并尽可能考虑汽车运输方便，留有1.5米宽的过道。

（3）应有良好的通风条件，并并应防止药剂受潮，同时仓库的地坪和墙壁应有相应的防腐措施。

药剂按最大投加量的30d用量储存，则所用药剂总质量为：3150×30=94.5t，碱式氯化铝的相对密度取1.3，则药剂所占体积为：94.5/1.3=72.69m3，药剂的堆放高度按2.0m计，则所需面积为36.35m2，考虑药剂通道等因素，这部分面积按药品所占面积的15%计，则药库所需面积为：36.35×1.15=41.80m2，取42m2，药库平面尺寸取7×6m2，仓库上端留有超高1m。

库内设电动单梁悬挂起重机一台，型号为DX0.5-10-20。