给水工程课程设计学校：学院：班级：姓名：学号：指导老师：日期：2014.6目录一、原始数据： (3)二、方案的选择与工艺流程的确定： (4)三、构筑物的设计计算: (5)1配水井设计计算 (5)2混凝处理 (6)3混合方式 (10)4.栅条絮凝池 (11)5斜管沉淀池 (17)6.普通快滤池滤 (21)8.消毒处理 (29)9..给水处理厂高程布置 (31)一、设计任务根据给定的资料设计一座中、小型给水处理厂及主要构筑物的工艺设计。

该水厂所在地区为华南地区。

二、城市自来水厂规模为 4.7万米3/日。

三、设计原始资料1、原水水质资料水质指标单位数值浑浊度最高一般色度水温最高最低 PH 值碱度总硬度大肠菌群细菌总数毫克/升毫克/升毫克/升度℃℃℃毫克/升毫克/升个/升个/毫升32812213057.12.911190310003、厂区地形图（1:500）4水厂所在地区为 华南 地区，厂区冰冻深度 0 米， 厂区地下水位深度 -2.4 米，主导风向 北 风。

5、厂区地形示意图：（以老师选定的为准）1 综述。

2总体设计2.1工艺流程的确定根据《地面水环境质量标准》（GB －3838－02），原水水质符合地面水Ⅲ类水质标准，除浊度、菌落总数、大肠菌数偏高外，其余参数均符合《生活饮用水卫生标准》（GB5749－2006）的规定。

水厂水以地表水作为水源，工艺流程如图1所示。

原水混 合絮凝沉淀池滤 池混凝剂消毒剂清水池二级泵房用户图1 水处理工艺流程236236.150220m165m2.2处理构筑物及设备型式选择1、配水井设计计算1.1设计参数配水井设计规模为：)/(5786.0)/(2083)/(50000333s m h m d m Q ===。

1.2设计计算1.2.1配水井有效容积：配水井水停留时间采用2～3m in ，取 2.5min T =，则配水井有效容积为379.8660/.522083QT W m =⨯==1.2.2设两条进水管管径 1D ：配水井进水管的设计流s m h m /2893.0/5.1041Q 33==，查水力计算表知，当进水管管径为DN600mm 时，s m v /01.1=（在1.0～1.2/m s 范围内）。

即mm 600D 1=管径1.2.3矩形薄壁堰：进水从配水井底中心进入，经等宽度堰流入2个水斗再由管道接入2座后续处理构筑物。

每个后续处理构筑物的分配水量为s m h m q /2893.0/5.10412/208333===。

配水采用矩形薄壁溢流堰至配水管。

a ．堰上水头H因单个出水溢流堰的流量为s L s m q /3.289/2893.03==，一般大于100/L s采用矩形堰，小于100/L s ，采用三角堰，所以本设计采用矩形堰（堰高h 取0.5m ）。

矩形堰的流量公式为：3/22q mb gH =式中 q ——矩形堰的流量，3/m s ；m ——流量系数，初步设计时采用0.42m =； b ——堰宽，m ，取堰宽 6.3=b H ——堰上水头，m 。

已知s m q /289.03=，0.42m =，m 6.3b =，代入下式，有：mg mb q H 123.0)8.926.342.0289.0(23/23/2=⨯⨯⨯=⎪⎪⎭⎫⎝⎛=b ．堰顶宽度B根据有关试验资料，当67.0<HB时，属于矩形薄壁堰。

取0.05B m =，这时2.40=HB（在0～0.67范围内），所以，该堰属于矩形薄壁堰。

1.3 配水管管径D 2由前面计算可知，每个后续处理构筑物的分配流量为s m q /289.03=，查水力计算表可知，当配水管管径mm 600D 2=时，s m v /01.1=（在0.8～1.0/m s 范围内）。

1.4配水井设计：配水井长为8m ，宽为5m ，井内有效水深m 5H 0=，考虑堰上水头和一定的保护高度，取配水井总高度为5.5m 。

2.2.1药剂溶解池设计药剂溶解池时，为便于投置药剂，溶解池的设计高度一般以在地平面以下或半地下为宜，池顶宜高出地面0.20m 左右，以减轻劳动强度，改善操作条件。

溶解池的底坡不小于0.02，池底应有直径不小于100mm 的排渣管，池壁需设超高，防止搅拌溶液时溢出。

由于药液一般都具有腐蚀性，所以盛放药液的池子和管道及配件都应采取防腐措施。

溶解池一般采用钢筋混凝土池体，若其容量较小，可用耐酸陶土缸作溶解池。

投药设备采用计量泵投加的方式。

采用计量泵，不必另备计量设备，泵上有计量标志，可通过改变计量泵行程或变频调速改变药液投量，最适合用于混凝剂自动控制系统。

2.2.2混合设备使用管式混合器对药剂与水进行混合。

在混合方式上，由于混合池占地大，基建投资高；水泵混合设备复杂，管理麻烦，机械搅拌混合耗能大，管理复杂，相比之下，管式混合具有占地极小、投资省、设备简单、混合效果好和管理方便等优点而具有较大的优越性。

2.2.3絮凝池反应池作用在于使凝聚微粒通过絮凝形成具有良好沉淀性能的大的絮凝体。

目前国内使用较多的是各种形式的水力絮凝及其各种组合形式，主要有隔板絮凝、栅条絮凝和折板絮凝。

这几种形式的絮凝池在大、中型水厂中均有使用，都具有絮凝效果好、水头损失小、絮凝时间短、投资小、便于管理等优点，并且都能达到良好的絮凝条件，从工程造价来说，栅条造价为折板的1/2，而隔板絮凝池占地较大，因此采用栅条絮凝。

2.2.4沉淀池原水经投药、混合与絮凝后，水中悬浮杂质已形成粗大的絮凝体，要在沉淀池中分离出来以完成澄清的作用。

设计采用斜管沉淀池，沉淀效率高、占地少。

相比之下，平流式沉淀池虽然具有适应性强、处理效果稳定和排泥效果好等特点，但是，平流式占地面积大。

而且斜管沉淀池因采用斜管组件，使沉淀效率大大提高，处理效果比平流沉淀池要好。

2.2.5滤池采用拥有成熟运转经验的普通快滤池。

它的优点是采用砂滤料，材料易得，价格便宜；采用大阻力配水系统，单池面积可较大；降速过滤，效果好。

虹吸滤池池深比普快滤池大，冲洗强度受其余几格滤池的过滤水量影响，冲洗效果不如普通快滤池稳定。

故而以普快滤池作为过滤处理构筑物。

2.2.6消毒方法水的消毒处理是生活饮用水处理工艺中的最后一道工序，其目的在于杀灭水中的有害病原微生物（病原菌、病毒等），防止水致传染病的危害。

采用被广泛应用的氯及氯化物消毒，氯消毒的加氯过程操作简单，价格较低，且在管网中有持续消毒杀菌作用。

虽然二氧化氯，消毒能力较氯强而且能在管网中保持很长时间，但是由于二氧化氯价格昂贵，且其主要原料亚氯酸钠易爆炸，国内目前在净水处理方面应用尚不多。

3加药间设计计算3.1 混凝剂投配设备的设计水质的混凝处理，是向水中加入混凝剂（或絮凝剂），通过混凝剂水解产物压缩胶体颗粒的扩散层，达到胶粒脱稳而相互聚结；或者通过混凝剂的水解和缩聚反应而形成的高聚物的强烈吸附架桥作用，使胶粒被吸附粘结。

混凝剂的投加分为干投法和湿投法两种，干投法指混凝剂为粉末固体直接投加，湿投法是将混凝剂配制成一定浓度溶液投加。

我国多采用后者，采用湿投法时，混凝处理工艺流程如图2所示。

图2湿投法混凝处理工艺流程据试验：图3-1不同混凝剂处理效果对比已知计算水量Q=5万m3/d=2083m3/h。

根据原水水质，参考上图，选碱式氯化铝（PAC）为混凝剂，据原水水质浊度判断，混凝剂的最大投药量a=26mg/L，药容积的浓度b=15%，混凝剂每日配制次数n=2次。

混凝剂投加量参考值:溶液池一般以高架式设置，以便能依靠重力投加药剂。

池周围应有工作台，底部应设置放空管。

必要时设溢流装置。

1）溶液池容积按下式计算：W 1=33.4152417208326417=⨯⨯⨯=bn aQ 取5m 3式中：a —混凝剂（碱式氯化铝）的最大投加量（mg/L ），本设计取26mg/L; Q —设计处理的水量，2083m 3/h;B —溶液浓度（按商品固体重量计），一般采用5%-20%，本设计取15%； n —每日调制次数，一般不超过3次，本设计取2次。

溶液池采用矩形钢筋混凝土结构，设置2个，每个容积为W1（一备一用），以便交替使用，保证连续投药。

单池尺寸为5.10.20.2⨯⨯=⨯⨯H B L ，高度中包括超高0.3m ，置于室内地面上.溶液池实际有效容积：8.42.10.20.2=⨯⨯=W m 3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。

沿池面接入药剂稀释采用给水管DN60mm ，按1h 放满考虑。

2） 溶解池容积2WW 2W 3.0=15.153.0=⨯=m 3式中： 2W ——溶解池容积（m 3 ），一般采用（0.2-0.3）1W ；本设计取0.31W 溶解池也设置为2池，单池尺寸：5.10.15.1⨯⨯=⨯⨯H B L ，高度中包括超高0.2m ，底部沉渣高度0.2m ，池底坡度采用0.02。

溶解池实际有效容积：65.11.10.15.1=⨯⨯=W m 3 溶解池的放水时间采用t ＝10min ，则放水流量：sL t W q /5.2601010005.16020=⨯⨯==查水力计算表得放水管管径0d ＝63mm ，相应流速s m d /73.00=,99.101000=i ,管材采用硬聚氯乙烯管。

溶解池底部设管径d ＝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)投药管 投药管流量sL W q /115.0606024100025606024100021=⨯⨯⨯⨯=⨯⨯⨯⨯=查水力计算表得投药管管径d ＝15mm ，相应流速为0.75m/s 。

4) 溶解池搅拌设备溶解池搅拌设备采用中心固定式平桨板式搅拌机。

5) 计量投加设备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投加和计量泵投加。

计量设备有孔口计量，浮杯计量，定量投药箱和转子流量计。

本设计采用耐酸泵和转子流量计配合投加。

计量泵每小时投加药量:h m W q /42.01251231===式中：1W ——溶液池容积（m 3）耐酸泵型号25FYS-20选用2台，一备一用. 6) 药剂仓库估算面积为150m 2，仓库与混凝剂室之间采用人力手推车投药,药剂仓库平面设计尺寸为10.0m×15.0m 。

4混合设备设计计算4.1设计参数设计总进水量为Q=50000m3/d ，水厂进水管投药口靠近水流方向的第一个混合单元，投药管插入管径的1/3处，且投药管上多处开孔，使药液均匀分布，进水管采用两条，流速v=1m/s 。

计算草图如图3-2。