目录第一章绪论1.1工程概况第二章净水厂工艺流程的选择2.1 混凝剂药剂的选用与投加2.2 消毒剂的选择2.3 混合设备2.4 絮凝池2.5 沉淀池2.6 滤池第三章净水构筑物的计算3.1 溶解池和溶液池3.2 混合设备3.3 絮凝池3.4 沉淀池3.5 滤池3.6 清水池第四章水厂的平面布置与高程布置4.1 平面布置4.2 高程布置第一章绪论1.1工程概述该开发区是1992年经湖南省人民政府批准的省级重点开发区，位于湖南省常德市西北部，距离市中心约25公里。

经过近十多年的艰苦创业，该开发区已经具备大规模开发建设的总体框架,形成了良性循环的软硬投资环境，吸引了近20个国家和地区的投资, 目前该开发区已经成为湖南省及常德市对外开放的战略重心和新的经济增长点。

由于该区内需水量较大，经有关部门与水利、环保等部门协商后，决定建一新水厂，从沅江取水。

该区近期水厂设计规模3万m3/d，远期5万m3/d。

（1）地理位置东径108；北纬27°（2）地形地貌城区地形平坦，其吴淞标高为32.0米。

（3）气象资料气温：历年最高气温39 o C；历年最低气温-5 o C；常年平均气温18 o C风向：常年主导风向为东南风冬季冰冻期：5天；土壤冰冻深度：0.1米（4）土壤地质资料土壤承载力：2.3 kg/cm2；浅层地下水离地面1.5 米（1）河流概述：水源水量丰富，水质符合国家规定的饮用水源水质标准，因河道航运繁忙，取水构筑物不得影响航运。

（2）河流特征：（3）水质资料（1）混凝剂：硫酸铝、三氯化铁、碱式氯化铝（2）混凝剂投加量参考值（3）当地所产滤料：石英砂、无烟煤、铁矿石等均有供应（4）用于消毒的药剂：液氯、漂白粉、臭氧、二氧化氯等均有供应，其他材料可按设计要求采购。

第二章净水厂工艺流程的选择根据《地面水环境质量标准》（GB—3838—88），原水水质符合地面水Ⅲ类水质标准，除菌落总数偏高外，其余参数均符合《生活饮用水卫生标准》（GB—5749—85）的规定。

水厂水以地表水作为水源，工艺流程如下：已知有硫酸铝、三氯化铁、碱式氯化铝三种混凝剂。

由混凝剂投加参考值可知，当浊度一定时，混凝剂投加量与药剂的选择相关。

考虑经济最优原则，选定水厂混凝剂为碱式氯化铝。

碱式氯化铝在我国从七十年代初开始研制应用，因效果显著，发展较快，目前应用较普遍，具用使胶粒吸附电性中和和吸附架桥的作用，因此絮凝效果较好。

2.1.2 混凝剂的投加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。

计量设备有苗嘴，电磁流量计，计量泵和转子流量计。

综合比较，本设计采用耐腐蚀离心泵和转子流量计配合投加。

2.2 消毒剂的选择已知用于消毒的药剂有液氯、漂白粉、臭氧、二氧化氯等。

按消毒效果强弱可知臭氧﹥二氧化氯﹥液氯。

虽然臭氧消毒效果最好，并且不会产生THMs等副产物。

但是臭氧在水中不稳定，易分解，不能保证出厂管网的消毒效果。

此外，臭氧消毒系统设备复杂，投资较大。

故此设计中臭氧不用于水厂消毒剂。

液氯是应用最为广泛的一种消毒剂，它消毒效果较好，但是由于自由氯氧化性能力强，可能会与水中腐殖质等一些有机物反应生成三卤甲烷THMs和卤乙酸HAAs等具有“三致”作用的消毒副产物。

考虑饮水安全性，选定二氧化氯为消毒剂。

因为它很好的弥补了这一缺陷，此外二氧化氯消毒能力强于液氯，在相同条件下用量也比液氯少。

但ClO2极不稳定，易发生爆炸，所以一般现场制备ClO2。

2.3 混合设备在给排水处理过程中原水与混凝剂，助凝剂等药剂的充分混合是使反应完善，从而使得后处理流程取得良好效果的最基本条件。

混合是取得良好絮凝效果的重要前提，影响混合效果的因素很多，如药剂的品种、浓度、原水温度、水中颗粒的性质、大小等。

混合设备的基本要求是药剂与水的混合快速均匀。

同时只有原水与药剂的充分混合，才能有效提高药剂使用率，从而节约用药量，降低运行成本。

混合的方式主要有管式混合、水力混合、水泵混合以及机械混合等。

由于水力混合难以适应水量和水温等条件变化，且占地大，基建投资高；水泵混合设备复杂，管理麻烦；机械混合耗能大，维护管理复杂；相比之下，管式静态混合器是处理水与混凝剂、助凝剂、消毒剂实行瞬间混合的理想设备，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。

本设计采用管式静态混合器对药剂与水进行混合。

2.4 絮凝池絮凝过程就是在外力作用下，使具有絮凝性能的微絮粒相互接触碰撞，而形成更大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、折板絮凝、机械絮凝、栅条（网格）絮凝、和穿孔旋流絮凝。

各种池型类型及特点汇总见下表2-1。

表2-1 絮凝池的类型及特点表类型特点适用条件隔板式絮凝池往复式优点：絮凝效果好，构造简单，施工方便；缺点：容积较大，水头损失较大，转折处钒花易破碎水量大于30000m3/d的水厂；水量变动小者回转式优点：絮凝效果好，水头损失小，构造简单，管理方便；缺点：出水流量不宜分配均匀，出口处宜积泥水量大于30000m3/d的水厂；水量变动小者；改建和扩建旧池时更适用折板式絮凝池优点：絮凝效果好，絮凝时间短，容积较小；缺点：构造较隔板絮凝池复杂，造价高流量变化较小的中小型水厂机械絮凝池优点：絮凝效果好，节省与药剂；水头损失小缺点：机械维修量大适用于大小水厂网格栅条絮凝池优点：絮凝效果好，水头损失小，絮凝时间短；缺点：末端池底易积泥对水质水量变化适用性强已知该区近期水厂设计规模3万m3/d，远期5万m3/d。

根据以上各种絮凝池的特点以及实际情况并进行比较，本设计选用往复式隔板絮凝池。

2.5 沉淀池沉淀池是使悬浮颗粒从水中分离的构筑物。

常见沉淀池有竖流式、平流式、辐流式以及斜管斜板式。

现将各种形式沉淀池的性能特点以及适用条件汇总如下表2-2。

2-2 各种形式沉淀池性能特点和适用条件表斜管（板）式优点：1、沉淀效果高；2、池体小，占地少缺点：1、斜管（板）耗用材料多，且价格较高；2、排泥较困难1、宜用于大中型厂2、宜用于旧沉淀池的扩建、改建和挖槽原水经投药、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。

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。

2.6 滤池滤池形式多种多样。

有普通快滤池、虹吸滤池、重力无阀滤池以及V型滤池等。

普通快滤池单层滤料的优点有运行管理可靠，有成熟的运行经验；池深较浅。

缺点是阀门比较多；一般大阻力冲洗，需要设有冲洗设备；双层滤料的优点有滤速比单层的高；含污能力较大(约为单层滤料的1.5~2.0倍)，工作周期较长；无烟煤做滤料易取得，成本低。

缺点是滤料径粒选择较严格；冲洗时要求高，常因煤粒不符合规格发生跑煤现象；煤砂之间易积泥；虹吸滤池的优点是不需要大型的闸阀及相应的电动或水力等控制设备，可以利用滤池本身的出水量、水头进行冲洗，不需要设置洗水塔或水泵；可以在一定范围内，根据来水量的变化自动均衡地调节各单元滤池的滤速，不需要滤速控制装置；滤过水位永远高于滤层，可保持正水头过滤，不至于发生负水头现象；设备简单，管廊面积小，控制闸阀和管路可集中在滤池中央的真空罐周围，操作管理方便，易于自动化控制，减少生产管理人员，降低运转费用；在投资上与同样生产能力的普通快滤池相比能降低造价20～30%，且节约金属材料30～40%。

缺点与普通快滤池相比，池深较大(5～6米)；采用小阻力配水系统单元滤池的面积不宜过大，因冲洗水头受池深的限制，最大在1.3米左右，没有富余的水头调节，有时冲洗效果不理想。

重力式无阀滤池的优点是不需要大型的阀门及相应的起闭控制设备，也无需管道，也不需要真空设备，运行可以完全靠水力自动的控制滤池；管理维护较简单，能自动冲洗。

缺点是清砂较为不方便。

综上分析以及根据实际情况考虑，本设计采用虹吸滤池。

滤料选用双层滤料，上层无烟煤，下层石英砂。

第三章 净水构筑物的计算已知该区近期水厂设计规模3万m 3/d ，远期5万m 3/d 。

则该水厂分两期建设。

一级泵站、配水井、加药间、药库、加氯间、氯库、二级泵站、两期土建工程一次建成（即按供水量5万m 3/d 设计），预留二期设备安装位置，其他构筑物分期建设。

3.1 溶解池和溶液池3.1.1 已知条件已知近期设计规模为30000 m 3/d ，设水厂自用水占全部水量的5%。

则计算水量Q=30000*1.05m 3/d=31500 m 3/d =1312.5 m 3/h ，原水浑浊度最高为700 mg/L 。

本设计选碱式氯化铝为混凝剂，由混凝剂投加量参考值可知：在这个浊度下，混凝剂的最大投药量a=28mg/L ，药溶液浓度c=10%，混凝剂每日配制次数n=2次。

3.1.2 设计计算 （1）溶液池容积1W 31281312.54.40417417210aQ W m cn ⨯===⨯⨯，取4.40m 3 式中：1W —溶液池容积，m 3；a — 混凝剂（碱式氯化铝）的最大投加量（mg/L ），本设计取28mg/L ； Q — 设计处理的水量，1312.5m 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10%； 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，内壁衬以聚乙烯板。

设置2个，每个容积为W 1（一备一用），以便交替使用，保证连续投药。

溶液池尺寸为2.0 1.5 1.8L B H m m m ⨯⨯=⨯⨯，高度中包括超高0.3m ，置于室内地面上。

（2）溶解池实际有效容积2W溶解池的容积一般为溶液池的0.2~0.3倍，本设计中取0.3。

则2W =0.31W =0.3*4.40 m 3=1.32 m 3溶解池也采用矩形钢筋混凝土结构，内壁衬以聚乙烯板溶解池尺寸1.5 1.0 1.5L B H m m m ⨯⨯=⨯⨯。

为便于操作，溶解池置于地下，池顶高出地面0.5米。

3.2 混合设备本设计采用管式静态混合器对药剂与水进行混合。

设计总进水量为Q=31500m 3/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，管径为均600mm ，流速v=1.2m/s 。

图3-1 管式静态混合器图1.设计管径静态混合器设在絮凝池进水管中，设计流量333150015750/0.18/2Q q m d m s n ====； 则静态混合器管径为：0.47D m === ，本设计采用D=500mm ； 2.混合单元数混合单元数一般为2~4节，本设计中取N=3节。