给水厂课程设计

一.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化进程较快的地区。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、鳌峙塘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（10+M）×104m3/d（M为学生学号的个位数字）。征地面积约40000m2，地形图见附图。

1.3基础资料及处理要求

1.3.1原水水质

原水水质的主要参数见表1。

1.3.2地址条件

根据岩土工程勘察报告，水厂厂区现场地表层分布较厚的素填土层，并夹杂大量的块石，平均厚度为5米左右，最大层厚达9.4米，该土层结构松散，工程地质性质差，未经处理不能作为构筑物的持力层，为提高地基承载力及减少构筑物的沉降变形，本工程采用振动沉管碎石桩对填土层进行加固处理.桩体填充物为碎石，碎石粒径为2~5CM，桩径为400毫米，桩孔距为1M，按梅花形布置。

1.3.3气象条件

项目所在地属于亚热带海洋性气候，阳光充足，雨量充沛，多年平均气温22℃，绝对最高温度38.2℃(94.7.2)，绝对最低温度－0.5℃(57.2.11)，年平均霜冻日3.6天，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(81.7.1)，年平均相对湿度79％。

主导风向东北（01班）、西南（02班）。

1.3.4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。

二.设计水质水量计算

2.1设计水质

给水处理过程设计出厂水水质应满足《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）中检测项目指标要求，生活饮用水水质应符合下列基本要求：水中不应含有病原微生物，水中所含化学物质及放射性物质不应危害人体健康，水的感官性状良好。

2.2设计水量

设计水量()()m M Q 34441017107101010⨯=⨯+=⨯+=

三.工艺流程和构筑物形式的选择

3.1工艺流程的选择

给水处理工艺流程的选择与原水水质和处理后的水质要求有关。一般来讲，地下水只需要经消毒处理即可；对含有铁、锰、氟的地下水，则需采用除铁、除锰、除氟的处理工艺。地表水为水源时，生活饮用水通常采用混合、絮凝、沉淀、过滤、消毒的处理工艺。如果是微污染原水，则需要进行特殊处理。

根据上述要求，本设计选择“原水混凝沉淀过滤消毒”的处理工艺。

3.2构筑物形式的选择

根据已选工艺流程，在设计中混合设施选用机械混合池，反应池选用折板反应池，沉淀池选用平流沉淀池，滤池选用普通快滤池，采用加氯消毒。

四.给水处理构筑物设计计算

4.1混凝药剂的选择

4.1.1混凝剂投量计算 设计中取日处理水量d m Q 3 170000=；采用精制硫酸铝，根据原水水质，参考当地某厂，单位混凝剂最大投量最大取L mg a 3.61=，平均取L mg a 0.38=。

当a 取61.3 mg/L 时：

日混凝剂投量 kg 1042117000010003.611000=⨯==

aQ T

当a 取38 mg/L 时： d kg 46061700001000381000=⨯==aQ T 4.1.2水的pH 和碱度的影响

（1）水的pH 和碱度的影响

硫酸铝除浊的最佳pH 值范围在6.5～7.5之间，在此范围内，主要存在形态是高聚合度氢氧化铝，其对胶粒具有十分优异的聚合作用。由于硫酸铝水解过程中不断产生+H ，而导致水的pH 值下降。为使pH 值保持在最佳范围内，应使水中具有足够的碱性物质与+H 中和。当原水碱度不足或硫酸铝投量多时，会使水的pH 值大幅下降并影响硫酸铝继续水解。为此，需向水中投加碱剂，通常投加的碱剂为CaO 。

（2）石灰投量计算

由水质资料知，原水中碱度为47.5 mg/L ，即为CaO 5.74L mg ，相当于

L mmol 0.8556

47.5= 精制硫酸铝投量为61.3 mg/L ，市售石灰纯度为50%。

投药量折合32O Al 为L mg 18.2829.8%3.61=⨯

32O Al 分子量为102，投药量相当于

L mmol 0.17910218.28=。 设计中取保证反应顺利进行的剩余碱度[]L mmol 0.312=δ，则

[][][][]L mmol

x a 0.140.450.85-0.17933CaO =+⨯=+-=δ CaO 分子量为56，则市售石灰投量为L mg 15.70.5

5614.0=⨯。 4.1.3混凝剂的配制和投加

（1）混凝剂投加方法

混凝剂投加方法有湿投和干投，干投应用较少，本设计采用湿投方法。

（2）混凝剂调制方法

混凝剂采用湿投时，其调制方法有水力、机械搅拌方法，水力方法一般用于中、小型水厂，机械方法可用于大、中型水厂，本设计采用机械方法调制混凝剂。

（3）溶液池容积

设计中取混凝剂的浓度%15=b ，每日调制次数2=n 次，混凝剂最大投加量L mg a 3.61=，设计处理水量m Q 37083=，则

溶液池容积 3134.7115

241770833.61417m bn aQ W =⨯⨯⨯== 溶液池采用钢筋混凝土结构，单池尺寸为()m H B L 2.33.56⨯⨯=⨯⨯，高度中包括超高0.3 m ，沉渣高度0.3 m 。

溶液池实际有效容积3'135.71.73.56m W =⨯⨯=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。沿地面接入药剂稀释用给水管DN80mm 一条，于两池分设放水阀门，按1h 放满考虑。

（4）溶解池容积

3129.734.7128.028.0m W W =⨯==

溶解池尺寸为m m m H B L 2.72.11.2⨯⨯=⨯⨯，高度中含超高0.3m ，底部沉渣高0.2m 。为操作方便，池顶高出地面0.8m 。

溶解池实际有效容积 3'29.72.22.12.1m W =⨯⨯=

溶解池采用钢筋混凝土结构，内壁用环氧树脂进行防腐处理，池底设0.02坡度，设DN100mm 排渣管，采用硬聚氯乙烯管。给水管管径DN80mm ，按10min