目录一、设计概要41.1设计题目41.2设计任务41.3原始资料41.3.1 工程设计背景41.3.2 设计规模41.3.3基础资料及处理要求5二、总体设计72.1设计原则72.2 厂址选择72.3 水厂工艺流程选择82.4 水处理工艺的选择92.4.1 混凝92.4.2 沉淀132.4.3 过滤152.4.4 消毒16三、净水构筑物的设计计算183.1 配水井设计计算183.1.1 配水井设置183.1.2 配水井有效体积183.1.3 配水井尺寸确定183.2加药间设计计算183.2.1混凝剂剂量183.2.2混凝剂的投加193.2.3 加药间及药库的设计213.3混合设备设计223.4 反应池设计263.4.1 设计参数263.4.2 反应池尺寸计算和确定263.4.3 网格的设计布置273.4.4 水头损失计算293.4.5 校核303.5 沉淀池的设计与计算313.5.1 设计流量313.5.2 平面尺寸计算313.5.3 校核323.5.4 进水穿孔墙设计333.5.5 出水系统设计333.5.6 沉淀池的放空管353.5.7 排泥设施选择353.5.8 沉淀池的总高度354.1 高程布置474.1.1 管渠水力计算474.1.2 给水处理构筑物高程计算484.4.3给水处理构筑物高程布置49一、设计概要1.1设计题目 城市给水处理厂方案设计(工艺 )1.2设计任务1) 主要任务：完成城市给水处理厂方案设计。设计规模为m3/d。 原水水质资料、地形地址、气象条件等参数见附 城市给水处理厂课程设计基础资料2) 设计要求：完成水源水质评价，设计包括工艺确定、主体处理构筑物初 步设计计算、厂区平面、系统高程和主要管网布置等。3) 设计成果：设计说明及计算书1份，包括：目录、原始资料、系统选择、 处理工艺设计计算、平面及高程等内容。4) 图纸要求：给水处理厂平面图（1：500）；处理系统高程图（1：100）； 重要构筑物(混凝沉淀池/滤池)工艺设计的三视图12张；1.3原始资料1.3.1 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。1.3.2 设计规模 该净水厂总设计规模为m3/d。征地面积约40000m2，地形图见附图。1.3.3基础资料及处理要求（1）原水水质表1-1 东江原水水质资料序号项目单位数值序号项目单位数值1浑浊度度54.213锰mg/L0.072细菌总数个/mL28014铜mg/L0.013总大肠菌群个/L920015锌mg/L0.054色度色度单位2016BOD5mg/L1.965嗅和味-17阴离子合成剂mg/L-6肉眼可见物微粒18溶解性总固体mg/L1077pH7.3719氨氮mg/L0.148总硬度(CaCO3)mg/L4220亚硝酸盐氮mg/L0.0559总碱度mg/L47.521硝酸盐氮mg/L0.1510氯化物mg/L15.222耗氧量mg/L2.4911硫酸盐mg/L13.323溶解氧mg/L6.9712总铁mg/L0.17（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25CM，桩径为400毫米，桩孔距为1M，按梅花形布置。（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。（4）处理要求 出厂水水质指标满足生活饮用水卫生标准（GB57492006）的相关要求。二、总体设计2.1设计原则(1) 水处理构筑物的生产能力，应以最高日供水量加水厂自用水量进行设计，并按原水水质最不利情况进行校核。水厂自用水量取决于所采用的处理方法、构筑物类型及原水水质等因素，城镇水厂自用水量一般采用供水量的5%10%，必要时可通过计算确定。(2) 水厂应按近期设计，并考虑远期发展。根据使用要求及技术经济合理性等因素，对近期工程亦可做分期建设的可能安排。对于扩建、改建工程，应从实际出发，充分发挥原有设施的效能，并应考虑与原有构筑物的合理配合。(3) 水厂设计中应考虑各构筑物或设备进行检修、清洗及部分停止工作时，仍能满足用水要求、主要设备应有备用量；处理构筑物一般不设备用量，但可通过适当的技术措施，在设计允许范围内提高运行负荷。(4) 水厂自动化程度，应本着提供水水质和供水可靠性，降低能耗、药耗，提高科学管理水平和增加经济效益的原则，根据实际生产要求，技术经济合理性和设备供应情况，妥善确定。(5) 设计中必须遵守设计规范的规定。如果采用现行规范中尚未列入的新技术、新工艺、新设备和新材料，则必须通过科学论证，确证行之有效，方可付诸工程实际。但对与确实行之有效、经济效益高、技术先进的新工艺、新设备和新材料，应积极采用，不必受现行设计规范的约束。2.2 厂址选择在选择厂址时，一般应考虑以下几个问题：(1) 厂址应选择在工程地质条件较好的地方，一般选在地下水位低，承载力较大，湿陷性等级不高，岩石较少的地层，以降低工程造价和便于施工。(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) 水厂应尽量设置在交通方便、靠近电源的地方，以利于施工管理和降低输电线路的造价，并考虑沉淀池排泥及滤池冲洗水排除方便。(4) 当取水地点距离用水区较远时，水厂一般设置在取水构筑物附近，通常与取水构筑物建在一起，当取水地点距离用水区较近时，厂址选择有两种方案，一是将水厂设置在取水构筑物附近；另一是将水厂设置在离用水区较近的地方。前一种方案主要优点是：水厂和取水构筑物可集中管理，节省水厂自用水（如滤池冲洗和沉淀池排泥）的输水费用并便于沉淀池排泥和滤池冲洗水排除，特别对浊度较高的水源而言。但从水厂至主要用水区的输水管道口径要增大，管道承压较高，从而增加了输水管道的造价，特别是当城市用水量逐时变化系数较大及输水管道较长时；或者需在主要用水区增设配水厂（消毒、调节和加压），净化后的水由水厂送至配水厂，再由配水厂送入管网，这样也增加了给水系统的设施和管理工作。后一种方案优缺点与前者正相反。对于高浊度水源，也可将预沉构筑物与取水构筑物建在一起，水厂其余部分设置在主要用水区附近。以上不同方案应综合考虑各种因素并结合其他具体情况，通过技术经济比较确定。本设计按照上述原则并结合该市具体情况，水厂设于靠近水源地的地方，具体位置见平面图。2.3 水厂工艺流程选择给水处理方法和工艺流程的选择，应根据原水水质及设计生产能力等因素，通过调查研究、必要的实验并参考相似条件下处理构筑物的运行经验，经技术经济比较后确定。结合各水质特点，对部分水处理工艺流程进行对比选择。部分水处理工艺流程的对比见下表。净水工艺流程适用条件原水简单处理（如用筛网过滤）水质要求不高，如某些工业冷却用水，原水混凝沉淀或澄清过滤消毒一般进水浊度不大于20003000NTU，短时间内可达500010000NTU原水接触过滤消毒进水浊度一般不大于25NTU，水质较稳定且无藻内繁殖原水混凝沉淀过滤消毒（洪水期）山溪河流。水质经常清晰，洪水时含泥沙量较高原水混凝气浮过滤消毒经常浊度较低，短时间不超过100NTU原水（调蓄预沉或自然预沉或混凝预沉）混凝沉淀或澄清过滤消毒高浊度水二级沉淀（澄清）工艺，适用于含沙量大、砂峰持续时间较长的原水处理原水混凝气浮（沉淀）过滤消毒经常浊度较低，采用气浮澄清；洪水期浊度较高，则采用沉淀工艺表2-1 部分水工艺流程对比根据本市水质特点，选择流程：原水混凝沉淀过滤消毒。 2.4 水处理工艺的选择 由水源水质分析结果可知，该市水源地水质较好，满足地表水环境质量标准（GB38382002）中集中式生活饮用水地表水源地水质标准。净水流程中各主要工艺方案设计如下；2.4.1 混凝2.4.1.1混凝剂的选择与投加1)混凝剂的选择混凝剂优缺点精制硫酸铝Al3(SO4)218H2O制造工艺复杂，水解作用缓慢；含无水硫酸铝50%52%；适用于水温为20到40。当PH=4-7时，主要去除有机物；PH=5.77.8时，主要去除悬浮物；PH=6.47.8时，处理浊度高，色度低（小于30度）的水。粗制硫酸铝Al3(SO4)218H2O制造工艺简单，价格低；设计时，含无水硫酸铝一般可采用20%25%；含有20%30%不溶物，其他同精制硫酸铝硫酸亚铁FeSO47H2O絮体形成较快，沉淀时间短；使用于碱度高、浊度高，PH=8.1-9.6，混凝作用好，但原水色度较高时不宜采用；当PH较低时，常用氯氧化物使铁氧化成三价，腐蚀性较高。三氯化铁FeCl36H2O不受水温影响，絮体大，沉淀速度快，效果好。易溶解，易混合，残渣少。 对金属（尤其对铁）腐蚀性大，对混凝土亦腐蚀，对塑料会因发热而引起变形。原水PH=6.08.4之间为宜，当原水碱度不足时应加适量石灰；处理低浊水时效果不显著聚合氯化铝PAC净化效率高，用药量少，出水浊度低，色度小，过滤性能好，原水浊度高时尤为显著。温度适应性高，PH值使用范围宽（PH=59），因而可调PH值。操作方便，腐蚀性小，劳动条件好，成本低。聚丙烯酰胺PAM处理高浊度水池效果显著，既可保证水质，又可减少混凝剂用量和沉淀池容积，目前被认为是处理高浊水最有效的絮凝剂之一，适当水解后，效果提高，常与其他混凝剂配合使用或作助凝剂，其单体丙烯酰胺有毒，用于饮用水净化应控制用量。表2-2 各混凝剂的对比综上所述，选择