给水厂设计——设计说明书

黄河水利职业技术学院环境与化学工程系给水厂设计1万吨/d班级：电厂化学0901指导老师：丁可轩姓名：孟海军学号：2009040108给水厂1万吨/d设计水明书2目录1概述设计任务及依据…………………………………３1.1原水水质资料……………………………………３1.2设计任务与步骤……………………………………３－４2.给水处理工艺流程的选择………………………………４2.1原水水质与处理标准对照分析………………………４—５2.2水厂工艺流程选择…………………………………………５2.2.1设备选择…………………………………………………５—９2.2.2初步制定工艺流程图………………………………………９2.3水厂设计规模………………………………………………2.4水处理构筑物设计计算……………………………………2.4.1配水井的设计………………………………………………2.4.2管式静态混合器的设计………………………………………2.4.3折板絮凝池的设计…………………………………………2.4.4竖流沉淀池的设计……………………………………………2.4.5V型滤池的设计………………………………………………2.4.6消毒…………………………………………………………2.4.7清水池的设计………………………………………………3水厂各处理构筑物平面布置的依据说明及特点…………………3.1平面布置综述………………………………………………………3.2本设计平面布置……………………………………………………黄河水利技术学院水处理工程技术《给水厂设计》说明书34.水厂高程布置……………………………………………………4.1高程布置综述……………………………………………………5设计总结……………………………………………6参考资料……………………………………………给水厂1万吨/d设计水明书4给水厂设计1万吨/d1概述设计任务及依据1.1原水水质资料编号项目单位分析结果附注1色度度202浑浊度mg/Ｌ200-15003嗅和味度合格4PH值7.75总硬度mg/Ｌ250以CaCO3计6铜mg/Ｌ0.87锌mg/Ｌ0.28锰mg/Ｌ0.019砷mg/Ｌ0.00210细菌总数个/Ｌ28011大肠菌群个/Ｌ731.2设计任务与步骤根据所给原始资料，进行城市净水厂工艺设计及工程扩大初步设计。设计任务与步骤如下所示：（1）根据原始资料计算水厂设计水量；（2）根据水质、水量、地区条件、施工条件和相似条件水厂运转情况选定处理方案和确定处理工艺流程；（3）水厂自用水量按设计净产水量的5％计；（4）选择各构筑物的形式和数目，初步进行水厂的平面布置和高程布置，在此基础上确定构筑物的形状、有关尺寸和安装位置等；（5）进行各构筑物的设计和计算，定出各构筑物和主要构件的尺寸，设计时要考虑到构筑物及其构件施工上的可能性；黄河水利技术学院水处理工程技术《给水厂设计》说明书5（6）根据各构筑物的确切尺寸，确定各种构筑物平面布置上的确切位置，并最后完成平面布置。确定各构筑物的连接管道的位置、管径、长度、材料及其附属设施，并最后定出水厂的高程布置；（7）绘制厂区总平面图、高程图（比例自定）；（8）就设计中需要说明的主要问题和计算成果写出设计计算说明书。2.给水处理工艺流程的选择2.1原水水质与处理标准对照分析项目单位原水处理标准分析结果色度度20≤15需处理浑浊度mg/Ｌ110-140≤3度需处理嗅和味度合格合格PH值7.76.5-8.5合格总硬度mg/Ｌ250≤450合格铜mg/Ｌ0.8≤1.0合格锌mg/Ｌ0.2≤1.0合格锰mg/Ｌ0.01≤0.1合格砷mg/Ｌ0.002≤0.05合格细菌总数个/mＬ280≤100需处理大肠菌群个/Ｌ73≤3需处理附注：总硬度以CaCO3计根据原水水质资料可知：原水中色度20度，浑浊度110—140mg/L，细菌总数280个/L，大肠菌数73个/L，以上四项均超标。而其他项均符合水质要求。实际水质标准要求如上表所示，所以原水应属于高浊度水，对水的处理工艺选择应着重在与处理水的浊度。2.2水厂工艺流程选择给水处理工艺方法和工艺的选择，应根据原水水质及设计生产生产能力等选择，由于水源不同，水质各异，生活饮用水处理系统的组成和工艺流程也多种多样。当以地表水作为水源时，处理工艺流程通常包括混凝、沉淀、过滤及消毒。给水厂1万吨/d设计水明书62.2.1设备选择1配水井工艺选择配水井主要用于调节水量，保证给水厂正常运行，保持必要的配水井容积并使出水均匀。由于原水中含有大量泥沙，配水井中沉降大量泥沙影响水厂正常工作，故选用两个配水井，配水井1主要用以沉降泥沙。配水井2主要用于调节水量。2混凝设施选择混凝的作用有：（1）降低水的浊度和色度，去除多种高分子有机物、某些重金属和放射性物质。（2）改善污泥的脱水性能。我国现常用的混合设施有管式静态混合器、机械混合器、扩散混合器。表1混合方式比较方式优缺点适用条件管式静态混合器优点：1.设备简单，维护管理方便2.不需土建构筑物3.在设计流量范围，混合效果好4.不需外加动力缺点：1.运行水量变化影响效果2.水头损失较大3.混合器构造复杂适用于水量变化不大的各种规模的水厂机械混合器优点：1.混合效果好2.石头损失较小3.混合效果基本不受水量变化影响缺点：1.需耗动能2.管理维护复杂3.需建混合池适用于各种规模的水厂扩散混合器优点：1.不需外加动力2.不需土建构筑物3.不占地缺点：混合效果受水量变化有一定影响适用于中等规模水厂给水厂的水量较稳定，且给水能力较小。因此经技术，经济比较，三种池型黄河水利技术学院水处理工程技术《给水厂设计》说明书7各有优缺点，此次设计推荐采用管式静态混合器。3凝聚剂的选择凝聚剂通常在混凝过程中起脱稳作用，常用的凝聚剂有硫酸铝、硫酸亚铁、三氯化铁和碱式氯化铝（PAC）等。PAC在混凝过程中消耗碱度少，耗药量少，净化效率高，适应的PH范围较硫酸铝宽（可在PH=5～9的范围内）且稳定。出水浊度低，色度小，过滤性好，对原水浊度高时较为显著。因此次设计推荐采用PAC。4絮凝池选取絮凝池习惯上也称为反应池，它是完成絮凝过程的设施，现常用的絮凝池有：（1）隔板絮凝池：水流以一定的流速在隔板之间通过从而完成絮凝过程。水流方向是水平运动的称为水平隔板絮凝池；水流方向为上下运动的称为垂直隔板絮凝池（2）折板絮凝池：在池中加设一些扰流单元（平折板或波纹折板）以达到絮凝所要求的状态。表2两种絮凝池的比较形式优缺点使用条件隔板絮凝池往复式优点：1.絮凝效果较好；2.构造简单，施工方便；缺点：1.絮凝时间较长；2.水头损失较大；3.转折处絮粒易破碎；4.出水流量不易分配均匀；.1.水量大于3万m3/d的水厂2.水量变动小回转式优点：1..絮凝效果较好；2.水头损失较小；3.构造简单，管理方便缺点：出水流量不易分配均匀；1.水量大于3万m3/d的水厂2.水量变动小3.适用于旧池改建和扩建折板絮凝池优点：1.絮凝时间段；2.絮凝效果好；缺点：1.构造较复杂2.水量变化影响絮凝效果水量变化不大的水厂所设计的给水厂水量变化不大，能力小于3万m3/d。经技术，经济比较，两种池型各有优缺点，折板絮凝池絮凝时间段，絮凝效果好，因此此次设计推荐采用折板絮凝池。给水厂1万吨/d设计水明书85.沉淀池选择目前沉淀池常用的有竖流式沉淀池、平流式沉淀池和辐流式沉淀池。竖流式沉淀池竖流沉淀池为中心进水，周边出水。原水从中心管进流入后，向下经反射板呈上向流流至出水堰，污泥沉入污泥斗并在静水压力的作用下排出池外。平流沉淀池平流沉淀池原水从池一端进入，按水平方向在池内流动，从池另一端溢出。原水中悬浮物在重力作用下沉淀，刮泥机按纵向和横向刮泥，将泥收集到在进水处的底部贮泥斗中，通过排泥管将沉淀污泥送至初沉污泥泵房。辐流沉淀池辐流沉淀池表面呈圆形，原水从池子中心进入，呈水平方向向四周辐射流动，流速从大到小变化，澄清水从池四周溢出。原水中悬浮物在重力作用下沉淀，采用回转式刮泥机将污泥沿径向刮进中心贮泥斗，利用池面水压将污泥排放到初沉污泥泵房。表3三种沉淀池的比较形式优缺点适用条件竖流式沉淀池优点：1.排泥方便，管理简单；2.占地面积较小缺点;1.池深大，造价高；2.对冲击负荷和高温变化的适应能力较差；3.池径不宜过大，否则布水不均匀小型水厂平流式沉淀池优点：1.沉淀效果好；2.对冲击负荷和温度变化适应能力较强；3.施工简单，造价较低；4.带有机械排泥设备时，排泥效果好；缺点：1.占地面积大，配水不易均匀；2.不采用机械排泥装置时，排泥较困难；3.需维护机械排泥设备地下水位高及地质较差地区，大、中、小型水厂辐流式沉淀池优点：1.多为机械排泥，运行可靠，管理简单；2.排泥设备已定型化缺点：机械排泥设备复杂，对施工质量要求高地下水位较高地区，大、中型水厂所设计的给水厂给水能力为1万m3/d属于小型水厂。经技术，经济比较，三中形式的沉淀池各有优缺点，综合考虑此此次设计推荐采用竖流沉淀池。黄河水利技术学院水处理工程技术《给水厂设计》说明书96.过滤设施的选择过滤一般用在混凝、沉淀或澄清等处理之后，用于进一步去除水中的细小悬浮颗粒，降低浊度。目前常见的快滤池有虹吸滤池、重力式无阀滤池和V型滤池。虹吸滤池的主要优点：无需大型阀门及相应的开闭控制设备，操作管理方便，易于实现自动化；不需要设置冲洗水塔（箱）或冲洗泵；出水水位高于滤料层，过滤时不会出现负水头现象。主要存在问题是：由于虹吸滤池的构造特点，池深比普同快滤池大且池体构造复杂；冲洗均匀性差。适用于5000～50000m3/d的中小型水厂。重力式无阀滤池优点：运行全部自动，操作管理方便；节省大型阀门，造价较低；出水面高出滤层，在过滤过程中滤料层内不会出现负水头。缺点：冲洗箱建于滤池上部，滤池总高度较大，出水水位较高，给水厂高程布置带来困难；池体结构较复杂，滤料处于封闭结构中，装御困难。适用于1×104m3/d的小型水厂，单池面积一般不大于16m2。V型滤池特点：采用较厚的均匀级配粗砂滤料层，虑速较高，含污能力大，过滤周期长，出水水质好；采用气—水结合冲洗，再加始终存在的表面扫洗，冲洗效果好，冲洗耗水量大，而且冲洗强度较小，滤料层不膨胀，不会产生水力筛分现象；整个运行过程中容易实现自动化控制管理。我国新建的大、中型水厂都采用V型滤池的虑水工艺。经过技术经济比较，三种工艺方案都能满足过滤要求，技术上都是可行的，经分析认为：虹吸滤池池大且池体构造复杂，冲洗均匀性差适用于5000～50000m3/d的中小型水厂；重力式无阀滤池虽适用本次所设计的给水厂但池体结构较复杂，滤料处于封闭结构中，装御困难。V型滤池含污能力大，过滤周期长，出水水质好，容易实现自动化控制管理且我国新建的大、中型水厂都采用V型滤池的虑水工艺。综上所述，此次设计推荐采用V型滤池。给水厂1万吨/d设计水明书107消毒剂的选取现常用的消毒有物理消毒法：加热消毒，紫外线消毒，辐射消毒。化学消毒法：漂白粉消毒，臭氧法消毒，氯气消毒。加热消毒费用高，不经济；紫外线消毒，处理水层薄，耗电量大，成本高，没有持续消毒作用；辐射消毒，一次性投入大，且还要用到辐射源，有一定的风险；漂白粉消毒，一般用于小水厂或临时性用；臭氧法消毒，投资大，耗电大，成本高，设备管理较复杂；氯气消毒较适合大、中、小型水厂，投资相比较小，危险性也比较小，有持续消毒作用。因此综上所述，此次设计推荐采用氯气消毒。2.2.2初步制定工艺流程图示如下：PAC加氯气泵来水排泥附注：混凝剂选择聚合氯化铝（PAC）折板絮凝池竖流沉淀池滤池选用V型滤池消毒剂选用氯气2.3水厂设计规模配水井2静态混合器加药、加氯及贮存药库折板絮凝池竖流式沉淀池V型滤池清水池泵站用户污泥脱水污泥处理黄河水利技术学院水处理工程技术《给水厂设计》说明书11水厂工艺设计供水能力1200003m/d。水厂构筑物及设施含配水井、加药间、药库、加氯间、氯库、絮凝池、沉淀池、滤池、清水池等。2.4水处理构筑物设计计算2.4.1配水井的设计已知：设计总进水量：Q=1