给水厂设计计算书Word文档下载推荐.doc
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1．原水处理后达到生活饮用水水质GB5749－2006《生活饮用水卫生标准》。
2．工艺技术流程合理、简洁，技术先进、成熟可靠，保证生产安全、稳定、长周期运行，提高给水处理场技术水平和管理水平。
3．优化工艺，为企业持续发展创造有利条件。
4．严格遵循国家、行业的规范、标准和规定。
1.5设计基本资料
（一）给水处理设计规模
给水处理场总设计能力为m3/d，出厂水压：
28米水头。
（二）设计水质
1、原水水质：
水源水位：
最低枯水位-6.55m；
最高水位-2.95m；
常年水位-4.80m。
2、出水要求达到GB5749－2006《生活饮用水卫生标准》
水质情况:
类别
原水
出水
臭和味/肉眼可见物
无泥沙
无
PH
6.71
6.65
浑浊度
13.2
0.87
总硬度
1.36mol/L
TOS（溶解性总固体）
1670mg/L
1000mg/L
高锰酸钾指标
4.19mg/L
2.00mg/L
总大肠肝菌
5520个/L
（三）、厂址及场地现状
1、给水处理厂拟用场地较为平整。
假定平整后厂区的地面标高为±
0.00m。
2、气象资料：
1）气温：
年平均：
17.6℃；
极端最高：
40.7℃；
极端最低：
-12.4℃；
2）年平均相对湿度：
77%，
3）风速与风向频率：
年平均风速：
1.9米/秒；
最大风速：
31米/秒；
夏季最多风向：
东风、东南风；
全年主导风向：
东风
4）降水量：
年降水量：
1406.6毫米；
最大时降水量：
33.1毫米；
最大日降水量：
100.8毫米。
5）年平均气压：
101.38kPa
1.6设计任务
根据所给的其它原始资料，设计给水处理厂，具体内容包括：
1、确定给水处理厂的工艺流程；
2、选择处理构筑物并通过计算确定其尺寸（附必要的草图）；
3、按扩初标准，画出给水厂的工艺平面布置图，内容包括表示出处理厂的范围，全部处理构筑物及辅助建筑物、主要管线的布置、主干道及处理构筑物发展的可能性（1#图）；
4、按扩初标准，画出给水处理厂工艺流程高程布置图，表示出各处理构筑物的高程关系、水位高度以及处理出水的出厂方式；
5、编写设计说明书、计算书。
（1）水量计算，确定设计规模；
（2）给水系统选择和给水方案比较——选择水源与取水方式。
确定水厂厂址与净水工艺，提出可行的给水系统，并进行方案比较；
（3）取水工程设计；
（4）净水厂设计；
（5）二级泵站设计。
1.7设计成果
1、设计计算书、说明书各一份；
2、设计图纸：
给水处理厂平面布置图（1号图）和给水处理厂工艺流程图、高程布置图各一张（1号图）。
3、主要构筑物的工艺图、结构图（剖面图）。
第二章设计说明书
取水工程
2.1取水位置的选择
给水水源确定后，应进一步确定取水的位置，对于不同种的水体，选择取水位置应考虑的因素也有所不同，但相同的都是尽可能充分利用有利取水条件，避开不利的条件：
（1）取水点在靠河中心较稳定的地方避开了污水排点，水质较好；
（2）取水点处河床稳定，靠近主流，在河水的最低水位时有足够的水深；
（3）取水点有良好的工程地质，地形和施工条件；
（4）取水点较靠近用水用户；
（5）供生活用水的地表水取水构筑物的位置，应位于城镇和工业企业上游的清洁河段。
2.2取水构筑物的选择
根据所确定的取水位置，综合其位置的水深，水位及其变化幅度，岸坡，河床的形状，河水含砂量分布，冰冻与漂浮物，取水量及安全度等因素确定选用河床式自流管及设集水井取水构筑物形式。
河床式自流管及设集水孔进水井取水构筑物特点：
（1）在非洪水期利用自流管取得河心较好的水，而在洪水期利用集水井上的进水孔取得上层水质较好的水；
（2）比单用自流管进水安全可靠；
（3）吸水井设于河岸上，可不受水流冲刷河冰凌的影响；
（4）进水头部升入河床，检修和清洗方便；
（5）冬季保温，防冻条件比岸边好；
2.3取水头部的选择
选用管式取水头部，垂直向上，有如下特点；
（1）构造简单；
（2）造价较低；
（3）施工方便；
（4）设置格栅或其他拦截粗大漂浮物的装置；
2.4自流管取水
采用两根进水管，为保证一条进水管损坏，另外一条能承担70%的流量，为了清理管道淤积的泥沙，采用反向冲洗法，将进水室的一个分格充水至最高度，然后迅速打开自流管上的闸门，利用进水室与河流形成的较大的水头差来进行冲洗。
2.5格栅
格栅设备一般用于污水处理的进水渠道上或提升泵站集水池的进口处，主要作用是去除污水中较大的悬浮或漂浮物，以减轻后续水处理工艺的处理负荷，并起到保护水泵、管道、仪表等作用。
在集水井的进水孔前应设置格栅，拦截漂浮物或悬浮物。
按栅条净间隙，格栅又分为粗格栅（50—100mm）、中格栅（10—40mm）、细格栅（3—10mm）。
按格栅的清渣方法，有人工格栅、机械格栅和水力清除格栅三种。
2.6取水泵房
取水泵站在水厂中也称一级泵站.在地面水水源中,取水泵站一般由吸水井、泵房及闸阀井三部分组成。
取水泵站由于它靠江临水的确良特点，所以河道的水文、水运、地质以及航道的变化等都会影响到取水泵上本身的埋深、结构形式以及工程造价等。
其从水源中吸进所需处理的水量,经泵站输送到水处理工艺流程进行净化处理。
集水间与取水泵房合建，集水间附于取水泵房的外壁。
净水工程
2.7水处理工艺流程的选择
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、必要的实验、相似条件下处理构筑物的运行经验以及经技术经济比较后确定。
由于水源不同，水质也不同，饮用水处理工艺也多种多样，如表2—1：
净水工艺流程
适用条件
原水→简单处理（如用筛网隔虑）
水质要求不高，如某些工业冷却用水，只要求去除粗大杂质时
原水→混凝、沉淀或澄清
一般进水悬浮物含量应小于2000-3000mg/L，短时间内允许到5000-10000mg/L，出水浊度约为10-20度，一般用于水质要求不高的工业用水。
原水→混凝沉淀或澄清→过滤→消毒
一般地表水广泛采用的常规流程，进水悬浮物允许含量同上，出水浊度小于2NTU。
原水→接触过滤→消毒
1）一般可用于浊度和色度低的湖泊水或水库水处理。
2）进水悬浮物含量一般小于100mg/L，水质稳定、变化较小且无藻类繁殖。
原水→调蓄预沉、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），适用于含砂量大，砂峰持续时间较长时，预沉后原水含砂量可降低到1000mg/L以下。
根据水源条件等因素经过比较，方案如下：
方案一：
当原水浊度较低时，原水采用双层滤料或多层滤料直接过滤，也可以在滤前设一微絮凝池，处理工艺流程为：
混凝剂消毒剂
原水混合絮凝池沉淀池滤池清水池二级泵房
用户
方案二：
当原水浊度高、含沙量大时，为了达到预期的混凝沉淀（或澄清）效果，减少混凝剂投加量，应增设预沉池或沉砂池，处理工艺流程为：
助凝剂消毒剂
原水预沉池或沉砂池混合絮凝池沉淀池滤池
清水池二级泵房用户
查资料了解到，长江水源基本属国家地面水标准的II—III类水体，在黄石段地区属水质较好的地表水源，虽然受到了工业废水和生活污水的污染，但仍属于微污染水源，无需特定的生物预处理（报括预氧化、活性炭吸附等），氯消毒可以达到消毒效果，但滤池应具有除铁锰等功效，由于浊度较低，本设计采用一般常规的净水处理工艺，其净水工艺流程如下：
原水混合絮凝池沉淀池滤池清水池
2.8混凝剂及消毒剂选择
2.8.1混凝剂的选择
混凝阶段所处理的对象，主要是水中悬浮物和胶体杂质，是水处理工艺的一个重要环节其完善程度对后续工艺如沉淀、过滤影响很大。
其选择应符合以下基本要求：
混凝效果好、对人体无害、使用方便、货源充足、价格低廉。
水处理工程常用混凝剂比较，如表2—2：
名称
硫酸铝
三氯化铁
聚合氧化铝（PAC）（又名碱式氧化铝）
对水温和PH的适性
适用于20℃～40℃；
PH=6.4～7.8时，处理浊度高、色度低的水；
不大受温度影响，适用于PH=6.0～8.4
温度适应性强，适用于PH=5.0～9.0
使用条件
一般都可适用，原水须有一定碱度；
处理低温低浊水时絮凝效果差，投加量大
适用于高浊度原水，刚配制的水溶液温度高
适用于低浊、高浊、和污染的原水
特点
腐蚀性较小
絮凝体比重大，易下沉，易溶解，杂质少；
对金属和混凝土腐蚀极大；
操作方便；
腐蚀性较小；
应用较普遍；
据设计资料中提供的混凝剂：
硫酸铝、三氯化铁（45%）、碱式氯化铝（10%），以及下表常用混凝剂性质比较，选择碱式氯化铝作为水处理用混凝剂，另外碱式氯化铝本身无害，据全国各地使用情况，净化后的生活用水一般符合国家饮用水水质卫生标准，所以选择碱式氯化铝作为水处理混凝剂是一个较好的选择。
且碱式氯化铝具有混凝效果好、对人体健康无害、使用方便、货源充足和价格低廉等优点，因而选择聚合铝作为水处理的混凝剂。
2.8.2消毒剂的选择
各消毒剂性能，如表2—3：
名性称能
液氯、漂白粉
二氧化氯
臭氧
消毒杀菌
优良（HOCl）
优良
灭病毒
PH值影响
消毒效果随PH值增大而减小，PH=7时，消毒效果最好
PH影响较小，PH>
7时较有效
Ph值影响小，PH值小时，剩余臭氧残留较久
国内应用情况
广泛
在城市水厂中极少应用
较少
接触时间
30min
1min
数秒至10min
极大多数水厂用氯消毒，漂白粉只适用于小水厂
原水中有机物如酚污染严重时，须在现场制备，直接应用
制水成本高，适用于有机污染严重的情况。
因无持续消毒作用，在进入管网的水中需加少量氯消毒
本设计将选用液氯消毒，它有以下优点：
⑴消毒效果好，且具有余氯的持续消毒效果；
⑵操作简便，投量准确；
⑶不需要庞大的设备；
⑷价值成本较低。
2.8.3加氯装置
加氯机用以保证消毒安全和计量准确。
加氯机台数按最大加氯量选用，至少安装2台，备用台数不少于一台。
在氯瓶与加氯机之间宜有中间氯瓶，以沉淀氯气中的杂质，万一加氯机发生事故时，中间氯瓶还可以防止水流入氯瓶。
2.9混合设备的选择
常用混合方式的主要特点及使用比较，如下表2—4:
方式
特点及使用条件
管式
混合
管道混合
直接混合，无需另建混合设施，混合效果不稳定，流速低时，混合不充分
静态混合器
构造简单，无运动设备，安装方便，混合快速均匀，混凝效果好，总体经济效益好；
缺点是当流量降低时，混合效果下降
水泵混合
混合效果好，不需增加混合设施，节省动力，缺点是使用腐蚀性药剂时，对水泵有腐蚀作用，取水泵房与水厂较远时不宜采用
机械混合
混合效果好，且不受水量变化影响，适用于各种规格的水厂，缺点是需增加混合设备和维修工作
混合设备的基本要求是，药剂与水的混合必须快速均匀。
本设计采用混合设施是管式静态混合器，它是处理水与混凝剂、助凝剂、消毒剂实行瞬间混合的理想设备，具有高效混合、构造简单、安装方便、节约用药、占地小、维修方便、效果好、不增加动能消耗等特点。
2.10絮凝池的选择
2.10.1絮凝池设计要点
基本要求：
原水经过与药剂充分混合后，通过絮凝设备形成肉眼可见的大小的密实絮凝体，进入反应池进行反应，按照混凝理论，反应中主要起絮凝作用。
①为了确保沉淀池的沉淀效果，要有足够的沉淀时间，一般在10－30min，并控制反应速度，使其平均速度梯度为10－75s-1，使GT值达104－105，以确保反应过程的充分与完整。
低浊、低碱水宜采用较大的T值，粗分杂散杂质含量高的水，宜采用较大的G值。
②反应池一般与沉淀池合建，避免已形成的絮粒在水流经过连接管时被打碎，如需分建，则连接管中的流速应小于0.15m/s，并避免流速突然升高或水头跌落。
③低浊水缺乏絮聚核心，可以将沉淀下来的一部分泥渣连续地流回到混合池入口，以促进反应过程。
④为使絮粒不至于被破坏或沉淀，反应池入口的速度必须加以控制。
2.10.2絮凝池型及选择
各种絮凝池特点性能的比较，如下表2—5：
类型
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
絮凝效果好，水头损失小，构造简单，管理方便；
出水流量不宜分配均匀，出口处宜积泥
水量变动小者；
改建和扩建旧池时更适用
旋流式絮凝池
容积小，水头损失较小；
池子较深，地下水位高处施工较难，絮凝效果较差
一般用于中小型水厂
折板式絮凝池
絮凝效果好，絮凝时间短，容积较小；
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
网格絮凝池
絮凝效果好，水头损失小，絮凝时间短；
末端池底易积泥
目前尚在不断发展与完善之中
机械搅拌
絮凝池
适应水量变化，反应效果较好，
节省药剂，絮凝效果好。
运行需要经常养护维修
一般适用中小型水厂
以上几种絮凝池比较，由于m3/d，水量变动小，故本设计采用往复式隔板絮凝池，优点是絮凝效果好，构造简单，施工方便，但容积大，水头损失也较大。
2.11沉淀池的选择
2.11.1沉淀池型及选择
各种形式沉淀池的性能特点及适用条件，如下表2—6：
池型
性能特点
平流式
1、可就地取材，造价低；
2、操作管理方便，施工较简单；
3、适应性强，潜力大，处理效果稳定；
4、带有机械排泥设备时，排泥效果好
1、不采用机械排泥装置，排泥较困难
2、机械排泥设备，维护复杂；
3、占地面积较大
1、一般用于大中型净水厂；
2、原水含砂量大时作预沉池
竖流式
1、排泥较方便
2、一般与絮凝池合建，不需建絮凝池；
3、占地面积较小
1、上升流速受颗粒下沉速度所限，出水流量小，一般沉淀效果较差；
2、施工较平流式困难
1、一般用于小型净水厂；
2、常用于地下水位较低时
辐流式
1、沉淀效果好；
2、有机械排泥装置时，排泥效果好；
1、基建投资及费用大；
2、刮泥机维护管理复杂，金属耗量大；
3、施工较平流式困难
2、在高浊度水地区作预沉淀池
斜管（板）式
1、沉淀效果高；
2、池体小，占地少
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
给水处理中的沉淀工艺是指水中悬浮颗粒依靠重力作用，从水中分离出来的过程。
原水经投药、混合、反应等过程，水中悬浮物变成较大的絮凝体，由于该絮凝体颗粒比重大于水，所以沉淀从水中分离出来。
设计采用斜管沉淀池。
斜管沉淀池的出水系统应使池子的出水均匀，其布置可采用穿孔管或穿孔集水槽集水。
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。
2.11.2斜管沉淀池设计要点
①斜管断面一般采用蜂窝六边形，其内径或边距d一般取25－35mm
②斜管长度一般为800－1000mm目前多采用1000mm
③斜管的水平倾角常采用60°
④斜管上的清水区高度不宜小于1米，较高的清水区有助于出水均匀和减少日照影响及藻类的繁殖。
⑤斜管下部的布水区高度不宜小于1米，为使布水均匀，在沉淀池进口除设置穿孔墙或格栅灯整流措施。
⑥集泥区高度应根据沉泥量，沉泥浓缩程度和排泥方式等确定，排泥方式可采用穿孔管或机械排泥。
⑦斜管沉淀池采用侧面进水时，斜管倾斜以反方向进水为宜,采用沉淀池时应注意反应的充分和排泥布置的合理。
2.12滤池的选择
各种滤池的比较，如下表2—7：
滤池类型
优点
缺点
多层滤料滤池
是含污能力大，可采用较大的流速，能节约反冲洗用水，降速过滤水质较好
滤料较贵且管理麻烦，滤料冲洗困难，易积泥球，需采用助冲设备。
虹吸滤池
适用于中型水厂，无大型阀门及开闭控制设备，无冲洗水塔，过滤时不会有负水头现象。
池身比较大，一般5m，受过滤水质影响大，冲洗也不稳定。
移动罩滤池
结构简单，无大型阀门，管件少，无需冲洗水箱，且池较浅。
增加了机电及控制设备，自动控制及维护较复杂。
普通快滤池
运行可靠
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