建筑给排水工程给水厂设计

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1、建筑给排水工程 给水厂设计 建筑给排水工程 给水厂设计 2. 设计说明 2.1 方案比较 2.1.1 预选方案 进行综合考虑之后，拟采用以下 两种工艺流程： 加矾 方案一： 源水斗槽（一泵房）栅条 絮 凝 池 凝 池 加 氯 平流式沉淀池 V 型滤池 清水池 吸水井 二泵城市管网 加矾 方案二： 源水斗槽（一泵房）机 械絮凝池 + 往复式隔板絮 加氯 斜管沉淀池普通快滤池 清水池 吸水井 二泵 城市管网 2.1.2 方案技术比较 从这两个方案来看都符合一般的 流程要求而且出水的水质可以得到保 障，所不同的主要是单体构筑物有区 别，现将其比较如下： （1）絮凝工艺： 方案一 采用网格絮凝池。 优

2、点：絮凝效果好；水头 损失小；絮凝时间短。 缺点 ： 存在池底积泥现象， 如有积泥现象应当及时清除。 方案二 采用机械絮凝池和往复 式隔板絮凝池组合使用 机械絮凝池 优点：絮凝效果好，节省 药剂；水头损失小；可适应水质水量 的变化。 缺点：需机械设备和经常 维修。 往复式隔板絮凝池 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；转弯处絮粒容易 破碎；出水流量不易分配 均 匀 ； 出口处易积泥， 适用于流量每日大于 3 万 立方米且水量变化较小 的水厂。 两种形式絮凝池组合使用 有如下优点：当水质水量发 生变化时，可以调节机械 搅拌速度以弥补隔板往复 式絮凝池的不足；

3、当机械搅 拌装置需要维修时， 隔板往 复式絮凝池仍可继续运行。 此外，若设计流量较小，采 用往复式隔板絮凝池往往 前端廊道宽度不足 0.5m， 不利于施工， 则前端采用机 械絮凝池可弥补此不足。 （2）沉淀工艺： 方案一 采用平流沉淀池 优点：造价较低；操作管 理方便；施工简单； 对源水浊度适应性 较强；处理效果稳 定；采用机械排泥 设施时，排泥效果 好。 缺点：需要维护机械排泥 设备；占地面积较 大；水力排泥时排 泥困难；一般使用 于中型水厂。 方案二 采用斜管沉淀池 优点：沉淀效率高；池体 小；占地面积小。 缺点：斜管耗材多；对源水 适应性较平流沉淀 池差；若不设排泥装 置时排泥困难若设

4、排泥装置， 维护管理 麻烦；尤其使用于沉 淀池改造扩建和挖 潜。 （3）过滤工艺： 方案一 V 型滤池 优点：可以采用均质滤料， 截污能力大，反冲 洗干净，过滤周期 长， 处理水质稳定， 节省反冲洗水量。 缺点：对施工的精度和操 作管理水平要求甚 严，否则会产生如 下问题：反冲洗不 均匀，有较严重的 短流现象发生；跑 砂；滤板接缝不平、 滤头套管处密封不 严，滤头堵塞甚至 发生开裂；阀门启 闭不畅等现象时有 发生。 方案二 采用普通快滤池 优点：运行管理可靠，有 成熟的运行经验，池深较浅。 缺点：阀件较多，一般为 大阻力冲洗，需设冲洗设备。 方案一较好，故本设计中采用方 案一给水处理工艺流程。

5、 2.2 水厂设计说明 2.2.1 设计规模 设计用水量定额是确定设计用水 量的主要依据，它可影响给水系统相 应设施的规模、工程投资、工程扩建 的期限、今后水量的保证等方面，所 以必须慎重考虑，应结合现状和规划 资料并参照类似地区或企业的用水情 况，确定用水定额。 城市生活用水和工业用水的增长 速度，在一定程度上是有规律的，但 如果对生活用水采取节约用水措施， 对工业用水采取计划用水、提高工业 用水重复利用率等措施，可以影响用 水量的增长速度，在确定设计用水量 定额时应考虑这种变化。 居民生活用水定额和综合用水定 额，应根据当地国民经济和社会发展 规划和水资源充沛程度，在现有用水 定额基础上，

6、结合给水专业规划和给 水工程发展条件综合分析确定。 设计任务书已给出最高日用水量 为 ： 49000， 水厂自用水系数按5计， 则 设 计 水 量 为 ： = 490001.05 = 51450。 2.2.4 混凝剂的配制与投加。 混凝剂投加采用如下流程：搅拌 提升 贮液 计量 投加 拟定：选用精制硫酸铝, 最大的 投加量为 40mg/l，混凝剂每日配置次 数为 3 次，药溶液浓度为 10，不用 助凝剂。 2.2.4.4 投药计量设备 采用 JM 型微型机械隔膜计量泵。 2.2.4.5 药剂仓库 混凝剂为精制硫酸铝，每袋质量 是 40kg，每袋规格为。药剂堆放高度 为 1.5 m，药剂储存期为

7、 30 d 。仓库 平面尺寸为：。 2.2.4.6 投药间 投药间靠近投药点，与药剂仓库 相连，设置两条投药管路，具有良好 的通风和采光效果。投药间要求有值 班室，面积在 15 左右。 3 设计计算 3 设计计算 3.1 给水处理厂设计用水量 3.1.1 最高日设计用水量 设计任务书已给出最高日用水量 为：49000 ，水厂自用水系数按 5 计 ， 则 最 高 日 设 计 用 水 量 为 ： =490001.05 =51450= 2143.750.60。 3.3 混凝剂的配制和投加 3.3.1 混凝剂的配制和投加 混凝剂的配置和投加采用如下流 程： 搅拌 提升 贮液 计量 投加 3.3.1.1

8、 设计参数 3 混凝沉淀 3.1 混凝剂投配设备的设计 水质的混凝处理，是向水中加入 混凝剂（或絮凝剂） ，通过混凝剂水解 产物压缩胶体颗粒的扩散层，达到胶 粒脱稳而相互聚结；或者通过混凝剂 的水解和缩聚反应而形成的高聚物的 强烈吸附架桥作用，使胶粒被吸附粘 结。 混凝剂的投加分为干投法和湿投 法两种，干投法指混凝剂为粉末固体 直接投加，湿投法是将混凝剂配制成 一定浓度溶液投加。我国多采用后者， 采用湿投法时，混凝处理工艺流程如 图 2 所示。 图 2 湿投法混凝处理工艺流程 本应根据原水水质分析资料，用 不同的药剂作混凝试验，并根据货源 供应等条件，确定合理的混凝剂品种 及投药量。 聚合铝，

9、包括聚合氯化铝（PAC） 和聚合硫酸铝（PAS）等，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，因而使 用聚合铝作为水处理的混凝剂。取混 凝剂最大投加量为 40mg/L。 3.1.1 溶液池 溶液池一般以高架式设置，以便 能依靠重力投加药剂。池周围应有工 作台，底部应设置放空管。必要时设 溢流装置。 溶液池容积按下式计算： 式中 溶液池容积， ； Q处理水量， ； a混凝剂最大投加量， mg/L； c溶液浓度，取 10%； n每日调制次数， 取n2。 代入数据得： 溶液池设置两个，每个容积为 =5.14，取 5，以便交替使用，保证连 续投药。 取有效水深 H11.0

10、m，总深 H H1+H2+H3（式中 H2为超高，取 0.3 m； H3为 贮 渣 深 度 ， 取 0.2m） 1.0+0.3+0.21.5m。 溶液池形状采用矩形，尺寸为长 宽高3m2.5m1.5m。 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。沿池面 接入药剂稀释采用给水管 DN60mm，按 1h 放满考虑。 3.1.2 溶解池 溶解池容积 式中： 溶解池容积（m3 ） ，一 般采用（0.2-0.3） ；本设计取 0.3 溶解池一般取正方形，有效水深 H11.0m，则： 面积 FW1/

11、H1边长 aF1/2 1.75 m； 溶解池深度 HH1+H2+H3 （式中 H2为保护高，取 0.3m； H3为贮渣深度， 取 0.2m）1.75+0.3+0.22.25 m 和溶液池一样，溶解池设置 2 个， 一用一备。 溶解池的放水时间采用t10min， 则放水流量： q=5.13 L/S, 查水力计算表得放水管管径80mm， 相应流速 v=0.92m/s，管材采用硬聚 氯乙烯管。溶解池底部设管径 d 80mm 的排渣管一根， 采用硬聚氯乙烯 管。溶解池的形状采用矩形钢筋混凝 土结构，内壁用环氧树脂进行防腐处 理。 溶解池搅拌装置采用机械搅拌： 以电动机驱动浆板或涡轮搅动溶液。 3.1.

12、3 投药管 投药管流量 查水力计算表得投药管管径 d 15mm，相应流速为 1.24L/s。 3.2 混合设备的设计 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，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。 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：具有高效混合、节约用药、 设备小等特点，它是有二个一组的混 合单元件组成，在不需外动力情况下， 水流通过混合器产生对分流、交叉混 合和反向旋流三个作用，混合效益达 90-95%，构造如图所示。 图

13、管 式静态混合器 3.2.2 设计流速 静态混合器设在絮凝池进水管中， 设计流速 v=1.0m/s，则管径为： 采用 D=900mm，则实际流速 3.2.3 混合单元数 按下式计算 取 N=3， 则混合器的混合长度 为： L=1.1ND=1.1 3.2.4 混合时间 T= 3.2.5 水头损失 3.3 反应设备的设计 在絮凝池内水平放置栅条形成栅 条絮凝池，栅条絮凝池布置成多个竖 井回流式，各竖井之间的隔墙上，上 下交错开孔，当水流通过竖井内安装 的若干层栅条或栅条时，产生缩放作 用，形成漩涡，造成颗粒碰撞。 栅条絮凝池的设计分为三段，流 速及流速梯度 G 值逐段降低。相应各 段采用的构件，前

14、段为密网，中段为 疏网，末段不安装栅条。 3.3.1 平面布置 絮凝池分为两组 每组设计流量 3.4 给水处理构筑物设计 3.4.1 絮凝池设计 3.4.2 平流沉淀池设计 （1）设计数据 采用两组平流沉淀池，总设计流 量为 =490001.05 =51450= 2143.750.60。 每组设计流量为， ， 沉淀池停留时 间取，沉淀池水平流速取。沉淀 池有效水深取 3.5 m。 （2）池体尺寸 沉淀池容积：； 沉淀池长为：； 沉淀池宽为：，取 9.00 m； 沉淀池有效水深为H=3.5 m， 取保护高为 0.3 m ，沉淀池总 高度为 3.8 m。 校核池子尺寸比例： 长宽比，符合要求； 长

15、深比，符合要求。 （3）穿孔墙设计 过渡段与沉淀池之间采用 钢筋混凝土穿孔布水墙，墙长 6.00m，墙高 3.8m，有效水深 3.5 m，超高 0.3m。穿孔墙上的 孔口流速采用， 则孔口总面积为， 每个孔口尺寸为，则孔口数为： 个。 孔口布置成 5 排，每排孔 口数为：个，每排孔口间距为 0.35m， 孔 口 与 侧 壁 间 距 为 0.325m。上下各排孔口间距为 0.5m，底排孔口与底板距离为 0.6m，上排孔口与水面距离为 1.0m。穿孔墙具体尺寸见下图 图 3-10 穿 孔布水墙孔口布置图 （4）校核 水流截面积为， 水流湿周为， 水力半径为， 弗劳德数为， 雷诺数为（按水温计） ，均 符合要求。 （5）指形集水槽 采用两侧三角锯齿堰指形集 水槽集水。集水槽总个数为，集 水槽的中心距为，槽中流量为， 考虑到池子的超载系数为 20%， 故槽中流量为。 槽宽，为便于施工取 0.4 m 。 集水槽长度按堰口溢流率计 算，堰口溢流率取，则集水槽总 长度为：，8 个集水槽，双侧进 水，每个集水槽长度取 10 m ， 则集水槽实际总长度为：，符合 要求。 起点槽中水深为， 终点槽中水深为，为便于施 工，槽中水深统一取。 集水方法采用三角锯齿堰， 跌落高度取 0.05 m ，槽起高取 0.15 m