水质工程学课程设计任务书.doc

课程设计(论文)任务书

课 程
水质工程学
课题名称
南京市浦口区21.5万吨生活污水处理及中水回用工程设计
院 （系）
市政工程系
专 业
给水排水工程
姓 名

学 号

起讫日期

指导教师

2008 年 12 月 24 日

一、 课程设计（论文）的内容和要求
1.基本资料
本工程位于江苏省南京市江北浦口区，主要接纳该区污水截留管网输送过来的生活污水的处理，每天处理水量为21.5万吨，部分污水要求处理成中水回用。污水厂所在地为一平地，北面、西面以道路为限，南门以河流为限，东部可自由征地。要求中水工程部分与污水处理部分独立成两块区域。办公区域按照实际要求共用。
3班污水厂进水水质按下表考虑：
水质指标
CODCr
BOD5
SS
NH3-N
TP
pH
水质mg/L
400
200
250
35
4.0
6～9
4班污水厂进水水质按下表考虑：
水质指标
CODCr
BOD5
SS
NH3-N
TP
pH
水质mg/L
380
180
230
35
4.0
6～9

出水水质按国家GB 18918－2002一级B排放标准执行。
10％的最终出水要求深度处理回用，回用标准按照CJ/T 48-1999生活杂用水水质绿化用水标准执行。

图1：项目所在地平面图
工程位置平面如上图，红线为规划污水厂区的3条边，虚线位置根据工程情况完成征地工作，土地记入成本。
2.设计要求：
①、选择污水处理工艺，适当进行方案比选；
②、进行污水处理工程设计计算，确定各处理单元结构尺寸、相关设备选型；
③、进行污水厂总图布置和高程布置，绘图比例按国标要求；
④、污水深度处理工艺流程为：
集水池→一泵房→混凝池→沉淀池→过滤池→消毒→清水池→二泵房→用户
⑤、进行中水工程的设计计算
⑥、完成中水工程的总图布置和高程布置，绘图比例按国标要求；
⑦、编制设计说明书和设计计算书；

二、 课程设计（论文）图纸内容及张数
图纸要求：
（1）污水厂总平面图及高程图
（2）中水处理总平面图及高程图
（3）任选一个单体构筑物，画出其（平面、剖面、局部）图
三、 参考文献

①《城镇污水厂污染物排放标准》（GB18918-2002）；
②《室外排水设计规范》GBJ4-87）
③《建筑给水排水设计规范》（GB50015-2003）；;
④《给水排水工程构筑物结构设计规范》（GB50069-2002）；
⑤《建筑中水设计规范》（GB50336-2002）；
⑥《城市污水再生利用标准》（GB/T 18919-1821-2002）；
⑦《建筑项目环境保护设计规范《（1996）
⑧给水排水设计手册

四、课程设计（论文）进程安排
起讫日期
设计（论文）各阶段工作内容
备 注
2008/12/26-2008/12/27
准备各种规范、手册，熟悉设计任务
确定方案
2天
2008/12/28-2009/1/3
完成污水处理设计
7天
2009/1/4-2009/1/8
完成中水工程设计
5天
2009/1/9
完成某个单体构筑物图纸绘制
1天
2009/1/10-2009/1/11
完成总平、高程图绘制
2天
2009/1/12－2009/1/14
整理计算说明书、打印，交图纸、计算书
3天

污水处理部分
设计进水水质、设计出水水质及处理程度如下表：
水质指标
CODCR
BOD5
SS
NH3-N
TP
PH
进水水质
(Mg/L)
380
180
230
35
4.0
6-9
出水水质
(Mg/L)
60
20
20
8
1.0
6-9
去除率（%）
84
89
91
77
75
6-9

出水水质应按国家GB18918-200《污水综合排放标准》一级B标准规定执行
方案比较
氧化沟工艺和传统活性污泥工艺比较如下：
1.结合了推流式和完全混合式两种流态。氧化沟在短时间内呈现推流式而在长时间呈现完全混合式特征，两者结合可以减少短流，使进水被数十倍甚至数百倍的循环水所稀释从而提高了氧化沟系统的缓冲能力。
2.氧化沟具有明显的溶解氧浓度梯度。氧化沟工艺可以在同一构筑物中实现硝化和反硝化，不仅可以利用硝酸盐中的氧，节省了10%-30%的需氧量，而且通过反硝化恢复了硝化过程消耗的部分碱度，比传统活性污泥法节省能源和减少化学药剂的用量。
3.氧化沟的整体体积功率密度较低，水流循环克服沿程和局部损失很小，不需要沿沟长均匀分布曝气设备，设计脱氮功能时，节能效果很明显的，比活性污泥法能耗降低20%-30%。
4.氧化沟工艺采用的处理流程十分简捷，氧化沟采用的污泥平均停留时间较长，其剩余污泥量少于传统活性污泥处理工艺简单，运行操作灵活性比较强。传统活性污泥法，推广年限长，具有成熟的设计运行经验，处理效果可靠，如设计合理，运行得当，出水BOD5可达10-20mg/L，它的缺点是工艺路线长，工艺构筑物及设备多而复杂，运行管理困难，运行费用高。
5.氧化沟处理效果稳定，出水水质好，实际应用表明，氧化沟工艺在有机物和悬浮物去除方面比传统活性污泥法更好且更稳定的效果。BOD去除率达95%-99%，脱氮效果可达90%以上。和传统活性污泥法工艺相比，在去除BOD、去除BOD和NH3 -N及去除BOD和脱氮三种情况下，基建费用和运行费用都有较大降低，特别是在去除BOD和脱氮情况下更省。同时统计表明在规模较小的情况下，氧化沟的基建投资比传统活性污泥法节省更多。
由以上资料，经过简单的分析比较，氧化沟工艺具有明显优势，故采用氧化沟工艺。
卡罗赛尔氧化沟工艺
氧化沟时二十世纪50年代由荷兰的巴斯维尔开发，后在欧洲、北美迅速推广，80年代中期，我国部分地区也建造了氧化沟污水处理工程。近几年来，处理厂的规模也发展到从200 m3/d到650000 m3/d的工业废水及城市污水的大、中型污水处理工程。
氧化沟之所以能在近些年来得到较快的发展，在于它管理简便、运行稳定、流程简单、耐冲击负荷、处理效果好等优点，特别是氧化沟具有特殊的水流混合特征，氧化沟中的曝气装置只设在某几段处，在靠近曝气器下游段水流搅动激烈，溶解氧浓度较高，但随着水流远离曝气区，水流搅动迅速变缓，溶解氧则不断减少，甚至出现缺氧区，这种水流变化的特征，可发生硝化、反硝化作用，以达到生物脱氮的目的，故氧化沟法处理NH3-N效果非常好，同时由于存在厌氧、好氧条件，对污水中的磷也有一定的去除率。
氧化沟根据构造和运行方式的不同，目前较多采用的型式有“卡罗赛尔型氧化沟”、“Orbal型氧化沟”、“一体化氧化沟”和“交替式氧化沟”等，其中，由于交替式氧化沟要求自动化水平较高，而Orabal氧化沟因水深较浅，占地面积较大，。
本设计采用的是卡罗赛尔氧化沟工艺. 卡式氧化沟的优点：立式表曝机单机功率大，调节性能好，节能效果显著；有极强的混合搅拌与耐冲击负荷能力；曝气功率密度大，平均传氧效率达到至少2.1kg/（kW×h）；氧化沟沟深加大，可达到5.0以上，是氧化沟占地面积减小，土建费用降低。
其工艺的处理流程图如下图1-1所示:

1污水处理系统的设计与计算
1.1进水闸门井的设计
进水闸门井单独设定,为钢筋混凝土结构。设闸门井一座,闸门的有效面积为1.95m2,其具体尺寸为1.3×1.5 m,有效尺寸为1.3 m×1.5 m×4.5 m。设一台矩形闸门。当污水厂正常运行时开启,当后序构筑物事故检修时,关闭某一闸门或者全部关闭,使污水通过超越管流出污水处理厂。
1.2 粗格栅的设计与计算
其计算简图如图1-2所示

(1)格栅间隙数:设栅前水深h=0.5m,过栅流速v=1.0m/s,栅条间隙宽度b=0.025m,格栅倾角60°，建议格栅数为2，一备一用。
==2.141×（sin60°）^0.5/(0.025×0.5×1)≈160个
(2)格栅宽度:设栅条宽度S=0.01m,
B=S(n-1)+bn=0.01×(160-1)+0.025×160=5.59≈5.6m
(3)进水渠道渐宽部分的长度：设进水渠道宽B1=3m,其渐宽部分的展开角20（进水渠道内的流速为0.82m/s）,
==(5.6-3)/(2×tg20°)≈3.57m
(4)栅槽与出水渠道连接处渐窄部分的长度：
==3.57/2=1.78m
(5)通过格栅的水头损失：设栅条断面为锐边矩形断面（=2.42，=3），
=
=2.42×(0.01/0.025)^(4/3)×1/19.6×sin60°×3
=0.094m
(6)栅后槽总高度：设栅前渠道超高=0.5m,
=0.5+0.094+0.5≈1.094m
(7)栅槽总长度：

=3.57+1.78+0.5+1.0+（0.5+0.5）/tg60°=7.4m
(8)每日栅渣量：在格栅间隙为25mm的情况下，设栅渣量为每1000m3污水产0.08 m3，
=2.141×0.08×86400/（1.4×1000）=10.57m3/d＞0.2 m3/d
宜采用机械清渣。
1.3细格栅的设计与计算
其计算简图如图1-2所示
(1)格栅间隙数：设栅前水深h=0.5m,过栅流速v=1.0m/s,栅条间隙宽度b=0.005m,格栅倾角=600，格栅数为2。
==2.141×（sin60°）^0.5/(2×0.005×0.5×1)≈399个
(2)格栅宽度：设栅条宽度S=0.01m,
B=S(n-1)+bn=0.01×(399-1)+0.005×399=5.98m
(3)进水渠道渐宽部分的长度：设进水渠道宽B1=3.0m,其渐宽部分的展开角=20（进水渠道内的流速为0.82m/s）,
==(5.98-3)/(2×tg20°)≈4.09m
(4)栅槽与出水渠道连接处渐窄部分的长度：
==4.09/2=2.05m
(5)通过格栅的水头损失：设栅条断面为锐边矩形断面（=2.42，=3），
=
=2.42×(0.01/0.005)^(4/3)×1/19.6×sin60°×3
=0.76m
(6)栅后槽总高度：设栅前渠道超高=0.5m,
=0.5+0.76+0.5≈1.76m
(7)栅槽总长度：

=4.09+2.05+0.5+1.0+（0.5+0.5）/tg60°
=8.22m
(8)每日栅渣量：在格栅间隙为6mm的情况下，设栅渣量为每1000m3污水产0.08 m3，
=2.141×0.08×86400/（2×1.4×1000）=5.28m3/d＞0.2 m3/d
宜采用机械清渣。
1.4 曝气沉砂池的设计与计算
本设计采用曝气沉砂池，通过调节曝气量，可以控制污水的旋转速度，使除砂效率稳定，受流量变化的影响小。设两组沉砂池一备一用。其计算简图如图1-3所示。

(1)池子总有效容积：设t=1min,
V=t×60=2.141×1×60=129 m3
(2)水流断面积：设V1=0.1m/s
A==2.141/0.1=21.41m2
沉砂池设两格，有效水深为2.50m，单格的宽度为2.4m。
(3)池长：
L==129/21.41=6.02m，取L=6.2 m
(4)每格沉砂池沉砂斗容量：
=0.6×1.0×6.2=3.72 m3
(5)每格沉砂池实际沉砂量：设含砂量为20 m3/106 m3污水，每两天排一次，
＇=20×2.141×86400×2/（2×10^6）=3.7〈5.1 m3
(6)每小时所需空气量：设曝气管浸水深度为2.5 m，查表得单位池长所需空气量为28 m3/(m·h),
q=28×6.2×(1+15%)×2=399.3 m3
式中(1+15%)为考虑到进口条件而增长的池长。

1.5 厌氧池的设计与计算
1.5.1 设计参数
设计流量为185000 m3/d，设计为四座每座的设计流量为46250 m3/d。
水力停留时间：
T=4h。
污泥浓度：
=3000mg/L
污泥回流液浓度：
=10000 mg/L
1.5.2 设计计算
(1)厌氧池的容积：
=46250×4/24=7708 m3
(2)厌氧池的尺寸：
水深取为=5,则厌氧池的面积：
A=V/h=7708/5=1542 m2。
厌氧池直径：
=(4×1542/3.14)^0.5=45 m。
考虑0.5的超高，故池总高为H=h+0.5=5.5m。
(3)污泥回流量的计算
回流比计算：
=0.42
污泥回流量：
=0.42×46250=19425 m3/d
1.6 卡罗赛尔氧化沟的设计与计算
氧化沟，又被称为循环式曝气池，属于活性污泥法的一种。见图1-4氧化沟计算示意图。本次设计采用卡罗赛尔型氧化沟，共两组。每组设计如下：

1.6.1设计参数
设计流量Q=25000m3/d设计进水水质BOD5=180mg/L； COD=380mg/L；SS=230mg/L（考虑到格栅以及曝气沉砂池对SS的去除率为25%）；NH3-N=35mg/L。
设计出水水质BOD5=20mg/L； COD=60mg/L；SS=20mg/L；NH3-N=8mg/L
污泥产率系数Y=0.55; 污泥浓度（MLSS）X=4000mg/L;挥发性污泥浓度（MLVSS）
XV=2800mg/L; 污泥龄=30d; 内源代谢系数Kd=0.055.
1.6.2设计计算
(1)去除BOD
氧化沟出水溶解性BOD浓度S。为了保证沉淀池出水BOD浓度Se≤20mg/L,必须控制所含溶解性BOD浓度S2，因为沉淀池出水中的VSS也是构成BOD浓度的一个组成部分。
S=Se-S1
S1为沉淀池出水中的VSS所构成的BOD浓度。
S1=1.42(VSS/TSS)×TSS×(1-e)
=1.42×0.7×20×(1-e)
=13.59 (mg/L)
S=20-13.59=6.41(mg/L)
好氧区容积V1。好氧区容积计算采用动力学计算方法。
V1=
=0.55×30×46250×（0.16-0.00641）/（2.8×（1+0.055×30））
=15796m3

好氧区水力停留时间：t==15796×24/46250=8.20h
剩余污泥量X
X=
=46250(0.16-0.00641) +46250 (0.195-0.137)-462500.02=1474.32+2682.5-925
=3231.8（kg/d）
去除每1kgBOD5所产生的干污泥量==0.455（kgDS/kgBOD5）。
(2)脱氮
需氧化的氨氮量N1。氧化沟产生的剩余污泥中含氮率为12.4%，则用于生物合成的总氮量为：
N0=0.124×769.93×1000/46250=2.06(mg/L)
需要氧化的氨氮量N1=进水TKN-出水NH3-N-生物合成所需要的氨N。
N1=35-8-2.06=24.94(mg/L)
脱氮量NR=进水TKN-出水TN-生物合成所需要的氨N=35-20-2.06=12.94(mg/L)
脱氮所需要的容积:
V2==46250×12.94/（0.022×2800）=9715 m3
脱氮水力停留时间:
==5.04h
氧化沟总体积V及停留时间t:
V=V1+V2=15796+9715=25511 m3
t=V/Q=13.24 h
校核污泥负荷N=QS0/XV=46250×0.16/(2.8×25511) =0.104
(3)氧化沟尺寸：取氧化沟有效水深为5m，超高为1m，氧化沟深6m。
氧化沟面积为A==25511/5=5102m2
单沟宽10m，中间隔墙宽0.25m。则弯道部分的面积为：
A1==965.63m2
直线段部分的面积:
A2= =5102-965.63=4136.37 m2
单沟直线段长度：
L==4136.37/（4×10）=103.41m，取104m。
进水管和出水管：污泥回流比R=63.4%，进出水管的流量为：Q1==1.634×46250m3/d=0.875m3/s，管道流速为1.0m/s。
则管道过水断面：
A==0.875/1=0.875m2
管径d==1.056m,取管径1200mm。
校核管道流速：
v==0.77m
(4)需氧量
实际需氧量：
AOR=D1-D2-D3+D4-D5

去除BOD5需氧量：
D1==15939.12(kg/d) （其中=0.52，=0.12）
剩余污泥中BOD5需氧量：
D2==1131.64(kg/d)
剩余污泥中NH3-N耗氧量：
D3==1843.4(kg/d) （0.124为污泥含氮率）

去除NH3-N的需氧量：
D4=4.6×（TKN-出水NH3-N）×Q/1000=5744.3(kg/d)
脱氮产氧量：
D5=2.86×脱氮量=1514.37(kg/d)
AOR= D1-D2-D3+D4-D5=17194.04(kg/d)
考虑安全系数1.4，则AOR=17194.04×1.4=24071.61(kg/d)
去除每1kgBOD5需氧量=
=24071.61/（46250×（0.16-0.00641））
=3.3（kgO2/kgBOD5）
标准状态下需氧量SOR
SOR=
（CS（20）20℃时氧的饱和度，取9.17mg/L；T=25℃；CS(T)25℃时氧的饱和度，取8.38mg/L；C溶解氧浓度，取2 mg/L；α=0.85；β=0.95；ρ=0.909）
SOR=24071.61×9.17/（0.85×（0.95×0.909×8.38-2）×1.024^(25-20)）=44059.21(kg/d)
去除每1kgBOD5需氧量==5.41（kgO2/kgBOD5）
曝气设备的选择：设两台倒伞形表面曝气机，参数如下：
叶轮直径：4000mm；叶轮转速：28R/min；浸没深度：1m；
电机功率：210KW；充氧量：≥2.1kgO2/(kW·h)。
1.7二沉池的设计与计算
1.7.1设计参数
=2141 L/s=7707.6/h;
氧化沟中悬浮固体浓度 =4000 mg/L;
二沉池底流生物固体浓度 =10000 mg/L;
污泥回流比 R=63.4%。
1.7.2 设计计算
(1) 沉淀部分水面面积 根据生物处理段的特性，选取二沉池表面负荷q=0.9m
/(m2·h),设两座二次沉淀池 .
F=Qmax/nq=7707.6/(4×0.9)=2141 (m2)
(2)池子的直径
D=（4F/π）^0.5=(4×2141/3.14)^0.5=52.22 (m)，取=52m 。
(3)校核固体负荷
G=24×(1+R)QX/F=24×(1+0.634)×46250×4000/2141
=159.1 [kg/(m·d)] (符合要求)
(4) 沉淀部分的有效水深 设沉淀时间为3.0h。
0.9×3.0=2.7 (m)
(5) 污泥区的容积
V=2T(1+R)QX/(24×(X+Xr))=2×2×(1+0.634)×46250×4000/(24×(10000+40000))
=3598.7 (m3)
(6)污泥区高度
污泥斗高度。设池底的径向坡度为0.05，污泥斗底部直径=2.0m，上部直径=5.0m，倾角为60°，则：
=60°=(5-2)/2tg60°=2.1(m)
=21.45 (m3)
圆锥体高度
＝＝(56-4)×0.05/2＝1.3(m)
=
==1113.37(m3)
竖直段污泥部分的高度
==(3598.7-21.45-1113.37)/2141=1.15(m)
污泥区的高度=2.1+1.3+1.15=4.55(m)
沉淀池的总高度 设超高=0.5m，缓冲层高度=0.5m。
则 ==0.5+2.7+0.5+4.55=8.25m
取=7.2 m
1.8接触池的设计与计算
采用隔板式接触反应池。其计算简图如图1-5所示。

1.8.1设计参数
水力停留时间：t=30min
平均水深：=2.4m。
隔板间隔：b=1.5m。
池底坡度：3%
排泥管直径：DN=200mm。
1.8.2设计计算
接触池容积：
2.141×30×60=3853.8 m3
水流速度：
v=Q/hb=2.141/(2.4×1.5)=0.59m/s
表面积：
F= V /h=3853.8/2.4=1606m2
廊道总宽度：隔板数采用10个，则廊道总宽度为B=11×b=11×1.5=16.5m。
接触池长度：
L=F/B=1606/16.5=97.3m取100m。
水头损失，取0.5m。

2污泥处理系统的设计与计算
2.1污泥浓缩池的设计与计算
采用辐流式浓缩池，用带栅条的刮泥机刮泥，采用重力排泥。设计为四座。其计算简图如图1-6所示。

2.1.1设计参数
设计进泥量：=5493.64kg/d
污泥固体负荷：=45 kg/d
污泥浓缩时间：15 h。
贮泥时间：6h。
进泥含水率：99.5%。
出泥含水率：97%。
进泥浓度：10000mg/L
2.1.2设计计算
浓缩池的面积：
=5493.64/(45×2)=61.04 m2
浓缩池的直径：
=8.03m D=8.0m
浓缩池的有效水深：
取=3 m
校核水力停留时间
浓缩池的有效容积 ：
=61.04×3=183.12 m3
污泥在池中停留时间：
=0.79d=18.9h （符合要求）
确定泥斗尺寸
浓缩后的污泥体积为：
V1=Qw(1-p1)/(1-p2)=549.36/2×(1-0.995)/(1-0.997)=45.78 m3
贮泥区所需容积：
按6h泥量进行计算，则为V2=6×45.78/24=11.45 m3
泥斗的容积：
=3.14×2×(9+6+4)/3=39.77 m3
池底坡度为0.06，池底坡降为：
=0.06×（7.0-3）÷2=0.12 m
故池底可贮泥容积为：
=3.14×0.12×(16+8+4)/3=3.52m3
因此，总贮泥容积为：
=39.77+3.52=43.29 m3满足要求
浓缩池的总高度
超高=0.5 m，缓冲层高度=0.5 m
则浓缩池的总高度为：
=3+0.5+0.5+2+0.12=6.12 m
2.2贮泥池的设计与计算
采用矩形贮泥池，贮存来自浓缩池的污泥量其泥量为
=88.24m3/d
贮泥池设为一座。
设计贮泥池的贮泥时间= 8 h，池高=3 m，则贮泥池的表面积为
=88.24×8/(3×24)=9.8 m2

设计贮泥池池宽为B=2 m，池长为
==4.9 m
贮泥池底部为斗形，下底为0.5 m×0.5 m，高度=2 m，超高设为=0.5 m则贮泥池的总高度为：
=++=0.5+3+2=5.5 m

2.3污泥脱水设备
采用带式压滤机，污泥硝化过程中由于分解而使体积减少，按硝化污泥中有机物含量占60%，分解率为50%，污泥含水率为95%，则由于含水率的下降而剩余污泥量为：
=88.24×0.6=52.94 m3/d
分解污泥容积为：
52.94×0.6×0.5=15.88 m3/d
硝化后剩余的污泥量为：
=52.94-15.88=37.06 m3/d
选择两台双网带式压滤机（一备一用），每台处理污泥能力为2m3/h，每天工作20小时。脱水后，污泥的含水率为75%，可用车外运。
污水提升泵房的设计
1设计流量和扬程的确定
设计流量一般按最高日最大时的污水流量确定。
其中 Q=2480.1L/s
设六台水泵，五用一备。每台的流量为496.02L/s.
2初选水泵
选择型号为400WS-600A污水泵。其额定性能参数为：
扬程20m，流量1900m3/h,转速735r/min，功率131Kw,效率79%.
3集水池容积的确定
集水池的容积一般不小于最大一台泵5分钟的流量即集水池的容积应不小于158.34 m3。取长×宽×高为7×6×3.8m，则集水池的容积为159.6 m3。可以满足要求。
4机组尺寸的确定
机组安装在共同的基础上，基础的作用是支撑并固定机组，使它运行平稳，不致发生剧烈的震动，更不容许产生基础沉降。因此对基础的要求是：坚实牢固，除承受机组静荷载外还能承受机组震动荷载。基础尺寸一般按所选水泵的安装尺寸确定。
基础长为L=3000mm
基础宽为B=1200mm
基础高度为H=1820mm
5选泵后扬程的核算
根据泵站布置，对水泵总扬程及吸程进行核算：
由于是潜水污水泵就不考虑吸水高度。
总扬程

式中 ——出水管路全部水头损失；
——集水池水位与出水水位差。
Σξ出：同心心渐扩管dn200 DN350，ξ=0.34；90°铸铁弯头2个，DN350,ξ=0.67。
(m )
H=15m
所选水泵可以满足要求。
中水回用部分
1 中水回用处理厂规模及流程
1.1 中水回用处理厂的设计规模
中水回用处理厂的设计规模以最高日设计流量计算，为18500/d.
1.2 处理厂工艺流程的选择
中水处理厂工艺流程的确定，应根据CJ/T 48-1999生活杂用水水质绿化用水标准，水厂所在地区的气候情况、设计水量、设计规模等因素，通过调查研究，参考相似水厂的设计运行经验，经过技术经济比较后确定。
处理工艺：
（1）集水池→一泵房→混凝池→沉淀池→过滤池→消毒→清水池→二泵房→用户
2 药剂选择及投加方式
2.1 混凝剂
1混凝剂的选择：
应用于水处理的混凝剂应符合以下要求：混凝效果好；对人体健康无害；使用方便；货源充足，价格低廉。聚会氯化铝符合以上要求，故选用。
2 混凝剂投加量的确定
据原水浑浊度最高值800 mg/L以及混凝剂投加量参考值确定投加量为29.5 mg/L
混凝剂投加量参考值
原水浊度
<=100
200
300
400
600
800
1000
混凝剂
投加量（mg/L）
硫酸铝
13.5
18.2
30.7
39.6
54.5
70.3
86.6
三氯化铁
12
14.6
21.5
28.4
32.8
37.7
42.8
碱式氯化铝
10
12.8
17.4
23
26.8
29.5
32.1
3 混凝剂的投加方式
混凝剂的投加设备包括计量设备、药液提升设备、投药箱、必要的水封箱以及注入设备等，投药设备由投加方式确定。
（1）计量设备：主要有转子流量泵、电磁流量泵、苗嘴、计量泵等，其中苗嘴适用于人工控制，其他既可人工，也可自控。
（2）投加方式：主要有泵前投加、高位溶液池重力投加、水射器投加、计量泵投加等方式。
本设计选用计量泵投加：计量准确，可以实现自控。

2.2 消毒剂
1 消毒剂的选择
各消毒剂性能
名性 称能
液氯、漂白粉
二氧化氯
臭氧
消毒杀菌
优良（HOCl）
优良
优良
灭病毒
优良（HOCl）
优良
优良
灭活微生物效果
第三位
第二位
第一位
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
在管网中的剩余消毒作用
有
比液氯有更长的剩余消毒时间
无，需补加氯
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

数秒至10min
适用条件
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，在进入管网的水中还需加少量氯消毒

从经济性，可行性等因素考虑，本设计选择液氯为消毒剂：其在国内外各大水厂应用最广，除消毒外，还起氧化作用；加氯操作简单，价格低，且在管网中有持续消毒杀菌作用。
2 加氯装置——加氯机
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。
3 中水处理构筑物的选择
5.3.1 混合设施
混合设施应根据混凝剂的品种进行设计，使药剂与水进行恰当、急剧充分的混合。一般混合时间10～30s。
本设计的混合设施采用“管式静态混合器”，管式静态混合器有其独特的优点，构造简单、安装方便、维修费用低。又由于水厂运行稳定，并不存在“流量降低，混合效果下降”的情况，所以选用管式静态混合器（图5-4）。
管式混合方式的主要特点及使用

方 式
特 点 及 使 用 条 件
管式混合
管道混合
混合简单，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；当流量降低时，混合效果下降

管式静态混合器工作原理： 混合器内安装若干混合单元，每一混合单元有若干固定叶片按一定角度交叉组成。水流和药剂通过混合器时，将被单元体多次分割，改向并形成涡流，达到混合目的。
3.2 澄清池
设计中选择机械搅拌澄清池代替絮凝沉淀设备。
因为机械澄清池有以下优点：
1、 比水力澄清池更能适应流量变化处理效果较稳定；
2、处理效率高，单位面积产水量大；
3、大大减小了水厂面积。
3.3 过滤
在常规水处理过程中，过滤一般是指以石英砂等粒状滤料层截留水中悬浮杂质，从而使水的澄清的工艺过程。
滤池有多种形式，以石英砂为滤料的普通快滤池使用历史最久。为充分发挥滤料层截留杂质能力，又出现了双层，多层及均质滤料滤池等。现在应用较多较多的有普通快滤池、V型滤池、虹吸滤池等。其中V型滤池采用气水反冲洗，又具又表面横向扫洗功能，冲洗效果好，节水。，从节水、过滤效果考虑，设计中采用V型滤池。
4 机械搅拌澄清池设计计算
本设计按照不加斜板进行，考虑以后加斜板，计算过程中对进水、出水。集水等案2Q进行校核。机器设置两座，则
Q=/2=448/h
其中5%为水厂自用水量.
4.1 第二絮凝室
第二絮凝室流量为
= 5Q = 448×5/3600 =0.622/s
取第二絮凝室导流板截面积=0.040㎡，流速=0.04m/s
则第二絮凝室截面积
=/=0.622/0.04=15.55㎡
第二絮凝室内径：
= =4.46m，取4.50m
絮凝室壁厚：
=0.25m则第二絮凝室外径为
=+2=4.50+0.50=5.00m
停留时间取60s，则第二絮凝室高度为：
=/=2.34m，取2.50m.
4.2 导流室
导流室内导流板截面积取为：==0.040㎡

导流室面积：==15.55㎡
则导流室内径为
==6.70m，取7m
导流室壁厚=0.1m，则导流室外径为
=+2=7.2m
第二絮凝室出水窗高度为：
==1m
导流室出口流速=0.04m/s则导流室出口面积为
=/=0.622/0.04=15.55㎡
出口断面宽为==0.83m，取1m
出口垂直高度==1.4141=1.40m

4.3 分离室
取分离室流速=0.001m/s，则分离室面积为：
=Q/=448/（3600×0.001）=125㎡
澄清池总面积为：
=+=125+×7.2^2=130.7㎡
澄清池直径为D==12.9m，取13米
4.4 池深
取水停留时间取为T=1.5h，则池子有效容积为 ：
=QT=448×1.5=672
考虑增加4%的结构容积，则池子计算总容积：
V=（1+4%）=700
取池子超高=0.50m
池子直壁部分高度=1.85m
池子直壁部分容积为 ==245.43

+= V-=700-245.43=455
取圆台高度为：=3.9m；池子圆台斜边倾角为45°；则底部直径为
=D－2=13－2×3.9=5.2m
澄清池底部采用球壳式结构，取球冠高度=1.2m
圆台容积：
=
=269.04
球冠半径：
R==3.5m
球冠容积：
==13.43
池子实际有效容积：
V=++=245.43+269.04+13.43=527.9
实际总停留时间：=V/1.04=527.9/1.04=507.60
T=507.60×1.5/672=1.13h
池子总高度：
H=
=0.50+1.85+3.9+1.2=7.45m
4.5 配水三角堰
进水流量增加10%的排泥量，槽内流速取=0.5m/s，则三角堰直角边长为==0.52m
三角堰采用孔口出流，孔口流速同，则出水孔总面积为
1.10Q/=1.10×448/（3600×0.5）=0.2738㎡