給水廠畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、非洲安哥拉羅安達(dá)市給水廠工藝的初步設(shè)計(jì)摘 要水是生命的源泉，沒有水人類就不能生存。正常的供水系統(tǒng)是一個(gè)現(xiàn)代化城市不可或缺的基礎(chǔ)設(shè)施，是城市生命線工程的重要組成部分。本文通過對(duì)安哥拉羅安達(dá)市目前的飲用水系統(tǒng)的現(xiàn)狀及存在的問題進(jìn)行分析，指出了建設(shè)給水廠的必要性與迫切性。在本文中，首先分析了國內(nèi)外飲用水水源現(xiàn)狀，介紹了給水處理工藝的發(fā)展；在水源地現(xiàn)狀調(diào)查的基礎(chǔ)上，對(duì)羅安達(dá)市水源水質(zhì)進(jìn)行了分析,采用Bengo河作為原水水源，水廠規(guī)模為60,000m3/d。其次，經(jīng)過比較，提出了給水廠工藝流程推薦方案混凝沉淀過濾消毒，混凝采用靜態(tài)管道混合器和折板絮凝反應(yīng)池，沉淀采用斜管沉淀池，過濾采用V型濾池，消毒采用

2、氯氣消毒，并對(duì)各個(gè)反應(yīng)池進(jìn)行了設(shè)計(jì)計(jì)算。最后，運(yùn)用AutoCAD軟件，繪制主體構(gòu)筑物圖，設(shè)計(jì)深度為初步設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞:供水系統(tǒng) 處理技術(shù) 初步設(shè)計(jì)The Preliminary Design of the Waterworks Process of Angola, Luanda, AfricaABSTRACTWater is the source of life, and humanbeings without water cannot exist. The normal water supply system is one of the indispensable infrastructure

3、s and an important component for modern urban. Based on the analysis of Luanda citys water supply status, the necessity and urgency of building the waterworks are indicated.In this paper, the current domestic of drinking water sources was analyzed and the development of water treatment technology wa

4、s presented. On the basis of water sources investigation, we analyzed the resource of the waterworks of Luanda and chose Bengo reservoir as the resource to build a waterworks with the scale of 60,000 m3/d. Secondly, by comparison,coagulationsedimentationfiltrationdisinfection was recommended as the

5、technical procedure of the waterworks, the static channel mixer board and baffled plate flocculation tank was chosen as coagulation technology, the slanted tube sedimentation tank was used as sedimentation,filtration was the V filter pond, disinfection was used with chlorine , then each reaction poo

6、l was calculated and designed. Finally, with the help of AutoCAD software, the main structures were rendered and design depth for the preliminary design.Key Words: Water Supply System Treating Techniques Preliminary Design目 錄第一章 總論11.1羅安達(dá)市概況及供水現(xiàn)狀11.1.1羅安達(dá)市概況11.1.2羅安達(dá)市供水現(xiàn)狀11.2項(xiàng)目建設(shè)的必要性21.3項(xiàng)目的主要研究內(nèi)容及設(shè)計(jì)

7、原則21.3.1工程設(shè)計(jì)內(nèi)容21.3.2設(shè)計(jì)原則2第二章 給水廠發(fā)展?fàn)顩r32.1水源水質(zhì)現(xiàn)狀分析32.2 給水廠工藝發(fā)展3第三章 給水廠總體設(shè)計(jì)53.1設(shè)計(jì)規(guī)模53.2取水水源及水質(zhì)分析53.2.1供水水質(zhì)分析53.2.2水處理目標(biāo)及出水水質(zhì)73.3給水處理工藝的確定10第四章 給水廠設(shè)計(jì)說明124.1混合方式124.2絮凝方式124.3沉淀形式134.4過濾形式134.5消毒13第五章 給水廠設(shè)計(jì)計(jì)算145.1混合反應(yīng)145.1.1混凝劑的選擇145.1.2投藥系統(tǒng)計(jì)算145.1.3加藥間及藥庫155.1.4混合設(shè)施155.2波折板反應(yīng)池165.2.1設(shè)計(jì)參數(shù)165.2.2平面計(jì)算165.2

8、.3水頭損失計(jì)算185.2.4 G、GT值215.3斜管沉淀池215.3.1設(shè)計(jì)參數(shù)215.3.2平面計(jì)算225.3.3進(jìn)出水系統(tǒng)235.4 V型濾池245.4.1設(shè)計(jì)參數(shù)245.4.2平面尺寸計(jì)算255.4.3進(jìn)水系統(tǒng)265.4.4反沖洗系統(tǒng)285.4.5過濾系統(tǒng)295.4.6排水系統(tǒng)305.4.7濾池總高度305.5消毒315.5.1設(shè)計(jì)參數(shù)315.5.2加氯量及氯瓶的確定315.5.3加氯機(jī)及漏氯處理325.5.4加氯間及氯庫設(shè)計(jì)計(jì)算325.6清水池325.6.1清水池設(shè)計(jì)作用及特點(diǎn)325.6.2設(shè)計(jì)參數(shù)335.6.3清水池有容積335.6.4清水池的平面尺寸33第六章 水廠平面及高程布

9、置356.1水廠的平面布置356.1.1選址原則356.1.2廠址位置356.2水廠高程布置35第七章 設(shè)計(jì)總結(jié)37參考文獻(xiàn)38致 謝39第1章 總論1.1羅安達(dá)市概況及供水現(xiàn)狀1.1.1羅安達(dá)市概況羅安達(dá)位于非洲大陸西海岸，是安哥拉共和國的首都。面積5696平方公里，東經(jīng)1330，南緯850，西臨大西洋本戈灣，南依安哥拉國內(nèi)最大的寬扎河河口，人口400多萬，是撒哈拉以南歐洲殖民者興建的最古老的城市之一。羅安達(dá)平均海拔不到200米，地形較為平坦，平原上間有低丘。市內(nèi)的地形標(biāo)高在7080米左右，沿海區(qū)域較低，市區(qū)外的地形較高，基本在100130米之間。本項(xiàng)目設(shè)計(jì)的給水廠所在位置為Candelab

10、ro高地,其最高處標(biāo)高為107.7米。羅安達(dá)地處熱帶地區(qū)，但由于地勢較高，依山傍水，加之受本格拉寒流的影響，氣候溫和并不炎熱，年平均氣溫24，素有“熱帶春城”的美稱。羅安達(dá)從12月中旬至一月底，通常會(huì)有一個(gè)雨量較少的約3周的時(shí)間?？諝獾臐穸热於己艽?，年平均在79%左右。羅安達(dá)市的主要水源地為Bengo河和Kuanza河。Bengo河位于羅安達(dá)市北部，源于Kuanza Norte省的Quiculungo附近，向西經(jīng)羅安達(dá)入海，流域面積10016平方公里，多年平均流量37.82m3/s。Kuanza河位于羅安達(dá)市南部，由東向西流入大西洋，是安哥拉主要的河道之一。Kuanza河長960公里，流域面

11、積15.6萬平方公里，多年平均流量836m3/s。羅安達(dá)新建給水廠最大勘察深度為12.00米，場地地表普遍分布有一層坡積土，厚約1.00米左右。坡積土以下以粘土為主，并含有泥灰?guī)r夾層。在勘察深度范圍內(nèi)揭示有兩層泥灰?guī)r地層，第一層普遍揭示，厚度在5060厘米左右；第二層局部缺失，厚度在2050厘米左右；該兩層泥灰?guī)r地層埋深深淺不一，大體上與山坡坡面呈同一傾向；堅(jiān)硬，致密，含礦物結(jié)晶，巖芯呈柱狀，平均抗壓強(qiáng)度在18.7MPa左右。1.1.2羅安達(dá)市供水現(xiàn)狀羅安達(dá)目前共有三個(gè)給水系統(tǒng)，它們分別是1號(hào)系統(tǒng)Marcal給水廠、2號(hào)系統(tǒng)Kifangondo給水廠、3號(hào)系統(tǒng)Kikuxi給水廠。1號(hào)和2號(hào)系統(tǒng)

12、均以Bengo河為水源，負(fù)責(zé)城市北部地區(qū)的供水；3號(hào)系統(tǒng)以Kuanza河為水源，擔(dān)負(fù)城市南部地區(qū)的供水。羅安達(dá)市供水設(shè)施除Kifangondo（2號(hào)系統(tǒng)）給水廠等少數(shù)構(gòu)筑物外，大多建于葡萄牙殖民地時(shí)期的1950年前后，現(xiàn)已運(yùn)行50多年，很多供水管道、構(gòu)筑物出現(xiàn)不同程度的老化、損壞，管道經(jīng)常爆管，供水能力嚴(yán)重不足。羅安達(dá)市現(xiàn)有凈水廠三座，總設(shè)計(jì)規(guī)模約35萬噸/日，但由于管道、供水構(gòu)筑物的老化、損壞，實(shí)際供水量已不足20萬噸/日，致使城區(qū)用水量嚴(yán)重不足，居民用水大多靠供水車、供水管道集中取水。羅安達(dá)市1號(hào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)模為60000噸/日，從Bengo河取水，取水口位于Kifangondo凈水廠內(nèi)。1

13、號(hào)系統(tǒng)現(xiàn)取水口處泥砂淤積嚴(yán)重，構(gòu)筑物嚴(yán)重?fù)p壞、老化，輸水量嚴(yán)重不足。本項(xiàng)目主要是對(duì)準(zhǔn)備新建的6萬噸Marcal給水廠進(jìn)行初步設(shè)計(jì)。 1.2項(xiàng)目建設(shè)的必要性水是生命的源泉，沒有水人類就不能生存。正常的供水系統(tǒng)是一個(gè)現(xiàn)代化城市不可或缺的基礎(chǔ)設(shè)施，是城市生命線工程的重要組成部分,沒有完善的供水系統(tǒng)的城市根本就談不上發(fā)展，更不用說現(xiàn)代化了。給水廠是供水系統(tǒng)的核心部分,它是控制水質(zhì)凈化水質(zhì)的主要環(huán)節(jié)1-2。因此對(duì)于一個(gè)城市的建設(shè)和發(fā)展來說，給水廠的設(shè)計(jì)和研究顯得尤為重要。羅安達(dá)市是安哥拉的首都，是政治、經(jīng)濟(jì)和文化中心。羅安達(dá)所需水量總設(shè)計(jì)規(guī)模約為35萬噸/日，但實(shí)際供水量已不足20萬噸/日。城區(qū)用水量嚴(yán)

14、重不足，居民用水大多靠供水車、供水管道集中取水。另外，羅安達(dá)市尚有一些地方為供水空白區(qū)，近80%用戶沒有實(shí)現(xiàn)供水到戶，而采用小區(qū)域集中取水的方式?？梢钥闯觯_安達(dá)市目前的飲用水系統(tǒng)根本滿足不了該城市居民生活的需要，更滿足不了該市發(fā)展對(duì)水資源的需要。羅安達(dá)市要持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展，對(duì)其給水廠進(jìn)行全面改造新建勢在必行。1.3項(xiàng)目的主要研究內(nèi)容及設(shè)計(jì)原則1.3.1工程設(shè)計(jì)內(nèi)容本項(xiàng)目主要是對(duì)準(zhǔn)備新建的6萬噸Marcal給水廠進(jìn)行初步設(shè)計(jì)。Marcal給水廠的初步設(shè)計(jì)共包括如下內(nèi)容：1 確定給水處理工藝流程；2 確定處理構(gòu)筑物（或設(shè)備）的類型和數(shù)量；3 進(jìn)行各構(gòu)筑物單體的設(shè)計(jì)計(jì)算；4 進(jìn)行主體構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)，繪制

15、主體構(gòu)筑物的平面圖、剖面圖等。1.3.2設(shè)計(jì)原則1 本項(xiàng)目的設(shè)計(jì)均采用我國現(xiàn)行的國家標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范。2 本項(xiàng)目的設(shè)計(jì)在考慮當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)特點(diǎn)，在保證安全可靠的基礎(chǔ)上，進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，盡量降低工程投資。3 貫徹節(jié)約能源的方針，力求取得較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。4 積極穩(wěn)妥地引進(jìn)、采用先進(jìn)節(jié)能的新工藝、新技術(shù)；工藝流程先進(jìn)、簡潔、可靠，便于操作管理。第2章 給水廠發(fā)展?fàn)顩r2.1水源水質(zhì)現(xiàn)狀分析飲用水水源共分兩類:地表水與地下水。地表水又分為江河水與水庫水。另有些海島等利用海水做飲用水，但需經(jīng)過淡化處理。地下水水質(zhì)清澈，水質(zhì)、水溫較穩(wěn)定。但由于地下水流經(jīng)巖層時(shí)會(huì)溶解各種礦物質(zhì)，故地下水常鐵錳超標(biāo)；同時(shí)由于滲透量

16、有限，往往徑流量較小，取水量受限5。江河水受上游排放影響，易受污染，常使細(xì)菌、有機(jī)物增加。在汛期時(shí)，水量增大，濁度變差。水庫水水質(zhì)與江河水類似，但由于水庫存水量大，水流動(dòng)性小，經(jīng)過一段時(shí)間沉淀后，往往濁度較低。當(dāng)暴雨季節(jié)時(shí)，由于庫底沉渣泛起，會(huì)引起水質(zhì)突變。2.2 給水廠工藝發(fā)展供水工程是國家基礎(chǔ)設(shè)施之一，近年來得到很大發(fā)展。隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活水平的提高，對(duì)供水需求逐年大幅增長，作為供水工程核心水廠能否保證安全供水、供優(yōu)質(zhì)水，設(shè)計(jì)、施工和管理都對(duì)其有重要的影響3-4。給水廠的設(shè)計(jì)包括水廠的總體布局及位置選擇，水處理工藝，構(gòu)建物及沖洗等，其中合理選擇水處理工藝是首要問題，合理的凈水工藝是保證

17、供水水質(zhì)的關(guān)鍵。給水處理的方法應(yīng)根據(jù)水源水質(zhì)和用水對(duì)象對(duì)水質(zhì)的要求而確定。二十世紀(jì)初，飲用水凈化技術(shù)已基本形成現(xiàn)在被人們普遍稱之為常規(guī)處理工藝的處理方法，即混凝、沉淀或澄清、過濾和消毒6。這種常規(guī)處理工藝至今仍被世界上大多數(shù)國家所采用，成為目前飲用水處理的主要工藝。在常規(guī)處理工藝之前通常還進(jìn)行預(yù)處理，針對(duì)水源水的污染特性，增設(shè)必要的預(yù)處理設(shè)施。預(yù)處理技術(shù)包括投加化學(xué)氧化劑， 如臭氧、高錳酸鉀； 投加吸附劑， 包括粉末活性炭和活化粘土； 以及生物氧化技術(shù)等。飲用水常規(guī)工藝的主要目的是去除水源水中的懸浮物、膠體雜質(zhì)和細(xì)菌?；炷窍蛟型都踊炷齽?，使水中難以自然沉淀分離的懸浮物和膠體顆?；ハ嗑酆希?/p>

18、形成大顆粒的絮體。沉淀是將混凝后形成的大顆粒絮體通過重力分離。過濾則是利用顆粒狀濾料（石英砂等）截留經(jīng)沉淀后出水中殘留的顆粒物，進(jìn)一步去除水中雜質(zhì)，降低水中的混濁度。過濾之后采用消毒方法來滅活水中致病微生物，從而保證飲用水的衛(wèi)生安全性。二十世紀(jì)七十至八十年代,給水工程技術(shù)人員面臨的主要問題是工程的投資效益,即如何以最低的工程總投資來完成簡單的處理目標(biāo)7。在這段時(shí)期里,研究出了許多比較經(jīng)濟(jì)的凈水技術(shù)和工藝,這些研究包括改進(jìn)沉淀池設(shè)計(jì),出現(xiàn)了斜管沉淀池、斜板沉淀池和氣浮池等快速澄清工藝,還有快速過濾工藝和將絮凝、沉淀和過濾工藝組合在一起的專用集成設(shè)備。二十世紀(jì)八十至九十年代,新的問題出現(xiàn)了,即飲用

19、水中存在的微量有機(jī)物對(duì)人體健康具有長期潛在的危害8。因此僅對(duì)水源水以傳統(tǒng)水處理工藝進(jìn)行處理難以滿足要求,必需對(duì)其進(jìn)行深度處理。深度處理技術(shù)能較好地去除水中溶解性有機(jī)物，特別是對(duì)致癌、致畸、致突變等物質(zhì)的去除，滿足了人們對(duì)生活用水水質(zhì)的要求9。各種深度處理方法的基本作用原理，一般認(rèn)為是吸附、氧化、生物降解和膜濾等，即利用吸附劑的吸附能力可去除水中溶解性有機(jī)物；利用氧化劑的強(qiáng)氧化能力可分解水中有機(jī)物；利用生物氧化法降解水中有機(jī)物；利用濾膜的篩分作用濾除有機(jī)物。有時(shí)兩種作用又能同時(shí)發(fā)揮，共同去除有機(jī)物，臭氧活性炭聯(lián)用技術(shù)發(fā)揮了氧化和吸附兩種作用10。深度處理技術(shù)能在很大程度上提高水質(zhì)，各地水廠可以根

20、據(jù)自身的水源特點(diǎn)，合理選擇深度處理工藝。進(jìn)入二十一世紀(jì)，水處理工藝采用自動(dòng)控制技術(shù)監(jiān)控生產(chǎn)過程已成為一種趨勢,當(dāng)前發(fā)達(dá)國家給水程序中的自動(dòng)監(jiān)控技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到較高水平。第3章 給水廠總體設(shè)計(jì)3.1設(shè)計(jì)規(guī)模羅安達(dá)市1號(hào)供水系統(tǒng)現(xiàn)狀規(guī)模為60000m3/d，自Bengo河取水，經(jīng)取水口、送水泵房、高位水池、輸水管道至Marcal凈水廠，經(jīng)處理后通過配水管網(wǎng)至用戶。 根據(jù)羅安達(dá)市供水系統(tǒng)改造工程合同內(nèi)容，需在Candelabro處新建一座給水廠，根據(jù)羅安達(dá)市供水規(guī)劃，該凈水廠分四期建設(shè)，每期建設(shè)規(guī)模均為60000m3/d，最終規(guī)模為240000m3/d。本次工程設(shè)計(jì)規(guī)模為60000m3/d，水廠內(nèi)自用

21、水量約占5%，管道漏損量3.5%，取水量約為33000m3/d。3.2取水水源及水質(zhì)分析羅安達(dá)屬于草原性氣候，只有旱季和雨季兩季，全年雨量充沛，沒有冰凍期，本工程從Bengo河取水。Bengo河是流經(jīng)羅安達(dá)市的主要河流之一，河道寬度在30米至40米之間，水流平緩，流速在0.40.6m/s之間。供水水質(zhì)分析依據(jù)安哥拉政府部門提供的Bengo河的水質(zhì)資料，可以對(duì)其水質(zhì)做出相應(yīng)的評(píng)價(jià)。表3.1 Bengo河水質(zhì)資料Table 3. 1 Water quality material of Bengo River水質(zhì)指標(biāo)數(shù)值單位月份1月2月3月4月5月6月色度151515151515Pt/Co濁度8.0

22、8.55.86.097.446.85NTU溫度27.928.228.528.026.224.3pH7.57.377.317.167.217.24傳導(dǎo)率182183184175153148S/cm硬度62.065.566.952.336.935.1mg/L CaCO3溶解氧5.205.205.086.306.556.85mg/L O2鋁mg/L Al氨氮0.080.050.190.05mg/L N鐵0.260.310.43mg/L Fe硝酸鹽mg/L N亞硝酸鹽mg/L N總氯mg/L Cl2余氯mg/L Cl2鈣離子28.429.324.342.323.621.5mg/L Ca2+鎂離子7.7

23、3.44.319.64.95.8mg/L Mg2+鈉離子mg/L Na+鉀3.83.03.93.53.2mg/L K含碳量75.680.581.663.845.042.8mg/L HCO3-氯化物32.324.632.220.6mg/L Cl-硫酸鹽7.36.35.2mg/L SO42-水質(zhì)指標(biāo)數(shù)值單位月份7月8月9月10月11月12月色度151515151515Pt/Co濁度2.048.807.80NTU溫度22.421.222.424.026.727.4pH7.37.277.337.407.527.5傳導(dǎo)率191189187188186189S/cm硬度70.971.067.359.550

24、.160.2mg/L CaCO3溶解氧2.702.962.763.605.404.14mg/L O2鋁mg/L Al氨氮0.140.05mg/L N鐵0.22mg/L Fe硝酸鹽mg/L N亞硝酸鹽mg/L N總氯mg/L Cl2余氯mg/L Cl2鈣離子27.226.526.322.826.126.4mg/L Ca2+鎂離子7.67.66.068.35.55.6mg/L Mg2+鈉離子mg/L Na+鉀2.32.3mg/L K含碳量85.986.982.172.675.373.4mg/L HCO3-氯化物25.033.524.2mg/L Cl-硫酸鹽10.49.010.710.011.011

25、.0mg/L SO42-從上表可以看出，Bengo河水質(zhì)符合我國的生活飲用水水源水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的“生活飲用水水源水質(zhì)”的二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，屬于受輕度污染的水源。水處理目標(biāo)及出水水質(zhì)根據(jù)水源情況，依據(jù)表3.3生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)GB5749-1985,參考表3.2世界衛(wèi)生組織飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),綜合確定出水的水質(zhì)，如下表3.4出水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)所示。表3.2 世界衛(wèi)生組織飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)Table 3.2 Quality standard of the WHO in drinking water項(xiàng)目可能導(dǎo)致用戶不滿的值舊標(biāo)準(zhǔn)用戶不滿的原因物理參數(shù)色度15TCU15TCU外觀嗅和味-沒有不快感覺應(yīng)當(dāng)可能接受水溫-應(yīng)當(dāng)可

26、以接受濁度5NTUc5NTU外觀；為了最終的消毒效果，平均濁度1NTU，單個(gè)水樣5NTU。無機(jī)組分鋁0.2mg/L0.2mg/L沉淀，脫色氨1.5mg/L味和嗅氯化物250mg/L250mg/L味道，腐蝕銅1mg/L1.0mg/L洗衣房和衛(wèi)生間器具生銹（健康基準(zhǔn)臨時(shí)指標(biāo)值為2mg/L）硬度-500mgCaCO3/L高硬度：水垢沉淀，形成浮渣硫化氫0.05mg/L不得檢出嗅和味鐵0.3mg/L0.3mg/L洗衣房和衛(wèi)生間器具生銹錳0.1mg/L0.1mg/L洗衣房和衛(wèi)生間器具生銹（健康基準(zhǔn)臨時(shí)指標(biāo)值為0.5mg/L）溶解氧-間接影響pH-6.58.5低pH：具腐蝕性高pH：味道，滑膩感用氯進(jìn)行有

27、效消毒時(shí)最好pH8.0鈉200mg/L200mg/L味道硫酸鹽250mg/L400mg/L味道，腐蝕總?cè)芙夤腆w1000mg/L1000mg/L味道鋅3mg/L5.0mg/L外觀，味道有機(jī)組分甲苯24170g/l嗅和味（健康基準(zhǔn)指標(biāo)值為700g/l)二甲苯201800g/l嗅和味（健康基準(zhǔn)指標(biāo)值為500g/l)乙苯2200g/l嗅和味（健康基準(zhǔn)指標(biāo)值為300g/l)苯乙烯42600g/l嗅和味（健康基準(zhǔn)指標(biāo)值為20g/l)氯苯10120g/l嗅和味（健康基準(zhǔn)指標(biāo)值為300g/l)1，2-二氯苯110g/l嗅和味（健康基準(zhǔn)指標(biāo)值為1000g/l)1，4-二氯苯0.330g/l嗅和味（健康基準(zhǔn)指標(biāo)值

28、為300g/l)三氯苯（總）550g/l嗅和味（健康基準(zhǔn)指標(biāo)值為20g/l)合成洗滌劑-泡沫，味道，嗅味消毒劑及消毒副產(chǎn)物氯6001000g/l嗅和味（健康基準(zhǔn)指標(biāo)值為5mg/L)氯酚類2-氯酚0.110g/l嗅和味2，4-二氯酚0.340g/l嗅和味2，4，6-三氯酚2300g/l嗅和味（健康基準(zhǔn)指標(biāo)值為200g/l）表3.3生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)GB5749-1985Table 3.3 Sanitary standard of drinking water GB5749-1985 項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)感官性狀和一般化學(xué)指標(biāo)色色度不超過15度，并不得呈現(xiàn)其他異色渾濁度不超過3度，特殊情況不超過5度臭和味不得

29、有異臭、異味肉眼可見物不得含有pH6.58.5總硬度(以碳酸鈣計(jì))450 mg/L鐵0.3 mg/L錳0.1 mg/L銅1.0 mg/L鋅1.0 mg/L揮發(fā)酚類(以苯酚計(jì))0.002 mg/L陰離子合成洗滌劑0.3 mg/L硫酸鹽250 mg/L氯化物250 mg/L溶解性總固體1000 mg/L毒理學(xué)指標(biāo)氟化物1.0 mg/L氰化物0.05 mg/L砷0.05 mg/L硒0.01 mg/L汞0.001 mg/L鎘0.01 mg/L鉻(六價(jià))0.05 mg/L鉛0.05 mg/L銀0.05 mg/L硝酸鹽(以氮計(jì))20 mg/L氯仿60 ug/L四氯化碳3 ug/L苯并(a)芘0.01 ug

30、/L滴滴涕1 ug/L六六六5 ug/L細(xì)菌學(xué)指標(biāo)細(xì)菌總數(shù)100 個(gè)/mL總大腸菌群3 個(gè)/L游離余氯在與水接觸30min后應(yīng)不低于0.3mg/L。集中式給水除出廠水符合上述要求外，管網(wǎng)末梢水不應(yīng)低于0.05mg/L放射性指標(biāo)總放射性0.1Bq/L總放射性1 Bq/L根據(jù)安哥拉政府當(dāng)?shù)仄渌畯S的出水水質(zhì)，參考國內(nèi)國際標(biāo)準(zhǔn)，最終確定出水水質(zhì)如：表3.4 出水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)Table 3.4 Quality standard of effluent water 項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)感官性狀和一般化學(xué)指標(biāo)色色度不超過15度，并不得呈現(xiàn)其他異色渾濁度不超過2度，特殊情況不超過4度臭和味不得有異臭、異味肉眼可見物不得含有

31、pH6.58.5總硬度(以碳酸鈣計(jì))450 mg/L鐵0.3 mg/L錳0.1 mg/L銅1.0 mg/L鋅1.0 mg/L揮發(fā)酚類(以苯酚計(jì))0.002 mg/L陰離子合成洗滌劑0.3 mg/L硫酸鹽250 mg/L氯化物250 mg/L溶解性總固體1000 mg/L毒理學(xué)指標(biāo)氟化物1.0 mg/L氰化物0.05 mg/L砷0.05 mg/L硒0.01 mg/L汞0.001 mg/L鎘0.01 mg/L鉻(六價(jià))0.05 mg/L鉛0.05 mg/L銀0.05 mg/L硝酸鹽(以氮計(jì))20 mg/L氯仿60 ug/L四氯化碳3 ug/L苯并(a)芘0.01 ug/L滴滴涕1 ug/L六六六5

32、 ug/L細(xì)菌學(xué)指標(biāo)細(xì)菌總數(shù)100 個(gè)/mL總大腸菌群3 個(gè)/L游離余氯在與水接觸30min后應(yīng)不低于0.3mg/L。集中式給水除出廠水符合上述要求外，管網(wǎng)末梢水不應(yīng)低于0.05mg/L放射性指標(biāo)總放射性0.1Bq/L總放射性1 Bq/L3.3給水處理工藝的確定給水處理工藝流程的選擇與原水水質(zhì)和處理后的水質(zhì)要求有關(guān)。一般來講，地下水只需要經(jīng)過消毒處理即可，對(duì)含有鐵、錳、氟的地下水，則需采用除鐵、除錳、除氟的處理工藝。地表水為水源時(shí)，生活飲用水通常采用混合、絮凝、沉淀、過濾、消毒的處理工藝。如果是微污染源水，則需要進(jìn)行特殊處理。羅安達(dá)新建給水廠水源屬于受輕度污染的水源，取水口上游和下游500米內(nèi)

33、均沒有污水排入。根據(jù)設(shè)計(jì)要求及表3.3生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)GB5749-1985和實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，Bengo河水可以通過常規(guī)的凈化處理達(dá)到生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)規(guī)定。選擇原水混合絮凝沉淀過濾消毒二級(jí)泵房城市管網(wǎng)的處理工藝。根據(jù)水質(zhì)的情況和特點(diǎn)，參考國內(nèi)相同規(guī)模的水廠的設(shè)計(jì)和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，最終確定的處理工藝流程為：前加氯管式靜態(tài)混合器器進(jìn)水波折板反應(yīng)池及斜管沉淀池V型濾池氣反沖洗濾池操作間水反沖洗后加氯清水池二泵站城市管網(wǎng)加藥圖3.1給水廠工藝流程圖Fig3.1 Art flow diagram of waterworks process上述處理流程有如下特點(diǎn)：1.處理流程運(yùn)行穩(wěn)定，運(yùn)用廣泛、管理經(jīng)驗(yàn)豐富

34、；2.運(yùn)營成本低，出水水質(zhì)好；3.由于原水濁度較低，反應(yīng)部分采用了適應(yīng)低濁度水的波折板反應(yīng)池；4.采用了模塊式的氣水反沖洗濾池，方便快捷。 第4章 給水廠設(shè)計(jì)說明4.1混合方式混合是使投加的混凝劑迅速擴(kuò)散于水體并使膠體脫穩(wěn)的重要措施，良好的混合對(duì)降低藥耗，提高絮凝效果作用極大。一般有效的混合有水泵混合、機(jī)械混合和管式靜態(tài)混合器等。由于本工程取水泵房距離水廠遠(yuǎn)，不宜采用水泵混合；機(jī)械混合有不受水量、水溫、濁度等因素變化的影響，能耗也較低，但機(jī)械混合需設(shè)混合池并增加機(jī)械設(shè)備；管道靜態(tài)混合不占地，不需外加動(dòng)力，具有正反切割水流、雙向回流、旋渦混流等三個(gè)作用，混合效率達(dá)94%以上，已在很多工程中采用，

35、效果明顯。本工程選用管道靜態(tài)混合器。通過管道靜態(tài)混合器，將所加藥液與原水混合充分，管道靜態(tài)混合器使藥劑投加后，水流產(chǎn)生劇烈紊動(dòng)，短時(shí)間內(nèi)使藥劑均勻地?cái)U(kuò)散到整個(gè)水體。該混合器是在管道內(nèi)設(shè)置多節(jié)固定葉片，使水流成對(duì)分流，同時(shí)產(chǎn)生渦旋反向旋轉(zhuǎn)及交叉流動(dòng)，從而獲得混合效果。4.2絮凝方式國內(nèi)采用的絮凝形式較多，可分為機(jī)械和水力兩大類。水力絮凝又有隔板、折板、柵條、網(wǎng)格等多種形式。機(jī)械絮凝雖然效果較好，而且其絮凝過程的速度梯度可不受進(jìn)水流量變化影響，能耗也較低，但增加了機(jī)械設(shè)備，維修工作量大，因而機(jī)械絮凝尚未在我國普及，國外機(jī)械絮凝雖應(yīng)用較多，但近年來已有改用水力絮凝的傾向。折板絮凝池是水力攪拌式高效絮

36、凝裝置的一種，能較好適應(yīng)原水濁度變化和低溫低濁的條件11。折板絮凝池在我國的多項(xiàng)工程中早有應(yīng)用，實(shí)驗(yàn)證明它具有節(jié)約能耗，絮凝時(shí)間短，排泥方便的優(yōu)點(diǎn)。本工程原水屬低濁度水，基于折板絮凝池的上述優(yōu)點(diǎn)及對(duì)低濁度水的處理具有良好效果的特點(diǎn)，因此推薦采用。本工程選用波折板絮凝池，分成兩組，每組將其設(shè)計(jì)成三個(gè)連續(xù)絮凝池，形成三級(jí)絮凝。在各絮凝室中等距離地平行安裝波形板，形成幾何尺寸完全相同，相互并聯(lián)的水流通道，各通道水力阻抗特性完全相同，使流量在各通道間均勻分配。在同一級(jí)絮凝室中，各通道的能量分配相同，這種能量分布的均勻性使能量得到充分利用，同時(shí)為絮粒提供了適宜的水利條件。 4.3沉淀形式本工程可選擇的沉

37、淀池型有平流式沉淀池、斜管沉淀池、機(jī)械攪拌加速澄清池等。從經(jīng)濟(jì)因素考慮，機(jī)械攪拌加速澄清池單池處理能力不宜過大，當(dāng)水廠有一定規(guī)模時(shí)，使用池?cái)?shù)較多，帶來管理不便，同時(shí)圓型池?cái)?shù)過多也帶來布置上占地面積增加12。另外，當(dāng)原水濁度過低時(shí)，處理效果較差，故本工程不宜采用。平流沉淀池、斜管沉淀池是目前國內(nèi)采用最多的兩種沉淀形式。斜管沉淀池是一種在沉淀池內(nèi)裝置許多間隔較小的平行傾斜板或直徑較小的平行傾斜管的沉淀池。斜管沉淀對(duì)水質(zhì)、水溫、水量變化的適應(yīng)性較強(qiáng)，有沉淀效率高、池子容積小和占地面積少及耐沖擊負(fù)荷等特點(diǎn)，故本工程選用斜管沉淀池。4.4過濾形式凈水廠中濾池的過濾主要由薄膜過濾、滲透過濾和接觸混凝三個(gè)過

38、程組成，每個(gè)過程都對(duì)水的凈化起到一定的作用13-14。本工程采用的氣水反沖濾池中的V型濾池，V型濾池是國外研制的濾池專利技術(shù)，現(xiàn)已推廣至世界各國，我國目前已有多座濾池建成投入運(yùn)行15。它是目前世界上大型水廠運(yùn)行最多、處理效率最高、最易于自動(dòng)控制及運(yùn)行費(fèi)用較低的濾池。該濾池主要是通過截留和吸附進(jìn)一步去除水中的懸浮物，使出水水質(zhì)達(dá)標(biāo)。V型濾池的特點(diǎn)是過濾時(shí)由V型布水槽布水，反沖洗時(shí)由中間排水槽排水，濾層為深層均勻顆粒石英砂濾料，深層截污，恒位恒載運(yùn)行，池下部為長柄濾頭配水系統(tǒng)。反沖洗方式為首先氣洗，再氣水聯(lián)合沖洗，最后濾后水漂洗，在整個(gè)沖洗過程中伴以用濾前水表面掃洗的獨(dú)特方式，由于其濾層表面和底部

39、都采用幾乎同樣有效粒徑和均勻度的砂粒，每次反沖洗時(shí)均不使濾床膨脹，也就是說每次沖洗周期后，在濾床整個(gè)深度方向粒徑均勻，不發(fā)生水力分級(jí)，因而它具有濾料截污能力強(qiáng)、過濾周期長、反沖洗強(qiáng)度小、濾后水質(zhì)好、運(yùn)行費(fèi)用低等特點(diǎn)，與其它常規(guī)濾池相比，它可減少反沖洗水量，耗電較少且自動(dòng)化程度高，運(yùn)行穩(wěn)妥可靠，可減少運(yùn)行管理人員，在加藥、混凝、沉淀等處理構(gòu)筑物的配合下可保證出水濁度在1.0度以下。4.5消毒本工程采用液氯消毒，氯是目前國內(nèi)外應(yīng)用最廣的消毒劑，除消毒外還起氧化作用，加氯消毒操作簡單，價(jià)格便宜，且在管網(wǎng)中有持續(xù)消毒殺菌作用。氯消毒會(huì)產(chǎn)生三鹵甲烷、鹵乙酸等副產(chǎn)物，因此水廠設(shè)計(jì)中應(yīng)當(dāng)考慮改善對(duì)自來水中的

40、三鹵甲烷、鹵乙酸濃度的控制16-17。第5章 給水廠設(shè)計(jì)計(jì)算5.1混合反應(yīng)5.1.1混凝劑的選擇 本設(shè)計(jì)中采用PAC，即堿性氯化鋁，通式為。PAC是無機(jī)高分子化合物，具有如下特點(diǎn)：1. 凈化效率高，耗藥量小，出濁度低、色度小、過濾性能良好，原水高濁度時(shí)尤為顯著；2. 溫度適應(yīng)高，pH適應(yīng)范圍寬（59），因而可不投加堿劑；3. 使用時(shí)操作方便，腐蝕性小，勞動(dòng)條件好；4. 設(shè)備簡單，操作方便，成本較三氯化鐵低。 藥劑的投加量參照以往經(jīng)驗(yàn)，再加上設(shè)計(jì)手冊所提供的工程資料，確定最高投加量為50，最低63.6,平均43.2。5.1.2投藥系統(tǒng)計(jì)算1. 混凝劑的投加方法混凝劑的投加方法有濕投和干投，干投應(yīng)

41、用較少，本設(shè)計(jì)采用濕投方法。2.混凝劑的調(diào)制方法混凝劑采用濕投時(shí)，其調(diào)制方法有水力、機(jī)械攪拌方法，水力方法一般用于中小型水廠，機(jī)械方法可用于大、中型水廠。本設(shè)計(jì)采用機(jī)械方法調(diào)制混凝劑。3.溶液池容積 (5.1) 式中:處理水量（ Q=3.3104m3/d=1375m3/h）； 混凝劑最大投量（），取50； 溶液濃度（），一般取520，取10； 每日調(diào)制次數(shù)，一般不宜超過3次，取2次。 則 溶液池分三池，每池容積7.2。設(shè)計(jì)尺寸：LBH=2m2m2m。4.溶藥池容積 (5.2)0.221.54.3（），取4.5。設(shè)計(jì)尺寸：LBH=1.5m1.5m2m。5. 調(diào)制設(shè)備采用機(jī)械攪拌，以電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)漿板

42、或渦輪攪拌溶液。5.1.3加藥間及藥庫1.加藥間各種管線布置在管溝內(nèi)：給水管采用鍍鋅鋼管、加藥管采用塑料管、排渣管為塑料管。加藥間內(nèi)設(shè)兩處沖洗地坪用水龍頭DN25mm。為便于沖洗水集流，地坪坡度0.005，并坡向集水坑。加藥間尺寸：LBH=23.5m12.5m10m。2.藥庫藥劑儲(chǔ)量以15d用量計(jì)PAC所占體積： (5.3) 式中:15天PAC用量（t）； PAC投加量（） 取65.2； 處理水量（）。則PAC的相對(duì)密度：則儲(chǔ)存藥體積：64548/1.62=39.84。設(shè)堆放高度為：2m 占地面積：39.84/2=19.92。藥庫設(shè)計(jì)尺寸：LBH=5m5m2m。5.1.4混合設(shè)施采用管道靜態(tài)混

43、合1 該混合器是利用在管道內(nèi)設(shè)置多節(jié)固定式分流板使水流成對(duì)分流，同時(shí)又有交叉及旋渦反向旋轉(zhuǎn)，以達(dá)到混合效果；2 該設(shè)備水頭損失與設(shè)置分流板的數(shù)量和角度有關(guān)，目前處在試驗(yàn)階段，尚無定型的計(jì)算公式。在給水處理中，分流板的級(jí)數(shù)一般可采取3級(jí)。這種混合方式設(shè)備簡單，不占地，從而方便管理，節(jié)省占地，故考慮采用之。5.2波折板反應(yīng)池5.2.1設(shè)計(jì)參數(shù)1 設(shè)計(jì)流量設(shè)計(jì)水量為60000，自用水取5% 。2 采用A型(相對(duì))波折板絮凝裝置組塊(填料),波峰寬度0.28m、波谷寬度0.56m、波長0.68m。A型(平行)波折板絮凝裝置組塊(填料)，平行板間距0.28m、每一彎道為兩個(gè)145組成。3 波折板絮凝池分

44、成兩組,每組單獨(dú)反應(yīng)。每組分成三段,第一段采用相對(duì)波折板，第二段采用平行波折板，第三段采用相對(duì)波折板。4 設(shè)計(jì)停留時(shí)間比為，取。平面計(jì)算1.第一段第一段分四個(gè)室，設(shè)第一段絮凝池總有效容積 (5.4)式中：第一段絮凝池有效容積（）； 每組設(shè)計(jì)處理水量（）； 第一段絮凝時(shí)間。設(shè)計(jì)中取，則 =式中:為第一段第一室有效容積； 為第一段第二室有效容積； 為第一段第三室有效容積； 為第一段第四室有效容積。取=2.0m =1.1m,則=5.47/(2.01.1)=2.49m,取3.06m（4.5個(gè)波長）。取h=0.6m,則室內(nèi)有效水深為=3.06+0.6+0.6=4.26m,取4.3m實(shí)際水力停留時(shí)間: (

45、5.5)式中:第一段有效容積。=4=37.8437.84/0.3645=103.81s=1.73min。2.第二段第二段分四個(gè)室，設(shè)=2.0 min。第二段絮凝池總有效容積 (5.6)式中：第二段絮凝池有效容積（）； 每組設(shè)計(jì)處理水量（）； 第二段絮凝時(shí)間。設(shè)計(jì)中取=2.0min，則 =式中：為第二段第一室有效容積； 為第二段第二室有效容積； 為第二段第三室有效容積； 為第二段第四室有效容積。取=2.0m =2.4m,則=10.94/(2.02.4)=2.28m,取3.06m（4.5個(gè)波長）取h=0.6m,則室內(nèi)有效水深為:=3.06+0.6+0.6=4.26m,取4.3m實(shí)際水力停留時(shí)間:

46、(5.7)式中：第二段有效容積；=4=82.56m382.560.3645 =226.5s =3.775min。3.第三段第三段分三個(gè)室，設(shè)=3.0min。第三段絮凝池總有效容積 (5.8)式中: 第三段絮凝池有效容積（）； 每組設(shè)計(jì)處理水量（）； 第三段絮凝時(shí)間。設(shè)計(jì)中=3.0min ，則 =式中：為第三段第一室有效容積； 為第三段第二室有效容積； 為第三段第三室有效容積；取=2.0m =4.9m,則=21.87/(2.04.9)=2.23m,取3.06m（4.5個(gè)波長）取h=0.6m,則室內(nèi)有效水深為:=3.06+0.6+0.6=4.26m,取4.3m實(shí)際水力停留時(shí)間: (5.9)式中：第

47、三段有效容積；=3=126.42126.420.3645 =346.8s=5.78min。水頭損失計(jì)算1.A型相對(duì)波折板漸放段水頭損失： （5.10)式中 :折板 漸放段水頭損失()； 峰處流速（）； 谷處流速（）。漸縮段水頭損失： （5.11)式中:漸縮段水頭損失()； 相對(duì)峰的斷面積()； 相對(duì)谷的斷面積()。A型相對(duì)波折板波長0.68m，故有漸放和漸縮的個(gè)數(shù)為：。則相對(duì)波折板水頭損失:。2.A型平行波折板 （5.12)式中:折板水頭損失()； 板間流速（）。A型平行波折板波長0.68m，故有漸放和漸縮的個(gè)數(shù)為：。 平行波折板水頭損失3. 堰頂水頭損失 (上轉(zhuǎn)彎時(shí)) （5.13)(下轉(zhuǎn)彎時(shí)

48、) （5.14)；。4.各段水頭損失計(jì)算(1)第一段第一段為相對(duì)波折板 波折板水頭損失:設(shè)計(jì)中??； ； 。則；堰頂總水頭損失：第一段總水頭損失：第一段總水頭損失=波折板水頭損失+堰頂水頭損失。(2)第二段第二段為平行波折板波折板水頭損失:設(shè)計(jì)中取 則， 堰頂總水頭損失第二段總水頭損失：第二段總水頭損失=波折板水頭損失+堰頂水頭損失 (3)第三段第三段為相對(duì)波折板 波折板水頭損失:設(shè)計(jì)中取則 堰頂總水頭損失 第三段總水頭損失：第三段總水頭損失=波折板水頭損失+堰頂水頭損失3.總水頭損失波折板絮凝池水頭損失：波折板絮凝池實(shí)際水力停留時(shí)間: G、GT值 （5.15)式中:速度梯度（）； 總水頭損失（）； 水的動(dòng)力黏度（）； 水的密度（）； 總的反應(yīng)時(shí)間（）。則 （一般）。5.3斜管沉淀池5.3.1設(shè)計(jì)參數(shù)1 設(shè)計(jì)流量設(shè)計(jì)水量為60000，自用水取5% 。2 采用兩個(gè)斜管沉淀池，每個(gè)沉淀池設(shè)計(jì)流量為=0.72