天津大學(xué) 2011 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）中文譯文德國滲漏水凈化技術(shù)摘要：本文介紹了德國目前最先進(jìn)的滲漏水處理技術(shù)，并且描述了滲漏水的形成和組成。以下這些凈化工藝在本文中被提到：活性炭吸附、反滲透、微濾、超濾、分離、生物手段和熱力技術(shù)。關(guān)于德國絕大多數(shù)種類的滲漏水裝置的闡述和德國目前的滲漏水處理項目的觀點也在文中有提到。這份報告從整體上概括了德國的滲漏水處理技術(shù)。本文沒有針對滲漏水處理技術(shù)作出任何獨(dú)立研究。關(guān)鍵詞：反滲透，超濾和納濾，分離，生物手段，熱力技術(shù)，德國最先進(jìn)成果。1 引言滲漏水主要來源于降雨時垃圾廢棄物處理過程中的滲漏。廢棄物被分離主要依賴于以下一些條件，比如 pH 值，缺氧、厭氧和好養(yǎng)條件的潛在可能。滲漏水水量和水質(zhì)有很大的波動，很多中因素會對其產(chǎn)生影響，比如季節(jié)變化，地表層密封的形式和嚴(yán)密性，垃圾填埋場的使用時間，廢棄物的形式和連續(xù)性等因素都會對滲濾水的水質(zhì)水量產(chǎn)生影響。滲漏水的物理性質(zhì)通常是深棕色到黑色，液態(tài)、有刺激性氣味。與當(dāng)?shù)氐奈蹚U水相比，滲漏水含有高濃度的有機(jī)物和無機(jī)物成分，像氯，硫和氨。滲漏水中有機(jī)成分的濃度取決于垃圾填埋地的使用時間和相應(yīng)的分解者種類。比較新的垃圾填埋場的滲漏水以厭氧反應(yīng)和產(chǎn)酸反應(yīng)為主，這樣就會使?jié)B漏水中有機(jī)物濃度很高（COD 濃度高達(dá) 110000mg/L；BOD 5 濃度高達(dá) 50000mg/L） 。隨著垃圾填埋場使用時間的延長，滲漏水中有機(jī)物濃度下降，與此同時，有機(jī)物中難生物降解的有機(jī)物成分上升。滲漏水來自于垃圾填埋場地表的滲漏污水溝。這個污水溝由穿孔管組成，滲漏水由穿孔管流向儲存容器和存水坑，整個過程最好自動化完成。在這項技術(shù)存在前，滲漏水被放置于垃圾場儲存處之外，以防止沉淀物的產(chǎn)生和臭氣的累積。滲漏水再直接通過管道或者卡車由存儲地被運(yùn)往處理裝置。滲漏水的無機(jī)和有機(jī)組成，對于凈化過程提出了很高的要求。德國有關(guān)于滲漏水的法律規(guī)定，滲漏水在排放入江河或公共污水管道之前必須經(jīng)滲漏水處理裝置處理直至水質(zhì)達(dá)到法定的標(biāo)準(zhǔn)。2 凈化技術(shù)滲漏水水量主要取決于降雨量、蒸發(fā)作用和垃圾填埋場地區(qū)地表的排水情天津大學(xué) 2011 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）況。在一些土地不太堅固密實的垃圾填埋場，20%-40%的降水量將會成為滲漏水，而在一些土壤堅固密實的場地，這個數(shù)字僅為 10%-25%。在每年 750 毫米這樣中等降雨量的情況下，滲漏水量大約為 5m3/(公頃·天)。初步成型的垃圾填埋場化學(xué)需氧量（COD）去除率需達(dá)到 95%-99%，而從長遠(yuǎn)角度考慮，氨氮凈化率需達(dá)到 96%-98%。對不同產(chǎn)物的組合進(jìn)行對比試驗發(fā)現(xiàn)，上文所提出的要求僅能通過以下方法實現(xiàn)：生物及物理化學(xué)處理、吸附沉降和膜法處理（包括反滲透、納濾和超濾） 、蒸發(fā)或烘干和灼燒?；钚蕴课椒梢赃_(dá)到很高的 COD 去除率，可是這種方法成本很高。通過包括膜處理-反滲透等方法的組合處理方式，我們可以達(dá)到很好的處理效果。在不同的分類準(zhǔn)則下，處理方法可以分為很多不同的類別，比如可以分為有分離和無分離方法。通過有分離方法，污染物可以在很大程度上從水中分離出來。在理想條件下，可以得到蒸餾水和從滲濾水中分離出的不同污染物成分。通過無分離方法，污染物留在水中，但是可以被生物固定或者化學(xué)固定，減量或破壞以達(dá)到無害化。2.1 物理化學(xué)技術(shù)活性炭吸附適用于憎水性污染物成分。這表示即使只有部分溶解，也需要活性炭重新產(chǎn)生熱量?；钚蕴课椒ㄌ幚頋B濾水已經(jīng)在很多地方成功通過試用，尤其是在生物預(yù)處理之后?；钚蕴课轿鬯泻?COD 和 AOX（可吸附的有機(jī)鹵化物）的物質(zhì)。在活性炭表面經(jīng)過短暫的接觸后，固態(tài)和液態(tài)物質(zhì)的濃度都達(dá)到一個相對穩(wěn)定的程度。受污染的活性炭可以在高溫爐中再生。缺點：氨氮以及非有機(jī)化合物和重金屬不能被吸附，另外，如果規(guī)范規(guī)定的活性炭吸附量的極限值下降，那么操作成本可能迅速提高。膜法和反滲透有很高的保留效率。從滲濾水中濃縮出來的成分變成碎屑沉積在膜上可能引起“ 膜污染 ”。處理污水時，經(jīng)常使用的是多級反滲透設(shè)備。用于滲濾水凈化的反滲透設(shè)備通常被分為兩級信息反饋水系，這樣，滲濾水被分離為凈化水和濃縮滲濾水。膜處理設(shè)備產(chǎn)生的濃縮滲濾水可以通過后續(xù)的蒸發(fā)設(shè)備得到進(jìn)一步處理，或者通過高壓反滲透設(shè)備得到可儲存的產(chǎn)物，這種產(chǎn)物要經(jīng)過特殊的有毒污染物終級處理。以上闡述的第一步很容易引起“膜污染” ，所以此處需要管狀、墊狀或者盤狀的模具。為了有效控制“膜污染” ，工藝流程需要內(nèi)循環(huán)。由于第二步引起膜污染的危險較小，考慮到投資和運(yùn)行成本，此處可以采用較便宜的迂回模具。使用反滲透方法處理原滲濾液時，滲濾液在半透膜上被加壓直至 65-120bar。這種膜孔徑在 0.2mm 左右，表面無可見的孔隙，物質(zhì)通過膜是以溶解和傳質(zhì)的過程為基礎(chǔ)，這與自然條件下的滲透過程相反。這樣，凈化水可以通過膜，而從滲濾水中濃縮出來的污染物被阻隔在膜的一側(cè)。天津大學(xué) 2011 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）阻隔量大約為 50-300 物質(zhì)的量。凈化效率可以通過以下方式得到提升：經(jīng)過生物預(yù)處理，處理量可以從 23L/m2h 提高至 30L/m2h。然而從經(jīng)濟(jì)因素考慮，最佳的處理量為 6-8 L/m2h。通過使用多級連續(xù)的凈化方法，凈化純度可達(dá)到 100%，提高效率的方法包括使用選擇性更高的膜，添加輔助藥劑（比如酸，可以增強(qiáng)氨氮的儲存能力） 。反滲透法僅對硝酸鹽和氨有很小的分離能力，必須使用特殊的工藝才能去除。相對于其他技術(shù)，膜技術(shù)的優(yōu)點在于：處理效果受滲濾液中污染物成分的形式和濃度影響較小，凈化效率較高且持久，不提高原液的鹽度，不會穿透濾料，在操作中斷時啟動和結(jié)束時間較短，較高的自動化水平，占用空間小，設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，模式化的結(jié)構(gòu)使設(shè)備更新很容易，長時間停工后不需要填補(bǔ)空白期，不需要附加其他物質(zhì)的條件下可以選擇性分離，少量的輔助藥品而且不向空氣中擴(kuò)散（是封閉系統(tǒng)） 。與此同時，膜技術(shù)的缺點也不能忽視：高投資需求，裝置技術(shù)復(fù)雜，較高的工作壓力導(dǎo)致的高運(yùn)行成本，膜組件對溫度、化學(xué)和機(jī)械影響較敏感，終級污染物必須被清除并深度處理，污水中懸浮物質(zhì)有引起膜組件“鱗化”、 “膜污染”和“生物淤積” 的可能，需要?dú)溲趸c清洗劑，限制因素有很多，比如酸、堿、自由氯、游離氧、有機(jī)溶劑、細(xì)菌以及低的比表面積。2.2 物理技術(shù)過濾：微濾法是一種較粗糙的過流分離方法，因此，這種方法被用于分離精細(xì)的膠體物質(zhì)和微生物。這種方法的工作壓力需要 3bar。在滲濾水以及生活污水和工業(yè)廢水的生物處理設(shè)備中，我們這種技術(shù)有逐漸上升的生物量殘余。超濾法用于分離高分子物質(zhì)，像大分子、病毒、分泌物和細(xì)小的膠體物質(zhì)。這種方法的過膜工作壓力一般為 1-6bar，特殊情況下可以達(dá)到約 20bar。這樣可以從滲濾液中得到大約 80%的微濾凈化水和大約 20%的污染物濃縮液。納濾法也使用像反滲透法一樣的溶解-擴(kuò)散膜，但是與反滲透相比，納濾法的截污能力較小，尤其是對于一價的離子。這種方法的一個巨大優(yōu)點就是分離過程可以借助電場力。一價離子可以緊貼于膜上，高價離子則被阻隔。納濾法消耗能量較低，因為此處波動變化明顯高于反滲透法。這里臨界的分子量處于300-200 道爾頓之間。滲濾水濃度因數(shù)處于 3-6 之間。表 1 不同的過濾技術(shù)分離效率比較分離方法 被分離物質(zhì) 分離效率（um） 操作壓力（bar）常規(guī)過濾 懸浮顆粒 10 以上 0.2-1微濾 …+細(xì)菌 0.1-10 0.5-5超濾 …+大分子、病毒 0.005-0.1(5000-500000mol) 10 以上納濾 …+高價離子、分子 0.0005-0.01(＞200g/mol) 5-40bar天津大學(xué) 2011 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）反滲透 …+一價離子、分子 0.0001-0.01(50-300mol, ＞100g/mol) 10-100吹脫：滲濾水中有很多與水有相似沸點的有害物質(zhì)。以下這些物質(zhì)可以被去除：氯化烴，比如一氯化烴、三氯化烴、氯乙烯、芳香烴，像苯系物；脂肪烴，像液化石油氣燃料；多環(huán)芳烴，像萘，溶劑四氫呋喃；氨和硫化氫。為了在反滲透或蒸發(fā)裝置之前從滲濾水中去除氨，必須提高滲濾液的 pH 值，這樣氨可以處于游離狀態(tài)（即氨氣） ，進(jìn)而能隨氣體（如空氣）被吹脫。污水被直接打入吹脫裝置，其內(nèi)部裝有助于擴(kuò)散的填料，處理水流入裝置的下部，而其他物質(zhì)得到很好的擴(kuò)散。有鼓風(fēng)機(jī)向裝置中逆流鼓入新鮮空氣。這些空氣從滲濾液中帶走污染物。隨后受污染氣體在活性炭塔中得到凈化，藥品和小水滴可被捕集器收集。2.3 生物化學(xué)技術(shù)用生物方法凈化污水和滲濾水，主要是應(yīng)用特定種類的微生物可以在其新陳代謝的過程中吸收或吸附有機(jī)或無機(jī)污染物的能力。凈化效率主要受以下幾種因素影響：1、無固定分解者的生物群落：生物群落的混合強(qiáng)度，輔助因子（比如調(diào)節(jié) pH 值的酸）和滲濾水；2、有固定分解者的生物群落：特定的分離裝置的截污能力。BOD 5 的去除率可達(dá) 95%，而且生物處理后滲濾水的這項指標(biāo)將會在 20mg/L 以下。COD 的去除率取決于 BOD5/COD 的商值。經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，如果 BOD5/COD 的值大于 0.4（滲濾液處于產(chǎn)酸階段） ，COD 去除率可達(dá)80%以上，如果 BOD5/COD 的值小于 0.2（產(chǎn)甲烷階段） ，COD 去除率只能達(dá)到40%-60%。為了去除水中的氨（氨對魚類有毒害作用） ，這里需要有相關(guān)的硝化-反硝化作用。所以氨的去除率可達(dá)到 98%左右（＜20mg/L） 。甲醇被用作碳源加入滲濾液中?？晌降挠袡C(jī)鹵化物理論上可以降低 30%-40%。但是有機(jī)鹵化物并沒有去除，而是在生物群落上有明顯的吸附。在有高濃度重金屬或 COD 存在的條件下，去除率不能夠滿足要求。在這種情況下必須做進(jìn)一步的處理。把生物凈化作為預(yù)處理工藝會使起很多物理和化學(xué)工藝的效率明顯上升。生物凈化工藝的優(yōu)點在于，如果在反滲透前使用生物凈化工藝，反滲透技術(shù)的干擾條件減少，凈化效率提高。這是一種簡單的低成本工藝，可以用于很多實例中。然而生物凈化工藝的缺點在于：生物群落對于原水的適應(yīng)性很差，在滲濾水中含有有毒成分是可能會引起微生物死亡，而且生物群落對于溫度極其敏感，這會在冬天引起嚴(yán)重的問題。通過厭氧方式處理污水，不需要為曝氣提供能量，也不會有剩余污泥。剩余的生物量很敏感，也不需要深度處理。厭氧處理經(jīng)常與反硝化聯(lián)系在一起，硝化反應(yīng)在之前發(fā)生。好氧處理去除 COD 和 BOD5 是最常用的方法，因為成本很低。但是這種方法對于不可生物降解的物質(zhì)作用不大。硝化反應(yīng)包括將氨氮天津大學(xué) 2011 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）氧化成硝酸鹽和亞硝酸鹽。這是一個非常敏感的過程，很容易受到抑制。2.4 熱力技術(shù)干燥和蒸發(fā)是指通過熱力學(xué)方法將水從底物中分離。干燥通常有以下幾種方式：(1) 對流干燥（通過干熱的空氣）和(2) 接觸干燥（通過加熱介質(zhì)，比如飽和蒸汽） 。3 德國最先進(jìn)的滲濾液裝置：德國目前有兩種主流的處理滲濾水的方法，下文中將有所表述，也有詳細(xì)的技術(shù)參數(shù)。3.1 超濾、納濾的生物膜和活性炭吸附膜生物學(xué)或壓力生物學(xué)：這個過程在很大程度上取決于滲濾水中成分的可生物降解性。這個過程包括硝化反應(yīng)的膜生物學(xué)和上向流反硝化以及超濾，以此來達(dá)到分離生物量的目的。生物膜在 3bars 左右的壓力下工作。在交錯流條件下超濾兒分離的生物量，可以完全回到生物膜上。工作壓力和供氧量之間的聯(lián)系可使烘干量達(dá)到35g/L，這讓滲濾液中的成分得到更深層的降解。較長的污泥齡使污水中可以有條件形成特殊的生物群落，這些生物群落可以用于降解污水中難降解的成分。超濾后得到的游離固體在后續(xù)的處理工藝中體現(xiàn)出更多的優(yōu)點。與傳統(tǒng)的工藝相比，這種反應(yīng)工藝泥水分離發(fā)生在二沉池，整體上反應(yīng)器更小、更緊湊。這種工藝在德國目前有 30 個以上的實際案例。超濾：滲濾水中的固體顆粒通過極小的篩孔（超濾膜上）與液體部分分離。固體部分的生物量被送去發(fā)生硝化反應(yīng)。細(xì)菌降解污染物。經(jīng)過這樣的連續(xù)過程，該反應(yīng)需要從循環(huán)中分離，進(jìn)而得到累積。這部分可以進(jìn)入一個新的裝置處理，或者被送往特定的垃圾處理處。滲濾水的液體部分必須經(jīng)過活性炭吸附處理。納濾：在生物膜處理之后還有一個膜處理步驟，就是納濾。納濾處理的目標(biāo)就是經(jīng)過生物預(yù)處理后的殘留和濃縮于滲濾水中的污染物質(zhì)。這些都是難生物降解或者不可生物降解的物質(zhì)，比如總 COD 和可吸附有機(jī)鹵化物（AOX ） 。此外，納濾膜也可以進(jìn)行滲透過程，在直流電源條件下可以滿足任何條件。在分離精度上，納濾處于超濾和反滲透之間。與反滲透相比，納濾的工作壓力較低，從而可以節(jié)省能量。由于納濾膜的孔徑較大，納濾的透過物與反滲透相比又很明顯的波動。納濾對于鹽分的截留能力很低，所以在其濃縮物中鹽分并沒有富集。在納濾法的濃縮物中是難生物降解和不可生物降解的成分，這些需要由活性炭進(jìn)行吸附，以作深度處理?；钚蕴课剑阂驗榧?xì)菌降解過程不能處理滲濾液中所有的污染物成分，所以在生物處理工藝后還需要添加活性炭處理?；钚蕴烤哂性趯⒎肿庸潭ㄔ谄浔硖旖虼髮W(xué) 2011 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）面的特性。這個過程稱為吸附。活性炭比表面積很大，1g 活性炭的表面積可高達(dá) 1000m2！污染物可通過物理-化學(xué)過程固定于這樣的表面上。一段時間后，活性炭表面被占滿，此時需要新的活性炭來替換。失效的活性炭可以在高溫下再生，可以置換或者完全燃燒污染物。再生和粉末活性炭可以在滲濾水凈化裝置中再次使用。3.2 生物膜法、反滲透、烘干和蒸發(fā)裝置為了補(bǔ)償季節(jié)性波動，污水系統(tǒng)中滲濾水先被引入一個容積約 100m3 到1000m3 的滲濾水池。生物膜法：像傳統(tǒng)的污水處理廠一樣，利用周邊的環(huán)境，自然的降解過程用于凈化滲濾水。首先，硝酸鹽經(jīng)過反硝化過程被轉(zhuǎn)化成無害的氮?dú)?。這種轉(zhuǎn)化能夠?qū)崿F(xiàn)，是因為一些特殊的細(xì)菌在厭氧條件下可以由好氧呼吸轉(zhuǎn)變?yōu)閰捬鹾粑ＭǔＧ闆r下，這些細(xì)菌可以僅從滲濾水中得到充足的養(yǎng)料。但是，如果滲濾水中營養(yǎng)虧損過于嚴(yán)重，為了能夠使微生物生長旺盛，也可以從外部提供營養(yǎng)。之后滲濾水可達(dá)到硝化反應(yīng)階段。通過細(xì)菌作用，滲濾液此時可以發(fā)生更進(jìn)一步的降解過程。消耗大量的氧，氨被轉(zhuǎn)化成硝酸鹽，硝酸鹽經(jīng)過反硝化過程可以變成氮?dú)?，毒性被去除。反滲透：滲濾水在反滲透裝置的組件中受到高壓（40bar）的作用，組件中的半透膜“過濾 ”了污染物，被凈化的水可以通過半透膜，而污染物和鹽分被阻隔。而自然的滲透過程則是與其壓力方向相反的。滲濾水經(jīng)處理后可以被分為80%的凈化水（濾過液）和 20%的濃縮滲濾水（濃縮液） ，濾過液各項指標(biāo)達(dá)到限值之內(nèi)，并且可以送往污水處理廠處理，而濃縮液中則以高濃度的形式保留有滲濾液中的原始污染物。烘干和蒸發(fā)設(shè)備：濃縮液經(jīng)過三步蒸發(fā)、吹脫、和催化氧化過程得到進(jìn)一步濃縮，最終經(jīng)過干燥器，形成顆粒狀物質(zhì)。顆粒狀物質(zhì)的量只有處理滲濾水的 1%，被送往危險品垃圾場，并最終在那里儲存。4 結(jié)論和預(yù)期在實驗室條件和舊的垃圾場中進(jìn)行的不同科學(xué)研究表明，在各方面條件允許的條件下，進(jìn)入垃圾填埋場后，滲濾水中殘余成分被完全降解需要 100 年-200 年的時間。這樣，可以計算滲濾水的處理成本高達(dá) 14-40 歐元/m 3 滲濾水。德國現(xiàn)行的政策是，如果有可能將不會允許出現(xiàn)滲濾水。此外，還應(yīng)該對潛在的污染物進(jìn)行預(yù)處理，以盡可能降低廢棄物存儲量，這樣可以僅有低濃度的滲濾液出現(xiàn)。為了達(dá)到這個目標(biāo)，有關(guān)部門已經(jīng)制定了衡量廢棄物存儲量的特殊標(biāo)準(zhǔn)和表面密封的相關(guān)細(xì)節(jié)。在填埋垃圾場之前，必須進(jìn)行表面密封。經(jīng)過由礦物密封層和合成密封層組成的組合形式密封，滲濾水的形成可以完全被阻止。天津大學(xué) 2011 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）天津大學(xué) 2011 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書學(xué) 院專 業(yè)年 級姓 名指導(dǎo)教師2011畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書題目：天津市某工業(yè)園區(qū)自來水廠設(shè)計學(xué)生姓名學(xué)院名稱專 業(yè)學(xué) 號指導(dǎo)教師職 稱一、原始依據(jù)（包括設(shè)計或論文的工作基礎(chǔ)、研究條件、應(yīng)用環(huán)境、工作目的等。 ）1. 畢業(yè)設(shè)計任務(wù)：城市自來水廠一座。2. 自然資料2.1 城市地形概況該園區(qū)位于天津東麗區(qū)中部，屬于濱海沖擊平原，西北高，東南低，海拔高度 1～3m，地面坡度小于 1/1000。主要地貌類型為濱海平原。2.2 氣象資料該園區(qū)所在區(qū)域氣候?qū)儆谂瘻貛О霛駶櫞箨懶图撅L(fēng)氣候。由于瀕臨渤海，受季風(fēng)環(huán)流的影響很大。冬季受蒙古、西伯利亞冷風(fēng)高氣壓中心的影響，盛行寒冷干燥的西北風(fēng)；夏季，由于受大陸低氣壓和低緯度北太平洋副熱帶高壓中心的影響，盛行高溫的東南風(fēng)。因而形成氣候冬夏長、春秋短，春季干旱多風(fēng)，夏季高溫高濕雨水多，秋季冷暖適宜，冬季寒冷少雪，四季變化明顯的特點。（1）氣溫：全年平均氣溫 12.6℃；歷年極端最低氣溫-17.9℃；極端最高氣溫40℃；最高七月平均氣溫 26℃，最低一月平均氣溫-4.6℃。（2）降雨量：年平均降雨量 478mm，雨量集中于 6—9 月份；（3）風(fēng)向：夏季東南風(fēng)；冬季西北風(fēng)；（4）最大積雪深度 150mm；（5）最大凍土深度 500mm。2.3 工程地質(zhì) （1）地質(zhì)情況：根據(jù)地質(zhì)鉆探報告知，該地區(qū)以粘土及粉質(zhì)粘土為持力層，地基承載力為 7～8t/m 2 的軟土地基（2）地震烈度為 7 度（3）地下水位：常年穩(wěn)定水位水面地面下 0.7-0.9m。最高為地面下 0.5m。2.4 水源及水質(zhì)（1）水源：取自于橋水庫向天津輸水的專用引灤水管線,管線直徑為 DN1200，途徑該規(guī)劃園區(qū)。由于源水管線為單條，所以在一泵站前應(yīng)設(shè)置一個預(yù)沉池進(jìn)行水量調(diào)節(jié)，以提高輸水管線的供水的可靠性。（2）原水水質(zhì)：于橋水庫水滿足國家《地面水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》 （GB3838-2002）Ⅱ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。水質(zhì)指標(biāo)如下表：表 1 于橋水庫（灤河水）水質(zhì)項目 平均指標(biāo)值 項目 平均指標(biāo)值濁度 20-50NTU 堿度（CaO 計） 0.1mmol/LpH 7.87 氟化物 0.106mg/L總硬度（碳酸鈣計） 320mg/L 細(xì)菌總數(shù) 224 個/mL溶解氧 8.06mg/L 總大腸菌群 90 個/L高錳酸鉀指數(shù) 2.78mg/L 耐熱大腸菌群 無非離子氨 0.02mg/L 汞 0亞硝酸鹽 0.019mg/L 六價鉻 0硝酸鹽 0.17mg/L 砷 0.003mg/L揮發(fā)酚 0.0008mg/L 鎘 0.0002mg/L氰化物 0.0017mg/L 鉛 0.003mg/L二、參考文獻(xiàn)[1] 陳培康．給水凈化新工藝[M]．北京：學(xué)術(shù)書刊出版社，1990．[2] 許保玖．給水處理理論與設(shè)計[M]．北京：中國建筑工業(yè)出版社，1992．[3] 金兆豐． 21 世紀(jì)的水處理[M]．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2003．[4] 丁亞蘭．國內(nèi)外給水工程設(shè)計實例[M]．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1999．[5] 崔玉川．凈水廠設(shè)計知識[M]．北京：中國建筑工業(yè)出版社，1987．[6] 鐘淳昌．凈水廠設(shè)計 [M]．北京：中國建筑工業(yè)出版社，1986．[7] 陸柱．水處理技術(shù) [M]．上海：華東理工大學(xué)出版社，2000．[8] 高湘．給水工程技術(shù)及工程實例[M]．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2002．[9] 王業(yè)?。幚硎謨?[M]．北京：中國建筑工業(yè)出版社，1983．[10]鐘淳昌．簡明給水設(shè)計手冊[M]．北京：中國建筑工業(yè)出版社，1989．[11]張啟海．城市給水工程[M]．北京：中國水利水電出版社，2003．[12]姜乃昌．水泵及水泵站[M]．北京：中國建筑工業(yè)出版社，1989．[13]崔玉川．給水廠處理設(shè)施設(shè)計計算[M]．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2002．[14]上海市建設(shè)和交通委員會主編．室外給水設(shè)計規(guī)范[M]．GB 50013—2006．三、設(shè)計（研究）內(nèi)容和要求（包括設(shè)計或研究內(nèi)容、主要指標(biāo)與技術(shù)參數(shù)，并根據(jù)課題性質(zhì)對學(xué)生提出具體要求。 ）1. 畢業(yè)設(shè)計任務(wù)：設(shè)計供水規(guī)模 5 萬米 3/日；出廠水壓要求 0.38 MPa；出廠水質(zhì)要求：符合建設(shè)部《城市供水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn) 》CJ/T 206—2005。2. 畢業(yè)設(shè)計的基本要求2.1 畢業(yè)設(shè)計是總結(jié)和鞏固在校四年所學(xué)知識，培養(yǎng)學(xué)生將所學(xué)理論綜合運(yùn)用于解決工程實際問題，提高獨(dú)立工作能力，培養(yǎng)刻苦鉆研和創(chuàng)造的精神。2.2 在教師指導(dǎo)下，學(xué)生應(yīng)獨(dú)立地作出自己的畢業(yè)設(shè)計并提出個人的設(shè)計文件。如有可能，根據(jù)教師的意見，學(xué)生可結(jié)合自己情況對某些問題作深入一步的鉆研，并提出相應(yīng)的報告。2.3 畢業(yè)設(shè)計中，學(xué)生應(yīng)從搜集、分析資料開始至施工圖設(shè)計為止，進(jìn)行全部工藝設(shè)計過程，完成凈水廠擴(kuò)初工藝設(shè)計和部分處理構(gòu)筑物的施工圖設(shè)計。3. 畢業(yè)設(shè)計的具體內(nèi)容3.1 搜集資料搜集資料是最基本的訓(xùn)練之一，學(xué)生應(yīng)認(rèn)真地進(jìn)行。應(yīng)搜集的原始資料內(nèi)容如下：（1）有關(guān)明確設(shè)計任務(wù)的資料；（2）一般自然條件資料；（3）地形資料。3.2 擴(kuò)大初步設(shè)計擴(kuò)大初步設(shè)計應(yīng)對設(shè)計對象作全面考慮，分析比較各種方案，得出結(jié)論。對選定方案進(jìn)行估算，繪制選定方案的工程設(shè)計圖和各種方案的示意圖。凈水廠擴(kuò)大初步設(shè)計的主要內(nèi)容如下：（1）概述——設(shè)計任務(wù)、設(shè)計依據(jù)；（2）凈水廠工程——擬定不同的工藝流程并進(jìn)行技術(shù)比較。就選定方案進(jìn)行設(shè)計和計算，繪制凈水廠總平面圖、高程圖、凈水廠主要構(gòu)筑物設(shè)計圖，對輔助構(gòu)筑物應(yīng)加以簡要說明。擴(kuò)初設(shè)計以說明書為主，另附有設(shè)計圖，圖是說明書的一部分。3.3 施工圖設(shè)計在教師指定下，學(xué)生應(yīng)完成部分處理構(gòu)筑物的工藝施工圖設(shè)計，完成處理構(gòu)筑物平面圖、剖面圖設(shè)計和部分詳圖。施工圖設(shè)計以圖為主，說明書是輔助的。3.4 說明書主要內(nèi)容3.4.1 設(shè)計任務(wù)的來源3.4.2 設(shè)計依據(jù)的原始資料3.4.3 凈水工藝的方案比較及工藝方案的確定3.4.4 工程設(shè)計的主要內(nèi)容（包括計算及繪制圖）3.4.5 存在問題及處理意見3.4.6 附件：（1）設(shè)計圖紙：給水處理廠總平面圖及高程圖、廠區(qū)工藝管線圖、主要構(gòu)筑物設(shè)計圖等；（2）材料設(shè)備一覽表；（3）計算書及主要內(nèi)容；① 設(shè)計水量及水質(zhì)處理程度；② 自來水廠工藝方案技術(shù)比較確定；③ 處理構(gòu)筑物的工藝計算（附設(shè)計草圖） 。4. 畢業(yè)設(shè)計成果（1）說明書一份；（2）圖紙 6 張以上；（3）計算書一份。指導(dǎo)教師（簽字）年 月 日審題小組組長（簽字）年 月 日天津大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告課題名稱 天津市某工業(yè)園區(qū)自來水廠設(shè)計學(xué)院名稱 環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院 專業(yè)名稱 環(huán)境工程學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師一、課題的來源及意義天津市某工業(yè)園區(qū)位于天津東麗區(qū)中部，占地約 24.5 平方公里，屬于濱海沖擊平原。根據(jù)規(guī)劃，該城鎮(zhèn)區(qū)內(nèi)人口數(shù)約 6 萬。現(xiàn)需要設(shè)計一自來水廠向區(qū)內(nèi)供應(yīng)生活、生產(chǎn)和公共建筑等用水。水源取自于橋水庫向天津輸水的專用引灤水管線，管線直徑為 DN1200，途經(jīng)該規(guī)劃園區(qū)。水源水質(zhì)滿足國家《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》 （GB3838-2002 ）Ⅱ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。本選題是對該園區(qū)的凈水廠進(jìn)行工藝設(shè)計，以保證園區(qū)的用水需求。天津是近代中國北方最早開放的沿海城市，是我國北方的海運(yùn)與工業(yè)中心，是國際著名的港口城市和生態(tài)城市。水是萬物之源，社會生活的方方面面都離不開水。尤其是在天津這樣快速發(fā)展的國際都市中，能時刻保證居民生活和工業(yè)生產(chǎn)都清潔穩(wěn)定地用水顯得尤為重要。自來水廠則是保證城市用水的安全性和穩(wěn)定性的首要環(huán)節(jié)，是給水工程的核心，是控制水質(zhì)、凈化水質(zhì)的關(guān)鍵。如何能使自來水廠運(yùn)行平穩(wěn)可靠且出水水質(zhì)達(dá)標(biāo)是每個設(shè)計者最關(guān)心的問題。二、國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r我國的給水技術(shù)是世界上發(fā)展最早的國家之一，利用明礬作為藥劑在世界上也屬于領(lǐng)先地位。到 20 世紀(jì)初，飲用水凈化技術(shù)基本形成了現(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。目前，這種常規(guī)處理工藝仍被大多數(shù)凈水廠使用。然而，隨著工業(yè)的發(fā)展，水體微污染加劇，傳統(tǒng)的常規(guī)處理工藝已經(jīng)很難達(dá)到用水對象對于水質(zhì)的要求，凈水廠工藝改造勢在必行。凈水廠的工藝改造有以下幾種方法：增加深度處理構(gòu)筑物，如活性炭吸附（或者臭氧-活性炭聯(lián)用）技術(shù)；增加預(yù)處理構(gòu)筑物，如生物預(yù)處理（接觸氧化池和生物濾池） ；不增加常規(guī)工藝前、后的凈化構(gòu)筑物，在現(xiàn)有工藝上改造，如強(qiáng)化混凝、強(qiáng)化過濾、優(yōu)化消毒；綜合采用前面幾種技術(shù)。我國當(dāng)前經(jīng)濟(jì)和技術(shù)條件有限，距離世界先進(jìn)水平還有一些差距，所以國內(nèi)設(shè)計人員優(yōu)先考慮的是強(qiáng)化常規(guī)工藝，即在現(xiàn)在凈水工藝基礎(chǔ)上進(jìn)行改造，這樣可以不增加構(gòu)筑物，在僅用少量改造費(fèi)用的條件下大大提高一些污染物的去除率。而國外，尤其是發(fā)達(dá)國家，經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件優(yōu)于國內(nèi)，而且百姓和設(shè)計者的觀念也較國人更為開放和前衛(wèi)，相比國內(nèi)，他們更加關(guān)注生活用水，尤其是飲用水的水質(zhì)問題，所以在常規(guī)處理工藝的基礎(chǔ)上增加預(yù)處理和深度處理是現(xiàn)行的主要方式。三、課題的研究目標(biāo)課題旨在通過獨(dú)立完成一個具體工程項目的設(shè)計加深對基本的建設(shè)程序，如方案比較、初步設(shè)計、施工圖設(shè)計等步驟的了解，初步建立起工程概念；通過實際工程項目的訓(xùn)練，總結(jié)大學(xué)所學(xué)的專業(yè)知識，使書本上的理論知識和工程實例相融合；深入了解并掌握凈水廠的設(shè)計方法和流程；熟練掌握 CAD 等相關(guān)軟件的使用技巧；在完成設(shè)計任務(wù)的過程中進(jìn)一步熟悉規(guī)范、設(shè)計手冊等參考資料，并學(xué)會如何使用參考資料和專業(yè)文獻(xiàn)。四、課題的研究內(nèi)容、研究方法和研究手段課題要求設(shè)計自來水廠一座，設(shè)計供水規(guī)模 5 萬 m3/d，出廠水壓要求0.38MPa，出廠水質(zhì)要求符合建設(shè)部《城市供水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn) 》CJ ／T 206—2005。具體內(nèi)容如下：(1) 搜集資料a 有關(guān)明確設(shè)計任務(wù)的資料；b 一般自然條件資料；c 地形資料。(2) 擴(kuò)大初步設(shè)計a 概述——設(shè)計任務(wù)、設(shè)計依據(jù)；b 凈水廠工程——擬定不同的工藝流程并進(jìn)行技術(shù)比較。就選定方案進(jìn)行設(shè)計和計算，繪制凈水廠總平面圖、高程圖、凈水廠主要構(gòu)筑物設(shè)計圖，對輔助構(gòu)筑物應(yīng)加以簡要說明。(3) 施工圖設(shè)計完成部分處理構(gòu)筑物的工藝施工圖設(shè)計，以及處理構(gòu)筑物平面圖、剖面圖設(shè)計和部分詳圖。畢業(yè)設(shè)計是總結(jié)和鞏固在校四年所學(xué)知識，培養(yǎng)我們將所學(xué)理論綜合運(yùn)用于解決工程實際問題，提高獨(dú)立工作能力，培養(yǎng)刻苦鉆研和創(chuàng)造的精神。在教師指導(dǎo)下，我將獨(dú)立地作出自己的畢業(yè)設(shè)計并提出個人的設(shè)計文件。如有可能，根據(jù)教師的意見，我將對某些問題作深入一步的鉆研，并提出相應(yīng)的報告。畢業(yè)設(shè)計過程中，我的工作從搜集、分析資料開始至施工圖設(shè)計為止，進(jìn)行全部工藝設(shè)計過程，完成凈水廠擴(kuò)初工藝設(shè)計和部分處理構(gòu)筑物的施工圖設(shè)計，并完成擬定設(shè)計說明書、計算書和相關(guān)圖紙。設(shè)計過程嚴(yán)格按照國家法律法規(guī)及相關(guān)行業(yè)規(guī)范進(jìn)行，設(shè)計說明書和計算書嚴(yán)格按照《天津大學(xué)關(guān)于本科生學(xué)位論文統(tǒng)一格式的規(guī)定》書寫，相關(guān)圖紙按照《給水排水制圖標(biāo)準(zhǔn)》繪制。五、進(jìn)度安排本設(shè)計共分九個階段，自 2010 年 12 月 13 日至 2011 年 6 月 28 日。各階段進(jìn)度如下：2010.12.13—2011.01.19 完成畢業(yè)設(shè)計選題，接受任務(wù)書，查閱國內(nèi)外文獻(xiàn)資料；2011.02.28—2011.03.19 搜集、閱讀并分析相關(guān)資料，完成開題報告；2011.03.20—2011.03.25 熟悉設(shè)計任務(wù)書和補(bǔ)充設(shè)計依據(jù)，按照原水水質(zhì)、出水水質(zhì)和設(shè)計水量的要求，初步擬定設(shè)計方案；2011.03.26—2011.04.05 擬定不同的工藝流程和設(shè)計方案，并進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，就選定的方案進(jìn)行設(shè)計和計算；2011.04.06—2011.04.20 通過計算確定沉淀池、過濾池等主要處理構(gòu)筑物的相關(guān)尺寸，并對輔助構(gòu)筑物加以說明；2011.04.21—2011.04.30 對凈水廠進(jìn)行總平面布置，進(jìn)行高程計算，并完成凈水廠高程布置，初步完成設(shè)計說明書；2011.05.04—2011.05.10 畢業(yè)實習(xí)（相關(guān)城市凈水廠調(diào)研等） ；2011.05.11—2011.05.31 繪制凈水廠總平面圖和高程圖，完成主要處理構(gòu)筑物的施工圖設(shè)計；2011.06.01—2011.06.28 整理設(shè)計說明書和計算書，排版，規(guī)范格式，制作PPT，檢查圖紙細(xì)節(jié)問題，準(zhǔn)備答辯。六、課題設(shè)計方案的可行性分析課題中凈水廠原水水質(zhì)滿足國家《地面水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》 （GB3838-2002 ）Ⅱ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，出廠水質(zhì)要求符合建設(shè)部《城市供水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》CJ／T 206—2005。經(jīng)對比發(fā)現(xiàn)，原水中有機(jī)物、有毒有害物質(zhì)、重金屬等指標(biāo)均不超標(biāo)，所以本次凈水廠設(shè)計工藝流程不需要增加預(yù)處理環(huán)節(jié)和深度處理環(huán)節(jié)，原水經(jīng)常規(guī)處理后理論上即可達(dá)到出水水質(zhì)要求。為了保證出水水質(zhì)和水量，并使凈水廠能承受一定的沖擊負(fù)荷，我將采用一些強(qiáng)化常規(guī)處理工藝。目前，國內(nèi)外已經(jīng)有很多強(qiáng)化常規(guī)處理工藝的凈水廠正在運(yùn)行，無論是設(shè)計流程、設(shè)備選型，還是參數(shù)選擇、數(shù)據(jù)計算，都有很多成功的案例可供參考和借鑒。我經(jīng)過前幾年的學(xué)習(xí)，已經(jīng)掌握了一些專業(yè)相關(guān)的理論知識，并通過實習(xí)和課程設(shè)計積累一些設(shè)計和工程經(jīng)驗，以及 CAD 等軟件的使用技巧，而且比較熟悉規(guī)范和設(shè)計手冊等參考資料。本設(shè)計項目詳細(xì)的地形、氣象、地質(zhì)資料及水源水質(zhì)指標(biāo)已知。該項目中的工業(yè)園區(qū)位于天津東麗區(qū)中部，必要時可以進(jìn)行實習(xí)和實地考察。七、參考文獻(xiàn)[1] 張靈燕，吳波，張芮銘．強(qiáng)化混凝與優(yōu)化混凝在常規(guī)水處理中的運(yùn)用[J]．環(huán)境科學(xué)導(dǎo)刊 2008．27（1）：56-59.[2] 徐鴻凱．強(qiáng)化給水常規(guī)處理工藝的研究[D] ．上海：同濟(jì)大學(xué)，2008.[3] 鄭少平．淺談水廠凈水工藝的選擇[J]．濕法冶金，2008.27（1）：48-51.[4] 房秀福．凈水廠水處理工藝中的問題探討[J] ．黑龍江水利科技，2005.33（2）：30-31.[5] 劉志榮．國內(nèi)外水廠凈水工藝的比較[J] ．有色冶金設(shè)計與研究，2005.26（2）：63-66.[6] 王星．國內(nèi)外給水廠凈水工藝研究綜述[J]．江西化工 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Germany.2010.[10] Guo Y F．Flocculant Dosage Optimizing in Water Treatment based on Nonlinear Mathematical Model[R].China.2010.[11] Pan T，Zhu X D，Zhang L，et al．Roughing filter and vertical flow reed bed in series for scenic water treatment: a case study in China[R].China.2009.[12] Liu H，Yi S Z，Wu Y，et al．Research on Turbidity Removal and Byproduct Magnesium Hydroxide in Alkalify Flocculation Desalination Pretreatment [R].China.2009.選題是否合適： 是□ 否□課題能否實現(xiàn)： 能□ 不能□指導(dǎo)教師（簽字）年 月 日選題是否合適： 是□ 否□課題能否實現(xiàn)： 能□ 不能□審題小組組長（簽字）年 月 日摘 要本次設(shè)計為天津市某工業(yè)園區(qū)自來水廠的設(shè)計，設(shè)計供水規(guī)模為 5 萬m3/d，水源取自于橋水庫向天津輸水的專用引灤管線，由于原水管線為單條，所以需在廠前設(shè)置預(yù)沉池進(jìn)行水量調(diào)節(jié)，保證供水可靠性。出廠水壓不小于0.38MPa，出廠水水質(zhì)符合建設(shè)部《城市供水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn) 》 （CJ/T206-2005 ） 。根據(jù)設(shè)計依據(jù)以及該地區(qū)的水源水質(zhì)、地質(zhì)地形、氣象資料等情況，選定凈水廠廠址，并初步擬定兩套常規(guī)凈水工藝方案。經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后，主要處理工藝選用折板絮凝池→斜管沉淀池→四閥濾池→清水池；投藥采用靜態(tài)混合器混合，消毒采用預(yù)氯化、濾前加氯及濾后補(bǔ)氯三點加氯，保證出水水質(zhì)符合生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。綜合各部分設(shè)計成果，繪制凈水廠總平面及高程圖、濾站平面圖與剖面圖、二級泵站平面圖與剖面圖等，共計 6 張。關(guān)鍵詞：靜態(tài)混合器；折板絮凝池；斜管沉淀池；四閥濾池ABSTRACTThis diploma project is about a water purification plant design of an industrial zone in Tianjin. The water supply scale of this design is 50000 cubic meter per day. The water source comes from Yuqiao reservoir, from which a specified pipe for transmission of water to Tianjin comes. A preliminary sedimentation tank, which is aimed at reliability of water supply, before the waterworks is necessary, for the specified pipe is single. The pressure at the outlet of the waterworks demands no lower than 0.38MPa. The water quality of the finished water is needed to meet water quality of urban water supply standards(CJ/T206-2005).The place of the water purification plant is decided based on the design considerations as well as the quality of raw water, the topography and the meteorological data. At the same time, two kinds of treatment process plans are drawn up. Conventional water treatment processes are chosen in this project. According to the comparison of two programs, the main treatment structures are folded plate flocculation, inclined-tube settling tank, common filtration pool. Doses are fed and mixed by static mixer. Besides, chlorine is fed in three parts: prechlorination, before filtration and after filtration. The water quality could be expected to meet sanitation standards of drinking water after these treatment processes.Integrating all the results and achievements, I could draw the general layout and total elevation map of the water purification plant, the plan and the profile of the filter, the plan and the profile of pump station, six pieces altogether.Keywords：static mixer; folded plate flocculation; inclined-tube settling tank; common filtration pool1目 錄第一章 概論 11.1 設(shè)計依據(jù)及設(shè)計范圍 11.2 自然概況及水源的選擇 1第二章 水質(zhì)、水量、水壓及城市規(guī)模 32.1 水質(zhì)、水壓 32.2 城市規(guī)模 3第三章 自來水廠的工藝設(shè)計 43.1 廠址的位置 43.2 處理流程方案的比較與選定 43.3 廠區(qū)平面布置及高程布置 63.4 構(gòu)筑物設(shè)計 9第四章 安全措施及人員編制 .164.1 安全措施 .164.2 人員編制 .16第五章 各構(gòu)筑物的設(shè)計計算 .185.1 設(shè)計水量的計算 .185.2 一級泵房的計算 .185.3 混合器的計算 .225.4 折板絮凝池的計算 .235.5 斜管沉淀池的計算 .2825.6 濾池的計算 .335.7 清水池的計算 .415.8 二級泵站的計算 .435.9 加藥設(shè)備的計算 .485.10 加氯設(shè)備的計算 505.11 凈水廠高程的計算 50參考文獻(xiàn) .55附錄 .56外文資料中文譯文致謝天津大學(xué) 2011 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）1第一章 概論1.1 設(shè)計依據(jù)及設(shè)計范圍1.1.1 設(shè)計依據(jù)本次設(shè)計依據(jù)以下資料：（1）某工業(yè)園區(qū)示意圖（見附錄 1） ；（2）設(shè)計任務(wù)書；（3） 《室外給水設(shè)計規(guī)范》 （GB 50013-2006） ；（4） 《城市供水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》 （CJ/T206-2005） ；（5）給水排水設(shè)計手冊第 1、3、11、12 冊；（6）給水排水標(biāo)準(zhǔn)圖集合訂本 S1、S 2、S 3。1.1.2 設(shè)計范圍本次設(shè)計的范圍是新建天津市某工業(yè)園區(qū)自來水廠一座，其任務(wù)是負(fù)擔(dān)園區(qū)內(nèi)居民生活用水、工業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)用水和公共建筑用水。1.2 自然概況及水源的選擇1.2.1 地形概況該園區(qū)位于天津東麗區(qū)中部，屬于濱海沖擊平原，西北高，東南低，海拔高度 1～3m，地面坡度小于 1/1000。主要地貌類型為濱海平原。1.2.2 工程地質(zhì)（1）地質(zhì)情況：根據(jù)地質(zhì)鉆探報告知，該地區(qū)以粘土及粉質(zhì)粘土為持力層，地基承載力為 7～8t/m 2 的軟土地基；（2）地震烈度為 7 度；（3）地下水位：常年穩(wěn)定水位水面地面下 0.7-0.9m。最高為地面下 0.5m。1.2.3 氣象資料該園區(qū)所在區(qū)域氣候?qū)儆谂瘻貛О霛駶櫞箨懶图撅L(fēng)氣候。由于瀕臨渤海，受季風(fēng)環(huán)流的影響很大。冬季受蒙古、西伯利亞冷風(fēng)高氣壓中心的影響，盛行寒冷干燥的西北風(fēng)；夏季，由于受大陸低氣壓和低緯度北太平洋副熱帶高壓中心的影響，盛行高溫的東南風(fēng)。因而形成氣候冬夏長、春秋短，春季干旱多風(fēng)，夏季高溫高濕雨水多，秋季冷暖適宜，冬季寒冷少雪，四季變化明顯的特點。（1）氣溫：全年平均氣溫 12.6℃；歷年極端最低氣溫-17.9℃；極端最高氣溫40℃；最高七月平均氣溫 26℃，最低一月平均氣溫-4.6℃；天津大學(xué) 2011 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）2（2）降雨量：年平均降雨量 478mm，雨量集中于 6—9 月份；（3）風(fēng)向：夏季東南風(fēng)；冬季西北風(fēng)；（4）最大積雪深度 150mm；（5）最大凍土深度 500mm。1.2.4 河流概況該 工 業(yè) 園 區(qū) 位 于 天 津 市 東 麗 區(qū) 中 部 ， 東 麗 區(qū) 地 處 海 河 下 游 ， 接 近 海 口 ，河 流 南 北 相 通 ， 水 源 充 足 。1.2.5 水源選擇本自來水廠水源取自于橋水庫向天津輸水的專用引灤水管線,管線直徑為DN1200，途經(jīng)該規(guī)劃園區(qū)（見附錄 1） 。由于源水管線為單條，所以在一泵站前應(yīng)設(shè)置一個預(yù)沉池進(jìn)行水量調(diào)節(jié)，以提高輸水管線的供水的可靠性。1.2.6 規(guī)劃資料（1）天津市某工業(yè)園區(qū)城市平面圖：用地面積 23.5km2，建成區(qū)面積18.8km2。（2）預(yù)計 2015 年，園區(qū)區(qū)內(nèi)人口數(shù)：6 萬人。（3）城市居住區(qū)居民住房中的衛(wèi)生設(shè)備情況：有給水、排水、淋浴等衛(wèi)生設(shè)備。（4）城市用水情況：參照《城市給水工程規(guī)劃規(guī)范》 （GB50282-98） 、該工業(yè)園區(qū)用水現(xiàn)狀及區(qū)域整體規(guī)劃，居民生活用水、工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)用水、消防用水、澆灑道路和綠地用水及其他用水量總和為 5 萬 m3/d，并以該用水量作為凈水廠的設(shè)計供水量。天津大學(xué) 2011 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）3第二章 水質(zhì)、水量、水壓及城市規(guī)模2.1 水質(zhì)、水量、水壓2.1.1 水源水質(zhì)水源于橋水庫水滿足國家《地面水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》 （GB3838-2002 ）Ⅱ類水體水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。水質(zhì)指標(biāo)如下表 2-1 所示。表 2-1 于橋水庫（灤河水）水質(zhì)項目 平均指標(biāo)值 項目 平均指標(biāo)值濁度 20-50NTU 堿度（CaO 計） 0.1mmol/LpH 7.87 氟化物 0.106mg/L總硬度（碳酸鈣計） 320mg/L 細(xì)菌總數(shù) 224 個/mL溶解氧 8.06mg/L 總大腸菌群 90 個/L高錳酸鉀指數(shù) 2.78mg/L 耐熱大腸菌群 無非離子氨 0.02mg/L 汞 0亞硝酸鹽 0.019mg/L 六價鉻 0硝酸鹽 0.17mg/L 砷 0.003mg/L揮發(fā)酚 0.0008mg/L 鎘 0.0002mg/L氰化物 0.0017mg/L 鉛 0.003mg/L2.1.2 出水水質(zhì)、水量、水壓（1）出廠水質(zhì)要求符合建設(shè)部《城市供水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》CJ/T 206—2005；（2）最高日供水量 50000m3/d；（3）出廠水壓要求不小于 0.38MPa。2.2 城市規(guī)模按規(guī)劃該園區(qū)內(nèi)人口數(shù)約 6 萬人，用水普及率 100%。天津大學(xué) 2011 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）4第三章 自來水廠的工藝設(shè)計3.1 廠址的位置自來水廠靠近引灤水管線，位于該工業(yè)園區(qū)的西南角，具體位置見該工業(yè)園區(qū)示意圖（附錄 1） 。3.2 處理流程方案的比較與選定3.2.1 凈水工藝選擇的原則凈水工藝選擇的原則，應(yīng)根據(jù)原水水質(zhì)的歷史資料和水質(zhì)特點，以及用戶對水質(zhì)的要求，通過小型試驗或參考相似情況下已建成運(yùn)行的凈水廠的凈水工藝選定，并以最低的基建投資和經(jīng)常運(yùn)行費(fèi)用達(dá)到要求的出水水質(zhì)。3.2.2 處理工藝方案的擬定和比較（1）擬定方案原水水質(zhì)指標(biāo)中，有機(jī)物、有毒有害物質(zhì)、重金屬等指標(biāo)均不超標(biāo)，原水經(jīng)常規(guī)處理后即可達(dá)到出水水質(zhì)要求。根據(jù)凈水廠的常規(guī)處理工藝，即混凝、沉淀、過濾、消毒，選擇相應(yīng)的處理構(gòu)筑物，選定兩套方案進(jìn)行工藝比較。兩套方案的工藝流程如圖 3-1、3-2。方案一：圖 3-1 方案一工藝流程圖方案二：預(yù)沉池 靜態(tài)混合器 折板絮凝池 清水池四閥濾池斜管沉淀池加藥 加氯 加氯加氯除藻劑預(yù)沉池 水泵混合 機(jī)械攪拌 絮凝池 雙閥濾池平流沉淀池 清水池加藥 加氯 加氯加氯除藻劑天津大學(xué) 2011 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）5圖 3-2 方案二工藝流程圖（2）方案比較針對兩套方案的特點，從凈水廠設(shè)計的原始資料、工藝的處理效果及建造運(yùn)行合理性等方面考慮，對兩方案中各處理構(gòu)筑物進(jìn)行比較，將兩方案的優(yōu)缺點列表比較，見表 3-1。表 3-1 擬選方案比較方案 方案一 方案二方式 靜態(tài)混合器 水泵混合優(yōu)點混合效果好；設(shè)備簡單，不需要單建構(gòu)筑物混合效果好；不易消耗動能，無需單獨(dú)的混合設(shè)備缺點水頭損失較大；當(dāng)流量變化大時影響混合效果距離太長不適用；吸水管較多時投藥設(shè)備要增加混合適用條件 水量變化不大的水廠 取水點至水廠距離較短的水廠池型 折板絮凝池 機(jī)械攪拌絮凝池優(yōu)點絮凝時間較短；絮凝效果好；應(yīng)用水力條件，機(jī)械設(shè)備少絮凝效果好；水頭損失??；可適應(yīng)水質(zhì)、水量的變化缺點構(gòu)造比較復(fù)雜；原水水質(zhì)水量變化影響絮凝效果需要較多的機(jī)械設(shè)備；經(jīng)常維修絮凝適用條件 水質(zhì)、水量變化不大的水廠大小水量均適用，并能適應(yīng)水質(zhì)水量變化較大的水廠池型 斜管沉淀池 平流沉淀池優(yōu)點 沉淀效率高；池體小、占地較少構(gòu)造簡單，易施工，造價低；適應(yīng)性強(qiáng)，處理效果穩(wěn)定缺點斜管耗費(fèi)材料多，費(fèi)用較高；不采用機(jī)械排泥設(shè)備時排泥困難；適應(yīng)性稍差用地較多；機(jī)械排泥設(shè)備維護(hù)工作量較大；冬季保溫困難沉淀適用條件單池處理量不宜過大；需保溫的低溫北方地區(qū)；原水水質(zhì)水量變化較大的水廠池型 四閥濾池 雙閥濾池優(yōu)點有成熟的運(yùn)行管理經(jīng)驗，運(yùn)行平穩(wěn)可靠；采用砂濾料，材料易得，價格便宜；池深較淺；采用大阻力配水系統(tǒng)，單池面積可以較大；過濾水質(zhì)好減少兩只閥門，相應(yīng)降低了造價和檢修工作量過濾缺點 閥門多，管廊布置較復(fù)雜；必須設(shè) 需增加形成虹吸的抽氣設(shè)備；必須天津大學(xué) 2011 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）6有全套的沖洗設(shè)備 設(shè)有全套的沖洗設(shè)備（3）方案選定斜管沉淀池占地小、結(jié)構(gòu)緊湊，為水廠遠(yuǎn)期建設(shè)節(jié)約用地。折板絮凝池利用水力條件進(jìn)行混凝和絮凝反應(yīng)，機(jī)械設(shè)備較少，減少了機(jī)械維護(hù)的工作量和費(fèi)用。而靜態(tài)混合器可滿足該水廠水源地變化的可能性。而由于凈水廠原水取自水庫，且廠前設(shè)有預(yù)沉池調(diào)節(jié)水質(zhì)水量，所以凈水廠來水水質(zhì)水量較穩(wěn)定，折板絮凝池、斜管沉淀池等工藝完全可以滿足該水廠的處理需求。綜合以上原因，本次凈水廠設(shè)計的凈水工藝選擇方案一。3.3 廠區(qū)平面布置及高程布置3.3.1 水廠平面布置（1）水廠平面布置原則1）按照功能，分區(qū)集中將工作上有直接聯(lián)系的輔助設(shè)施，盡量予以靠近，以利管理，一般水廠可分為：生活區(qū)：將辦公樓、值班宿舍、食堂、廚房、鍋爐房等建筑物組合為一區(qū)。生活區(qū)盡可能放置在進(jìn)門附近，便于外來人員的聯(lián)系，而使生產(chǎn)系統(tǒng)少受外來干擾?；炇铱稍O(shè)在生產(chǎn)區(qū)，也可設(shè)在生活區(qū)的辦公樓內(nèi)。維修區(qū)：將維修車間、倉庫、泥木工場以及車庫等，組合為一個區(qū)，這一區(qū)占用場地較大，堆放配件雜物較亂，最好與生產(chǎn)系統(tǒng)有所分隔，而獨(dú)立為一個區(qū)塊。加藥區(qū)：加礬、加氯間、藥庫等，一般設(shè)在沉淀池附近。最好有人行走道或天橋與沉淀池聯(lián)系，以便加藥操作人員對凈水效果的監(jiān)控。2）注意凈水構(gòu)筑物擴(kuò)建時的銜接凈水構(gòu)筑物一般可以逐組添加，但二級泵房，加藥間，以及其他設(shè)施，往往不一定添建，為此在布置平面上應(yīng)注意遠(yuǎn)期凈水構(gòu)筑物添建時對這些情況如何協(xié)調(diào)的可能性。3）考慮物料運(yùn)輸和施工要求日常交通和物料運(yùn)輸是水廠道路設(shè)計的主要目的，是水廠平面設(shè)計的主要組成。一般在主要構(gòu)筑物的附近必須有道路到達(dá)，為了避免施工的影響，某些構(gòu)筑物之間必須留有一定的間距，這些間距是根據(jù)構(gòu)筑物性質(zhì)和埋深，地質(zhì)條件和施工情況而定。4）因地制宜和節(jié)約用地為了節(jié)約用地，水廠布置應(yīng)根據(jù)地形，盡量注意構(gòu)筑物或輔助建筑物采用組合或合并的方式，力求組合成棟，增加綠地，節(jié)約造價而增大建筑體型，使天津大學(xué) 2011 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）7水廠立面豐滿。（2）水廠平面布置時應(yīng)考慮以下幾點要求：1）布置緊湊，以減少水廠占地面積和連接管（渠）的長度，并便于操作管理。如沉淀池或澄清池應(yīng)緊靠濾池；二級泵房盡量靠近清水池。但各構(gòu)筑物之間應(yīng)留出必要的施工和檢修間距和管（渠）道位置。2）充分利用地形，力求實現(xiàn)各處理構(gòu)筑物間的重力流銜接，以及挖填土方平衡以減少填、挖土方量和施工費(fèi)用。如沉淀池或澄清池應(yīng)盡量布置在地勢較高處，清水池盡量在地勢較低處。3）各構(gòu)筑物之間連接管（渠）應(yīng)簡單、短捷，盡量避免立體交叉，并考慮施工、檢修方便。有時也需設(shè)置必要的超越管道，以便某一構(gòu)筑物停產(chǎn)檢修時，為保證必需供應(yīng)的水量采取應(yīng)急措施。4）建筑物布置應(yīng)注意朝向和風(fēng)向。加氯間和氯庫應(yīng)盡量設(shè)置在水廠主導(dǎo)風(fēng)向的下風(fēng)向；泵房及其他建筑物盡量布置成南北向。5）有條件時最好把生產(chǎn)區(qū)和生活區(qū)分開，盡量避免非生產(chǎn)人員在生產(chǎn)區(qū)通行和逗留，以確保生產(chǎn)安全。6）對分期建造的工程，即要考慮近期的完整性，又要考慮遠(yuǎn)期工程建成后整體布局的合理性。還應(yīng)考慮分期施工方便。（3）水廠建筑物平面布置的方法水廠的基本組成分成兩部分：1）生產(chǎn)構(gòu)筑物和建筑物，包括處理構(gòu)筑物（絮凝池、濾池） 、清水池、一級泵站、二級泵站、藥劑間等；2）輔助建筑物。其中又分生產(chǎn)輔助建筑物和生活建筑物兩種。前者包括化驗室、機(jī)修車間、倉庫、車庫及值班宿舍等；后者包括辦公樓、食堂、浴室、職工宿舍等。生產(chǎn)構(gòu)筑物即建筑平面尺寸由設(shè)計計算確定。生活輔助建筑面積應(yīng)按水廠管理體制、人員編制和當(dāng)?shù)亟ㄖ?biāo)準(zhǔn)確定。生產(chǎn)輔助建筑物面積根據(jù)水廠規(guī)模、工藝流程和當(dāng)?shù)鼐唧w情況確定。當(dāng)各構(gòu)筑物和建筑物的個數(shù)和面積確定之后，根據(jù)工藝流程和構(gòu)筑物及建筑物的功能要求，結(jié)合地形和地質(zhì)條件，進(jìn)行平面布置。處理構(gòu)筑物一般均勻分散布置。本次設(shè)計的凈水廠地處北方寒冷地區(qū)，絮凝池、沉淀池和濾池需設(shè)有采暖設(shè)備，均采用室內(nèi)布置方式，便于管理和實現(xiàn)自動化操作。（3）道路、綠化平面布置的方法通常一般構(gòu)（建）筑物應(yīng)設(shè)置人行道，寬度 1.5-2.0m；構(gòu)筑物和建筑物之間的車行道，其路面寬為 4-6m，轉(zhuǎn)彎半徑為 6m，縱坡一般不大于 1%-2%，路天津大學(xué) 2011 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）8面一般采用混凝土、瀝青等材料。凈水構(gòu)筑物上的主要通道應(yīng)設(shè)欄，欄高1.0m。水廠布置還應(yīng)注意美觀、充分綠化。道路和綠化約占全廠面積的 20%-30%。本次設(shè)計水廠總占地面積為 3.3 萬平方公里，平面布置見凈水廠總平面及高程圖，圖號 06。3.3.2 水廠高程布置（1）水廠高程布置原則水廠的高程布置應(yīng)根據(jù)廠址地形、地質(zhì)條件、周圍環(huán)境以及進(jìn)水水位標(biāo)高確定。由于凈水構(gòu)筑物高程受流程控制，各構(gòu)筑物之間的高差應(yīng)按流程計算決定。輔助建筑物以及生活設(shè)施則可根據(jù)具體場地條件作靈活布置，但應(yīng)保持總體的協(xié)調(diào)。（2）水廠高程計算方法處理工藝流程中，各構(gòu)筑物之間水流應(yīng)為重力流。兩構(gòu)筑物之間水面高差即為流程中的水頭損失，包括構(gòu)筑物本身，連接管道、計量設(shè)備等水頭損失在內(nèi)，即沿程水頭損失和局部水頭損失。水頭損失應(yīng)通過計算確定并留有余地。各構(gòu)筑物之間的連接管（渠）斷面尺寸由流速決定。在確定流速和選定管（渠）尺寸時，應(yīng)適當(dāng)留有水量發(fā)展余地。連接管（渠）的水頭損失（包括沿程和局部）應(yīng)通過水利計算確定。然后進(jìn)行高程布置。當(dāng)進(jìn)行總平面初步設(shè)計時，可以查手冊估算個構(gòu)筑物的水頭損失和各構(gòu)筑物間連接管（渠）的水頭損失。凈水構(gòu)筑物水頭損失見表 3-2，連接管（渠）中允許流速和水頭損失見表3-3。表 3-2 凈水構(gòu)筑物水頭損失構(gòu)筑名稱 水頭損失混合器 0.40-0.50折板絮凝池 0.40-0.50沉淀池 0.15-0.30四閥濾池 2.00-2.50表 3-3 連接管中允許流速和水頭損失連接管段 允許流速（m/s） 水頭損失（m） 附注一級泵房至混合器 1.0-1.2 視管道長度而定混合器至反應(yīng)池 1.0-1.5 0.10反應(yīng)池至沉淀池 0.15-0.2 0.10 防止絮粒破壞沉淀池至濾池 0.6-1.0 0.30-0.50 流速宜取下限以留有余地天津大學(xué) 2011 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）9濾池至清水池 1.0-1.5 0.30-0.50 流速宜取下限以留有余地濾池反沖洗水管 2.0-2.5 視管道長度而定 因間隙運(yùn)用，流速可大些濾池排水管 1.0-1.2 視管道長度而定本初步設(shè)計時各階段水頭損失按表 3-2 和表 3-3 中所列經(jīng)驗值選取，清水池水頭損失忽略不計。然后進(jìn)行高程具體計算，方法如下：取清水池最高水位與地面標(biāo)高平齊，即絕對標(biāo)高為 2.30m，該值加上從濾池至清水池連接管段的沿程水頭損失、各個局部水頭損失以及考慮濾站本身的水頭損失，得到濾池的過濾水位的絕對標(biāo)高，根據(jù)濾池高度設(shè)計，可以得到濾池池底和池頂標(biāo)高，依此類推到一泵站出水口。再根據(jù)水廠進(jìn)水最低水位和一泵站出水口水位高差及二者間的水頭損失，確定一泵站所需揚(yáng)程，根據(jù)揚(yáng)程和流量選泵。各構(gòu)筑物初步設(shè)計的標(biāo)高見凈水廠總平面及高程圖，圖號 01。具體計算數(shù)據(jù)見表 3-4。表 3-4 凈水構(gòu)筑物及連接管段水頭損失及高程推算（管道采用鑄鐵管）連接管段流量（m 3/s）流速(m/s) 沿程水頭損失(m)構(gòu)筑物損失(m)總水頭損失(m)水面標(biāo)高(m)清水池 / / / / / 2.30濾池- 清水池0.608 0.96 0.35 / 0.35 2.65濾池 / / / 2.30 2.65 2.95沉淀池-濾池0.304 0.76 0.45 / 3.10 5.40沉淀池 / / / 0.30 3.40 5.70絮凝池-沉淀池/ 0.15 0.10 / 3.50 5.80絮凝池 / / / 0.50 4.00 6.30混合器-絮凝池0.304 1.08 0.10 / 4.10 /混合器 / / / 0.40 4.50 /一泵站-混合器0.304 1.08 0.02 / 4.52 /通過以上高程計算得知，本次設(shè)計水廠全部工藝流程中，從一泵站出水口至清水池，全程水頭損失共計 4.52m。一級泵站內(nèi)部吸、壓水管路的水頭損失取 2.50m。3.4 構(gòu)筑物設(shè)計天津大學(xué) 2011 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）103.4.1 取水構(gòu)筑物本次設(shè)計的凈水廠在一泵站進(jìn)水前設(shè)有預(yù)沉池，故不設(shè)有專門的取水構(gòu)筑物，而采用重力流由預(yù)沉池到一泵站吸水井取水，在預(yù)沉池和一泵站吸水井間設(shè)兩根管徑為 DN700 的鋼管為取水管，取水管進(jìn)水端設(shè)有進(jìn)水格柵。根據(jù)預(yù)沉池水位，取水管管道埋深為-2.50m（以管中心線計） 。3.4.2 一級泵房一級泵房采用半地下式泵房，泵房與吸水井分建。吸水井分兩格，兩格間以 DN700 的閘閥相連通，吸水井尺寸為 2.0m×8.8m×4.7m。=×HLB水泵機(jī)組采用直線單行布置。設(shè)計水量為高日均時流量加水廠自用水量，即流量 Q=608L/s，設(shè)計揚(yáng)程參考凈水廠高程計算結(jié)果和預(yù)沉池水位，揚(yáng)程H=12.0m（流量和揚(yáng)程的詳細(xì)計算方法見第五章） 。一泵站選用 S300-12 型雙吸離心泵 4 臺，三用一備，配套電機(jī)型號為 Y225S-4，功率 40kW。一泵站中每臺泵均設(shè)有一根吸水管與吸水井連接，因為水泵安裝高度高于吸水井最高水位，故吸水管上不設(shè)閘閥。每臺水泵的出水管上設(shè)有止回閥、蝶閥、閘閥各一個，各泵的出水管用一條橫聯(lián)管連通，然后以兩條總出水管輸水至后續(xù)的處理構(gòu)筑物。本次設(shè)計一泵站為非自灌式泵站，需設(shè)置專門的啟動設(shè)備，選用型號為SZ—2J 的真空泵兩臺，一用一備，配套電機(jī)為 Y132M—4。泵房中設(shè)置集水池和排水溝，集水池內(nèi)設(shè)置排水泵，型號為 250QJ50-20/1。一泵站起重設(shè)備選用 CDI5-9D 型電動葫蘆。泵房凈高為 5.90m，室內(nèi)地面標(biāo)高 1.40m，泵軸高 2.30m，泵房平面尺寸為6.20m×17.00m=LB3.4.3 反應(yīng)池和沉淀池（1）反應(yīng)池本次設(shè)計采用折板絮凝池，設(shè)計流量采用高日流量加上水廠自用水量。為保證運(yùn)行，設(shè)絮凝池兩座，單層布置，共用中間池壁。單池分 49 格，垂直水流方向 7 格，每格凈寬 1.5m，平行水流方向 7 格，每格凈長 0.7m。單池尺寸為8.0m×12.6m，有效水深 H=4.2m。=LB第Ⅰ絮凝段為多通道異波折板，共 7 格，平均流速為 0.26m/s，水流停留時間為 112s，G=144.9s -1；第Ⅱ絮凝段為多通道同波折板，共 14 格，平均流速為0.14m/s，水流停留時間為 212s，G=49.1s -1；第Ⅲ絮凝段為平行直板，共 28 格，平均流速為 0.08m/s，水流停留時間為 368s，G=15.3s -1。絮凝池總停留時間約 12min，平均值 G=68.3 s-1（一般為 20-70 s-1） ，天津大學(xué) 2011 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）11GT=49176（一般為 1×104-1×105 之間） 。（2）沉淀池本次設(shè)計采用斜管沉淀池，設(shè)計流量采用高日流量加上水廠自用水量。為保證運(yùn)行，設(shè)沉淀池兩座，單層布置，共用中間池壁。為配合折板絮凝池尺寸，沉淀池平面尺寸為 9.0m×12.6 m，有效高度 H=4.2m。=LB設(shè)計流量采用高日流量加上水廠自用水量，即 Q=52500 m3/d，表面負(fù)荷為10m3/ (m2·h)=2.8mm/s，斜管中沉淀時間 4.8min。為保證絮凝體穩(wěn)定，避免礬花破碎，沉淀池采用穿孔花墻進(jìn)水，花墻孔洞流速為 0.1m/s，花墻布于 1.5m 高的配水區(qū)范圍內(nèi)，孔洞共分為四層，每層 50個。沉淀池采用淹沒式孔口集水槽集水，集水槽方向平行于水流方向，每池設(shè)12 條穿孔集水槽，槽底平坡。每條集水槽上設(shè)孔口 68 個，兩側(cè)交錯排列。沿沉淀池長邊設(shè)一條集水渠，渠寬 0.6m。兩座沉淀池每池設(shè)管徑為 DN700 的出水管，匯集至一根管徑 DN900 的總管，與濾池連接。為取得較好的排泥效果，沉淀池采用虹吸式吸泥機(jī)，污泥量 105 m3/d，含水率 98%。吸泥機(jī)往返一次需時 20min。設(shè)排泥管 8 根，長 9m，排泥管采用管徑為 DN15 的不銹鋼管。沉淀池放空時間 3h，放空管管徑 DN200。3.4.4 濾站本次設(shè)計設(shè)濾站一座，分 6 格，池型為四閥濾池，濾料選用石英砂濾料，最大膨脹率 45%，濾池雙排布置。設(shè)計濾速 10m/h，過濾周期 12h，反沖洗強(qiáng)度 12L/(s·m2) ，沖洗時間 6min。單池尺寸 8.70m×4.30m，單池面積=LB37m2。濾池高度：承托層高度 0.75m，濾料層高度 0.80m，濾層表面以上水深1.80m，超高 0.30m，總高 3.65m。濾池采用雙閥雙側(cè)布置，中間管廊為雙排濾池共用，上下雙層，即反沖洗水管廊和清水管廊，濾池兩側(cè)邊渠道也為雙層，上下分別為進(jìn)水總渠和排水總渠，與濾池以公共渠道相連接，渠道寬 1.0m。濾站設(shè)總進(jìn)水管一根，管徑DN900，管中流速 0.96m/s，進(jìn)水渠寬 1m，設(shè)計水深 0.95m；清水總管一根，管徑 DN900，管中流速 0.96m/s，清水渠渠寬 1.0m；反沖洗水總流量0.444m3/s，設(shè)反沖洗來水管一根，管徑 DN500，管中流速 2.26m/s，反沖洗水渠與清水渠同寬，反沖洗排水總管一根，管徑 DN700，管中流速 1.15m/s，反沖洗排水渠與進(jìn)水渠同寬。濾池洗砂排水槽中心距 1.70m，每池 5 根排水槽，排水槽長度 4.30m，采用三角形標(biāo)準(zhǔn)斷面，洗砂排水槽頂距沙面高度 1.00m。天津大學(xué) 2011 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）12濾池沖洗方式為水反沖，采用高位水箱沖洗，設(shè)圓形水塔，直徑 5.0m，沖洗水箱底應(yīng)高出洗砂排水槽頂 7.0m。反沖洗水來源于清水池，取水水泵設(shè)于水塔底層，兩臺，一用一備，型號為 S500-13，選配電機(jī) Y315S-6。配水系統(tǒng)：濾站設(shè)計采用大阻力配水系統(tǒng)，進(jìn)水采用不銹鋼管，管徑DN800。每池 34 根支管，支管間距 0.26m，支管長度 4.00m，支管管徑DN100。每支管 43 個孔眼，孔眼中心距 0.19m。干管始端流速 0.89m/s，支管始端流速 1.68m/s，孔口流速 4.79m/s。濾站中心廊道內(nèi)設(shè)一條排水溝和一個集水坑，坑內(nèi)設(shè)型號為 QY-35 排水泵兩臺，一用一備，濾站中心管廊以 i=3%的坡度坡向排水溝，排水溝底坡度1%，坡向集水坑。濾池清水支管設(shè)有初濾水排放管，管徑 DN100，初濾水排入排水溝。濾站走道板及管廊壁上均設(shè)有人孔，以方便管廊檢修。濾站外墻緊貼池壁，墻厚 400mm，濾站平面尺寸 22.35m×35.20m。=LB3.4.5 清水池本次設(shè)計設(shè)矩形清水池兩個，每座清水池尺寸 B×L×H=25m×50m×4.5m，有效水深 4.0m，有效容積 10000 m3。根據(jù)設(shè)計流量布置清水池配管：清水池進(jìn)水管共兩根，每池一根，管徑DN600，管內(nèi)流速 1.05m/s，管中心線標(biāo)高 1.30m，進(jìn)水管進(jìn)池后用彎管上彎，以避免由于清水池中水位變化而形成的進(jìn)水管氣阻；出水管管徑選用 DN700，管中心線標(biāo)高-2.10m；清水池每池設(shè)溢流管一根，管徑與進(jìn)水管相同，為DN600，管端為喇叭口，出口處設(shè)網(wǎng)罩，溢流管先經(jīng)溢流井再通至排水井，以避免清水受到污染；清水池每池設(shè)排水管一根，放空時間 2h，管徑 DN600。清水池單池設(shè) 16 個通風(fēng)管，四角各設(shè)一個人孔，尺寸 DN800。3.4.6 二級泵房二級泵房采用半地下式泵房，泵房與吸水井分建。吸水井分兩格，兩格間以 DN700 的閘閥相連通，吸水井尺寸為 2.80m×16.65m×6.20m，吸=×HLB水井最低水位-1.70m。水泵機(jī)組采用直線單行布置。設(shè)計水量為工業(yè)園區(qū)高日高時流量，即水廠設(shè)計水量乘以工業(yè)園區(qū)時變化系數(shù)，取小時變化系數(shù) Kh=1.30，即流量控制值 Q=752.3L/s。凈水廠設(shè)計出廠水壓不低于 0.38MPa，二泵站設(shè)計揚(yáng)程參考出廠水最低水壓和二泵站吸水井最低水位，取設(shè)計揚(yáng)程 H=45m（流量和揚(yáng)程的詳細(xì)計算方法見第五章） 。二泵站選用 KP-1024-3/4 雙吸離心泵 4 臺，三用一備，配套電機(jī)型號為 355L2。二泵站中每臺泵均設(shè)有一根吸水管與吸水井連接，因為水泵安裝高度低于吸水井最高水位，故吸水管上需設(shè)置閘閥。每臺水泵的出水管上設(shè)有止回閥一天津大學(xué) 2011 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）13個、閘閥兩個，各泵的出水管用一條橫聯(lián)管連通，然后以兩條總出水管輸水至后續(xù)的處理構(gòu)筑物?？倝核芄軓綖?DN700。本次設(shè)計二級泵站為非自灌式泵站，需設(shè)置專門的啟動設(shè)備，選用型號為SZ—2J 的真空泵兩臺，一用一備，配套電機(jī)為 Y132M—4。泵房中設(shè)置集水池和排水溝，集水池內(nèi)設(shè)置排水泵，型號為 250QJ50-20/1。二泵站泵站起重設(shè)備選用 CDI5-9D 型電動葫蘆。泵房凈高為 7.70m，室內(nèi)地面標(biāo)高 0.70m，泵軸高 1.70m，吸水管管軸標(biāo)高1.30m，泵房平面尺寸為 9.80m×26.20m。=LB二泵站選用 LUGB 型渦街流量，兩條總出水管上各設(shè)一個，二泵站共兩個流量計。3.4.7 加藥間及藥庫本次設(shè)計凈水廠設(shè)加藥間一座，藥劑倉庫一座。藥劑選擇：按照天津地區(qū)已有水廠的實際運(yùn)行經(jīng)驗，除藻劑選用硫酸銅（根據(jù)水質(zhì)情況選擇投加） ，混凝劑選用聚合氯化鋁，助凝劑選用活化硅酸?；炷齽┳畲笸端幜咳?30mg/L，每日配置 3 次。藥劑投加方式為壓力投加，投加設(shè)備采用計量加藥泵，型號為 JZ-800/10，三臺，兩用一備。加藥間內(nèi)設(shè)溶液池和溶解池，平面尺寸 9.0m×10.0m。藥劑倉庫內(nèi)藥=LB劑儲存期 30d，平面尺寸 7.0m×10.0m。加藥間和氯庫合建，中間以墻壁=LB隔開，合建構(gòu)筑物尺寸 10.0m×16.0m×4.0m。H混凝劑投藥管管徑 DN20，投藥點為靜態(tài)混合器前 0.5m。助凝劑與混凝劑同時投加。除藻劑按季節(jié)及水質(zhì)變化選擇性投加在預(yù)沉池進(jìn)水口處。3.4.8 加氯間及氯庫本次設(shè)計凈水廠設(shè)加氯間一座，氯庫一座。按照季節(jié)變化及來水水質(zhì)情況調(diào)整加氯方式，夏季三點加氯，即預(yù)氯化、濾前加氯和濾后補(bǔ)氯，冬季兩點加氯，即濾前加氯和濾后補(bǔ)氯。預(yù)氯化最大投加量 1.5mg/L，濾前加氯和濾后補(bǔ)氯最大投加量為 1.0mg/L。為保證安全和計量準(zhǔn)確，采用加氯機(jī)投氯，并設(shè)置校核加氯量的計量設(shè)備，選用 LS80-3 型轉(zhuǎn)子真空加氯機(jī) 6 臺，四用二備。氯庫儲備量按照 15d 最大用量計算，為 2.8t，選用 1t 的濾瓶 3 個。加氯間與氯庫合建，中間以墻壁隔開，合建構(gòu)筑物尺寸9.0m×16.0m×5.0m，其中加氯間平面尺寸 9.0m×10.0m，氯=×HLB =LB庫平面尺寸 7.0m×9.0m。3.4.9 其余附屬建筑物天津大學(xué) 2011 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）14水廠的附屬建筑一般包括：辦公用房，化驗室，維修車間（機(jī)修、電修、儀表修理、泥木工場） ，車庫，倉庫，食堂，浴室及鍋爐房，托兒所，傳達(dá)室，宿舍及露天堆場等。根據(jù)水廠設(shè)計規(guī)模，參照設(shè)計手冊中參考值選擇廠區(qū)附屬構(gòu)筑物類型和尺寸，列入表 3-5 中。表 3-5 凈水廠附屬構(gòu)筑物及尺寸構(gòu)筑物 建筑面積（m 2）構(gòu)筑物 建筑面積（m 2）綜合辦公樓( 包括化驗室) 120 m2 ×3 層 維修車間(合建) 300停車場 640 倉庫 210浴室 54 管配件堆場 210食堂 144 傳達(dá)室 24幼兒園 108 堆砂場 100宿舍 1353.4.10 廠區(qū)給排水及道路圍墻凈水廠主要生產(chǎn)廢水來源于沉淀池排泥廢水和濾池反沖洗廢水，本次設(shè)計凈水廠設(shè)計專門的污泥處理工藝。由于沉淀池排泥水和濾池反沖洗廢水污泥濃度相差較大，為減小污泥濃縮池尺寸，本凈水廠將沉淀池排泥廢水和濾池反沖洗廢水分開處理，廠區(qū)內(nèi)設(shè)置沉淀池排泥水池和濾池反沖洗排水池各一座，可容納各自一天的排泥水量，分別收集沉淀池和濾池的生產(chǎn)廢水，并進(jìn)行水質(zhì)水量調(diào)節(jié)和初步預(yù)沉。經(jīng)一定時間預(yù)沉后兩池上清液均回流至凈水廠前預(yù)沉池進(jìn)水口處，下層渾水流入污泥濃縮池進(jìn)行污泥濃縮，經(jīng)濃縮后污泥進(jìn)入脫水間脫水，產(chǎn)生泥餅外運(yùn)。本次設(shè)計廠區(qū)內(nèi)設(shè)有生活給水管道、排水管道、雨水管道，生活給水管道和排水管道設(shè)于綠地上，雨水管道設(shè)于道路中央。廠區(qū)內(nèi)生活給水管道由二泵站出水管引出，在場內(nèi)成環(huán)狀。廠區(qū)內(nèi)室外消火栓也由生活給水管道接出，管徑 DN100，在氯庫、藥庫、鍋爐房、食堂、宿舍、幼兒園附近各設(shè)置一個室外消火栓，廠區(qū)內(nèi)其余位置消火栓設(shè)置滿足規(guī)范要求，即間距不大于 120m。廠區(qū)內(nèi)綠地集中處設(shè)置灑水栓，管徑為 DN100。廠區(qū)內(nèi)排水管道接入凈水廠北側(cè)的市政排水管線，清水池溢流管線也接入排水管道檢查井。排水管線上檢查井設(shè)計滿足規(guī)范要求，間距不大于 40m。雨水管道接入廠區(qū)北側(cè)的市政雨水管線，天津大學(xué) 2011 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）15檢查井間距不大于 50m。本設(shè)計凈水廠道路可分為三類：主廠道與場外入場道路相連接，直至水廠生活區(qū)和生產(chǎn)區(qū)交接處，道路寬 8.0m，兩側(cè)設(shè)置辦公樓、綠化帶；車行道為廠區(qū)內(nèi)各主要建筑物或構(gòu)筑物間的聯(lián)絡(luò)通道，生產(chǎn)及生活所需的各種器材物品可通過車行道運(yùn)至各處：雙車道，道路寬 6.0m，布置成環(huán)形以方便車輛回程，轉(zhuǎn)彎半徑 6.0m，單車道 4.0m，轉(zhuǎn)彎半徑 4.0m；步行道為輔助道路，滿足場內(nèi)工作人員的步行交通及小型物件的人力搬運(yùn)需要，必要時可單車駛?cè)?，道路?.0m，轉(zhuǎn)彎半徑 4.0m。場內(nèi)道路與構(gòu)筑物、建筑物之間空地均為綠化用地。根據(jù)工業(yè)園區(qū)示意圖知，設(shè)計水廠西鄰該工業(yè)園區(qū)主干道，所以本次設(shè)計水廠正門設(shè)于廠區(qū)西側(cè)，大門寬 15m，場內(nèi)門前設(shè)花壇、噴泉、建筑小品等美化場內(nèi)環(huán)境。廠區(qū)東南角設(shè)運(yùn)輸小門，以方便廠內(nèi)生產(chǎn)生活所需何種物品進(jìn)出，并保證水廠正門干凈整潔。本次設(shè)計水廠圍墻高 4.0m，磚混結(jié)構(gòu)，包圍整個廠區(qū)。廠區(qū)占地面積約3.3 萬平方米。天津大學(xué) 2011 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）16第四章 安全措施及人員編制4.1 安全措施4.1.1 供水安全措施由于本次設(shè)計水廠水源管線為單條引灤管線，考慮到供水安全，廠前設(shè)置預(yù)沉池，以調(diào)節(jié)水量，在水源切斷情況下，預(yù)沉池儲存水量仍可維持水廠供水范圍內(nèi) 24 小時供水需求。處理構(gòu)筑物均進(jìn)行事故校核，并配有至少兩組構(gòu)筑物可以隨時工作，其中一組發(fā)生故障時，另一組仍可以保證供水安全。凈水廠進(jìn)水和出水處都設(shè)有毒性監(jiān)測裝置，總進(jìn)水管和出水管上均設(shè)有閘閥，一旦水源地或場內(nèi)發(fā)生水源污染或投毒等危害公共安全的事故時，可以立刻關(guān)閉閘閥，切斷供水，以保證用戶安全?；旌掀髦翞V池間設(shè)超越管，當(dāng)原水水質(zhì)很好時，水廠處理工藝流程可略過反應(yīng)沉淀池，而直接進(jìn)入過濾，可以節(jié)約運(yùn)行成本。加氯間和加藥間均設(shè)有安全監(jiān)控設(shè)施，保證供水水質(zhì)安全。4.1.2 供電安全措施凈水廠應(yīng)配置兩個獨(dú)立供電電源，保證供電安全，當(dāng)條件具備時，水廠應(yīng)配置自己的供電系統(tǒng)。場內(nèi)加強(qiáng)線路絕緣，提高供電可靠性。4.2 人員編制本次設(shè)計水廠為中型地表水廠，設(shè)計規(guī)模 50000m3/d，參照手冊中參考值確定水廠人員編制，列入表 4-1 中。表 4-1 水廠人員編制表名稱 人數(shù)（人） 名稱 人數(shù)（人）天津大學(xué) 2011 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）17一泵站 4 傳達(dá)室 2折板絮凝池 4 浴室 2斜管沉淀池 4 食堂 5濾站 4 倉庫 3二泵站 4 車庫 2行政辦公樓 5 管配件堆場 2化驗室 5 加藥間和藥庫 2機(jī)修間( 維修車間) 6 加氯間和氯庫 2水表間( 維修車間) 3 鍋爐房 2電修間( 維修車間) 3 生產(chǎn)管理用房 5泥木工間( 維修車間) 2 堆砂場 4污泥脫水間 4 綠化工人 2總計 81天津大學(xué) 2011 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）18第五章 各構(gòu)筑物的設(shè)計計算5.1 設(shè)計水量的計算水廠設(shè)計供水量 5×104m3/d，水廠自用水量取總用水量的 5%，則水廠設(shè)計水量為 = 50000×1.05 = 52500m3/d。Q5.2 一級泵房的計算5.2.1 流量和揚(yáng)程的計算一級泵房設(shè)計流量為高日流量加水廠自用水量，即 Q=52500m3/d=2187.5 m3/h=0.608 m3/s。預(yù)沉池到一泵站吸水井水頭損失取 0.3m。地面標(biāo)高為 2.30m，預(yù)沉池最高水位為 1.80m，預(yù)沉池有效水深 3.00m，則預(yù)沉池最低水位-1.20m，一泵站吸水井最低水位-1.5m，吸水井有效水深 2.5m。一級泵房內(nèi)吸、壓水管路水頭損失取 2.5m。根據(jù)第三章 3.3.2 節(jié)高程計算結(jié)果，絮凝池進(jìn)水水位標(biāo)高為 6.30m，一泵站至絮凝池的凈揚(yáng)程為Hp=6.30-(-1.50)=7.80m考慮到靜態(tài)混合器水頭損失（初步設(shè)計取 0.40m）和水泵吸、壓水管路的水頭損失，計算一級泵站水泵揚(yáng)程為：m??23.105.24.87????取 12.0m。所以，一級泵房基本設(shè)計參數(shù)如下：Q=608L/s，H =12.0m。5.2.2 水泵及電機(jī)的選擇天津大學(xué) 2011 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）19根據(jù)流量和揚(yáng)程選泵，選用 S300-12 型雙吸離心泵 4 臺，三用一備，配套電機(jī)型號為 Y225S-4，功率 40kW。S300-12 型雙吸離心泵基本參數(shù)列入表 5-1 中。表 5-1 水泵基本參數(shù)型號流量（m 3/h）揚(yáng)程 （ m）汽蝕余量（ m）進(jìn)口直徑（ mm）出口直徑（ mm）效率（%）功率（kW）300S12 790 12 5.2 300 300 83 405.2.3 泵站布置300S12 水泵基礎(chǔ)尺寸： 1.00m×1.67m×1.00m。=×HLB泵站機(jī)器間最小平面尺寸： 。5.m1.考慮到檢修面積、配電設(shè)備、值班室、變壓器及主通道(寬 2.5m)等面積，泵站平面尺寸： 17m×6.2m。=5.2.4 水泵吸水管及壓水管設(shè)計單臺水泵流量 Q=0.22 m3/s。吸水管設(shè)計流速可按下述數(shù)據(jù)決定：d250mm v 采用 1.0～1.2 m/sd≥250mm v 采用 1.2～1.8 m/s壓水管設(shè)計流速可按下述數(shù)據(jù)決定：d250mm v 采用 1.5～2.0 m/sd≥250mm v 采用 2.0～2.8 m/s計算得吸水管管徑 DN450，管中流速 v=1.38m/s。計算得壓水管管徑 DN350，管中流速 v=2.29m/s。5.2.5 水泵安裝高度的設(shè)計根據(jù)選定的水泵，查出對應(yīng)的最大允許吸上真空高度 HS， S300-12 型離心泵 HS=5.2m，由于水泵的安裝地點的氣壓不是 10.33m 水柱，且水溫不是 20℃，對 HS 作出修正，變?yōu)?HS， ，由已知條件，水泵安裝點海拔高度 ha=2.30m，平均水溫 10℃。修正后 S300-12 型離心泵 HS， =5.02m；由下式計算該泵的安裝高度 HSS：（5-gvh2-1S,S??天津大學(xué) 2011 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）201）式中 hS——吸水管中水頭損失；——安裝真空表處的水頭損失；gv21HSS 從吸水池最低水位算至泵軸，h S 包括從吸水喇叭口至真空表安裝處的所有水頭損失（沿程與局部） ， 可以根據(jù)最大抽水量和真空表處的過水?dāng)嗝鎔v21積來計算。當(dāng)管道布置已定時，配件與管段也已定，所以吸水管中局部水頭損失 h 局部應(yīng)按水力公式計算，其中局部阻力系數(shù)由設(shè)計手冊查得。這時由于立管長度未定，見圖 5-1，沿程水頭損失未知，但水平的長度 L已知，可近似地令：H SS=X，圖 5-1 水泵安裝高度示意圖（5-??gvhiLH2--1S,S局??2）（5-ihgv??1-2-,S局局3）式中 i——吸水管段水力坡度，查表得到。h 水平 ——為吸水管水平段的水頭損失，h 水平 = iL，查水利計算表知i=0.005。吸水井距泵房距離為 4m，則最大的 L=10m。由上式計算得的 HSS 為最大允許安裝高度。水泵吸水管水頭損計算列入表 5-2 中。天津大學(xué) 2011 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）21表 5-2 水泵吸水管水頭損失計算表管件名 局部阻力系數(shù) ξ最大流量m3/s最大流速 m/sv12/2g局部水頭損失m水泵入口 1.00 0.100偏心漸縮管 0.19 0.019彎 頭 1.01 0.101×3喇叭口 0.560.22 1.38 0.1000.056總計 0.478代入數(shù)據(jù)計算HSS=4.07m，考慮到留有安全量，取安裝高度 HSS =3.80m。5.2.6 泵房高度的計算泵房起重設(shè)備采用 CDI5-9D 型電動葫蘆，故泵房凈高按下式計算：H=Hmin+d+e+f+g （5-4）式中 Hmin——電動葫蘆基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，由手冊中查得，為 1.31m；d——起重繩垂直長度，為 0.85×1.0=0.85m；e——機(jī)組高度，由手冊中查得，為 1.31m；f——吊起物底部和機(jī)組頂部距離，此處取 0.80m；g——機(jī)組頂至室內(nèi)地坪高度，此處為 1.50。所以，泵房凈高計算得：H=1.31+0.85+1.31+0.80+1.50=5.77m，取 5.90m。5.2.7 泵房吸水井的計算一泵站吸水井布置如圖 5-2：天津大學(xué) 2011 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）22圖 5-2 吸水井布置本次設(shè)計中取 D=1.5d，a =2D，b=1.5D，h 2=1.0m。計算出一泵站吸水井平面尺寸為 2.0m×8.8m×4.7m=×HLB5.2.8 泵房附屬設(shè)備選用（1） 真空泵二泵站一般用真空泵啟動，真空泵應(yīng)按起動最大的一臺水泵 S300-12 型離心泵計算。抽氣量按下式計算（5-??aSaP-HTWKQ??5）取水泵安裝高度作為計算真空度，這時真空泵按下列數(shù)據(jù)選擇：真空度 HVmax=HSS式中 WP，W S——為泵殼和吸水管體積，由吸入喇叭口到逆止閥，泵殼按圓柱體計算，此處 WP，W S 分別等于 0.12m3，3.2 m 3；K——漏氣系數(shù)，一般取 1.10；T——起動時間，取 2 分鐘，1/30h；Ha——大氣壓的水柱高度，此處為 10.31m；HSS 為最大允許安裝高度，H SS=3.80m；HVmax——真空度，可用水銀柱或百分?jǐn)?shù)表示。計算得天津大學(xué) 2011 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）23Q=173.51 m3/h，=280mm 汞柱或 36.8%。1.0768.3Vmax??H按計算得到的 Q 及 HVmax 在特性上查得合用的真空泵。選用的真空泵為SZ—2J 型，兩臺，一用一備，配套的電機(jī)為 Y132M—4。 。（2）真空表和流量計的選擇真空表選用金屬真空計；流量計選用 LUGB 型渦街流量計，在每條總壓水管上設(shè)一流量計，此泵站中共兩個。（3）排水設(shè)備此泵房中設(shè)置集水池和排水溝，排水泵選擇 250QJ50-20/1 型潛水泵。5.3 混合器的計算由 5.1 節(jié)計算知水廠總進(jìn)水量為 = 50000×1.05 = 52500m3/d。水廠一泵站Q設(shè)總出水管兩條，管徑 DN600，兩條出水管上分別設(shè)有一個混合器。一泵站出水管流量 0.304 m3/s，管徑 DN600，則管中流速24×3605qv=1.05m/s，查水利計算表知 i=2.27‰。本設(shè)計水廠選用 SV 型管式靜態(tài)混合器，如圖 5-3 所示，規(guī)格 DN600。靜態(tài)混合器采用三節(jié)，靜態(tài)混合器總長 4600mm，混合器井占地面積采用6.0m×4.0m。圖 5-3 管式靜態(tài)混合器校核：混合器擾流元件節(jié)數(shù) n=3，混合時間 t=3s， 10℃時水的動力粘度=1.1×10-3Pa·s，則水頭損失：μm （5-31.0=×6.418.0=184.0=2.2nDQh6）天津大學(xué) 2011 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）24（5-1-3s950=×1980=tμhγG7）混合階段一般為 700-1000s-1經(jīng)檢驗以上計算數(shù)據(jù)合理。5.4 折板絮凝池的計算5.4.1 折板絮凝池尺寸的計算凈水廠設(shè)絮凝池設(shè)兩組，兩組絮凝池總流量為 52500m3/d，絮凝時間取 t = 12min，絮凝池水深 H = 4.2m。則每組絮凝池流量m3/d = 1093.75 m3/h = 0.304 m3/s2650Q每組絮凝池容積m3 （5-75.218×7.19=tW8）每組絮凝池面積 m2 （5-5=.4Hf9）絮凝池靜長取 L， = 10.5m，則凈寬取 B= =5m。,Lf將絮凝池垂直水流方向分為 7 格，每格凈寬 1.5m，平行水流方向分為 7 小格，每小格長 0.7m，共分 49 格，單格面積 1.5m×0.7。絮凝過程分三段，第Ⅰ絮凝段采用多通道異波折板，v 1s=0.3m/s；第Ⅱ絮凝段采用多通道同波折板，v2s=0.2m/s；第Ⅲ絮凝段采用直板，v 3s=0.1m/s。折板為不銹鋼板，折板寬 0.6m，厚 0.035m，折角 120°，折板凈長 1.2m，如圖 5-4 所示?？紤]到墻厚（采用鋼筋混凝土墻） ，外墻厚采用 300mm，內(nèi)墻采用250mm，則絮凝池實際長為：10.5+0.3×2+0.25×6=12.6m實際寬為5+0.3×2+0.25×6=7.1m各格折板的間距及實際流速：第Ⅰ絮凝段折板間距取 0.15m天津大學(xué) 2011 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）25第Ⅱ絮凝段折板間距取 0.15m第Ⅲ絮凝段直板間距取 0.3m則絮凝池內(nèi)各絮凝段流速計算如下：m/s （5-26.0=7×3°45sin.07×.51=1AQv10）m/s （5-14.073°45sin.07.5122v11）m/s （5-08.=7×4°5sin3.07×.51=3AQv12）5.4.2 折板絮凝池水頭損失的計算絮凝池水頭損失數(shù)據(jù)計算如下：第Ⅰ絮凝段為多通道異波折板。第Ⅰ絮凝段分為 7 格，每格安裝三塊折板，即每格四通道，折角 120°，構(gòu)造如圖 5-5(a)所示。邊通道波峰間距 0.15m，中間通道波峰間距 0.15m，實際波峰流速（5-m/s34.0=6×5.13024=,1v13）邊通道波谷間距 0.50m，中間通道波谷間距 0.85m，實際波谷流速（5-/s10.725.36024,v14）單格平面尺寸 1.5m×0.7m，平均水深 4.2m，每通道 4 個縮放組合，沿長度方向分為 7 格，隔墻開洞寬 1.5m×高 1.0m，兩個串聯(lián)上下轉(zhuǎn)彎及通過孔洞流速（5-m/s20.=15.36024=,3v15）第Ⅰ絮凝段水頭損失計算如下：（5-gvh2,,1???16）天津大學(xué) 2011 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）26（5-gvFh21,122????????????????17）（5-gvξhi2=,318）（5-in???19）式中 h=h1+h2h1 為漸放段水頭損失（m） ；峰速 v1=0.34m/s，谷速 v2=0.10m/s，轉(zhuǎn)彎及孔口流速 v3=0.20m/s；ζ 1 為漸放段阻力系數(shù)， ζ 1=0.5；ζ 2 為漸縮段阻力系數(shù)， ζ 2=0.1；ζ 3 為轉(zhuǎn)彎或孔洞處的阻力系數(shù)，上轉(zhuǎn)彎 ζ 3=1.8，下轉(zhuǎn)彎或孔洞 ζ 3=3.0；F1 為相對峰的斷面積（m 2） ，F(xiàn) 2 為相對谷的斷面積（ m2） ；n 為縮放組合的個數(shù)。計算得數(shù)據(jù)如下： 027.8.92134.0521????h??m62?098.2.813i ???h單格水頭損失∑h=3