摘 要

武汉市汉南湘口自来水厂现总供水能力为10×10⁴m³/d，为满足周围街道以及工厂企业用水的需求并且居民用水标准提高，企业用水增加，现水厂供水已经不能满足需水要求，急需扩建。本次设计改造的主要内容为流程设计，各构筑物设计计算以及管道的水力计算等。主体工艺采用折板絮凝池与平流沉淀池合建的形式，并采取下叠清水池设计结构，极大地减少用地面积。此外，采用具有表面扫洗的V型滤池，先水洗再气冲，最后气水混合的冲洗模式。最后设计臭氧接触池与活性吸附池作为深度处理工艺。

关键词：自来水厂、折板絮凝池、下叠清水池、臭氧接触池。

Abstract

Wuhan Hannan Xiangkou Wate supply plan has a total capacity of 10×10⁴m³ / d. In order to meet the increasing water demand of the surrounding streets and factories and enterprises, and the strict residents’water usage standards .The capacity of pristine plant needs to be.

The main contents of this design transformation are the process design, and the design calculation of each structure and the hydraulic calculation of the pipeline. The main process adopts the form of the combined construction of the folding plate flocculation tank, advection sedimentation tank, and adopts the design structure of the lower stack clear water tank.In addition, the V-type filter with surface cleaning is used, which is first washed with water, then flushed, and finally mixed with water and air. Finally, the ozone contact cell and active adsorption cell are designed as advanced treatment processes.

Key Words：Waterworks； Folded plate flocculation tank； Lower stack clear water tank；Ozone contact tank

目录

第一章 绪论 1

1.1工程概况 1

1.2目的以及意义 1

第二章 取水工程设计计算 3

2.1取水水源水质情况 3

2.2取水口设计 3

2.3取水管道设计 4

2.4取水泵房设计 5

2.5出水水质 5

第三章 净水构置物的选择 3

3.1工艺流程 3

3.2净水构筑物简介 3

3.2.1管道静态混合器 3

3.2.2预臭氧接触池 4

3.2.3折板絮凝池 5

3.2.4平流沉淀池 5

3.2.5V型滤池 6

3.2.6加氯间 7

第四章 主要构筑物设计参数 9

4.1取水泵房（一级泵房） 9

4.2配水井、预臭氧接触池 9

4.3折板絮凝池、平流沉淀池、清水池 9

4.3.1折板絮凝池 9

4.3.2平流沉淀池 10

4.3.3清水池 10

4.4气水反冲洗V型滤池 10

4.5排水池 10

4.6排泥池 11

4.7污泥浓缩池 11

4.8污泥脱水车间 11

4.9加药系统 11

4.9.1 PAC絮凝剂投加系统 11

4.9.2 PAM脱水剂投加系统 12

4.9.3氯气投加系统 12

4.10加氯间和氯库 12

4.11臭氧车间 12

4.12臭氧接触池 12

4.13活性炭吸附滤池 13

4.14送水泵房 13

第五章 各构筑物计算说明 14

5.1折板絮凝池 14

5.2平流沉淀池 16

5.2.1沉淀池平面设计 16

5.2.2沉淀池进出水设计 17

5.2.3沉淀池排泥系统设计 18

5.2.4沉淀池参数复核 18

5.3清水池 18

5.3.1平面尺寸设计 18

5.3.2管道系统设计 19

5.4V型滤池 20

5.4.1平面尺寸设计 21

5.4.2进水系统 22

5.4.3反冲洗系统 24

5.5加药间 25

5.5.1絮凝剂投加车间 25

5.5.2加氯间 26

5.6取水泵房 27

第六章 水厂总体布局设计 28

6.1水厂平面布置 28

6.2平面布置 28

6.2.1布置原则 28

6.2.2工艺流程布置类型 29

6.3高程布置 29

6.3.1水力流程计算 29

6.3.2净水构筑物水头损失 30

6.3.3连接管线的水头损失 30

6.4水厂管线设计 31

6.5高程计算 32

6.5.1预臭氧接触池至折板絮凝池连接管线水头损失 32

6.5.2折板絮凝池至平流沉淀池 32

6.5.3平流沉淀池至V型滤池连接管线水头损失 32

6.5.4V型滤池至臭氧接触池水头损失 32

6.5.5臭氧接触池至活性炭滤池水头损失 32

6.5.6V型滤池至清水池水头损失 32

6.6.7清水池至吸水井连接管线水头损失 33

6.6运行成本与经济效益 33

结论 34

致谢 37

附录 38

附录A： 38

第一章 绪论

1.1工程概况

武汉市汉南湘口自来水厂现总供水能力为10×10⁴m³/d，为满足整个汉南区居民和企业用水需求，需要通过扩建，扩建后水厂规模达到20×10⁴m³/d。水厂地位位置靠近长江流域个，故可以从长江取水，出水水质执行《生活饮用水卫生标准》（GB 5749-2006）。为了更加切合解决紧张用水情况和水资源短缺，原工艺技术水平的落后等问题，通过从研究水质质量，处理工艺流程，各主要处理单元运行现状和管理，药耗能耗方面进行扩建。

自来水处理工艺采用预臭氧化→折板絮凝池→平流沉淀池→V型滤池。另外设置深度处理工艺，配备臭氧接触氧化池和活性炭生物吸附池，根据处理效果或水质变动较大时，进行深度处理，由于运行费用费用高，仅供紧急情况使用，以保证临时出水水质达到国家标准。

此外，需设计两套以上构筑物，保证其中之一发生故障进行维修时，另外一套设备能承担所有的处理量的工作负荷且保证出水水质达到国家标准。

资料来源水文监测站：汉口站；

平均水位：24m；

温度：18摄氏度至20摄氏度；

水厂取水工程包括设计规模为20万立方米的取水泵房设计，净水工程包括预臭氧池，折板絮凝池，平流沉淀池，V型滤池 。自用水系数K=1.1、 DN1200原水输水管、1 座 20 万 m³ /d 规模净水厂。

1.2目的以及意义

随着社会经济的发展，无论是居民生活用水还是工业生产用水的需求都大大增加，对于用地紧张，日供需量不足的自来水厂而言，转变工艺类型，改良技术才能缓解供水短缺的问题。

目前存在受进水水质影响会导致出水水质不稳定，此外，大多数自来水厂水质指标方面有部分不达标，并未满足规定的36项指标。加氯系统的管理也存在很大的安全隐患。需要更加注重生物预处理以及深度处理上，这两个环节有效地保证出水达标。现在膜滤法渐渐应用到自来水工艺上，由于其高效膜分离能力,能够截留绝大部分大分子有机物。因地制宜，合理选择不同功能的生物膜，会大大减少处理难度，使得出水水质有所保障。近年来，生物膜法成本高，无论是膜成本，还是运作成本均不能满足实际的应用。但随着技术的发展，在不久将会得到普遍应用。研究结果表明，UV / H 2 O 2氧化是一种解决溶液有机物的有前途的技术，因为大多数有机物可以被氧化为CO₂和硝酸盐。^[1]

通过对旧厂区的工艺进行改造扩建，极大地提高水厂供水能力，同时改善了净水流程工艺，提高出水水质稳定程度，是对旧厂区的一次系统性升级。更好的工艺，更低的费用，更大的供给量才能满足周围居民企业的用水要求。不同于旧厂区，新工艺更加注重于对病原微生物以及病毒的去除效果。因为人口增多，城市拥挤程度增加使得水源地水质每况愈下，同时为实现可持续性发展，日益严格的标准，也让旧工艺被淘汰。由此可得，实行对自来水旧厂区的改扩建工程十分有必要，也是环境事业蓬勃发展的体现之处。

第二章 取水工程设计计算

2.1取水水源水质情况

生活用水水质需满足《饮用净水水质标准》（CJ94—1999）、《城市供水水质标准》（CJ/T206—2005）及《生活饮用水卫生规范》的要求，且细菌总数≤ 30CFU/mL，浊度≤ 1NTU大肠杆菌种群数保证率95%以上。

长江流域水质具体情况（数据来源于中国环境监测总站，全国主要流域重点水质监测2018年第52期）。数据来源于长江流域汉江河流数据，PH为8.07、溶解氧DO为10.8mg/L、高锰酸盐指数COD_Mn为2.8mg/L、氨氮含量NH₃-N为0.13mg/L。属于二类水，无主要污染指标，水质符合取水标准。

2.2取水口设计

汉南湘口自来水厂取水主要为长江水，长江流量大，流动性能好，其水质相对稳定并且符合地表水环境质量标准中三类水体，可以作为饮用水水源地，符合设计规范。

考虑取水口的确定对取水管道和取水泵房的影响，主要是经济上的影响。原则上取水口的确定以尽快靠近厂区为首要，以减少建设管道费用。由于供水能力翻倍，会导致原有取水工程不能满足需求量，故需设计二期取水工程。故本次设计取水工程的总流量为20万立方米，预留10万立方米的远期建设需要。

表 2.1 常用地表水固定式取水构置物及特点^[2]

水质因素也会影响取水构置物的选择，比如水质污染指数。排涝对水质的影响以及河床和地形的因素也会影响水构置物的选择。由于水源地为长江流域，长江的日流量大，故水质均匀稳定。结合当地地形因素，应选择非冲刷区域，避免加剧两岸冲刷的腐蚀。

取水河段流量大，岸边水深较深。实质上两种构筑物形式均可适用。考虑到实际情况。选择岸边式取水构筑物。原因如下：

1. 长江中部地段有船只行驶，河床式会受水压影响，导致取水量不足。
2. 减少施工难度和保证施工安全。
3. 属于繁华航运流段，水下情况复杂，河床底部泥沙含量大。

根据图 1 。汉南湘口地形图可见，河道靠近东沟大桥流域呈外凸形状，有河岸冲刷现象不适宜作为取水口。应设置在上游地段更为合适，但注意避开学习，密集住宅区，以免增加后续取水管道的设计难度。同时取水口与桥梁的距离间隔1公里以外。综上可取陈家屋对岸附近作为取水口。

图 2.1 汉南湘口长江流域地形图

2.3取水管道设计

输水管道的根数及管径尺寸应满足给水规模要求，此外安全是首要考虑因素，避免横跨高架桥，河流，山体等以免加大后续工程量，同时也应该避开学校，住宅区区域。其次为经验因素，尽量利用自身水力条件，利用重力流，节约运输费用。

经网上地图勘察以及优缺点对比，出于减少取水含沙量的考虑因素，本次设计中“陈家屋”对岸附近符合作为取水口。

2.4取水泵房设计

提升泵房可设置在输水管道起端或者输水管道末端，其优缺点比较如下。