给水厂处理设施设计计算（第三版）

前言

《给水厂处理设施设计计算》（第二版）自2013年1月出版至今，已5年多时间了，一直受到本专业工程技术人员和高校师生的普遍欢迎和好评，对此我们表示衷心的感谢。

近几年来，微污染水源饮用水处理和净水厂排泥水处理受到广泛关注，一些新开发的给水处理工艺技术和装置设施已在工程实践中得到良好应用。因此，非常有必要对之前的第二版进行必要的补充和加强。

本书仍保持原来的体例风格和特点，对第二版的内容进行了审校、删减和整合，并补充了一些新型实用的有关处理构筑物设施的工艺技术计算例题，如蜂窝状高频旋流混合器、自旋式微涡流絮凝池、水力旋流网格絮凝池、筛板絮凝池、侧向流倒V型斜板沉淀池、水平管沉淀池和加砂高速沉淀池等。同时，新增加一章“净水厂排泥水处理设施”的设计计算（调节、浓缩、平衡、脱水）。另外，对已有的“微污染水源饮用水的附加处理设施”一章进行了强化，增加了“国内外微污染水源饮用水处理厂工艺及建造概况”一节。

全书由13章组成，共有95个设计计算例题。例题的内容和类型基本上涵盖了城镇给水厂中饮用水的常规处理、预处理、深度处理、特种水质处理以及以超滤为核心技术的短流程处理中的主要单元处理设施，还列举了净水厂排泥水处理工艺中的主要单元处理设施和给水厂的附属设施(配水井、清水池)的计算例题和内容。

本书由崔玉川、员建主编并统稿，陈宏平、王延涛为副主编。参编人员还有金华增、陈永信、张纯、张良纯、张建国、周密、谢卫朋、周茜、刘幼琼、史蓉、黄晓婷。另外，珠海九通水务股份有限公司、郑州江宇水务工程有限公司、太原市黄河供水有限公司等单位，为本书编写提供了宝贵的技术资料，表示衷心感谢！

本书内容较全面，涵盖面较广，着力突出实用性，意在通过工程性设计计算例题的形式，重点对给水处理构筑物设施的设计计算内容、方法和要求进行具体介绍。同时，为了与读者沟通和讨论，在一些设计例题的末尾，设置了“题后语”。

本书可供给排水科学与工程、环境工程及电厂化学等专业的工程技术人员和高等院校师生使用参考。由于我们的水平和视野所限，对于书中的问题和缺憾，敬请读者指教。

编者

2019.1

版前言

给水厂是城镇供水的生产工厂，按照水源不同，分地下水和地表水两类水厂。地下水水厂的处理工艺较简单，一般只经消毒处理即可。若地下水中所含铁、锰或氟超标时，还需进行除铁、除锰或除氟处理等。

地表水厂也叫净水厂，其常规处理工艺为：原水-混凝-沉淀(澄清或气浮)-过滤-消毒-饮用水。主要是利用物理-化学作用使浑水变清并去除致病菌，使水质达到生活饮用水水质标准。由于水源水质的千差万别，所以处理工艺可有多种组合和选择。但过滤和消毒是不可缺少的。

20世纪70年代以来，由于水源成分更为复杂，特别是有机物污染，采用常规处理工艺是不能去除的。为此，对常规工艺往往还应增加预处理或深度处理的工艺技术措施才行。

本书意在通过计算例题的形式，对给水厂工艺中的各类基本处理构筑物的设计计算内容、方法和要求进行具体深入介绍。以使读者仿照例题即可完成一般的设计计算工作。书中共有单元处理构筑物设计计算例题85个，内容包括水的混凝、沉淀、澄清、气浮、过滤、消毒、除铁、除锰、除氟，以及微污染水源水的生物预处理和活性炭吸附、膜分离等深度处理所需各种主要单元处理设施的设计计算。同时，对净水厂常规工艺的系统设计计算，还列出4种实例。这些例题，不少是在实际工程资料基础上加工整理而成的。

本书系给水处理设计参考书，亦是一本设计方法入门读物。可供给水排水、电厂化学和环境工程等专业的工程技术人员和大专院校师生使用参考。

本书由崔玉川主编。各章执笔人为：、二、三章为员建；第四、 八、 九章为陈宏平； 第五、 六、 七章为崔玉川。全书由崔玉川统稿。

由于我们水平所限，书中错误和不妥之处，请读者批评指正。

编者

第二版前言

本书版于2003年2月出版后，受到有关工程技术人员和大专院校师生的普遍欢迎和关爱，特别是一些年轻的技术人员和院校的师生都将之当作工程设计、课程和毕业设计的抢手工具参考书。

2006年，我国颁布了新的《生活饮用水卫生标准》，对净水工艺和设施提出了更高的要求，此书中的内容需要进行相应加强。近些年来，新型水处理工艺技术和设施不断出现，也应在书中补充介绍。进入21世纪以来，我国城市化进程不断加快，各地给水厂的建设如火如荼，客观上也加大了对该书的需求。

该书第二版编写的原则仍是以水的净化处理为主(不包括废水和泥渣处理)，保持原来的初衷和体例风格，内容上与时俱进，进行必要的增加、删减和整合。具体内容变化如下。

(1)新增“生活饮用水处理方法概论”、“净水厂超滤膜过滤处理工艺设施”和“配水井和清水池”共3章。

(2)删除了压力式孔板计量投药器、分流隔板式混合槽、单级旋流式絮凝池、人工排泥平流式沉淀池、辐流式沉淀池、同向流斜板沉淀池、悬浮澄清池、压力滤池和净水厂工艺设施系统设计计算实例等现在给水厂已较少采用或为重复性的处理构筑物计算内容。

(3)整合强化了“特种水质处理设施(铁、锰、氟、藻的去除)”和“消毒设施(氯、紫外线、臭氧等法)”共2章。

(4)对絮凝、沉淀、过滤部分增加了新的池型计算例题，如网格絮凝池、平流沉淀池移动式机械排泥、高密度沉淀池、流动床滤池和翻板滤池等。

另外，第二版对原书的框架章序也进行了调整和整合。

本书由崔玉川任主编并统稿，刘振江、何寿平和陈宏平任副主编。参加编写的人员还有员建、曹昉、张国宇和王艳芳。具体编写分工为：、八、九章为崔玉川、曹昉；第二、三、五、六章为员建、崔玉川、曹昉；第四章为员建、崔玉川、刘振江、曹昉；第七章为陈宏平、崔玉川、刘振江、曹昉；第十章为陈宏平、崔玉川、曹昉；第十一章为何寿平、张国宇、刘振江、王艳芳；第十二章为刘振江、曹昉。附录为崔玉川、刘振江、曹昉。

本书的宗旨是通过工程性设计计算例题的形式，主要对处理构筑物的设计计算内容、方法和要求进行具体介绍。其中的主要设计参数应随着新颁布的技术法规标准进行更新替代之。

本书系给水处理设计参考书，可供给水排水、环境工程及电厂化学等专业的工程技术人员和大专院校师生使用参考。鉴于我们的水平所限，书中难免有缺点和错误，敬请同仁批评指正。

崔玉川

2012年5月于太原

本书通过工程性设计计算例题的形式，具体介绍城镇给水厂单元处理构筑物和设备的主要设计计算内容、方法和要求。例题内容包括水的混凝，沉淀，澄清，气浮，过滤，消毒，去除铁、锰、氟、藻，微污染水源水的预处理和深度处理，超滤膜过滤工艺设施，以及排泥水处理设施、配水井和清水池等各种主要单元处理构筑物的工程性设计计算例题，共95个。

本书可供给排水科学与工程专业、环境工程专业及电厂化学等专业的工程技术人员和高等院校、大专院校师生使用参考。

本书通过工程性设计计算例题的形式，具体介绍城镇给水厂单元处理构筑物和设备的主要设计计算内容、方法和要求。例题内容包括水的混凝，沉淀，澄清，气浮，过滤，消毒，去除铁、锰、氟、藻，微污染水源水的预处理和深度处理，超滤膜过滤工艺设施，以及排泥水处理设施、配水井和清水池等各种主要单元处理构筑物的工程性设计计算例题，共95个。

 本书可供给排水科学与工程专业、环境工程专业及电厂化学等专业的工程技术人员和高等院校、大专院校师生使用参考。

 

崔玉川，太原理工大学，曾任全国高校给水排水工程学科专业指导委员会委员两届，以及中国土木工程学会给水排水学会（理事）等10个社会学术团体的理事以上职务。教授，先后完成多项科研项目。其中“城市污水回用技术试验研究”，“城市与工业节约用水水平评判与需水量预测方法研究”获山西省科技进步奖；“华北地区污水回用可行性研究”获国家*科技进步奖。完成的援外供水工程的勘察设计任务，获山西省优*秀工程勘察设计奖。曾被评为山西省和太原市节约用水先进个人、太原市环保先进工作者、太原工业大学首批学科带头人。

章生活饮用水处理概论1

节天然水源的水质1

一、原水中的杂质1

二、未污染天然水源的水质特征1

三、水源污染的情势3

四、饮用水水源的水质分类4

第二节饮用水的水质要求4

一、饮用水水质标准的意义4

二、我国现行的饮用水水质标准5

第三节饮用水处理工艺技术7

一、水处理的意义7

二、饮用水处理的目的和方法8

三、饮用水的常规处理8

四、饮用水的预处理和深度处理10

五、饮用水的特种水质处理11

六、膜技术和净水厂处理工艺的类型12

第二章药剂投配和混合设施14

节概述14

第二节药剂配制投加设备14

一、溶解池和溶液池16

【例2-1】药剂溶解池和溶液池的计算16

二、压缩空气搅拌调制药剂17

【例2-2】压缩空气搅拌调制药剂的计算17

三、水射器投药19

【例2-3】投药水射器的计算19

四、药剂仓库22

【例2-4】药剂仓库的计算22

第三节混合设施22

一、管道式混合23

【例2-5】管道式混合的计算24

二、蜂窝状高频旋流混合器的计算25

【例2-6】蜂窝状高频旋流混合器的计算25

三、隔板式混合27

【例2-7】分流隔板式混合槽的计算27

四、机械混合29

【例2-8】桨板式机械混合池的计算29

第三章絮凝池31

节概述31

第二节水力絮凝池32

一、隔板絮凝池32

【例3-1】往复式隔板絮凝池的计算33

【例3-2】回转式隔板絮凝池的计算35

二、穿孔旋流絮凝池38

【例3-3】穿孔旋流式絮凝池的计算39

三、折板絮凝池43

【例3-4】折板絮凝池的计算44

四、竖流式隔板絮凝池47

【例3-5】竖流式隔板絮凝池的计算47

五、栅条(网格)絮凝池49

【例3-6】栅条絮凝池的计算49

【例3-7】网格絮凝池的计算52

六、筛板絮凝池54

【例3-8】筛板絮凝池的计算55

七、水力旋流网格絮凝池59

【例3-9】廊道式水力旋流网格絮凝池的计算60

八、自旋式微涡流絮凝池66

【例3-10】自旋式微涡流絮凝池的计算67

第三节机械絮凝池74

一、概述74

二、计算例题75

【例3-11】水平轴式等径叶轮机械絮凝池的计算75

【例3-12】垂直轴式等径叶轮机械絮凝池的计算78

第四章沉淀池82

节概述82

第二节平流沉淀池83

一、概述83

二、计算例题86

【例4-1】平流式自然沉淀池的计算86

【例4-2】按沉淀时间和水平流速计算平流沉淀池86

【例4-3】按面积负荷计算平流沉淀池87

【例4-4】平流沉淀池储泥斗的计算88

【例4-5】平流沉淀池进水穿孔墙与出水三角堰的计算89

【例4-6】平流沉淀池行车式排泥机械选型计算90

第三节斜板(管)沉淀池91

一、概述91

二、计算例题92

【例4-7】上向流斜管沉淀池的计算92

【例4-8】横向流斜板沉淀池的计算96

【例4-9】侧向流迷宫式斜板沉淀池的计算98

【例4-10】侧向流倒V型斜板沉淀池的设计计算100

【例4-11】穿孔排泥管不等距布孔计算107

第四节水平管沉淀池111

一、概述111

二、计算例题112

【例4-12】水平管沉淀池的设计计算112

第五节高密度沉淀池115

一、工艺构造115

二、技术和性能特点115

三、关键部位设计117

四、工程应用117

五、计算例题118

【例4-13】高密度沉淀池的设计计算118

第六节加砂高速沉淀池123

一、工艺概述123

二、技术参数124

三、计算例题124

【例4-14】加砂高速沉淀池的设计计算124

第五章澄清池128

节概述128

第二节脉冲澄清池129

一、概述129

二、计算例题131

【例5-1】真空式脉冲澄清池的计算131

【例5-2】虹吸式脉冲澄清池部分的计算137

【例5-3】钟罩式虹吸脉冲发生器的计算140

第三节机械搅拌澄清池143

一、工作过程及设计参数143

二、机械搅拌澄清池池体计算144

【例5-4】机械搅拌澄清池池体部分的计算144

三、机械搅拌设备149

【例5-5】机械搅拌澄清池搅拌设备工艺计算150

四、水力驱动机械搅拌澄清池152

【例5-6】水力驱动机械搅拌澄清池动力计算153

第四节水力循环澄清池157

一、概述157

二、计算例题159

【例5-7】水力循环澄清池的计算159

【例5-8】辐射穿孔管-环形集水槽式出水系统的计算162

第六章气浮池和浮沉池168

节气浮池168

一、概述168

二、计算例题171

【例6-1】平流部分回流压力溶气气浮法的计算171

第二节浮沉池173

一、概述173

二、计算例题174

【例6-2】侧向流斜板浮沉池设计计算174

第七章滤池177

节概述177

第二节普通快滤池178

一、构造与设计要点178

二、滤池的表面冲洗180

三、计算例题181

【例7-1】普通快滤池设计计算181

【例7-2】固定管式表面冲洗系统的计算185

【例7-3】旋转管式表面冲洗系统的计算187

第三节虹吸滤池189

一、虹吸滤池的构造189

二、虹吸滤池的水力自动控制装置190

三、设计参数191

四、计算例题191

【例7-4】矩形虹吸滤池的计算191

【例7-5】虹吸滤池水力自动控制装置的计算195

第四节无阀滤池198

一、工况概述198

二、设计要点199

三、计算例题201

【例7-6】方形重力式无阀滤池的计算201

【例7-7】无阀滤池主虹吸管的计算203

【例7-8】压力式无阀滤池设计计算204

第五节移动罩滤池207

一、工况概述207

二、设计参数208

三、计算例题211

【例7-9】泵吸式移动罩滤池的计算211

【例7-10】虹吸式移动罩滤池的计算212

第六节单阀滤池214

一、工况概述214

二、单阀滤池的特点及设计参数215

三、计算例题215

【例7-11】设池顶水箱的单阀滤池的设计计算215

【例7-1