给水厂处理设施设计计算（第三版）

　　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”获国家教委科技进步奖。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。

第一章生活饮用水处理概论1
第一节天然水源的水质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
第一节概述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
第一节概述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
第一节概述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
第一节概述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
第一节气浮池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
第一节概述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7-12】在清水池内设冲洗水箱的单阀滤池的设计计算219
第七节V型滤池222
一、构造特点222
二、设计要点及参数224
三、计算例题225
【例7-13】V型滤池设计计算225
第八节滤池的气水反冲洗230
一、工艺特点230
二、设计参数231
三、计算例题234
【例7-14】气水反冲洗大阻力配气系统设计234
第九节几种新型滤池235
一、流动床滤池235
【例7-15】流动床滤池设计计算237
二、翻板滤池239
【例7-16】翻板滤池设计计算242

第八章消毒设施248
第一节概述248
第二节氯及氯的衍生物消毒249
一、液氯消毒249
【例8-1】液氯消毒加氯量及设备选择的计算250
二、漂白粉消毒251
【例8-2】漂白粉消毒的计算252
三、氯胺消毒252
【例8-3】氯胺消毒的计算253
四、次氯酸钠消毒254
【例8-4】次氯酸钠消毒的计算255
五、二氧化氯消毒255
【例8-5】二氧化氯消毒的计算256
第三节紫外线消毒257
一、设计概述257
二、计算例题258
【例8-6】浸水式紫外线消毒设备的计算258
【例8-7】横置光源水面式紫外线消毒设备的计算259
第四节臭氧消毒261
一、设计概述261
二、计算例题262
【例8-8】臭氧消毒设备选用计算262

第九章特殊水质处理设施264
第一节水的除铁除锰264
一、除铁264
【例9-1】自然氧化法除铁的计算267
【例9-2】接触氧化法除铁的计算273
二、除锰275
【例9-3】接触氧化法除铁除锰的计算276
第二节水的除氟278
一、混凝沉淀法279
【例9-4】混凝沉淀法除氟的计算279
二、吸附过滤法280
【例9-5】活性氧化铝吸附过滤法除氟的设计计算280
第三节水的除藻282
一、藻类的危害282
二、除藻方法282
三、微滤机除藻283
四、除藻设施计算例题284
【例9-6】微滤机除藻的设计计算284
【例9-7】压力溶气气浮池除藻的设计计算286

第十章微污染水源饮用水的附加处理设施288
第一节概述288
第二节生物预处理设施288
一、适用的生物预处理方法289
二、生物膜法的适用条件和设计参数289
三、计算例题291
【例10-1】颗粒填料(陶粒滤料)生物接触氧化池的设计计算291
【例10-2】人工合成填料(YDT填料)生物接触氧化池的设计计算293
【例10-3】塔式生物滤池用于微污染水源水处理的设计计算294
第三节活性炭吸附深度处理296
一、活性炭的吸附与再生296
二、活性炭吸附装置的设计参数297
三、计算例题298
【例10-4】颗粒活性炭吸附法用于饮用水深度处理的计算298
【例10-5】活性炭吸附塔基本尺寸的计算300
【例10-6】粉末活性炭补充量的计算301
第四节臭氧预处理、深度处理及臭氧-生物活性炭联合深度处理302
一、与臭氧联用的水处理技术302
二、计算例题303
【例10-7】臭氧-生物活性炭联合处理微污染水源水的计算303
第五节膜法深度处理305
一、膜法的特点305
二、膜法的类别306
三、压力为推动力膜法的应用306
四、膜法水处理设计与运行308
五、计算例题316
【例10-8】以城市自来水制取纯净水机组的设计计算316
第六节国内外微污染水源饮用水处理厂工艺及建造概况321
一、我国微污染水源饮用水处理厂建造概况321
二、国外部分国家饮用水处理厂工艺设置概况324

第十一章净水厂超滤膜过滤工艺设施328
第一节超滤膜净水工艺技术概述328
一、超滤膜过滤的特点与应用328
二、超滤膜装置329
三、超滤膜系统技术参数331
四、超滤膜净水工艺流程332
五、超滤膜净水工艺设施334
第二节计算例题336
【例11-1】内压式超滤膜死端过滤工艺计算336
【例11-2】浸没式超滤膜工艺计算338
【例11-3】在线清洗浸没式超滤膜工艺设计计算343

第十二章配水井和清水池348
第一节配水井348
一、概述348
二、计算例题349
【例12-1】圆形堰式配水井设计计算349
第二节清水池350
一、概述350
二、计算例题352
【例12-2】清水池工艺设计计算352
【例12-3】清水池消毒接触时间校核计算354

第十三章排泥水处理设施355
第一节净水厂排泥水来源及性能355
一、排泥水来源355
二、排泥水的特性355
三、排泥水的性质355
第二节排泥水处理系统组成与工艺356
一、排泥水处理系统组成356
二、工艺流程选择357
第三节排泥水水量和污泥处理量358
一、排泥水水量的确定358
二、污泥量的确定358
三、计算例题360
【例13-1】排泥水干泥量的计算360
第四节调节池360
一、概述360
二、设计要点360
三、计算例题361
【例13-2】滤池反冲洗排水池的计算361
【例13-3】沉淀池的排泥池设计计算362
第五节污泥浓缩池363
一、概述363
二、设计要点363
三、计算例题364
【例13-4】固体通量法设计重力浓缩池的计算364
第六节污泥平衡池365
一、概述365
二、设计要点365
三、计算例题365
【例13-5】污泥平衡池设计计算365
第七节污泥脱水366
一、概述366
二、计算例题367
【例13-6】高压板框压滤机脱水设计计算367

附录368
附录一《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)(摘)368
附录二《生活饮用水卫生标准》(GB 5749—2006)(摘)370

参考文献374