给水工程毕业设计计算说明书.doc

广西水利电力职业技术学院 毕业设计计算说明书 作作 者者: 学学 号：号： 系系:水利工程系 专专 业业:给排水工程技术 班班 级级:给排水工程技术班 题题 目目:某小镇给水工程设计 目录 第一部分第一部分 设计说明书设计说明书 .1 第第 1 1 章章 设计资料设计资料 .1 1.11.1 设计任务设计任务.1 1.21.2 设计原始资料设计原始资料.1 1.2.1 概况 1 1.2.2 城市建设规划 1 1.2.3 可行性方案确定 2 第第 2 2 章章 设计用水量设计用水量 .3 2.12.1 供水系统的选择供水系统的选择.3 2.22.2 设计用水量设计用水量.3 第第 3 3 章章 管网设计定线管网设计定线 .4 3.13.1 管网设计管网设计.4 3.1.1 输水和配水系统 4 3.1.2 给水管网的布置 5 3.1.3 管网定线 5 3.1.4 输水管渠定线 5 3.23.2 管网水力计算管网水力计算.6 3.2.1 节点流量计算 6 3.2.2 初分配流量 6 3.33.3 管网的核算条件管网的核算条件.6 3.3.1 消防时的流量和水压要求 6 3.3.2 最不利管段发生故障时的事故用水量和水压要求 7 第第 4 4 章章 给水处理工艺流程和给水处理构筑物的选择给水处理工艺流程和给水处理构筑物的选择 .7 4.14.1 设计原则设计原则.7 4.24.2 设计规模设计规模.8 4.34.3 厂址选择厂址选择.8 4.44.4 水厂工艺流程选择水厂工艺流程选择.9 4.54.5 处理构筑物的选择处理构筑物的选择.10 4.5.1 10 混凝剂的选择与投加 10 混凝剂投加方式选择 11 溶液池 11 溶解池 11 加药间 11 4.5.2 混合设备 11 混合方式 11 尺寸 12 4.5.3 絮凝设备 12 絮凝池形式的选择 12 尺寸 13 4.5.4 沉淀设备 13 沉淀池类型的选择 13 排泥方法 15 尺寸 16 4.5.5 过滤设备 16 过滤形式的选择 16 尺寸 18 反冲洗泵房 18 4.5.6 消毒 19 消毒方式选择 19 加氯间 19 4.5.7 清水池 19 第第 5 5 章章 取水工程取水工程 .20 5.15.1 取水构造物取水构造物.20 5.1.1 地表水取水构造物设计时应满足如下原则 20 5.1.2 取水头部 20 5.25.2 取水泵房取水泵房.20 5.2.1 取水泵房的平面形式及设计要求 20 5.2.2 水泵吸水管和出水管布置 21 5.35.3 取水构筑物主要设计参数及设备取水构筑物主要设计参数及设备.21 5.3.1 一级泵房 22 第第 6 6 章章 二级泵房二级泵房 .22 6.16.1 设计规模设计规模.22 第第 7 7 章章 工程概预算工程概预算 .22 7.17.1 管道造价管道造价.22 7.27.2 取水工程造价取水工程造价.22 7.37.3 净水工程造价净水工程造价.22 7.47.4 清水池造价清水池造价.22 7.57.5 建筑直接费建筑直接费.22 7.67.6 建筑间接费建筑间接费.23 7.77.7 建筑工程总造价建筑工程总造价.23 7.87.8 常年运转费常年运转费.23 7.8.1 药剂费 23 7.8.2 工资福利费 23 7.8.3 折旧提成费 23 7.8.4 检修维护费用 23 7.8.5 其他费用 23 7.8.6 年经营费用 23 7.8.7 年制水量 23 7.8.8 单位制水成本 23 第二部分第二部分 设计计算设计计算书书 .24 第第 8 8 章章 城市管网设计计算城市管网设计计算 .24 8.18.1 设计用水量设计用水量.24 8.28.2 城市用水量变化情况城市用水量变化情况.25 8.38.3 清水池容积计算清水池容积计算.26 8.48.4 管网水力计算管网水力计算.28 8.4.1 管网各管段实际长度、有效长度计算 28 8.4.2 沿线流量计算 29 8.4.3 节点流量计算 29 8.58.5 流量分配流量分配.30 8.5.1 统一供水 30 8.68.6 环状管网的水力计算环状管网的水力计算.31 第第 9 9 章章 净水构筑物的计算净水构筑物的计算 .33 9.19.1 设计供水量设计供水量.33 9.29.2 药剂溶解池和溶液池计算药剂溶解池和溶液池计算.33 9.2.1 溶液池 33 9.2.2 溶解池 34 9.39.3 加药间设计及平面布置加药间设计及平面布置.35 9.3.1 碱式氯化铝所需要仓库面积 35 9.49.4 混合设备混合设备( (管式静态混合器管式静态混合器) ).35 9.4.1 混合设备：采用热浸镀锌管式静态混合器，近期采用 2 个 35 9.4.2 设计计算 35 9.59.5 絮凝设备絮凝设备 ( (隔板絮凝池隔板絮凝池) ).36 9.5.1 絮凝设计参数确定 36 9.5.2 设计计算 36 9.69.6 沉淀设备（平流沉淀池）沉淀设备（平流沉淀池）.41 9.6.1 设计要点 41 9.6.2 设计计算 41 9.6.3 沉淀池布置图 43 9.79.7 过滤设备过滤设备 (V(V 型滤池型滤池) )44 9.7.1 设计要点 44 9.7.2 设计参数确定 45 9.7.3 设计计算 45 (1) 池体设计 45 (2) 反冲洗管渠系统 47 反冲洗用水量 反 Q的计算.48 反冲洗配水系统的断面计算 48 滤池管渠的布置 50 冲洗水的供给 53 反洗空气的供给 55 滤池布置图 57 反冲洗泵房设计计算 58 9.89.8 消毒消毒 ( (液氯消毒液氯消毒) ).64 9.8.1 加氯量 64 9.8.2 加氯设备 64 9.8.3 加氯间 65 9.99.9 清水池清水池.67 9.9.1 清水池平面尺寸 67 9.9.2 管道布置 67 9.9.3 清水池布置 68 9.109.10 辅助建筑物辅助建筑物.70 9.10.1 附属建筑物 70 9.10.2 附属设备 70 第第 1010 章章 水厂平面和高程布置水厂平面和高程布置 .71 10.110.1 平面布置平面布置.71 10.210.2 高程布置高程布置.72 10.2.1 管渠水力计算 73 10.2.2 水厂高程布置图如图 75 第十一章第十一章 一级泵站设计计算一级泵站设计计算 .75 11.111.1 一级泵站高程和扬程一级泵站高程和扬程.75 第第 1212 章章 二级泵房二级泵房 .76 12.112.1 水泵机组的选择水泵机组的选择.76 12.1.1 设计流量 76 12.1.2 设计扬程 76 12.212.2 吸水井设计吸水井设计.77 第第 1313 章章 工程概预算工程概预算 .77 13.113.1 管道造价管道造价.77 13.213.2 取水工程造价取水工程造价.78 13.313.3 净水工程造价净水工程造价.78 13.413.4 清水池造价清水池造价.78 13.513.5 建筑直接费建筑直接费.78 13.613.6 建筑间接费建筑间接费.78 13.713.7 建筑工程总造价建筑工程总造价.78 13.813.8 药剂费药剂费.78 13.913.9 工资福利费工资福利费.79 13.1013.10 折旧提成费折旧提成费.79 13.1113.11 检修维护费检修维护费.79 13.1213.12 其他费用其他费用.79 13.1313.13 年经营费年经营费.80 13.1413.14 年制水费年制水费.80 13.14.1 年制水量 80 13.14.2 单位制水成本 80 参考文献参考文献 .81 谢辞谢辞 .82 第一部分第一部分 设计说明书设计说明书 第第 1 1 章章 设计资料设计资料 1.11.1 设计任务设计任务 根据所给资料进行某小镇管网规划及净水厂设计 1.21.2 设计原始资料设计原始资料 1.2.11.2.1 概况概况 （1）气候：某小镇位于湖南北部，南溪河北岸，该区属亚热带大陆性季风气候，具 有气候适宜，四季分明的特点。据近十年气象资料统计，年平均气温为 16.8 摄氏度；月 最高气温在 8 月，月均温度 32.9 摄氏度；月最低气温在一月，月均气温 1.9 摄氏度；极 端最高气温 40 摄氏度，最低气温9.8 摄氏度。主导风向西北风，四季无明显风向变化。 冻土深度：20cm。 （2）水文：南溪河流量充足，最低水位 38.5m，水质较好。 1.2.21.2.2 城市建设规划城市建设规划 12010 年某小镇详细规划： （1）某小镇 2010 年规划图（另附图） ； （2）某小镇规划人口 12 万人，房屋最高楼层 6 层； 2给水工程规划有关参数： （1）某小镇范围原是农田，无供水设施，故规划新建水厂一座。 （2）用水定额：综合生活用水定额：230L/人日（平均日） （分组后编排序号，每加 1 号 多加 5L） ；市政、绿化用水占综合用水量的 30%。 （3）用水时变化系数： 按整个系统考虑： Kd=1.3； Kh=1.6 ； （4）工业用水量统计（每班 8H）： 3给水管材：市政管网管材采用当地生产的承插式自应力钢筋混凝土给水管，最小管 序号 单位名称水水 量量(T/H)(T/H)班制班制 1 工厂 1 602 2 工厂 2 783 3 工厂 3 502 4 工厂 4 1202 5 工厂 5 903 径 d200（mm） ，最大管径为 d1200（mm） 。 4.消防系统：采用低压消防系统，最小水压要求 10m，消防流量按规划人口查教材附录中 的有关表格选取。 1.2.31.2.3 可行性方案确定可行性方案确定 1、 水质的要求 根据城市生活用水标准，生活用水要求无色无味，不含肉眼可见物，浊度低于 3 度， 各项化学、物理、生物学指标均要满足要求。 水压要求 居民区：房屋最高层 6 层 要求的自由水压为 28 米。 工业生产和消防用水的自由水压只需 10 米即可。 2、 给水方案的初步确定 根据设计原始资料和城镇概况，综合考虑各种影响因素，初步选定如下两种方案 1、统一给水方案 优点：（1）操作管理方便 （2）在城镇河流上游取水，水质较好 缺点：（1）由于管网负担流量较大，增大管径，增加管网造价。 （2）管道损失大，所需水泵扬程大，年经营费用中电费高。 （3）由于企业用水水质较低，统一供水势必造成药剂及过滤面积上的浪费。 2、分区给水方案 优点：（1）年动力费少，节约能量 （2）管网各部分水质，水压均有保证 缺点：（1）输水管造价过高 （2）二泵站内水泵调度管理不便 由于水塔的设计容积极为庞大，造价高，且调节能力有一定限制，这与城镇的发展是不适 应的，水塔将逐步失去控制调节能力，因此水塔不予采用。 第第 2 2 章章 设计用水量设计用水量 2.1 供水系统的选择供水系统的选择 该城市用水主要以生活用水为主，工业及其它用水量少，且对水质无特殊要求， 拟 定采用统一供水系统。 2.22.2 设计用水量设计用水量 （1）综合生活用水量 1 Q ； （1）工业用水量 2 Q ； （3）市政、绿化用水量 3 Q ； （4）未预见和管网漏失水量 4 Q ； （5）消防水量 消防 Q （6）最高日用水量 d Q ； （7）平均时用水量 h Q ； （8）最高日最高时用水量 h Q ； 某小镇规划人口 12 万人，人口总数不足 50 万，为中小城市，最高日综合生活用水定额为 260L/（cap.d）用水普及率取 100%，工业用水重复率为 0。 1. 综合生活用水量 1 Q 1 Q =f 1 q 1 N /1000=100%260 3 101.312 4 10=40560 （dm 3 ） 式中：f 为给水普及率，100%； 1 q为最高日综合生活用水定额，260dm 3 ，可参阅给排水设计手册 1相关资料； 1 N 为设计年限内计划人口数。 2. 工业用水量 2 Q 2 Q =602878385028120289038=7712（dm 3 ） 3. 市政、绿化用水量 3 Q 3 Q =（ 1 Q + 2 Q ）3%=（40560+7712）3%=1448.2（dm 3 ） 4. 未预见和管网漏失水量 4 Q dm /994420% 2 . 144877124056020% QQQQ 3 3214 ）（）（ 5.消防水量 消防 Q 该城市人口不足 20 万，根据规范要求，一次灭火用水量采用标准45L/s，按一天 2 次灭 火计，灭火时间 2 小时。则消防用水量： 33- 6483600210452Qm 消防 一般最高日用水量中不计入消防用水量，这是由于消防用水是偶然发生的，其数量占总 用水量比例较小，但是对于较小规模的给水工程，消防用水量占总用水量比例较大时， 应该将消防用水量计入最高日用水量。 6. 最高日用水量 d Q dm /2 .596649944 2 . 1448771240560Q QQQQ 3 4321d ）（）（ 7.平均时用水量 h Q h Q =59664.2/24=2486hm / 3 8.最高日最高时用水量 h Q 从城市用水变化情况表可以看出 8-9 时为用水量最高时，其水量为： S22.993hm59.3575Q 3 h L 第第 3 3 章章 管网设计定线管网设计定线 3.1 管网设计管网设计 3.1.1 输水和配水系统输水和配水系统 输水和配水系统是保证输水到给水区内并且配水到所有用户的全部设施。它包括输 水管渠、配水管网、泵站、水塔和水池。 对输水和配水系统的总要求是：供给用户所需的水量、保证配水管网足够的水压、 保证不间断给水。输水管渠指从水源到城市水厂或者从城市水厂到相距较远管网的管线 或渠道。 3.1.2 给水管网的布置给水管网的布置 给水管网的布置应满足以下要求: 按照城市规划平面布置管网，布置时应考虑给水系统分期建设的可能，并留有 充分的发展余地。 管网布置必须保证供水安全可靠，当局部管网发生事故时，断水范围应减到最 小。 管线遍布在整个给水区内，保证用户有足够的水量和水压。 力求以最短的距离敷设管线，以降低管网造价和供水能量费用。 一般小城市和小型工矿企业中供水要求不太严格时，可以采用树状网。一般在较大 或供水要求较高不能断水的地区，均应采用环状管网。给水管网必须有充足的输配水能 力，工作安全可靠，经济实用。在实际工程中，采用树状网和环状网混合布置。根据具 体情况，在主要供水区或城市中心地区布置成环状网，而在次要城市或郊区则以树状网 形式向四周延伸。供水可靠性要求较高的工矿企业必须采用环状网，并用树状网或双管 输水到个别较远的车间。 3.1.3 管网定线管网定线 管网定线时，干管的间距可根据街区情况采用 500800m。干管和干管之间连接管 使管网形成了环状网，连接管的作用在于局部管线损坏时，可以通过它重新分配流量， 从而缩小断水范围，较可靠地保证供水。连接管的间距可根据街区的大小考虑在 8001000m 左右。 3.1.4 输水管渠定线输水管渠定线 输水管渠定线时，必须与城市建设规划相结合，尽量缩短线路长度，减少拆迁， 少占农田，便于管渠施工和运行维护，保证供水安全；选线时，应选择最佳的地形和地 质条件，尽量沿现有道路定线，以便施工和检修；减少与铁路、公路和河流的交叉；管 线避免穿越滑坡、岩层、沼泽、高地下水位和河水淹没与冲刷地区，以降低造价和便于 管理。 3.2 管网水力计算管网水力计算 3.2.1 节点流量计算节点流量计算 对于每个节点： 0Qi ij q 式中： i Q节点上的节点流量 ，L/S ij q与节点相连的管段流量， L/S 3.2.2 初分配流量初分配流量 1. 分配流量时流向任意节点的流量必须等于流出节点的流量，以保持水流的连续。 流出节点的流量为负，流入节点的流量为正。 2. 直接到大用户的管段应该分配较大的流量，主要干管中分配较大的流量，并尽 可能采用相近的管径，使其中的一干管损坏时，不至于引起个别管段的流量负荷过大。 3. 分配时先拟定每一管段水流方向，并选定在正常时和事故时都应该满足所需自 由水压的控制点，控制点的位置在远离二泵站和地势较高的位置。 4. 与干管相连的管段，平时流量不大，只在干管损坏时才转输较大的流量。因此 流量分配不应该过大，以免增大管径，增大投资成本。 3.3 管网的核算条件管网的核算条件 管网的管径和水泵扬程，按设计年限内最高日最高时的用水量和水压要求决定。 但是用水量是发展的也是经常变化的，为了核算所定的管径和水泵能否满足不同工 作情况下的要求，就需进行其他水量条件下的计算，以确保经济合理地供水。通过 核算，有时需将管网中个别管段的直径适当放大，也有可能需另选合适的水泵。 管网的核算条件如下： 3.3.1 消防时的流量和水压要求消防时的流量和水压要求 消防时的管网核算，是以最高确定的管径为基础，然后按最高用水时另行增加 消防时的管段流量和水头损失，计算时只是在控制点另外增加一个集中的消防流量。 如按照消防要求同时有两处失火时，则可从经济和安全方面的考虑，将消防流量一 处放在控制点，另一处放在离二级泵站较远或靠近大用户和工业企业的节点处。虽 然消防时比最高用水时所需服务水头要小的多，但因消防时通过的管网流量增大， 各管段的水头损失相应增加，按最高用水时确定的水泵扬程有可能不够消防时的需 要，这时须放大个别管段的直径，以减小水头损失。个别情况下因最高用水时和消 防时的水泵扬程相差很大，须设专用消防泵供消防时使用。 3.3.23.3.2 最不利管段发生故障时的事故用水量和水压要求最不利管段发生故障时的事故用水量和水压要求 管网主要管线损坏时必须及时检修，在检修时间内供水量允许减少。一般按最 不利管段损失而断水检修的条件，核算事故时的流量和水压是否满足要求，至于事 故时应有的流量，在城市为设计用水量的 70，工业企业的事故流量按有关规定。 经核算不能符合要求时，应在技术上采取措施。如当地给水管理部门有较强的 检修力量，损坏的管段能迅速修复，且断水产生的损失较小时，事故时的管网核算 要求可适当降低。 第第 4 4 章章 给水处理工艺流程和给水处理构筑物的选择给水处理工艺流程和给水处理构筑物的选择 给水厂设计内容包括设计规模的确定，厂址选择，水处理工艺选择，处理构筑物选 择与计算，处理用药剂选择与用量确定，二级泵站设计与计算，药剂（包括混凝剂，助 凝剂，消毒剂等）配制与投加方式选择和计算附属构筑物设计，水厂平面和高程布置， 厂区道路，管线综合布置，厂区绿化布置。 4.1 设计原则设计原则 水处理构筑物的生产能力，应以最高日供水量加水厂自用水量进行设计，并 按原水水质最不利情况进行校核。水厂自用水量取决于所采用的处理方法、构筑物类型 及原水水质等因素，城镇水厂自用水量一般采用供水量的 5%10%，必要时可通过计算确 定。 水厂应按近期设计，并考虑远期发展。根据使用要求及技术经济合理等因素， 对近期工程亦可做分期建设的可能安排。对于扩建、改建工程，应从实际出发，充分发 挥原有设施的效能，并应考虑与原有构筑物的合理配合。 水厂设计中应考虑各构筑物或设备进行检修、清洗及部分停止工作时，仍能 满足用水要求、主要设备应有备用量；处理构筑物一般不设备用量，但可通过适当的技 术措施，在设计允许范围内提高运行负荷。 水厂自动化程度，应本着提供水水质和供水可靠性，降低能耗、药耗，提高 科学管理水平和增加经济效益的原则，根据实际生产要求，技术经济合理性和设备供应 情况，妥善确定。 设计中必须遵守设计规范的规定。如果采用现行规范中尚未列入的新技术、 新工艺、新设备和新材料，则必须通过科学论证，确证行之有效，方可付诸工程实际。 但对与确实行之有效、经济效益高、技术先进的新工艺、新设备和新材料，应积极采用， 不必受现行设计规范的约束。 4.2 设计规模设计规模 给水厂处理构筑物设计规模按最高日平均时流量计，即： T Qd Q 处 （/hm 3 ） 式中， d Q 为水厂最高日供水量， （/hm 3 ） ，为自用水系数，取决于处理工艺、构筑物 类型、原水水质及水厂是否设有回收水设施等因素，一般在 1.05-1.10 之间，T 为一级泵 站每天工作小时数。 水处理构筑物的设计，应按原水水质最不利情况时所需供水量进行校核。 4.3 厂址选择厂址选择 厂址选择应在整个给水系统设计方案中全面规划，综合考虑，通过技术经济比较确 定。 在选择厂址时，一般应考虑以下几个问题： 厂址应选择在工程地质条件较好的地方，一般选在地下水位低，承载力较大， 湿陷性等级不高，岩石较少的地层，以降低工程造价和便于施工。 水厂尽可能选择在不受洪水威胁的地方，否则应考虑防洪措施。 水厂应尽量设置在交通方便、靠近电源的地方，以利于施工管理和降低输电线 路的造价，并考虑沉淀池排泥及滤池冲洗水排除方便。 当取水地点距离用水区较近时，水厂一般设置在取水构筑物附近，通常与取水 构筑物建在一起，当取水地点距离用水区较远时，厂址选择有两种方案，一是将水厂设 置在取水构筑物附近；另一是将水厂设置在离用水区较近的地方。前一种方案主要优点 是：水厂和取水构筑物可集中管理，节省水厂自用水（如滤池冲洗和沉淀池排泥）的输 水费用并便于沉淀池排泥和滤池冲洗水排除，特别对浊度较高的水源而言。但从水厂至 主要用水区的输水管道口径要增大，管道承压较高，从而增加了输水管道的造价，特别 是当城市用水量逐时变化系数较大及输水管道较长时；或者需在主要用水区增设配水厂 （消毒、调节和加压） ，净化后的水由水厂送至配水厂，再由配水厂送入管网，这样也增 加了给水系统的设施和管理工作。后一种方案优缺点与前者正相反。对于高浊度水源， 也可将预沉构筑物与取水构筑物建在一起，水厂其余部分设置在主要用水区附近。以上 不同方案应综合考虑各种因素并结合其他具体情况，通过技术经济比较确定。 4.4 水厂工艺流程选择水厂工艺流程选择 给水处理方法和工艺流程的选择，应根据原水水质及设计生产能力等因素，通过调查 研究，必要的实验并参考相似条件下处理构筑物的运行经验，经技术经济比较后确定。 由于水源不同，水质各异，饮用水处理系统的组成和工艺流程有多种多样。 方案1 以地表水作为水源时，处理工艺流程中通常包括混合、絮凝、沉淀或澄清、 过滤及消毒。工艺流程如图： 源水混凝剂投入混合絮凝沉淀过滤消毒清水池二泵站用户 （澄清） 方案2 当原水浊度较低（一般在50度以下） ，不受工业废水污染且水质变化不大者， 可省略混凝沉淀（或澄清）构筑物，原水采用双层滤料或多层滤料池直接过滤， 也可在过滤前设一微絮凝池，称微絮凝过滤。工艺流程如图： 源水混凝剂投入混合直接过滤消毒清水池二泵站用户 高分子助凝剂 方案 3 当原水浊度较高、含沙量大时，为了达到预期的混凝沉淀（或澄清）效果， 减少混凝剂用量，应增设预沉池或沉砂池，工艺流程如图： 源水预沉池或沉砂池混凝剂投入混合絮凝沉淀过滤消毒清水池 二泵站用户 （澄清） 本设计以地表水南溪河为水源，水源水质较好，所以采用方案 1，工艺流程如图： 源水混凝剂投入混合絮凝沉淀过滤消毒清水池二泵站用户 (澄清) 4.5 处理构筑物的选择处理构筑物的选择 4.5.1 混凝剂的选择与投加混凝剂的选择与投加 精制硫酸铝 342 )(SOAl.18OH2 制造工艺复杂，水解作用缓慢；含无水硫酸铝50%52%；适用于水温为2040，当 PH=4-7时，主要去除有机物；PH=5.7-7.8时，主要去除悬浮物；PH=6.4-7.8时，处理浊 度高，色度低（小于30度）的水。 粗制硫酸铝 342 )(SOAl .18OH2 制造工艺简单，价格低；设计时，含无水硫酸铝一般可采用20%25%；含有20%30% 不溶物，其他同精制硫酸铝。 硫酸亚铁 4 FeSO .7OH2 絮体形成较快，沉淀时间短；使用于碱度高、浊度高，PH=8.1-9.6，混凝作用好，但 原水色度较高时不宜采用；当PH较低时，常用氯氧化物使铁氧化成三价，腐蚀性较高。 三氯化铁 3 FeCl.6OH2 不受水温影响，絮体大，沉淀速度快，效果好。易溶解，易混合，残渣少。 对金属（尤其对铁）腐蚀性大，对混凝土亦腐蚀，对塑料会因发热而引起变形 原水PH=6.08.4之间为宜，当原水碱度不足时应加适量石灰；处理低浊水时效果不显著。 聚合氯化铝 mnnCl OHAl)( 62 ，简称PAC 净化效率高，用药量少，出水浊度低，色度小，操作方便，腐蚀性小，劳动条件佳， 成本低，过滤性能好，原水浊度高时尤为显著，温度适应性高，PH值使用范围宽（PH=5- 9） ，因而可调PH值。 聚丙烯酰胺 又名三号絮凝剂，简写PAM 处理高浊度水池效果显著，既可保证水质，又可减少混凝剂用量和沉淀池容积，目 前被认为是处理高浊水最有效的絮凝剂之一，适当水解后，效果提高，常与其他混凝剂 配合使用或作助凝剂，其单体丙烯酰胺有毒，用于饮用水净化应控制用量。 综合上述优缺点，PAM等有机高分子混凝剂有毒性，不易控制用量，由于在投混凝剂 前加液氯进行预处理，如用硫酸亚铁作混凝剂，易被氧化成三价铁，所以本设计采用聚 合氯化铝混凝剂。 混凝剂投加方式选择混凝剂投加方式选择 水泵投加 采用计量泵投加，不需另设计量设备 水射器投加 采用水射器投加，设备简单，使用方便，但水射器效率较低，且易磨损 重力投加 将溶液池架高，利用重力将药液投入水泵压水管或混合设施入口处，这种投加方式安全 可靠，但溶液池位置较高 结合上述优缺点，采用计量泵投加混凝剂。 溶液池溶液池 采用两个溶液池,每个溶液池尺寸为:m28 . 1 m5 . 1m5 . 2HBL 溶解池溶解池 采用两个溶液池,每个溶液池尺寸为:m96 . 0 m0 . 1m2 . 1HBL 加药间加药间 加药间尺寸为: m6 . 3m5m8HBL 4.5.2 混合设备混合设备 混合方式混合方式 混合的主要作用是让药剂迅速而均匀地扩散到水中，使其水解产物与原水中的胶体 颗粒充分作用完成脱体脱稳，以便进一步去除，对混合的基本要求是快速与均匀，一般 混合时间10-30s，混合方式基本分为两大类：水力混合和机械混合，水力混合简单，但 不能适应流量的变化，机械混合可进行调节，能适应各种流量的变化，具体采用何种混 合方式，应根据净水工艺布置、水质、水量、投加药剂品种及数量以及维修条件等因素 确定。 管式混合 管道混合 优点：混合简单，无需建混合设施 缺点：当混合效果不稳定，流速低时混合不充分 静态混合器 优点：构造简单，无运动部件，安装方便，混合快速均匀 缺点：当流量降低时，混合效果下降 水泵混合 优点：混合效果好，不需增加混合设施，节省动力 缺点：使用腐蚀性药剂时对水泵有腐蚀作用 机械混合 优点：混合效果好，且不受水量变化影响，适用于各种规格的水厂 缺点：需增加混合设备和维修工作 综上所述，因为水厂水量变化不大，以整体经济效益而言是最具有优势的，本设计采用 管式静态混合器。 尺寸尺寸 静态混合器直径为 DN650 4.5.3 絮凝设备絮凝设备 絮凝池形式的选择絮凝池形式的选择 絮凝池形式的选择和絮凝时间的采用，应根据原水水质情况和相似条件下的运行经验或 通过试验确定。 隔板式絮凝池 往复式隔板絮凝池 优点：絮凝效果好，构造简单，施工方便 缺点：容积较大，水头损失较大，转折处矾花易破碎 适用条件：水量大于30000/dm 3 的水厂，水量变动小者 回转式隔板絮凝池 优点：絮凝效果好，水头损失小，构造简单，管理方便 缺点：出水流量不易分配均匀，出口处易积泥 适用条件：水量大于30000/dm 3 的水厂，水量变动小者，改建和扩建旧池时适用 旋流式絮凝池 优点：容积小，水头损失较小 缺点：池子较深，地下水位高处施工较困难，絮凝效果较差 适用条件：一般用于中小型水厂 折板絮凝池 优点：絮凝效果好，絮凝时间短，容积较小 缺点：构造较隔板絮凝池复杂，造价较高 适用条件：流量变化较小的中小型水厂 涡流式絮凝池 优点：絮凝时间短，容积小，造价较低 缺点：池子较深，锥底施工较困难，絮凝效果较差 适用条件：水量小于30000/dm 3 的水厂 网格、栅条絮凝池 优点：絮凝池效果好，水头损失小，凝聚时间短 缺点：末端池底易积泥 机械絮凝池 优点：絮凝效果好，水头损失小，可适应水质、水量变化 缺点：需机械设备和经常维修 适用条件：大小水量均适用，并能适应水量变动较大者 悬浮絮凝池加隔板絮凝池 优点：絮凝效果好，水头损失较小，造价较低 缺点：斜挡板在结构上处理较困难，重颗粒泥砂易堵塞在斜挡板底部 综上所述，由于水厂水量变化不大，水量大于50000/dm 3 ，故采用隔板絮凝池 尺寸尺寸 采用两座隔板絮凝池，每座尺寸为：LBH=11m12m5.0m，每座一根进水管DN650, 水流通过穿孔花墙进入沉淀池 4.5.44.5.4 沉淀设备沉淀设备 沉淀池类型的选择沉淀池类型的选择 选择沉淀池类型时，应根据原水水质、设计生产能力、处理后水质要求，并考虑原水 水湿变化、处理水量均匀程度以及是否连续运转等因素，结合当地条件通过技术经济比 较确定沉淀池的个数或能够单独排空的分格数不宜少于2个。 经过混凝沉淀的水，在进入滤池前的浑浊度一般不宜超过10度，遇高浊度原水或低湿 低浊度原水时，不宜超过15度。 设计沉淀池时需要考虑均匀配水和均匀集水，沉淀池积泥区的容积，应根据进出水的 悬浮物含量、处理水量、排泥周期和浓度等因素通过计算确定。当沉淀池排泥次数较多 时，宜采用机械化或自动化排泥装置，应设取样装置。 平流式沉淀池 优点：造价较低，操作管理方便，施工较简单；对原水浊度适应性强，处理效果 稳定，采用机械排泥设施时，排泥效果好 缺点：采用机械排泥设施时，需要维护机械排泥设备；占地面积大，水力排泥时， 排泥困难 适用条件：一般适用于大中型水厂 斜管（板）沉淀池 优点：沉淀效率高，池体小，占地小 缺点：斜管（板）耗材多，对原水浊度适应性较平流池差；不设排泥装置时，排泥 困难，设排泥装置时，维护管理麻烦 适用条件：尤其适用于沉淀池改造扩建和挖潜 竖流式沉淀池 优点：排泥较方便，占地面积小 缺点：上升流速受颗粒下沉速度所限，出水量小，一般沉淀效果较差，施工较平流 式困难 适用条件：一般用于小型净水厂，常用于地下水位较低时 辐流式沉淀池 优点：沉淀效果好 缺点：基建投资大，费用高，刮泥机维护管理较复杂，金属耗量大，施工较困难 适用条件：一般用于大中型净水厂，在高浊度水地区，作预沉淀池 结合优缺点，本设计采用平流沉淀池 排泥方法排泥方法 1.人工排泥 优点：1.池底结构简单，不需要其他设备 2.造价低 缺点：1.劳动强度大，排泥历时长 2.耗水量大 3.排泥时需要停水 适用条件：1.原水终年很清，每年排泥次数不多 2.一般用于小型水厂 3.池数不少于 2 个，交替使用 2.多斗底重力排泥 优点：1.劳动强度较小，排泥历时较短 2.耗水量比人工排泥少 3.排泥时可不停水 缺点：1.池底结构复杂，施工较困难 2.排泥不彻底 适用条件：1.原水浑浊度不高 2.每年排泥次数不多 3.地下水位较低 4.一般用于中小型水厂 3.穿孔管排泥 优点：1.劳动强度小，排泥历时较短 2.耗水量少 3.排泥时不停水 4.池底结构较简单 缺点：1.孔眼易堵塞，排泥效果不稳定 2.检修不便 3.原水浑浊度较高时，排泥效果差 适用条件：1.原水浑浊度适应范围较广 2.每年排泥次数较多 3.地下水位较高 4.新建或改建的水厂多采用 4.机械排泥 吸泥机 优点：1.排泥效果好 2.可连续排泥 3.池底结构较简单 4.劳动强度小，操作方便 缺点：1.耗用金属材料多 2.设备较多 适用条件： 1.原水浑浊度较高 2.排泥次数较多 3. 地下水位较高 4.一般用于大、中型水厂平流沉淀池 刮泥机 优点：1.排泥彻底，效果好 2.可连续排泥 3.劳动强度小，操作方便 缺点：1.耗用金属材料及设备多 2.池底结构要配备刮板装置，结构较复杂 适用条件： 1.原水浑浊度高 2.排泥次数较多 3.一般用于大、中型水厂辐流式沉淀池及加速澄清池 吸泥船 优点：1.排泥效果好 2.可连续排泥 3.操作方便 缺点：1.操作管理人员多，维护较复杂 2.设备较多 适用条件：1.原水浑浊度较高，含砂量大 2.一般用于大型水厂预沉淀池中 综上所述，本设计采用穿孔管排泥 尺寸尺寸 采用两座沉淀池,每座尺寸为: LBH=44m11m3m,进水穿孔花墙总有 72 个孔洞,孔 洞尺寸为 BH=1515cm,出水管为 DN650 4.5.5 过滤设备过滤设备 过滤形式的选择过滤形式的选择 供生活饮用水的滤池出水水质经消毒后应符合现行生活饮用水卫生标准的要求； 供生产用水的过滤池出水水质，应符合生产工艺要求；滤池形式的选择，应根据设计生 产能力、原水水质和工艺流程的高程布置等因素，结合当地条件，通过技术经济比较确 定。 普通快滤池 单层砂滤料 优点：材料易得，价格低；大阻力配水系统，单池面积较大，可采用减 速过滤，水质好 缺点：阀门多，价格高，易损坏，需设有全套冲洗设备 适用条件：一般用于大中水厂，单池面积不宜大于100 2 m 无烟煤石英砂双层滤料 优点：含污能力大，可采用较大滤速；可采用减速过滤，水 质好，冲洗用水少 缺点：滤料价格高，易流失；冲洗困难，易积泥球 适用条件：使用于大中型水厂，宜采用大阻力配水系统，单 池面积不宜大于100 2 m ，需要采用助冲设施 砂煤重质矿石三层滤料 优点：含污能力大，可采用较大滤速；可采用减速过滤，水 质好，冲洗用水少 缺点：滤料价格高，易流失；冲洗困难，易积泥球 适用条件：使用于中型水厂，宜采用中阻力配水系统，单池 面积不宜大于50-60 2 m ，需要采用助冲设施 V型滤池 优点：采用气水反冲洗，有表面横向扫洗作用，冲洗效果好，节水；配水系统一 般采用长柄滤头冲洗过程自动控制 缺点：采用均质滤料，滤层较厚，滤料较粗，过滤周期长 适用条件：适用于大中型水厂 虹吸滤池 优点：不需大型阀门，易于自动化操作，管理方便 缺点：土建结构复杂，池深大单池面积小，冲洗水量大；等速过滤，水质不如变速 过滤 适用条件：适用于中型水厂，单池面积不宜大于25-30 2 m 双阀滤池 单层砂滤料 优点：材料易得，价格低，大阻力配水系统，单池面积可大，可采用减速过滤，水 质好，减少两只阀门 缺点：必须有全套冲洗设备，增加形成虹吸的抽气设备 适用条件：适用于中型水厂，单池面积不宜大于25-30 2 m 移动罩滤池 单层砂滤料 优点：造价低，不需要大型阀门设备，池深浅，结构简单；自动连续运行，不需冲 洗设备；占地少，节能 缺点：减速过滤，需移动冲洗设备，罩体与隔墙间密封技术要求高；起始滤速较高， 因而平均设计滤速不宜过高 适用条件：适用于大中型水厂，单格面积小于10 2 m 综上所述，V型滤池适用范围广且冲洗效果好，节水，虽然滤料较厚较粗，过滤周期 长，但冲洗过程自动控制减少人工管理，操作方便。本设计采用V型滤池均 质滤料。 尺寸尺寸 选双格V型滤池,单格宽 单 B =2.3m,长 单 L =10m,单格面积23 2 m ,共分6座,左右对称布置, 每座面积f=46 2 m ,总面积276 2 m ,滤池高度为4.25m,反冲洗水管为两根DN600,空气管为两 根DN500,采用均质滤料,粒径为1.41mm 反冲洗泵房反冲洗泵房 水泵选型 选三台 14sh28A 型离心泵，Q=240-350 L/s，H=10-16m，泵轴功率为 49- 50.8KW，转速为 1470 转/分，=70-78%，Hs=3.5m，选用两台 D3646-60/5000 型罗茨 鼓风机,静压为 5000mmH2O,配套电机型号为 JO292-4 功率为 75KW,LB=1890mm820mm 2. 泵房尺寸 泵房尺寸为 LBH=15.0m6.00m5.595m 3. 吸水井尺寸 吸水井尺寸为 LBH=15.0m2.10m5.500m 4.附属设备 起重设备 选用 Sc 型 2t 手动单轨吊车，工字钢为 32a 型，起升高度为 312m 排水设备 选用两台25WG型污水泵两台，一用一备，流量为3.07.25hm / 3 ，扬程为 12.57.90m。电机功率为1.1Kw, 排水泵尺寸LB=865mm400m 引水设备 选用 SZB-8 型悬臂式水环式真空泵三台，两用一备，抽气量为 38.2 3 m /h，真空值 440 mmHg，电机功率 3KW,LB=832mm267mm 4.5.6 消毒消毒 消毒方式选择消毒方式选择 液氯消毒 优点：经济有效，使用方便，PH值越低消毒作用越强，在管网内有持续消毒杀菌作用 缺点：氯和有机物反映可生成对健康有害的物质 漂白粉消毒 优点：持续消毒杀菌 缺点：漂白粉不稳定，有效氯的含量只有其20%25% 二氧化氯消毒 优点：对细菌、病毒等有很强的灭活能力，能有效地去除或降低水的色、嗅及铁、锰、 酚等物质 缺点：ClO2本身和副产物ClO2-对人体血红细胞有损害 臭氧消毒 优点：杀菌能力很高，消毒速度快，效率高，不影响水的物理性质和化学成分，操作 简单，管理方便 缺点：不能解决管网再污染的问题，成本高 综合上述优缺点，鉴于液氯消毒目前使用最为广泛，经济有效，使用方便，所以本设 计采用液氯消毒 加氯间加氯间 尺寸:LBH=15.0m7.0m6.0m 4.5.7 清水池清水池 采用两座矩形水池, 每座尺寸为mmmHBL15 . 4 5 . 3550 综合上述本设计确定的水厂工艺流程为： 源水混凝剂投入管式静态混合器隔板絮凝池平流沉淀池V型滤池消毒清水池 二泵站用户 第第 5 章章 取水工程取水工程 5.1 取水构造物取水构造物 本设计中以南溪河作为取水源，其相应的取水构造物为地表水取水构造物。 5.1.15.1.1 地表水取水构造物设计时应满足如下原则地表水取水构造物设计时应满足如下原则 取水构造物应保证在枯水季节仍能取水，并满足在设计枯水保证率下取得所需的 设计水量。枯水流量的保证率，对于减少水量而严重影响生产的工业企业的水源，应不 低于 9097。对于允许减少生产用水水量的工业企业，其设计枯水流量保证率应按 各有关部门的规定执行。对于城市供水的水源，应根据城市规模河大工业用户的重要性 选定。一般可采用 9097。村、镇供水的设计枯水流量保证率，可根据具体情况适 当降低。 对于河道条件复杂，或取水量占河道的最枯流量比例较大的大型取水构造物，应 进行水工模型试验。 取水构造物位置的选择应全面掌握河流的特性，根据取水河段的水文、地形、地 质、为生防护、河流规划和综合利用等条件进行综合考虑。 5.1.2 取水头部取水头部 采用水平式管式取水头部，一般用于纵坡较小的河段；构造简单，造价较低，施工 方便，喇叭口上应设置格栅或其他拦截粗大漂浮物的措施，格栅的进水流速一般不宜故 大，必要时还应考虑有反冲洗或清洗措施。 5.2 取水泵房取水泵房 5.2.1 取水泵房的平面形式及设计要求取水泵房的平面形式及设计要求 取水泵房平面布置形式有矩形、圆形、椭圆形、半圆形、棱形及其他组合形式。矩 形泵房常用于深度小于 10m 的泵房，水泵和管道易于布置。水泵台数多（4 台以上）时更 为合适。圆形泵房适用于深度大于 10m 的泵房，其水力条件和结构受力条件较好，在水 位变化幅度大和泵房较深时比矩形泵房更为经济，但水泵台数不宜多，最好小于 4 台 （立式泵出外） 。椭圆形（适用于流速较大的河心泵房）和棱形平面的泵房可根据实际情 况通过技术经济比较确定。 取水泵房平面布置要求如下： 取水泵房除安装水泵机组的主要建筑物外，还应考虑到附属建筑物的布置，如 值班室、高低压配电室、控制室、维修间、生活间等。平面布置应从方便操作及维护管 理方面统一考虑。远离城市且检修又比较复杂的大型取水泵房，除水泵机组旁边应有修 理场地外还需设专门的检修场地。 取水泵房与集水井可以合建也可以分建。目前合建式常采用的两种形式为：合 建式中圆形泵房取水小半圆作为集水井。集水井附于泵房外壁采用矩形。合建式泵房布 置紧凑，节省面积，水泵吸水管短，但是结构处理困难。在泥砂含量较高的河流中取水 时，为防止吸水管路堵塞，尽量缩短吸水管的长度，常将集水井深入中间，取得较好的 效果。湿井泵房或小型泵房中可以采用集水井置于泵房的底部。 为了减少泵房的平面尺寸，可以将阀门，逆止阀，水锤消除器，流量计等放置 在室外的阀门井内。泵房内可以设置不同高度的平台，放置真空泵，配电盘等辅助设备， 宜充分利用空间。 水泵台数在满足需要的前提下，不宜过多，水泵台数越多，占地面积越大。一 般包括备用泵在内 36 台为宜。圆形泵房最好不大于 4 台。 （立式水泵除外） 取水泵房的布置以近期为主，考虑远期发展并留有一定的余地，可以适当增大 泵的机组合墙壁的净距，留出小泵换大泵或另行增加水泵所需的位置。 5.2.2 水泵吸水管和出水管布置水泵吸水管和出水管布置 一般每台水泵设置单独的吸水管，当合用吸水管时，应尽量做到自灌进水，同时吸 水管的根数不少于两条，当一条吸水管发生事故时，其余吸水管按设计水量的 75考虑。 为了避免吸水管中积气形成空气囊，应采用正确的安装方法。吸水管应有向水泵上升的 坡度（i0.01） 。水泵吸水管在吸水间中的布置原则为水头损失小，不产生漩涡，防止 井内泥砂沉积。 5.35.3 取水构筑物主要设计参数及设备取水构筑物主要设计参数及设备 5.3.1 一级泵房一级泵房 （1）设计规模：设计流量 65630.62m/d 第第 6 6 章章 二级泵房二级泵房 6.1 设计规模设计规模 泵站的设计流量按最高日最高时用水量确定，Q3575.59h/ 3 m 第第 7 章章 工程概预算工程概预算 7.1 管道造价管道造价 管道造价为:10508473 元 7.2