某某给水厂扩建工程可行性研究报告.doc

- - 目目 录录 前前 言言 .1 第第 1 章章 概述概述 .2 1.1 编制依据 2 1.2 编制原则、编制范围及工程规划年限2 1.2.1 编制原则 2 1.2.2 编制范围 3 1.2.3 工程规划年限 3 1.3 城市概况 3 1.3.1 社会环境概况 3 1.3.2 自然条件 4 1.4 城市给水设施现状及城市给水规划 4 1.4.1 城市给水设施现状 4 1.4.2 城市给水规划 5 1.5 工程建设的必要性 5 第第 2 章章 总总体体规规划及方案划及方案论证论证 .8 2.1 工程规模论证 8 2.1.1 水量现状及预测 8 2.1.2 工程规模确定 10 2.2 水资源论证 10 2.2.1 水源及水质论证 10 2.3 工程方案论证 12 2.3.1 取水方式 12 2.3.2 净水厂位置 12 2.4 水处理工艺方案论证 13 2.4.1 水处理方案的选用原则 13 - - 2.4.2 水处理方案的选用论证 13 2.4.3 水处理推荐方案 15 第第 3 章章 工程方案内容工程方案内容 .16 3.1 设计原则 16 3.2 设计规模及内容 16 3.2.1 设计规模 16 3.2.2 设计内容 16 3.3 输水管线设计 16 3.4 净水厂工艺设计 17 3.5 城市配水管网设计 20 3.6 附属专业设计 21 3.6.1 建筑设计 21 3.6.2 结构设计 22 3.6.3 电气设计 23 3.6.4 仪表自控设计 25 3.6.5 暖通设计 26 3.6.6 净水厂主要工程量表 26 3.6.7 引进设备设想 28 第第 4 章章 法法规规、条令、条令专专篇篇.29 4.1 节能 29 4.1.1 能耗 29 4.1.2 节能措施综述 29 4.2 消防 30 4.2.1 设计依据 30 4.2.2 工程概述 30 4.2.3 建筑防火 30 - - 4.3 抗震设防 31 4.3.1 设计依据 31 4.3.2 抗震设计原则 31 4.3.3 各建、构筑物的抗震重要性类别及防震构造措施31 4.3.4 地基基础抗震设计 31 4.4 环境保护 32 4.4.1 主要污染源和主要污染物 32 4.4.2 设计采用的环境保护标准 32 4.4.3 控制污染的方案 33 4.4.4 存在的问题和建议:.34 4.5 职业安全卫生 34 4.5.1 设计依据 34 4.5.2 生产过程中职业危害因素的分析 34 4.5.3 职业安全卫生设计中将采用的主要防范措施 34 4.6 工程招标 36 4.6.1 项目业主36 4.6.2 招标范围36 4.6.3 招标形式36 4.6.4 招标方式36 4.6.5 工程分包36 第第 5 章章 管理机构、人管理机构、人员编员编制及建制及建设进设进度度.37 5.1 管理机构与人员编制 37 5.2 工程进度计划 37 第第 6 章章 投投资资估算及估算及财务评财务评价价 .38 6.1 投资估算 38 6.1.1 估算内容 38 - - 6.1.2 编制依据 38 6.1.3 投资估算 38 6.2 财务分析 39 6.2.1 资金来源 39 6.2.2 工程实施进度及投资分年使用计划 39 6.2.3 流动资金 39 6.2.4 成本预测 40 6.2.5 售水价格的确定 41 6.2.6 利润分配 41 6.2.7 评价指标计算 41 6.2.8 盈亏平衡分析 42 6.2.9 敏感性分析 42 6.2.10 评价结论 42 - 1- 前前 言言 省*水工网*是*水工网*市管辖的十二个所属县（市）之一，位 于省东南部，张广才岭西麓，松花江右岸。*水工网*是*水工网* 县政府所在地，是*水工网*的政治、经济、文化中心，又是当地连接 省内外各大城市的重要交通枢纽。近年来随着改革开放的逐渐深入， *水工网*的经济飞速发展，城市建设不断进步，人民的生活水平和 文化水平极大的提高， 城市用水量也不断的增加。而*水工网*现有 净水厂供水能力为0.7万m3/d，已经不能满足城市用水的需要，另外城 市配水管网管径小，管网覆盖率低，目前的供水现状严重的影响了城 市居民的生活和工业的发展，所以*水工网*的给水扩建工程已经势 在必行。 *水工网*政府对*水工网*给水扩建工程的工作高度重视，根 据省委、省政府文件中共省委、省人民政府关于进一步加快小城镇建 设的决定的指示精神，为使供水系统日趋完善，决定兴建此给水扩建 工程。在此前提下，2002年11月，*水工网*自来水公司委托中国市 政工程东北设计院进行省*水工网*给水扩建工程可行性研究报告 的编制工作，接到任务后，我院工程技术人员去现场进行了踏勘、考 察工作，收集了基础资料，并与建设单位的领导和技术人员就有关问 题进行了研究讨论和磋商，取得了一致性意见，在此基础上，我们提 出了此报告。 - 2- 工程内容包括新建净水厂一座（规模2.0万m3/d），以及相应的输配 水管线，估算总投资6412.59万元。 - 3- 第第 1 章章 概述概述 1.1 编编制依据制依据 1 设计委托书 2 省*水工网*供水工程预可行性研究报告（*水工网*市国 际咨询中心） 3 省*水工网*新城水库扩建工程初步设计报告书（省水利水 电勘测设计研究院） 4 *水工网*给水管网现状图 5 卫生检测报告书（xxxx市卫生防疫站） 6 建设单位提供的有关资料 7 有关设计手册及规范 1.2 编编制原制原则则、 、编编制范制范围围及工程及工程规规划年限划年限 1.2.1 编编制原制原则则 1、在城市总体规划的指导下，对水资源要统一规划，远期、近期 结合，对今后水资源更新留有余地。 2、要考虑建设地区的工农业计划和城市发展计划，对人民生活的 耗水量和工业用水都应贯彻节水精神，符合建设地区实际供水量的可 能性。 3、要保证安全供水，泵站设备备用率要足够，供电系统要可靠。 4、发展和推广给水净化的新工艺、新技术、新材料、新设备。在检 测和管理上推广应用微机技术，逐步实现科学管理。 - 4- 5、贯彻节能方针，力求取得较好的社会效益。 6、保护水源输水沿线及水厂的环境，制定保证水质的措施，要求 净化后的水质符合国家生活饮用水卫生标准。 1.2.2 编编制范制范围围 受建设单位委托，并结合*水工网*的实际,本次可行性研究报告 范围为： 1、用水量及规模论证； 2、输水管线的设计； 3、净水厂的设计； 4、配水管网的设计； 5、工程投资估算及经济技术评价。 1.2.3 工程工程规规划年限划年限 根据*水工网*城市总体发展规划，结合*水工网*的实际情况， 确定本工程近期为2010年，远期2020年。 1.3 城市概况城市概况 1.3.1 社会社会环环境概况境概况 省*水工网*是*市管辖的十二个所属县（市）之一，位于省 东南部，张广才岭西麓，松花江右岸。*水工网*是*水工网*县政 府所在地，是*水工网*的政治、经济、文化中心，又是当地连接省内 外各大城市的重要交通枢纽。是以轻纺业、食品工业为主的工业小城 镇。*水工网*有丰富的自然资源，矿产资源有金、铁、铅、锌、铜、钛 等，非金属矿有大理石、石灰石、水晶矿等。 - 5- 1.3.2 自然条件自然条件 （1）地理位置及地形情况 *水工网*位于省东南部，张广才岭西麓，松花江右岸，蚂蚁河 中下游，中心位置在东经 12819，北纬 4526东南、南、西南与尚志 市为邻。北面与东北和方正县接壤，西与宾县毗邻。 *水工网*是南北两面环山，地势高，向中部倾斜，中部又由西 南向东北倾斜，形成簸箕形。镇内海拔高度 150175m。 （2）水文 *水工网*属松花江流域，境内有大小河流23条，其中蚂蚁河贯 穿全县，蚂蚁河发源于尚志市老爷岭，由南向北至方正县入松花江， 全长300多km。据延寿水文站资料，蚂蚁河1979年最枯水年径流量为 2.56亿m3。该年2-3月份p=90%时月均流量为0.13m3/s。最枯月均流量 为0，发生在1980年2月。 （3）气候和气象 城区属寒温带，大陆性季风气候，其特点是冬季严寒而漫长，夏 季温暖而短暂。平均气温在-21.5-22.3，冬季最大冻土深度为 1.8- 2.0m。常年风向为西南风，冬季多东北风，平均风速 45 级，年平均 降雨量为 500650mm。 1.4 城市城市给给水水设设施施现现状及城市状及城市给给水水规规划划 1.4.1 城市城市给给水水设设施施现现状状 *水工网*城市水资源较紧张，给水水源多年来一直采用地下水 - 6- 水源，且都是在蚂蚁河取水，方式为大口井和渗渠相结合的形式，因 蚂蚁河水质污染非常严重，*水工网*市卫生局 1998 年 2 月 28 日 “调查报告”明确提出：“立即停止蚂蚁河水系的供水”。1964 年和 1981 年建成的在蚂蚁河取水的大口井和渗渠，在 1997 年新城水库给水工 程的竣工投产后被停用。 新城水库位于*水工网*东南部，距县城 16km，水库上游流域 内村屯很少，没有工业，植被良好，水质很好，可作为城镇供水水源。 1997 年*水工网*设计了从新城水库发电尾水取水，经 18km 输水 至净水厂处理后供水的水处理工艺，设计供水量 10000m3/d；工程于 98 年初竣工投产。 1.4.2 城市城市给给水水规规划划 根据正在修编中的*水工网*城市总体规划及给水工程规划，近 期规划 2010 年；远期规划 2020 年。 1、2010 年规划人口 10 万人； 2、2010 年工业总产值 8.34 亿元；用水重复利用率 70%；万元产值 耗水量 100m3。 1.5 工程建工程建设设的必要性的必要性 1、项目提出的背景 党的十五大以来，党中央对我国的农村建设和经济发展作出了一 系列重大决策，并把其列为我国现代化建设“三步走”战略中的重要内 容加以重点规划发展，并颁布了中共中央、国务院关于促进农业和农 村工作若干重大问题的决策，随后，党中央、国务院、省委、省政府、 - 7- *水工网*市委、市政府分别制定了关于促进小城镇健康发展的意 见，这事关全面建设小康社会的大局问题，是全面改善和提高农民生 活质量，实现有中国特色城镇化，进而向现代化中等发达经济迈进的 重要步骤和措施。 *水工网*正是在全国规划发展小城镇建设的热潮中，被国家、省、 市三级政府列入“十五”期间重点规划建设的小城镇之一。按照国家小 城镇建设规划，到2005年，*水工网*拟建为带动地区经济发展的城 镇之一。按照要求，*水工网*要在现有人口7.79万人的基础上，通过 合理调整村镇体系，使之尽快达到10万人的规模，并尽快做好基础设 施建设、住宅建设、特色园区建设等系统工程，促进经济加速发展，使 其作为试点镇建设，在规模、质量方面有新突破，充分发挥其在农村 经济和社会发展中的辐射和带动作用。 按照国家对小城镇规划建设的要求，基础设施建设必须先行一步。 但*水工网*作为基础设施之一的给水工程却仍存在三大问题。 1 供水量缺乏： *水工网*现有供水量1.0万m3/d，随着小城镇的建设步伐，难以保 证城镇需水要求。 2 供水管网急需改扩建 *水工网*供水管网在 97 年新城水库供水工程中得到了部分改 善，但供水能力仅为 1.0 万 m3/d，供水管网覆盖面小，部分管道是六 十年代敷设的，管径小、管道损坏严重，不能满足城镇发展要求。 3 改善居民用水水质 - 8- 由于供水量和城市管网的现状情况，部分边区居民不能引用城市 自来水，靠自备小井用水，水质较差；严重影响居民的身体健康。 2、工程建设的必要性 综上所述，*水工网*面临 21 世纪新的小城镇建设发展机遇，完 善和加强城市供水设施是十分必要的。 1 *水工网*供水工程是贯彻落实国家小城镇建设规划发展的 需要； 2 *水工网*供水工程将促进*水工网*域经济繁荣，增强中 心城镇对地区经济发展的带头和辐射作用； 3 *水工网*供水工程是改善供水质量，确保城市居民身体健 康，提高人民生活水平的迫切需要； - 9- 第第 2 章章 总总体体规规划及方案划及方案论证论证 2.1 工程工程规规模模论证论证 2.1.1 水量水量现现状及状及预测预测 本工程设计范围是*水工网*水工网*。 根据*水工网*普查资料及*水工网*自来水公司调查资料表 明：2001 年*水工网*城区人口为 7.79 万人，用水标准为 120l/d.cap，用水普及率 80%。 根据正在修编中的*水工网*城市总体规划及给水工程规划，近 期规划 2010 年；远期规划 2020 年。2010 年城区人口为 10 万人，用水 标准为 200l/d.cap，用水普及率 95%。 、居民生活用水量预测： 依据室外给水设计规范gbj1386（1997 年版）的综合生活用 水定额并结合*水工网*城市总体规划以及*水工网*的实际情况， 确定综合生活用水定额。综合生活用水定额包括居民日常生活用水和 公建用水，但不包括浇洒绿地、道路用水和消防、市政用水。居民生活 用水量见表 2-1。 居民生活用水量居民生活用水量 表 2-1 年限 项目 20012010 2020 城区人口 （万人）7.791015 供水人口 （万人）6.239.515 - 10- 用水定额（l/cap.d） 120180 200 生活用水量（万 m3/d）0.751.713.0 、工业用水量预测： 根据*水工网*提供的现状工业产值和城市体规划，2001 年*水 工网*工业总产值为 4 亿元,用水复用率 50%；预计 2010 年工业总 产值为 8.34 亿元，用水复用率 70%；万元产值耗水量 100m3（以上数据 是由建设单位提供的）。工业用水量计算结果见表 2-2： 工工业业用水量用水量 表 2-2 年限 项目 200120102020 工业总产值（亿元/年） 4.08.34 18 万元产值用水（m3/万元） 120100 80 用水复用率(%)506070 工业用水量（万 m3/d） 0.650.91 1.18 、其它用水量： 其它用水量包括浇洒绿地用水、道路用水、管网漏失水及其不可 预见水量（一般约占总供水的 1020%），*水工网*自来水公司运营 记载，现状供水其它用水量为 22%。本工程实施后，城市供水管网将 得到极大改善，因此，2010 年其它用水量按 15%计取。 （4）城镇总用水量： 城城镇总镇总用水量用水量 表 2-3 - 11- 年限 项目 20012010 2020 生活用水量（万 m3/d）0.751.713.0 工业用水量（万 m3/d） 0.650.91 1.18 其它用水量（万 m3/d）0.210.390.63 合计 （万 m3/d） 1.63.0 4.8 2.1.2 工程工程规规模确定模确定 根据*水工网*城区用水量预测，2010 年城区用水总量为 3.0 万 m3/d。yuan 原有水厂供水能力为 1.0 万 m3/d，所以本次工程规模按规 划 2010 年考虑，尚应增加供水规模 2.0 万 m3/d。城市供水管网的设计 由于管道使用寿命较长，频繁的更换管道会造成很大的浪费，所以供 水管道设计按远期考虑，即 5.0 万 m3/d。 2.2 水水资资源源论证论证 2.2.1 水水源及水源及水质论证质论证 1、地下水资源 （1）地下水水量 *水工网*过去是省大骨节地方病的重点发病区之一，其主要原 因是居民饮用的自备小土井水，水质恶劣；省市各级政府对居民生活 用水问题非常重视，从 1963 开始建设自来水集中供水系统，采用大口 井形式在取水，改善了城镇居民生活饮水条件。随着城镇的建设发展， 用水量的大幅度增加，城镇供需矛盾日益突出，主要原因是地下水不 能满足用水的需求。1991 年省水文地质勘察院对*水工网*进行了 详勘，结论是地下水资源贫乏，不能作为*水工网*永久性供水水源。 - 12- （2）地下水水质 *水工网*地下水为第四纪潜水，埋藏较浅，主要靠大气降水及区 域内河流水补给，含水层以砂及砂砾为主，厚度 68m。由于前期排 水系统不完善，城镇污水是以渗井方式排入地下，造成了地下水污染； 地表水蚂蚁河的污染对地下水也造成了较大的影响。 2、地表水资源 *水工网*境内可选择的地表水资源有两处：蚂蚁河及新城水库 1 蚂蚁河 蚂蚁河是*水工网*境内一条最大的河流，贯穿全县。据延寿水 文站资料介绍：最枯水年在 1979 年，年径流量为 2.56 亿 m3，p=90% 时，日均流量为 0.132m3/s（23 月份）；最枯月份发生在 1980 年 2 月， 月均流量为 0m3/s。 蚂蚁河水质由于受到尚志市化工厂、造纸厂等工业和城市污水的 污染，据省城镇供水检测中心 1999 年 3 月 11 日水质分析报告（见附 件），水质超标严重，已不能作为城市供水水源。 项目检测值国家标准超标数 色度（度）4815 氟化物（mg/l）14210 氰化物（mg/l）0050002 氨氮（mg/l）330005 铁（mg/l）43903 - 13- 锰（mg/l）35101 cod（mg/l）4012（iii 类） 2 新城水库 新城水库位于*水工网*东南部，距县城 16km，位于蚂蚁河右 岸一级支流石头河中游，坝质以上集水面积 99km2。水库上游流域内 村屯很少，没有工业，植被良好，水质很好。新城水库于 1975 年建成， 1983 年交付使用，当时调节库容 1130104m3，总库容 1700104m3；2000 年水库进行增容建设，提高到调节库容 2190104m3，总库容 2580104m3。新城水库扩建后承担城镇和农业两 项任务，为满足供水保证率，水库特别制订了调度制度，以保证城市 供水。 在水质方面，根据*水工网*卫生防疫站对新城水库水质化验结 果，除铁含量（0.56mg/l）略微超过国家饮用水标准（0.3mg/l）外，其它 指标均符合要求。新城水库水质经处理后，可符合国家生活饮用水标 准。因此，新城水库完全可作为城镇供水水源。 综上所述，*水工网*城区 2010 年规划水量 3.0 万 m3/d，在水量 及水质方面，新城水库是*水工网*唯一可保证城市供水的水源。 2.3 工程方案工程方案论证论证 2.3.1 取水方式取水方式 新城水库主要构筑物有：大坝、溢洪道、输水隧道及电站工程；输 水隧道进口为竖井式，底高程 207.97m，隧道长 122m，隧洞直径 1.8m，最大过水能力 5m3/s，其出口段上 1997 年新建设有城市供水管 - 14- 道接口。 本工程取水从此接口接出，管道标高为 207.0m，水库原水通过输 水管线送至净水厂。 2.3.2 净净水厂位置水厂位置 根据*水工网*城区供水现状，净水厂建设在现有水厂的位置； 其理由如下： 1、水库原水可充分利用地形高差通过输水管线送至净水厂（水厂 地面高程为151.34m）； 2、与现有水厂统一管理、调度； 3、充分利用现有水厂设施，节省投资； 4、交通、供电、排水等设施方便； 由于现有水厂已无空地，建议靠水厂向西征地；本工程设计水量 2.0万m3/d，征地面积1.06公顷。 2.4 水水处处理工理工艺艺方案方案论证论证 2.4.1 水水处处理方案的理方案的选选用原用原则则 1）结合本地工程特点，推选国内先进水平的工艺流程； 2）节省用地； 3）方便管理，国内具有足够的经验以资借鉴； 4）操作和维修简单； 2.4.2 水水处处理方案的理方案的选选用用论证论证 *水工网*地处我国北方地区，水库水质特点为低温低浊。即由 于冬季水库水温度较低，水质浊度较低，使水处理难度加大。省位于 - 15- 我国最北部，气温也最寒冷，地表河流、水库在冬季低温低浊明显；我 院以及省规划设计院由于在省设计了大量的地表水厂，总结掌握了北 方地表水处理经验，采用的处理工艺均能够保证净化水质。 *水工网*城现有水厂是我院 1997 年设计建设的，经过多年生 产运行，处理效果较好；因此、本工程设计工艺仍采用原有水厂处理形 式，同时，对在前期工程中出现的不足之处进行设计改进，使新建设 的水厂在出水水质、运行管理等方面更加完善。 工艺流程： 原水加絮凝剂混合反应沉淀过滤消 毒供水 1、絮凝剂选择 目前，我国在水处理工程中采用的絮凝剂品种很多，如硫酸铝、 碱式氯化铝、三氯化铁等等；在此、与现有水厂一致采用的是碱式氯化 铝，其优点为：1）絮凝效率高，耗药量少；2）温度适应性好，ph 值适用 范围宽；3）操作方便，腐蚀性小，劳动条件好；4）投药设备简单； 2、药剂混合 在水处理工程中采用的药剂混合装置很多，机械浆板混合、混合 池混合、水泵混合、管式混合等；本工程采用管式静态混合器，优点为： 混合效果好，设备简单、体积小无电耗、安装维修简便。 3、反应池 我国水处理工程中常用的反应池形式有：隔板反应池、旋流反应 池、机械反应池、折板反应池、孔式反应池等等。本工程采用的是填料 - 16- 折板反应池，这种反应池是在普通折板反应池前部增加部分阶梯环填 料，利用阶梯环填料比表面积大的特点，充分接触低浊度水，加强反 应效果，在北方已投产工程中得到很好的应用，这也是我院根据低温 低浊水质特点，对折板反应池的改进。本工程在阶梯环填料下部设置 有空气管道，一是定期冲洗阶梯环填料，二是平时充氧以保证去除原 水中的铁、锰。 4、沉淀池 水处理厂中常采用的平流式沉淀池、斜管沉淀池、斜板沉淀池均 具有较好的性能；由于现有水厂采用的是斜管沉淀池，98 年建成后， 经过近几年的运行，工人对其比较熟悉，控制管理比较方便，而且处 理效果比较好，因此本工程仍选择斜管沉淀池，其优点是池体积小、 占地面积小，沉淀效率高。 5、滤池 滤池的种类也很多，普通快滤池、虹吸滤池、双阀滤池、移动罩滤 池等等，近几年在东北地区常用的多为普通快滤池和双阀滤池，普通 快滤池和双阀滤池结构略有差别，根据现有水厂使用情况，推荐采用 普通快滤池。 6、消毒设备 目前、给水处理中采用的消毒剂有液氯、次氯酸钠、二氧化氯等， 本工程推荐采用液氯消毒，这样可以和现有水厂的消毒系统有机结合， 方便管理、节省投资。 - 17- 2.4.3 水水处处理推荐方案理推荐方案 综上所述，本工程水处理推荐方案如下： 水库原水管式静态混合器折板反应池斜管沉淀池 普通快滤池清水池（加氯消毒）用户 - 18- 第第 3 章章 工程方案内容工程方案内容 3.1 设计设计原原则则 1、依据总体规划、结合城区现有给水系统，合理布局；并充分与现 有给水设施相结合、发挥新建和原有设施的能力。 2、合理开发利用和保护水资源，保持水资源可持续利用。 3、工程设计中选择运行安全可靠的水处理工艺，采用新技术，新 设备，达到降低建设投资，降低消耗，降低成本的目的。 3.2 设计规设计规模及内容模及内容 3.2.1 设计规设计规模模 根据预测，结合 2010 年*水工网*城区发展，工程设计水量 2.0 万 m3/d；供水管网结合远期考虑，近期实施。 3.2.2 设计设计内容内容 （1）输水管线一条，输水长度 18km，由新城水库城市用水接口至 净水厂； （2）净水厂一座，处理能力 2.0 万 m3/d，拟建在现有水厂西側； （3）完善城市供水管网，保证远期供水量 5.0 万 m3/d，2010 年供水 量 3.0 万 m3/d； 3.3 输输水管水管线设计线设计 新城水库管道接口标高为 207m，净水厂地面标高 151.34m，设计 反应池进口标高 155.34m；输水管线输水能力 2.2 万 m3/d（包括水厂自 用水量 10%），输水长度 18km，采用球墨铸铁管道，直径 dn600，橡 - 19- 胶圈接口。 3.4 净净水厂工水厂工艺设计艺设计 净水厂位于蚂蚁河北岸，延寿大桥西側，紧靠现有水厂西側；占地 面积 1.06 公顷，主要建（构）筑物为净化间、加药间、加氯间、送水泵 房、锅炉房、变电所等。 净水厂平面布置原则为：厂区构筑物布置紧凑、功能分区合理、处 理流程通畅、有利生产、方便管理。 功能分区分为生产区和附属区， 并与原有水厂相协调。 1、药剂混合 采用管式静态混合器，直径 dn600，长 3m，玻璃钢材质，原水与 絮凝剂瞬间混合，混合时间 t=4s。 2、折板反应池 反应池分为两组，钢筋混凝土结构，单组反应池平面尺寸 axb=8m8.4m 平均水深 h=4m，反应过程分为三段：前段为阶梯环填 料，中段为相对折板，平均流速 v=0.15m/s，后段为平行折板，流速 v=0.1m/s，反应池总反应时间 t=25min。 反应池下设排泥管，塑料材质；采用角式水力快开阀门排泥。 3、斜管沉淀池 斜管沉淀池与反应池相接，钢筋混凝土结构，单池尺寸 axb=8.4m9.0m，有效水深 h=4m，清水区上升流速 v=1.5mm/s，颗 粒沉降速度为 0.16mm/s，斜管安装角度为 600，斜管采用食品级塑料， 斜长 1m。 - 20- 斜管沉淀池排泥设施同反应池。 4、普通快滤池 滤池设计共分 6 格，双排布置，钢筋混凝土结构，单池尺寸 axb=5mx4m，池高 h=3.9m，正常过滤速度 v=6.9m/h，采用单层石英 砂滤料，填高 1m，粒经 d=0.6-1.2mm，不均匀系数 k80=1.8。承托层高 200mm，粒径 d=2-8mm，配水系统采用滤砖。 滤池冲洗采用水泵，冲洗强度 q=15l/s.m2，冲洗时间 5-8min；冲洗 泵设在供水泵房内，水泵规格流量 q=1220m3/h，扬程 h=12m，配套 电机功率 n=75kw；冲洗泵为两台，一用一备。反冲洗水泵放在送水泵 房内。 5、清水池及吸水井 清水池为钢筋混凝土结构，本工程按设计供水量的 15%作为调节 容积，计 3000m3；消防水量根据规范：城市人口 10 万人，按 2 处着火 2h，水量 40l/s 计算，储存水量为 576m3；因现有水厂清水池中已储存 （按城市人口 5 万人）按 2 处着火 2h，水量 35l/s 计算的储存水量 518m3；因此，本期工程清水池中仅需储存消防水量 58m3。 本期工程清水池容积确定为 3000m3一座。 设计在供水泵房前设吸水井一座，钢筋混凝土结构，平面 axb=22mx5m，有效水深 5m。 6、送水泵房 供水泵房设计采用半地下式，下部为钢筋混凝土结构，上部为砖混 结构；平面尺寸 axb=21mx7.2m，最大日最大时变化系数为 1.5，设置 - 21- 离心给水水泵 4 台，其中一台备用。单泵规格 q=365m3/h，扬程 h=33m，电机功率 55kw；其中一台水泵配有变频调速装备，节省能耗。 为检修方便，泵房还设有 dx 型电动单梁悬挂起重机一台，起重 量 3t。 7、加氯间 加氯间设计为砖混结构，平面尺寸 axb=24m9m，包括加氯间、 氯瓶库、漏氯中和回收间、值班室。供水量 2 万 m3/d 时，加氯量 0.92kg/h。选用 v10k 型加氯机 2 台（其中一台备用），单机最大加氯 量 1kg/h。 为了解决瓶事故泄漏问题，设计一台漏氯中和回收装置，并配备 漏氯检测探头。设计中和回收装置处理能力 500kg/h。 氯瓶库按储量 3 个月计，采用 yl-500 型氯瓶，共计 8 个；氯瓶库 设单梁悬挂吊车一台，起重量 w=1t。 8、加药间 设计采用药剂为碱式氯化铝，根据现有水厂多年的运行情况，最 大加药量按 55mg/l 考虑。加药间设计为砖混结构，平面尺寸 axb=13.5mx9m，设有加药设备、溶药池、药库、值班室等。 溶药池和药液池为钢筋混凝土结构，分为两组；溶药池 axbxh=1.2mx0.8mx1m；药液池 axbxh=1.2mx2.0mx1.5m。溶药 池设电动搅拌机，电机功率 0.2kw。 药剂投加采用隔膜计量泵，共两台（一用一备）；最大流量 - 22- q=900l/h， 扬程 h=0.2-0.4mpa；电机功率 1.1kw。 药剂库面积设计 81m2，考虑固定储备药量 1 个月，周转储备药量 1 个月，总药剂储量可满足 60 天用量。 9、水厂厂区给排水管道 （1）给水管道：在厂区内设环形给水主管道一条，管径 dn100，塑 料材质，用于厂区保证各构筑物的生产用水和生活用水；并根据消防 规范，设置消火栓 2 个。 （2）排水管道：根据厂区不同建构筑物的排水量设计排水管，最大 的排水来自滤池冲洗水，厂区排水排至排水井。 3.5 城市配水管网城市配水管网设计设计 根据*水工网*自来水公司提供的供水管网现状资料，采用管长 比流量进行计算。管网平差计算应用计算机 loop 程序。 配水管网的设计考虑由于管道使用寿命较长，频繁的更换管道会 造成很大的浪费，所以配水管网按远期 50000m3/d 规模设计，按近期 30000 m3/d 规模铺设，远近期相结合。 1、管网平差计算 根据*水工网*自来水公司提供的管网资料，以及*水工网*的 地形和道路情况，配水管网采用生活、生产及消防统一的供水系统。 配水管网的设计按远期 2020 年设计，设计流量 5.0 万 m3/d。时变化系 数 1.5。城市最不利点水头满足 20m。消防采用低压制。最不利点消防 水头不能低于 10m。通过计算机软件程序进行管网平差计算。最 大时供水由净水厂送水泵房供给，根据平差结果，新建净水厂送水泵 - 23- 房水泵扬程为 h=33m，新水厂建成后可以满足近期城市供水要求，城 市供水最不利点水压 20.0m。平差成果详见管网平差成果图及平差计 算表。管道平均埋深 2.0m。 、管网校核 采用消防校核，以最高日最大时用水量确定的管径基础，按最大 时用水量加消防时流量进行流量分配。*水工网*近期人口为 10 万 人，同时火灾次数为次，一次消防用水量为 40/，火灾延续时间为 h。着火点分别设在最不利点。分别在这两个节点处加一个集中流量， 满足低压消防制消防水压 10水柱。消防时水量由清水池蓄水量供给， 经过计算机对管网进行平差计算，得出新建净水厂消防时水泵扬程 29，小于最大时供水水泵所需扬程 33。因此，设计中管网布置及 平差是合理的可行的。 配水管网工程数量表配水管网工程数量表 表 3-1 序号名 称规 格单位数量 备 注 1 球墨铸铁管 dn200m6300 2 球墨铸铁管 dn300m8800 3 球墨铸铁管 dn400m3000 4 球墨铸铁管 dn500m1020 5 球墨铸铁管 dn700m1700 3.6 附属附属专业设计专业设计 3.6.1 建筑建筑设计设计 净水厂位于*水工网*东南部，与现有水厂合建，位于现有水厂 - 24- 西侧。厂区总占地面积 1.06ha。在满足工艺流程和功能要求的前提下， 结合具体地形条件，力求布局紧凑，节约土地。 (1) 厂站总平面设计 本工程为原水厂扩建工程，二区之间既相对独立完整，又交通联 系便捷。具体布置详见附图。 水厂扩建部分包括净水间（沉淀池、滤池）、投药间、清水池、吸 水井、送水泵房、加氯间等。综合楼及其它附属建筑均利用原水厂建 筑。 主要建构物见面积一览表。 该厂址地势平坦，自然地面标高在 151.0m 左右，本着合理平衡、 减少土方量、保证场地排水顺畅的设计指导思想，厂区平均标高为 151.0m，0.4%场地找坡。 按照水厂交通贮运要求，满足消防等国家有关规范，厂区布置 4m 宽环形道路.全部为混凝土路面，转弯半径不小于 9m。 (2) 厂区建筑物外墙面装修材料及色彩与原有建筑协调一致. (3) 采用塑钢窗木门. (4) 室内装修作法：参见原有建筑. (5) 绿化设计 厂区周围设 4m 宽的防护绿化带，以乔木（常绿与落叶相间）和灌 木，间混栽植，一显水厂的绿色轮廓，二阻风沙的侵袭。对有一定环境 污染的生产车间（如加氯间等）设置耐性强的亚乔木、灌木进行隔离， 间隙空地用草坪、花灌木、有当地特色的弧植观赏树木、宿根花卉等 - 25- 自然布植，绿化率大于 20%。 3.6.2 结结构构设计设计 1、材料 各建构筑物混凝土均采用普通硅酸盐水泥，复合型混凝土外加剂。 应对混凝土所用砂石骨料的碱活性进行检验，不使用具有碱碳酸盐反 应活性的骨料，如果砂石骨料具有碱硅酸反应活性，各水处理构筑物 应采用低碱水泥，控制外加剂的碱含量，每立方米混凝土中总的碱含 量不超过3kg。 2、抗震设计 拟建厂区的地震基本烈度度，在抗震设计时，各建构筑物仅考 虑近震的影响。 3、防火设计 各建构筑物按其相应的耐火等级选用适当的构配件，如对于变电 所、变压器室按一级耐火等级设计，屋面板采用现浇钢筋混凝土结构， 围护墙采用砖砌体。 3.6.3 电电气气设计设计 一、设计范围及设计依据： 本工程设计范围包括净水厂内部所有变配电及照明防雷接地系 统设计。净水厂外部 10kv 架空线路由当地供电部门负责。 设计依据： 1、10kv 及以下变电所设计规范（gb50053-94）； 2、供配电系统设计规范（gb50052-95）； - 26- 3、低压配电设计规范（gb50054-95）； 4、建筑物防雷设计规范（gb50057-94）2000 版； 5、工业企业照明设计标准（gb50034-92）； 6、通用用电设备配电设计规范（gb50055-93）； 二、电源及电压： 本工程用电负荷为二级负荷，净水厂供电电源由城市变电站引一 路 10kv 架空专用线，进厂后改为电缆。输电线路约 2km。 三、负荷计算： 净水厂用电设备主要包括送水泵、反冲洗泵、厂区供水泵、吊车、 机修设备、照明、仪表、计算机系统。有功计算负荷 pjs=360kw，自然 功率因数 cos=0.84，在净水厂变电所低压侧集中补偿，补偿后功率 因数 cos=0.95。 四、供配电系统： 净水厂由于专用线供电，故障停电发生很少，供电较可靠。 净水厂在送水泵泵房一端设一座 10kv 变电所，其内部变配电方 式为从变电所直接配电。变电所内部设 10kv 中压配电室、变压器室， 低压配电室，采用中压计量，设用计量柜。设两台 500kva 全密封室 内变压器。一用一备。变电所为车间附设式。 五、装置和保护方式： 变电所 10kv 中压侧采用过流保护、电流速断保护；变压器设过负 荷保护、接地保护、瓦斯保护，保护装置采用综合保护装置。操作电源 选用铅酸免维护直流电源。 - 27- 中压开关柜采用 kyn18 型中置式手车式开关柜，低压开关柜采 用 gcs 抽出式开关柜，中压开关采用真空断路器。 六、其他： 厂区内室外电缆敷设采用铠装铜芯电缆直埋及电缆沟内敷设，室 内电力线采用穿镀锌钢管暗设及托盘明设方式。 主要较大功率水泵包括：送水泵、反冲洗泵设电子式软启动装置。 其中一台送水泵采用变频调速。 厂区内超过 15m 以上的建筑及构筑物考虑避雷带或者避雷针; 按二类防雷建筑物考虑。 中央控制室单独接地，其接地电阻小于 1 欧姆。 接地系统在厂区内成连接一个整体接地网，使全厂在等电位内， 要求接地电阻小于 1 欧姆，以保证全厂所有的仪器，仪表，计算机，动 力设备正常运行。 各低压配电柜进线及引向室外线路设置过电压保护器。 照明设计为依据gb50034-92 进行设 计。 3.6.4 仪仪表自控表自控设计设计 一、设计原则及标准： 本设计原则保证水厂主要工艺设备自动运行，在故障情况下能手 动控制运行。操作管理方便，宜于维护检修。 设计标准达到现在国内同等规模水厂中的较先进水平，设备选型 达到国内现在运行中的设备中的较高水平。 - 28- 二、主要内容： 主要检测工艺参数包括：原水浊度、流量、ph 值、温度；滤池液位、 滤后水浊度、ph 值、余氯检测；清水池水位；出厂水流量、压力；加氯 间漏氯检测；加氯系统运行情况；对非工艺参数也进行一定的检测，包 括主要水泵的运行情况等。 滤池反冲洗采用时间控制滤池反冲洗。沉淀池根据时间控制电动 开启进行排泥。 加氯间根据余氯分析控制加氯量；设置漏氯报警装置，并将报警 信号传送至中控室。加药间采用流动电流自动投药系统。 全厂计算机测控系统分为两级，既厂中心控制室主控机和现场 plc 分站。中心控制室对全厂主要设备及工艺运行情况进行监控。在 净化间、送水泵房（包括低压变配电间、清水池、反冲洗泵房）、加氯加 药间设有 3 个 plc 分站。净水厂内各 plc 分站与中心控制室之间通 过一条高速数据传输电缆进行通讯。中心控制室除配备 plc 计算机 控制系统以外，还设有大屏幕显示仪一套以及两台激光打印机和两 台 21“彩色显示器 主要工艺设备分设就地手动控制装置，通过就地转换开关可将控 制室控制转换为手动控制，保证在故障情况下现场工作人员安全并能 及时检修，操作方便。 在综合楼内设置一台计算机终端，通过此终端可监视水厂主要工 艺设备的运行情况，但不能进行控制，只是供管理人员及时了解现场 运行情况。另配一台计算机作为工厂内部人、财、物流管理用。 - 29- 三、通讯设计范围及内容： 通讯设计范围只包括水厂内线电话系统的设计。水厂内设外线市 话 4 部。20 门内部交换机一套，主要办公室、值班室、车间及重要设 备附近均设置内线电话机，交换机采用国产自动程控交换机。 3.6.5 暖通暖通设计设计 锅炉房考虑在原锅炉房进行改造，增加卧式往复炉排热水炉一台， ,供水温度 95,回水温度 70。 除尘采用湿式脱硫除尘器。 厂区供热管网采用无固定直埋敷设，聚氨脂发泡保温。 锅炉房年平均耗煤量 300 吨 3.6.6 净净水厂主要工程量表水厂主要工程量表 主要建（构）筑物一主要建（构）筑物一览览表表 表 3-2 序号名 称规 格 单 位 数量备注 一 净化间 45m24m8.4m座1 二 加药加氯间 36m9m6m座1 三 送水泵房及变电 所 36m7.2m6m座1 四 清水池 22m20m4.0m座2 五 吸水井 22m4.0m座1 净净水厂主要水厂主要设备设备表表 表 3-3 序号名 称规 格单位 数量备注 i工工艺设备艺设备 1 蜂窝斜管内切圆直径 30mm，长 1m m3160 - 30- 2 a 型折板套12 3 b 行折板套12 4 滤砖块900 5 起重机起重量 2t台1 6 加氯机台2 7 漏氯回收装置处理能力 500kg/h套1 8 漏氯报警器套1 9 隔膜计量泵q=900l/h h=0.4mpa n=1.5kw 台2 10 离心给水泵q=365m3/h h=33m n=55kw 台4 11 反冲洗水泵q=1220m3/h h=12m n=75kw 台2 12 起重机起重量3t台1 13 起重机起重量1t 台1 ii 电电气气设备设备 1中压开关柜kyn36a-12台5 2电力变压器 s10-m- 500kva/10/0.4kv 台2 3 继电保护综合装 置 sepam 1000+台3 4 铅酸免维护电池 屏 100ah 220v套1 5低压电容器屏gcs 128kvaer台2 6低压配电屏gcs台10 7软启动器柜jjr2075 75kw套2 8软启动器柜jjr2055 55kw套3 9变频器acs 55kw套2 10动力配电箱ci（1125x1000x375）面8 11照明配电箱pz-30个6 12 10kv 架空输电 线 公 里 2 仪仪表部分表部分 1 超声波液位传感 器 fdu80-rg1b 套6 - 31- 2 超声波液位变送 器 fmu860-r1a1a1套6 3电磁流量计 30fht0- dd1ca81a31b 台3 4压力变送器pmc133-1b1f2p6g台12 5浊度测定仪cud3 cum151套2 6温度变送器tst10-bg2ccs2bd1t套2 7 ph 计 cps11 cpm151 cpa250 套2 8余氯检测仪 ccs141 cca250 ccm151 套1 9漏氯报警仪eit5300 4 探头套1 自控自控设备设备 1cpu 模块140cpu11303 块 4 2机架140xbp01300 13 槽 块 5 3电源模块140cps11410 块 5 4开关量输入模块140ddi35300 32 点 块 13 5开关量输出模块140ddo35300 16 点 块 14 6模拟量输入模块 140aci04000 8 通 道 块 6 7以太网通讯模块140noe77100 块 4 8双机热备套件140chs21000套1 9计算机 p4 1.6g，硬盘 40g，内 存 256m，21”彩显 台2 10激光打印机a4台1 11不间断电源10kva，30min台4 12同轴光缆米400 13电话程控交换机 20 门 套1 采暖采暖设备设备 1 锅炉 dzw0.35-0.7/95/70-a 套1 3 立式热水循环泵q=35m3/h h=35m n=7.5kw 台1 4 立式补水泵n=1.5kw台1 - 32- 3.6.7 引引进设备设进设备设想想 鉴于中国目前的国情以及*水工网*的实际情况，*水工网*属 于贫困县，目前资金比较紧张，所以在设备的选型上本着节约建设资 金，运行安全可靠的原则来进行。在进口设备的选择上要慎重考虑， 国外的设备在虽然性能优于国产设备，但是价格也较高，本设计考虑 除关键的控制仪表由于国内的设备还不是很过关，采用国外设备以外， 其余设备尽量采用国产设备。 - 33- 第第 4 章章 法法规规、条令、条令专专篇篇 4.1 节节能能 4.1.1 能耗能耗 1、能耗指标及分析 工程用电总负荷：净水厂总用点负荷为0.7万kw.h/d（256万kw.h/年）。 单位水量能耗：处理厂单位用电量为0.35kw.h/m3。 2、能耗分析 净水厂的吨水能耗指标受很多因素的影响，如水质情况、地理位 置、处理工艺流程等。其中送水泵房向城市供水所耗电能，一般占净 水厂用电总量的 70-80%，所以泵房的节能问题在设计中要引起足够 重视。 4.1.2 节节能措施能措施综综述述 1、处理工艺 水泵的工作状况、流量、扬程和变速、定速的并联曲线，要与城市 配水管网的流量及水力损失特性曲线相结合，来适应城市用水量和水 压变化，以节省能源。在管网布局上要合理，减少管道水头损失。设备 选型采用高效节能设备。以最大程度的节省能源消耗。 2、建筑节能措施。 在采光允许的情况下，减少开窗面积，适当增加构筑物墙壁厚度， 或采用益于保温的建筑材