毕业设计（论文）-湖南省G1市给水工程初步设计.doc

G1市给水工程初步设计给水排水工程专业 摘 要 G1市位于湖南南部, 是重要的商贸中心，近期规划人口30万，远期规划人口50万。该市现有1座水厂（同心桥水厂），以同心河为水源，供水规模为6 万T/d，由于现有水厂供水能力不能满足近、远期发展需要，根据总体规划，拟以郴江为水源兴建一新水厂。新水厂建成后，与原水厂联合向管网供水，形成多水源统一供水局面。本设计的主要内容包括：取水构筑物设计；净水厂设计；输配水管网设计；工程总概算四部分。经用水量计算知，新水厂近期供水规模为9万T/d，远期为18万T/d。由于原水受到微污染，所以新水厂处理工艺采用常规处理深度处理（臭氧生物活性炭）。增加深度处理后，能使出厂水水质明显提高。本设计对净水厂的排泥水进行了处置。滤池反冲洗水回收利用；沉淀池排泥水通过浓缩、脱水后进行垃圾填埋。工程总投资为19699.8万元,单位制水成本为0.77元/关键词：取水构筑物；配水管网；常规处理工艺；深度处理工艺；排泥水全套图纸加扣 3012250582AbstractG1 city is located in the south of hunan province.It is the commercial center of nearby areas. The projected population values in the near future and further future are 300 000 and 500 000 respectively.The city has been built a water plant with 60 000 tons per day named Tong xin qiao,which intaking the Tong xin river.With the development of the city,the old plant cant satisfy the water requirements in the future.According to the whole plan and developing tendency of the city,a new plant is planned on the upper reaches of Chen river. If the new plant is built,it will cooperate with the old one to feed water to pipe network,forming the situation of numerous water sources supplying water to comsumers at the same time.This design includes:. Design of the intake structure of the new water plant. Design of the new water plant. Design of the pipe network in the G1 city. Balance budget of water supply engineering and the running cost of the new plant.According to the demand of pipe network in the G1 city,the scale of the new plant is determinted as 90 000 tons per day in the near future and 180 000 tons per day in the.futher future.Because of the raw water source is contaminated slightly,the water treatment process of the new plant is conventional treatment plus advanced treatment(-BAC).Adding advanced trement,the organic contaminants can be efficiently removed.This design take steps to the water processing sludges.Filter wash water is recycled to the mixing basin.And the waste sludge from the settling tank is thickened and dewatered.After that the concentrated cake is disposed by landfill.The total investment of the engineering is196,998,000 Yuan. The unit produced water cost is 0.77 yuan /.Key Words: intake structure, pipe network, conventional treatment process, advanced treatment process, water processing sludges.目 录1 设计原始资料及设计任务11.1 原始资料11.1.1 自然条件11.1.2 城市概况11.1.3 供水规划21.2 设计目的和要求21.2.1 设计目的21.2.2 设计要求21.3 设计范围31.4 设计依据32 设计水量42.1 设计用水量42.1.1 设计用水量组成42.1.2 设计用水量计算52.2 设计水量53 给水水源及取水工程63.1 给水水源63.1.1 给水水源选择63.1.2 取水构筑物位置的选择73.2 取水工程83.2.1 取水构筑物选型83.2.2 吸水室83.2.3 取水头部83.2.4 自流管94 输配水工程104.1 取水泵站104.2 管网设计114.2.1 备选方案拟定114.2.2 给水管网布置114.2.3 管材选择124.2.4 初始流量分配134.2.5 管径确定134.2.6 管网水力计算及管网核算134.2.7 输配水管网方案技术经济比较134.3 清水池164.4 二级泵站165 给水处理厂185.1 总体设计185.1.1 工程规模185.1.2 厂址选择195.1.3 设计出水水质195.1.4 水处理工艺流程备选方案拟定195.2 水处理构筑物255.2.1 配水井255.2.2 絮凝沉淀池275.2.3 滤池315.2.4 臭氧化处理345.2.5 生物活性炭滤池355.2.6 加药间365.2.7加氯间375.3 水厂排泥水处理405.3.3工艺流程405.3.2处理构筑物415.4 自动控制系统425.5 水厂总体布置425.5.1 工艺流程布置425.5.2 平面布置435.5.3 高程布置445.5.4 水厂绿化与道路465.5.5 水厂管线设计465.6 钢制件及管道防腐485.7水厂人员编制486 给水工程投资估算及制水成本496.1 工程投资估算496.2 制水成本计算497 环境保护与劳动安全保护527.1 环境保护527.2 劳动安全保护52小 结54致 谢55参考文献561 设计原始资料及设计任务1.1 原始资料1.1.1 自然条件1. 气候G1市位于湖南南部，属亚热带湿润季风气候，四季分明。年平均温度17.8，最低气温零下-9，夏季潮湿炎热，雨量充沛，冬季寒冷干燥，雨量稀少。年降雨量1466.5毫米。年平均相对湿度79.8%，冬季多北风，夏季多南风，东南风。2. 地形地貌市区内地貌以丘陵，山地为主。标高140180米。该地段属于华南褶皱系，地质构造复杂，背、向斜及断层发育，对岩层整体性破坏严重，给岩层风化、岩溶作用创造了条件，部分工程地段复杂。3、地质、地震 G1市区出露的岩石，土层主要有石炭纪，二叠纪灰岩，砂页岩和第四纪红土，碎石土，砂砾石等。地下有大小溶洞，溶沟，溶槽，洼地等，这为滑坡，崩塌和地表塌陷提供了条件。 市区背向斜，断层等较大地质构造均产生在燕山期以前，运动缓慢。根据国家地震局所编制的“中国地震区划图”，本区烈度属于小于六度区。 4、水文 市区地表水主要为江河水，主要有郴江、同心河。 郴江全长75.7KM，总流域面积772km2，多年平均径流量0.79亿立方米，产水量1.42亿立方米，白鹿洞河段50年一遇，最高水位达150.83米，最低水位140.30米，多年平均流量9.22m3/s。 同心河全长32KM，流域面积176KM2，平均降坡7.5，多年平均径流量0.26亿立方米。1.1.2 城市概况G1市是湖南省重要的有色金属、建材农副产品加工工业基地；湖南及湘粤、赣边境地区重要的商贸、金融、信息中心和著名的风景旅游地。老城区现有城市人口20万，近期规划人口30万，远期规划人口50万。全市房屋建筑大部分为砖混结构，层数控制在7层以下。居住建筑内大都有给水排水卫生设备和沐浴设备。全市工业企业较多，工业用水比重较大，但比较突出的用水大户只有冶炼厂、钢厂和玻璃厂。它们的生产用水量（含职工上班生活用水）如表1所示。 G1市生产用水情况 表1序号厂名最高日用水量（m3/d）附居住区人数（人）近期远期1冶炼厂120001600020002钢 厂100001400018003玻璃厂200030001000 该市现有1座水厂（同心桥水厂），以同心河水为水源，供水规模为6 万T/d。管网布置以树状为主，局部为环状。水厂清水池池底标高为163.40米。二泵房配置5台S350-44A泵并联，4用1备。市区供电比较充足，电价平均为0.45元/度。 其他情况见G1市近期规划图。1.1.3供水规划 由于现有水厂供水能力不能满足近、远期发展需要，根据总体规划，拟以郴江为水源兴建一新水厂。新水厂建成后，与原水厂联合向管网供水，形成多水源统一供水局面。试对新水厂及整个给水管网进行规划和设计（新水厂工艺设计要求达到扩大初步设计深度；不考虑原有给水管理的布置）。1.2 设计目的和要求1.2.1 设计目的毕业设计是训练和培养人才的教学过程中最后的也是极为重要的一部分，毕业设计的作用是总结、巩固学生在校期间的学习成果，锻炼学生综合运用所学知识来解决工程实际中的问题的能力。通过毕业设计，进一步培养和提高学生分析问题和解决问题的能力，可使学生在以下几个方面得到锻炼：（1）设计能力；（2）综合运用各种理论知识来解决工程实际中问题的能力；（3）贯彻党和政府在基本建设方面的各项方针政策的能力。1.2.2 设计要求学生在老师的指导下独立地、全面地完成设计任务书所规定的任务，并要求努力提高设计质量。具体要求如下：（1）设计过程中必须独立完成设计、计算和绘图工作，认真提出设计文件。（2）设计的每一个阶段完成后，必须经指导老师审批后才能进行下一阶段的设计。（3）各阶段设计必须严格按计划进行，定期完成。（4）设计文件经指导老师审查、考查及格后，再做毕业设计答辩。1.3 设计范围根据设计资料，该市新水厂工程工艺初步设计范围包括：（1）城市给水工程规划。（2）输水干管、管网系统的布置、管径选择及管网平差。（3）给水处理厂内各项构筑物的形式选择、内容布置及尺寸计算。（4）取水构筑物的形式选择、设备布置及尺寸计算。（5）加压泵站、水量调节设备、加药设备的工艺设计和结构形式的选择。（6）城市给水工程投资估算和单位制水成本计算。完成上述内容后，需绘下图：（1）给水系统总体规划图；（2）取水头部，集水井、取水泵房，切换井工艺布置图；（3）处理厂总平面图和高程布置图；（4）混凝沉淀池工艺布置图；（5）滤池工艺布置图；（6）清水池工艺布置图；（7）二级泵站工艺布置图等。1.4 设计依据G1市给水工程初步设计以下列文件和资料为依据：（1）G1市给水工程初步设计任务书（土木工程学院给水排水教研室，2006年3月）（2）给水工程毕业设计指导书（土木工程学院给水排水教研室，2006年3月）（3）G1市近期规划图（1：10000）（4）采用的主要设计规范及标准如下：给水排水设计手册（第一册） 常用资料给水排水设计手册（第三册） 城镇给水给水排水设计手册（第九册） 专用机械给水排水设计手册（第十册） 技术经济给水排水设计手册（第十一册） 常用设备给水排水设计手册（第十二册） 器材与装置室外给水设计规范 （ 1997年版）地面水环境质量标准 （）生活饮用水卫生标准 （-85）城市供水水质标准 （）给水工程 （教科书 第四版）给水排水项目经济评价与概预算 （教科书 第一版）水泵及水泵站 （教科书 第四版）给水排水制图标准 （）2 设计水量设计给水工程首先要确定设计水量，通常将设计用水量作为设计水量。2.1 设计用水量2.1.1 设计用水量组成设计用水量是根据设计年限内用水单位数、用水定额和用水变化情况所预测的用户用水总量，但不包括工业企业自备水源所供应的水量。设计用水量应根据下列各种用水确定：（1）综合生活用水（包括居民生活用水和公共建筑用水）；（2）工业企业生产用水和工作人员生活用水；（3）消防用水；（4）浇洒道路和绿地用水；（5）未预见用水量及管网漏失水量。城市设计用水量按照最高日用水量计算。2.1.2 设计用水量计算1. 近期规划设计用水量由计算书部分可知，该市近期最高日（平均时）用水量为，取。该市最高日最高时用水量，其值为。该市同时发生火灾次数按2次考虑，总共需消防用水量为110 。2. 远期规划设计用水量由计算书部分可知，该市远期最高日（平均时）用水量为，取。远期规划的最高日城市用水的时变化系数可近似采用近期规划用水量的时变化系数，取1.44，于是可得远期规划的最高日最高时用水量为。2.2 设计水量1. 新水厂取水构筑物和一级泵站设计水量取水构筑物的土建和设备配置以及一级泵站土建按照远期处理规模进行设计，即设计水量为；一级泵站内部设备等按照近期处理规模进行设计，即设计水量为。2. 净水构筑物设计水量新水厂内各净水构筑物均按近期处理规模进行设计，即设计水量为。3. 新水厂二级泵站设计水量二级泵站的设计流量与管网中是否设置水塔或高地水池有关，当管网内不设水塔时，任何小时的二级泵站供水量应等于用水量。这时，二级泵站应满足最高日最高时的水量要求，否则就会存在不同程度的供水不足现象；相反当管网中设置水塔或高地水池时，二级泵站一般采取分级供水，此时二级泵站的设计流量为最高一级的供水线。根据G市的规划图，附近无高地可以利用，而建造水塔的造价较高，同时水塔如果容积取小，起不到很大的调节水量的作用，若取大，则相应增加造价；并且水塔的存在对整个管网的水质是起负面影响的，使水龄增长。因此本设计不推荐采用设水塔或高地水池。所以二级泵站的设计流量为最高时流量。为了节省能量，二级泵站考虑采用变频供水。4. 配水管网设计水量配水管网按最高日最高时用水量计，即：。5. 清水池调节容积清水池的调节容积应根据一级泵站、二级泵站的供水线和城镇用水量变化曲线确定，由于缺乏用水量变化规律资料，故按经验估算。由计算书可知，新水厂清水池调节容积按该水厂最高日供水量（）的10%计，即调节容积为9000。 3 给水水源及取水工程3.1 给水水源3.1.1 给水水源选择设计中水源选择一般考虑以下原则：（1） 所选水源水量充沛可靠，原水水质符合要求；（2） 符合卫生要求的地下水，宜优先作为生活饮用水的水源；（3）所选水源可使取水、输水、净化设施安全经济和维护方便；（4）所选水源具有施工条件。根据所给资料，该市地下水量较少，不能满足城市集中供水的需要，特别是该市有大型钢铁企业(供水安全性高)，因而不能作为供水水源。相反，G1市地表水则相当丰富，主要为郴江及同心河，特别是郴江其径流量大，水质好，适宜作为饮用水源；再考虑旧水厂以同心河为水源，所以新水厂若以郴江为水源，将大大提高该市供水的可靠性。结合其它水文地质条件，最后决定选用郴江作为新水厂的供水水源。3.1.2 取水构筑物位置的选择给水水源确定后，应进一步确定取水的位置。江河取水构筑物位置的选择是否恰当，直接影响取水的水质及水量、取水的安全可靠性、投资、施工、运行管理以及对河流的综合利用。因此正确选择取水构筑物的位置是一个十分重要的问题。在条件允许的情况下，应尽可能深入现场做好调查研究。江河取水构筑物位置选择时应考虑以下几点：（1）设在水质条件好的地点；（2）应具有稳定河床、河岸，靠近主流，有足够水深；（3）具有良好的地质、地形及施工条件；（4）靠近主要用水地区；（5）应注意河流上的人工构筑物或天然障碍物；（6）避免冰凌的影响；（7）应与河流的综合利用相适应。从G1市规划图可知，在拟建水厂西南处有一座桥，取水构筑物位置拟定在该桥上游约1000米且在郴江西岸处，其具体位置见给水系统总体布置图所示。理由如下：（1）取水点设于G1市的上游河段，可以避免生活和生产污水排入河流直接影响取水水质免受污染，保证取得良好的水质；（2）选择在水流畅通和靠近主流河段，避开河流中的回流区或“死水区”，确保取水点处在水质较好河段，还可以减少水中悬浮物、杂草、泥砂等进入取水口。（3）在该桥上游段是弯曲河段，对于弯曲河段，取水点宜设水深岸陡、泥砂量少的凹岸地带，但应避开凹岸主流的顶冲点，一般设在顶冲点下游1520m地段。本设计的取水口设在凹岸主流顶冲点下游约20m处。（4） 由于桥孔缩减了水流断面，使桥梁上游水流滞缓，造成淤积，抬高河床，将取水点设在渌江四桥上游1000m左右处，从而可以避开桥梁上游的淤积区。（5） 取水点附近交通发达，具有良好的工程地质、地形条件和施工条件。（6）取水点较靠近用水用户，与城市规划相适应；同时靠近水厂缩短了输水管的长度，提高了供水的可靠性，方便水厂的运行管理；3.2 取水工程3.2.1 取水构筑物选型考虑到郴江河河床稳定，地质条件好，地形较平坦，同时为了保证始终能取得水质较好的水，确定选用河床式自流管取水构筑物形式。河床式取水构筑物是由泵房、吸水室、自流管、取水头部和进水孔等组成。河水经取水头部的进水孔流入，沿进水管流至集水间，然后由泵抽走。3.2.2 吸水室本设计采用吸水室与泵站合建，合建的好处是设备布置紧凑，总建筑面积较小；吸水管路短，运行安全，维护方便。吸水室是用来安装水泵吸水管。进入吸水井内的水流要求顺畅、速度小、分布均匀、不产生旋涡。吸水室长度一般要满足吸水条件，宽度应根据吸水管的布置要求确定。一级泵站设一个吸水室，为了方便分隔清洗使用，将吸水室分成2格，中间隔墙上设置连通管和闸阀。每台水泵用吸水井一格，水泵吸水管伸入吸水室吸水。3.2.3 取水头部1. 形式选择取水头部应满足以下要求：（1）取水头部应设在稳定河床的主流深处，有足够的水深。（2）应结合当地施工条件、施工力量和施工方法，考虑便于施工的形式。（3）为防止船只、木筏碰撞，在其上游或周围设置航标加以保护。（4）取水头部至少分成两格（个），以便于检修和清洗。（5）因局部冲刷，应采取适当的护底措施，并使取水头部的基础和埋没在冲刷深度以下，在冲刷范围内沉排抛石，加固保护。（6）进水口的朝向，应视河水所含杂质、冰凌、流速、水深等条件而定，一般多朝向下游或垂直于水流方向。取水头部形式很多，可分为固定式和移动式。常用的有喇叭管、蘑菇型、鱼形罩、箱式、桥墩式等。每种类型有它的适用条件，具体选用哪种型式应参照已有的工程实例。本设计在湖南郴州，在中南地区菱形箱式取水头部应用较普遍，效果较好。因此本设计推荐采用菱形箱式取水头部。菱形箱式取水头部由周边开设进水孔的钢筋混凝土箱和设在箱内的喇叭管组成。由于进水孔总面积较大，能减少冰凌和泥沙的进入量。同时菱形水力条件较好，施工条件和设备安装较方便。2. 设计规模土建及设备按规模实施及配置。3. 构筑物取水头部选用菱形箱式取水头部，为了便于检修和清洗，将其分成两格。在箱式取水头部进水口处设置细格栅，用以拦截水中漂浮物。格栅尺寸选用：（标准尺寸），水流通过栅条的水头损失，采用0.1m。3.2.4 自流管设两根自流管，自流管的管径应按正常供水时的设计流量计算，根据计算书部分内容知，设计流量，自流管采用钢管时，管内流速，。采用钢管是因为钢管可以减少接头，方便施工，但需做好防腐措施。4 输配水工程4.1 取水泵站取水泵站土建按实施，内部设备则按配置。一级泵站采用圆形平面布置形式，这是因为圆形泵房受力条件和水力条件比矩形的优越，并且当水位变幅大且泵房筒体深度较大时，圆形比矩形更经济。泵房内径为18m，泵房高度（从室内地面至屋顶底板的高度）为。近期选用2台型水泵（流量，扬程为，轴功率），1台工作，1台备用；远期增加1台同型号水泵：总计3台型水泵，2台工作，1台备用。根据型水泵的要求，选用型配套电动机（功率，电压）。水泵引水采用自灌式。每台水泵有独立的吸水管与出水管，出水管在切换井内相互连接起来。吸水管与出水管按近期规模进行设计，吸水管采用钢管，出水管采用钢管。因泵房采用的是双排横向布置，所以采用环形吊车。选用LDH电动单梁环形轨道起重机（起重量10t，跨度18.5m，配套电动葫芦型号为，起吊高度24m），操作方式为操纵室控制。由于泵房较深，故采用电动水泵排水。沿泵房内壁设排水沟，将水汇集到集水坑内，然后用泵抽送到吸水井去。选用两台型离心泵（流量30，扬程，电动机功率，气蚀余量，转速）两台，一台工作，一台备用，配套电机型电动机。由于与水泵配套的电机为水冷式，无需专用通风设备进行空-空冷却，但由于泵房筒体较深，仍选用风机进行换气通风。选用2台型轴流风机，（型号5.6，叶轮直径为560，叶轮周速为42.5m/s,主轴转速为1450r/min，叶片角度25，风量10739 ，风压为173Pa，配套电机YSF-8014,N=0.55KW。）在净水厂的送水泵站内安装电磁流量计统一计量，故本泵站内不在设计量设备。4.2 管网设计4.2.1 备选方案拟定根据G1市规划图、水源和地形等情况，决定采用以河流为水源的统一给水系统。净水厂建在该市西南角。考虑到G1市西高东低，地形高差有40多米。因此，决定方案一为管网中不分区，两个水厂同时向管网供水；方案二则为分区供水，具体考虑在旧水厂处进行分区供水，使得高区由两水厂供水，形成多水源供水局面；低区则只由旧水厂供水。在高区与低区管网之间设连接闸阀，正常时关闭，事故时打开，高区管网中水可供应到低区，从而提高供水的可靠性。两种方案中，管网的布置形式相同，只是有无分区的区别。4.2.2 给水管网布置两种方案中，管网的布置形式相同，只是有无分区的区别。管网定线的一般要求是考虑管网分期建设的可能，并留有充分的发展余地；管线要遍布于整个给水区，以方便用户取水；从管网布置上保证供水有足够的安全可靠性，当局部管网发生事故时，断水范围较小；力求以最短距离敷设管线，以降低管网造价和供水能量费用。管网布置时，干管的延伸方向与二级泵站到大用户、最不利点的水流方向一致；干管之间的距离，视街区大小和供水可靠性要求，取500m800m不等；为保证供水安全，干管间设置连接管，连接管间距，视街区大小和供水可靠性要求，取800m1000m不等；对城市边缘地区或郊区用户，采用树状管线供水，形成树状网和环状网相结合的布置形式；对需过河管道采用从桥上通过。根据以上原则，结合城市实际情况，在此前提下布置管网，使水流方向大致指向控制点。定线时，尽量避免单侧配水和管线曲折，充分利用管道和降低工程难度。管网布置时，考虑到大用户的生产与消防用水不允许间断的特点，在各个大用户周围都尽量把管线设置成环。管网的详细布置形式见给水系统总体规划图。4.2.3 管材选择1. 管材选择的必要性在给水工程中，给水管道的投资比重较大。工程投产后，由于管道的漏水、破损、检修、维护以及摩阻系数等再成的运营费用也较大。水管的选择，不仅与给水管道工程的投资直接相关，而且也与工程的运营费用和安全可靠性有密切的关系。因此，恰当地选择水管式样和材料，对于节约工程造价，降低经营费用，提高供水安全可靠性具有重要意义。2. 管材选择各种水管的性能及优缺点如下：（1）铸铁管铸铁管按材质可分为普通铸铁管、高级铸铁管和球墨铸铁管。由于球墨铸铁管近年来在我国得到广泛的应用，故只考虑球墨铸铁管。球墨铸铁管在我国是一种新兴的铸铁管材，它具有较强的耐腐性、抗拉强度和耐水压能力，管壁较薄、较轻，采用承插式橡胶圈柔性连接，施工方便，止水效果好。由于其具有相当高的管身强度和较高的韧性，加之采用柔性接头，具有一定的伸缩可挠性，抗爆和抗震能力强。（2）钢管在室外给水工程中，通常只在管径大和水压高的地方，以及因地质、地形条件限制或穿越铁路、河谷和地震地区时使用。（3）水泥压力管水泥压力管价格较低，不易腐蚀与结垢，输水能力可以长期保持不变。但根据实际运行经验，其承压能力不高，爆管事故率较高。随着一些优质管材的出现，其应用的范围将可能逐步缩小。（4）塑料管塑料管通常有硬聚氯乙烯（）和聚丙烯（）塑料管两种。塑料管具有质量轻、耐腐蚀、不结垢、输水阻力小、运输方便、价格便宜等突出优点，但其具有易变形、易老化、管径范围小等缺点。（5）玻璃钢管玻璃钢管具有耐腐蚀，不结垢，输水阻力小，耐压能力强，质量轻，对水质无影响。但目前价格偏高。根据以上阐述，综合分析比较，本设计对于一般埋地管采用球墨铸铁管,当穿越铁路、桥梁时，则选用钢管。4.2.4 初始流量分配进行管网初始流量分配时，为供水安全可靠起见，在每个水厂供水区域的主要供水干线上分配大致相近的流量，而在大部分连接管上分配较少的流量。初始流量分配时，除了考虑经济和安全供水这两个因素外，还应满足节点流量平衡条件。从二泵房至管网的两条输水管，为供水安全计，分配相近的流量。两种方案最高用水时各管段的初始流量分配如图4.1和4.2所示。4.2.5 管径确定最高用水时初始流量分配完成后，即可进行输配水管网各管段管径的计算。方案一和方案二各管段管径如图4.1和4.2所示。4.2.6 管网水力计算及管网核算管网的水力计算及管网核算详见计算书部分。推荐方案的三种工况下，管网平差校核结果详见管网平差示意图。4.2.7 输配水管网方案技术经济比较从计算书中可知，方案一管网部分的建筑工程总造价为3255.03万元，常年运转的动力费为272.08万元；方案二管网部分的建筑工程总造价为3474.11万元，常年运转的动力费为251.94万元。由上面计算可知，管网初期投资第二方案比第一方案多219.08万元，而每年的动力费用第二方案比第一方案省20.14万元。如果进行静态投资比较，11年后，第二方案就会比第一方案总造价低。另外，第二方案低区管网用的是老泵，故可节省两台泵的费用；再加上分区后，管网中低区水压普遍更合理，供水安全性大大提高。所以本设计推荐第二方案。4.3 清水池新水厂内建2座清水池，每座清水池的有效容积为7500。采用矩形水池，设计有效水深为，超高0.3m，平面尺寸为。进水管采用标准管径钢管；出水管采用标准管径钢管，其设置形式：由于二级泵站前设有吸水井，故采用从池底集水坑敷管出水；溢水管管径与进水管相同，即。管端为喇叭口，管上不设置阀门； 排水管采用。通气孔共设置9个，分3排布置，每排3个。通气孔池外高度布置有参差，分别采用高出地面900mm和1400mm，以利空气自然对流。检修孔各设置3个，池的进水管、出水管和溢流管附近各设置一个，孔的直径为1600毫米。孔顶设置防雨盖板。池内设置导流墙的目的是为避免池内水的短流和满足加氯后的接触时间的需要。为清洗水池时排水方便，在导流墙底部，隔一定距离设置流水孔，流水孔的底缘与池底相平，孔高150mm，宽300mm。4.4 二级泵站二泵房为半地下式泵房，内部设备按照1500L/s规模配置，考虑到远期发展，设置2座预留基础。二级泵站的平面采用矩形，泵房机组间平面尺寸为（未计入墙厚）。泵房高度（从室内地面至屋顶底板的高度）为，泵房所在的室外地坪标高为174.00m，二泵房室内地面低于室外2.68m。根据管网部分的计算，已经初步选好泵型及台数。即近期2台600S47和2台350S44，1台600S47和2台350S44运行，1台600S47备用；远期增加2台600S47水泵，3台600S47和2台350S44运行，1台600S47备用。查水泵与电机样本，600S47型离心泵与350S44型离心泵的性能参数如下：（1）600S47型离心泵600S47型离心泵流量，扬程，转速，轴功率，气蚀余量，泵重量。与600S47型离心泵配套电动机型号，电动机功率为，电压，电机重量。（2）350S44型离心泵350S44型离心泵流量，扬程，转速，轴功率，气蚀余量，泵重量。与350S44型离心泵配套电动机型号，电动机功率为，电压，电机重量。每台水泵有独立的吸水管与出水管，出水管在切换井内相互连接起来。两种型号离心泵的吸水管与出水管均按近期规模进行设计：600S47型离心泵吸水管采用钢管，出水管采用钢管；350S44型离心泵吸水管采用钢管，出水管采用钢管。二级泵站设一个吸水井，按照实施及配置。为了方便分隔清洗使用，将吸水井分成2格，中间隔墙上设置连通管和闸阀。每3台水泵（包括远期1台）共用吸水井一格，水泵吸水管伸入吸水井吸水。吸水井长度30.1m，宽度4.2m，有效水深采用5.8m。起重设备选用桥式吊车，选用LD-A型电动单梁起重机，起重量为5T，跨度为10.5m。水泵系采用非自灌式工作，采用真空泵充水。选用型真空泵，配套电动机型号为，功率为10kW。采用角字形布置，参数：，。二泵房为半地下式泵房，二泵房室内地面低于室外2.68m，采用电动水泵排水。沿泵房内壁设排水沟，将水汇集到集水坑内，然后用泵抽送到室外下水道。选用两台型离心泵（流量）两台，一台工作，一台备用，配套电机型电动机。由于与水泵配套的电机为水冷式，同时泵房为半地下式，采用自然通风即可取得良好的换气效果，无须设置专用通风设备。安装电磁流量计，共设两个，每根输水干管上各设一个电磁流量计。水泵采用调速可使水泵运行工况与要求的供水工况更好地相符合，达到节能的目的，且保持水泵运行在较高效率区。关于调速装置的选用不属于本设计的范畴。5 给水处理厂5.1 总体设计5.1.1 工程规模新水厂近期工程建设总规模为，远期规模为。根据设计要求，初步设计按近期规模设计，水厂自用水量按7%考虑，并考虑远期发展的需要，预留远期生产用地。给水处理厂的主要构筑物拟分为4组，近期设2组，每组4.5万，远期再增加2组。5.1.2 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。本设计的资料及蓝图中已确定了水厂的位置。5.1.3 设计出水水质水厂设计出水水质达到国家现行生活饮用水卫生标准（-85）。5.1.4 水处理工艺流程备选方案拟定1.水处理工艺流程的拟定为使出厂水符合国家生活饮用水卫生标准，按照技术合理、经济合算、运行可靠的指导思想，设计水处理工艺流程。我国大多数已建水厂按GB5749-85生活饮用水标准控制水质，采用的工艺基本上是常规处理工艺。但是随着我国经济的进一步增强，人们物质生活水平的提高，相应的水质标准将不断提高，2005年建设部公布的城市供水水质标准CJ/T2062005提出的水质指标达93项，远超过GB574985标准的35项指标；同时随着环境污染的不断加剧，水源特别是地表水源受到不同程度的污染，近年来，水源水质普遍出现了溶解性有机物增多、氨氮浓度高、水体有异味、色度增高、藻类大量繁殖等问题即所谓的微污染问题。传统的处理工艺（混凝沉淀过滤+消毒）已不能满足处理水的要求，所以从目前的趋势看，在水厂中增设深度处理工艺已迫在眉睫。从资料所给的原水水质分析表可以看出，除了色度、混浊度、大肠杆菌、细菌总数这四个常规项目超标外；酚、有机磷、氨氮这三个非常规项目也超标，为了很好去除这些有机物，决定增加深度处理工艺。故新水厂处理工艺决定选用常规处理深度处理。新水厂采用的处理工艺流程为： 投加消毒剂 原水配水井絮凝沉淀过滤深度处理清水池二级泵站投加混凝剂图5.1新水厂处理工艺流程2. 主要处理构筑物的选择（1）混合工艺混合是原水与混凝剂或助凝剂进行充分混合的工艺过程，是进行絮凝和沉淀的重要前提。混合是将药剂充分、均匀地扩散于水体的工艺过程，对于取得良好的混凝效果具有重要作用。混合问题的实质就是药剂水解产物在水中的扩散问题。混合的方式有很多种，常用的有水泵混合、管式混合、机械混合。 水泵混合水泵混合是将药剂投加在取水泵吸水管或吸水喇叭口处，利用水泵叶轮高速旋转以达到快速混合的目的。它适用于一级泵站距处理构筑物较近（120m以内），优点是设备简单；混合充分，效果较好；不另消耗动能。缺点是安装管理较复杂；配合加药自动控制较难。 管式混合目前广泛采用的管式混合器是静态管式混合器，是利用水厂进水管的水流，通过管道或管道零件产生局部阻力，使水流发生涡旋，从而使水体和药剂混合。管式混合的优点是设备简单；不占地；在设计流量范围，混合效果好。缺点是当流量过小时效果下降。但从总体经济效果而言还是具有优势的。 机械混合机械混合是依靠外部机械供给能量，使水流产生紊流。它的优点是水头损失较小，适应各种流量变化，能使药剂迅速而均匀的分布在原水胶体颗粒上，同时使胶体颗粒脱稳，具有节约投药量等特点。缺点是增加相应的机械设备，需消耗电能，同时也增加了机械设备的维修及保养工作，管理维修比较复杂。由于本工程取水泵房距水厂较远，不宜采用水泵混合；机械混合虽然混合效果较好，能耗较低，但占地较大，且投资较高；管式静态混合器不占地，不需外加动力，且混合器每一个单元体同时发生分流、交流和旋涡三种混合作用，混合效率达94%以上，因此本设计推荐使用管式静态混合器。（2）絮凝工艺絮凝过程是将投加混凝剂并充分混合的原水，在水流作用下使絮凝粒相互接触碰撞，以形成更大的絮粒，以适应沉淀分离的要求。为了达到完善的絮凝效果，必须具备两个主要条件：一是混凝剂水解后产生的高分子络合物形成较强的吸附架桥连接能力，这是由混凝剂的性质决定；二是保证颗粒获得适当的碰撞接触而又不致破坏的水力条件，这是由设备的动力学条件决定。所以絮凝池形式的选择，应根据水质、水量、沉淀池形式、水厂高程布置以及维修条件等因素来确定。絮凝的方式有很多种，可分为机械和水力两大类，常用的有机械絮凝池、隔板絮凝池、折板絮凝池、网格（栅条）絮凝池等。 机械絮凝池机械絮凝池絮凝效果好，水头损失小，反应时间1215分钟，可适应水质、水量的变化，但机械设备维护量大，管理比较复杂，在国内尚未普及。 隔板絮凝池隔板絮凝池的优点是构造简单，管理方便，当水量变化不大时，絮凝效果好。缺点是絮凝时间较长（1524分钟），絮凝池容积大，且当水量变化大时，絮凝效果不稳定。它适用于水量大于30000m3/d的水厂。 折板絮凝池折板絮凝池利用在池中加设一些扰流单元以达到絮凝所要求的紊流状态，使能量损失得到充分利用，能耗与药耗有所降低，停留时间缩短。折板絮凝池的优点为絮凝时间短，絮凝效果好，容积较小。缺点是构造较复杂，水量变化影响絮凝效果。它适用于水量变化不大的水厂。 网格（栅条）絮凝池网格（栅条）絮凝池是应用紊流理论的絮凝池。絮凝池分成许多面积相等的方格，进水水流顺序从一格流向下一格，上下交错流动，直至出口。在全池三分之二的分格内，水平放置网格或栅条。通过网格或栅条的孔隙时，水流收缩，过网孔后水流扩大，形成良好絮凝条件。它具有絮凝时间短、效果较好、构造简单等优点。缺点是当水量发生变化时将影响絮凝效果；安装维修比较麻烦；絮凝池末端的竖井底部容易产生积泥现象。另外少数水厂还发现在网格上滋生藻类，堵塞网眼的现象。由于机械絮凝在我国尚未普及，本设计仍考虑采用水力絮凝形式。在多种水力絮凝形式中，根据上述描述，本设计推荐采用折板絮凝池或栅条絮凝池。至于采用哪一种，会在方案的技术经济比较时确定。（3）沉淀和澄清工艺沉淀工艺给水处理中的沉淀工艺是指在重力的作用下，悬浮固体从水中分离出来的过程。它担负着去除8099%以上的悬浮固体，其设备的运行状况直接影响着出水水质。目前国内最为广泛采用的沉淀池是平流沉淀池和斜管沉淀池。a）平流沉淀池平流沉淀池应用最早，可谓是经久不衰。平流沉淀池设计的关键在于均匀布水、均匀集水和排泥彻底与方便。平流沉淀池的进水来自絮凝池，经过穿孔花墙，以达到在整个池断面内均匀布水；平流沉淀池出口段一般采用堰口布置，或采用淹没式出水孔口，以使沉淀后的水尽量在出水区均匀流出；至于及时排泥，国内采用的桁架式吸泥机是一种很好的排泥方式。平流沉淀池的优点是对水质、水量的变化适应性强，潜力大，处理效果稳定；构造简单，池深较浅，造价较低；操作管理方便，施工较简单；采用机械排泥效果好。缺点是占地面积大；需维护机械排泥设备。b）斜管沉淀池斜管沉淀池是设置斜管的沉淀池，依靠斜管的高效沉淀性能使得水中的大颗粒絮凝体分离出来，然后沿斜管滑落至池底部，而后采用穿孔管、污泥斗、刮泥机或吸泥机排至池外。斜管沉淀池具有占地面积小、停留时间短、沉淀效率高、出水水质好等优点。缺点是斜管耗用较多材料，老化后尚需要更换，费用较高；对原水浊度适应性较平流池的差；斜管沉淀池的停留时间短，要求配套的絮凝池有良好的絮凝效果；斜管内易滋生藻类和积泥，要经常停池冲刷。 澄清工艺澄清池是在竖流沉淀池基础上发展起来的一种集混合、絮凝、沉淀于一体的水处理构筑物，它是利用池中积聚的泥渣与原水中的杂质颗粒相互接触、吸附，以达到清水较快分离的净水构筑物，可充分发挥混凝剂的作用和提高澄清效率。目前国内应用最多且运行管理经验较成熟的澄清池是机械搅拌澄清池。机械搅拌澄清池是利用机械搅拌的提升作用来完成泥渣回流和接触反应。加药混合后的原水进入第一反应室，与几倍于原水的循环泥渣在叶片的搅动下进行接触反应，然后叶轮提升至第二反应室继续反应，以结成较大的絮粒，再通过导流室进入分离室进行沉淀分离。国内给排水工程师普遍认为，机械搅拌澄清池是一种比较好的池型。其优点是处理效率高，单位面积产水量较大；对水质、水量的变化适应性强，出水水质好；水头损失小，能适应大、中型水厂。缺点是增加了一套机械搅拌设备，使维修工作量增加。结合G1市经济状况与水厂的管理技术水平，本设计采用沉淀工艺，推荐使用平流沉淀池。（4）过滤工艺过滤是净水厂最关键的处理工艺部分。它一般是指以石英砂等粒状滤料层截留水中悬浮杂质，从而使水得到澄清的工艺过程。它不仅将水的浊度降低到1度以下，而且可以去除水中的部分有机物等，还使水中的细菌、病毒裸露出来，因此，过滤工艺的好坏直接决定净水厂的最终水质。国内目前全部采用的是快滤，主要池型有普通快滤池、双阀滤池、无阀滤池、移动罩滤池、虹吸滤池和V型滤池等。 普通快滤池以石英砂作为滤料的普通快滤池使用历史最久，是国内水厂普遍采用的一种滤池。它的优点是有成熟的运转经验，运行稳定可靠，出水水质好；采用砂滤料，材料易得，价格便宜；采用大阻力配水系统，能保证反冲洗时配水均匀，因而单池面积可做得较大。缺点是阀门较多，管理较为不便，造价略微偏高。 双阀滤池目前采用的双阀滤池有鸭舌阀式双阀滤池和虹吸管式双阀滤池。前者是以鸭舌阀取代进水阀、虹吸管取代排水阀；后者以虹吸管取代进水、排水阀。双阀滤池其实跟普通快滤池差不多，只是减少了两个阀门，以降低工程造价。 无阀滤池无阀