扬中市西来镇自来水厂设计_secret

第一章 设计说明书1 概述1.1 城市概况西来镇自1982年撤乡建镇以来，镇工农业总产值有了一个突飞猛进的发展，至2004年，镇已实现工农业总产值4.23亿元，其中工业产值3.5亿元，并形成了一个以机械、化工、纺织、铸造为主的工业城镇。目前，在乡镇规划的指导下，正积极培植规模经济，加大投入，确保工业持续发展，但供水问题制约了经济发展。1.2 城市现有供水设施简介西来桥镇现有一座设计能力为3500 m3/d的自来水厂，地处全镇西部边缘的面夹江处，她始建于1982年，陆续才建成现在3500 m3/d的规模，占地仅为0.23公顷，该厂水源为紧靠水厂的川水港水源，水厂的工艺形式为水力循环澄清池无阀滤池的处理形式，分为二套系统，另有三座容积为1100 m3的清水池。随着工业的发展，2002年最高日用水量已达4000 m3/d，且全镇仅有二条管径为200、150 mm旧的供水管道。根据西来桥自来水厂目前运行的实际情况，西来桥水厂存在以下问题：1.2.1 水源水质状况差1.2.2 工艺形式比较落后随着净水工艺科技的发展，近来一些高效、结构简便的处理构筑物相继问世，例如折板反应池、网格栅条反应池，水力循环澄清池已不能满足水量发展的需要。1.2.3 设计规模小由于近几年，乡镇工业突飞猛进的发展，乡镇工业用水和生活用水也发展很快，西来镇1998年最高日用水量已超过3500 m3/d，现有容积已不能满足用水量发展的需要。1.2.4 布局不合理，发展受限制初建水厂时因缺少科学考证、长远规划。3500 m3/d的规模仅有大小不一的七、八坐构筑物，布局比较凌乱，造成厂内管网比较复杂，另外厂占用地仅有0.23公顷，没有留足发展用地。现有原址扩建，已没有建设用地。1.2.5 管网布局不合理由于厂址选择太偏，管道设计偏小，供水能量损失很大，造成边远地区的村镇有用不到水的状况，影响了村民的日常生产和生活。1.3 原始设计资料1.3.1 地质条件属于长江冲击屿地区，境内地势平坦。1.3.2 气象条件（1）西来桥镇气候温和，雨量充足，属于温带海洋性气候，年平均气温15度，最高温度41度，最低温度零下15度。（2）年平均降雨量852.0毫米，最大年降雨量1423.4毫米，最小年降雨量530毫米。（3）主导风向：东南风。（4）最大冻土深度：100mm。1.3.3 最大冻土深度：100mm。1.3.4 地下平均水位 ：2.0m。1.3.5 水源资料根据长江西来桥镇政府及西来桥水利站提供的资料及现场勘测，流经该镇的河流大都受到两侧工业污水污染，水质状况较差，主要河流有川心港，但由于水源未受保护，导致大量污水倾入川心港，根据扬中市卫生防疫站对该厂源水的检测报告，该厂源水大肠杆菌比较多，若水厂再不进行水源的保护，则水源的污染将会越来越严重。长江扬中段此处江岸稳定、水伸岸定，水源水质符合国家卫生标准（见下表），长江汛期水位最高为吴淞标高7.8米，枯水位为吴淞标高1.8米，平均水位为3.03.6米。1.4 工程设计原有管网已不能满足要求,需对其进行改造扩建,原水厂的供水量也已不能满足要求,由此提出了对扬中西来镇水厂进行改建的工程规划.首先需对水源进行重新选择确定,对管道进行重新铺设,净水厂改址重建，以保证供水可靠性。因此，通过本次设计，应使供水满足需求。设计内容包括取水构筑物和净水厂设计计算。2 设计水量2.1 设计用水量设计用水量定额是确定设计用水量的主要依据，它可影响给水系统相应设施的规模、工程投资、工程扩建的期限、今后水量的保证等方面，所以必须慎重考虑，应结合现状和规划资料并参照类似地区或企业的用水情况，确定用水定额。城市生活用水和工业用水的增长速度，在一定程度上是有规律的，但如果对生活用水采取节约用水措施，对工业用水采取计划用水、提高工业用水重复利用率等措施，可以影响用水量的增长速度，在确定设计用水量定额时应考虑这种变化。居民生活用水定额和综合用水定额，应根据当地国民经济和社会发展规划和水资源充沛程度，在现有用水定额基础上，结合给水专业规划和给水工程发展条件综合分析确定。最高日设计用水量内容包括：城市最高日综合生活用水量（包括公共设施生活用水量）、工业企业生产用水量、工业企业职工的生活用水和淋浴用水量、浇洒道路和大面积绿化用水量、未预见水量和管网漏失水量、消防用水量。由于消防用水量是偶然发生的，不累计到设计总用水量中，仅作为设计校核用。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，应将消防用水量计入最高日用水量。2.2 设计水量根据西来桥镇及城镇总体规划、参照镇江地区乡镇供水的时间经验，西来桥镇供水设计分为两个阶段：2.1.1 目标西来镇总人口为19000人（其中镇区人口6000人）,近期目标即指至2010年，在这期间，居民生活用水量标准以300升/人.日，工业用水量按照生活用水的100%计算，绿化用水按照生活用水的10%计算，再加上其他用水量（包括市政、未预见和管网漏失水量等）。目标用水量（至2010年）：综合生活用水为Q1=300190000.001=5700 m3/d工业用水为Q2=Q1=5700 m3/d绿化用水为Q3=Q110%=570 m3/d未预见和管网漏失水量为Q4=20%(Q1+Q2+Q3)=2394 m3/d最高日用水量为Q=Q1+Q2+Q3+Q4=14364 m3/d3 给水工程规划3.1 给水工程方案3.1.1 水源选择设计中选择给水水源，一般应考虑一下原则：（1） 所选水源应当水质良好，水量充沛，便于卫生防护。水质良好，要求原水水质符合生活饮用水卫生标准中的有关规定或符合生活饮用水水源水质标准的规定；水量充沛，要求地下水取水量小于等于允许开采量，地表水取水量小于等于其枯水期的可取水量。水源可取水量既要保证近期用水量，也要满足远期用水量；便于卫生防护，要求所选水源卫生防护地带设置符合生活饮用水卫生标准中的有关规定。（2） 符合卫生要求的地下水，宜优先作为生活饮用水源。（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） 所选水源有条件时应集中与分散取水，地下取水与地表取水相结合。（5） 所选水源具有施工条件。3.1.2 取水位置选择给水水源确定后，应进一步确定取水位置。对于不同种类的水体，选择取水位置应考虑的因素有所不同，但相同的都尽可能充分利用有利取水条件，避开不利的取水条件。下面叙述取集江河水选位应考虑的因素。取集江河水选位应注意下列因素：（1）取水点应避开污水排放口、泥沙沉淀区、河水回流、死水区、咸水的影响，选在水质良好的河段；（2）取水点应位于河岸、河床稳定，靠近主流，有足够水深的河段；（3）取水点应具有良好的工程地质、地形和施工条件；（4）取水点应尽量靠近用水区；（5）取水点应避开人工或天然障碍物的影响；（6）取水点应避开冰凌的影响。实际设计过程中应根据毕业设计任务书提供的水文地质勘查资料，如水文地质图，水文地质剖面图，钻孔柱状图，河流水文、地质、冰冻、河床、地质等资料。综合考虑选位的各种因素，正确地确定取水位置。本设计中选用长江扬中段的水作为原水。3.1.3 水处理工艺选择从水源厂出来的水，流经配水井，输送到净水厂，进行水处理，从清水池出来的水，经过吸水井和二泵房，输送到各用户。给水处理厂的设计规模及流程选择：（1） 给水处理厂的处理水量一最高时平均日流量计，即处理规模为1.6104m3/d（包括水厂自用水量的5%）。（2） 给水处理厂的主要构筑物拟分为两组。每组的处理规模为0.8104m3/d，处理后的水符合国家的生活饮用水卫生标准。（3） 根据原水水质和处理后水质要求下面列出两个水处理方案，最后经技术经济比较后，确定一个最优方案。方案一：原水取水泵房静态混合器网格絮凝池斜管沉淀池重力式无阀滤池清水池（折点加氯）送水泵房用户。方案二：原水取水泵房静态混合器机械搅拌澄清池V型滤池清水池（折点加氯）送水泵房用户。3.2 给水工程设计方案比较3.2.1 技术经济比较（1） 静态混合器：虽然当流量降低时，混合效果下降，但其构造简单，无运动部件，安装方便，混合充分且快速均匀。其设计要点，水头损失与设置分流板的级数一般可取3级。（2） 絮凝沉淀：网格絮凝池是我国今年来应用紊流理论发展起来的新型滤池，现已被广泛应用，并且可以和斜管沉淀池或者平流沉淀池合建，适应于中小型水厂，特点是构造简单，建造和维修成本低，絮凝效果好等特点。斜管沉淀池是内置斜管的沉淀池，按照斜管中的水流方向可以分为同向流、异向流和侧向流三种形式，其中以异向流应用最广，斜管沉淀池具有停留时间短，沉淀效率高，占地省等特点，但斜管费用较高，并且使用周期短。机械搅拌澄清池对水质和水量变化的适应性强，处理效果高，应用广，但建造和维修成本高，一般适应于大中型水厂且有相当维修保养能力时。所以，经过比较本设计采用网格絮凝池和斜管沉淀池合建这一方案。（3）滤池：重力式无阀滤池适用于小型水厂。优点是不需设置阀门；自动冲洗；管理方便；可成套定型制作，上马快。存在的缺点是运行过程看不到滤层情况；清砂不便；单池面积较小；反冲洗时要浪费部分水量；变水头等速过滤，水质不如降速过滤。）V型滤池的优点是优点主要就是截污能力强、过滤周期长、反冲洗水量小等，缺点就是增加了供气设备和维修的工作量，施工难度也有增加，适应于大中型水厂。通过技术经济比较可以看出，对于小型水厂，方案一具有施工简单，配套设备少，处理效果好，管理方便，建造维修费用低等多种优点，比二方案更适合于乡镇小水厂。最终处理方案为：原水取水泵房静态混合器网格絮凝池斜管沉淀池重力式无阀滤池清水池（折点加氯）送水泵房用户。3.2.2 各处理构筑物设计参数的选择（一）静态混合器 设计和使用要求如下：（1）混合元件数可为14节，流速小时采用上限。（2）水头损失等于： h=0.1184Q2n/d4.4 式中 Q流量，m3/s d进水管管径，m n混合单元数。 一般，静态混合器的水头损失小于0.5米。（二） 絮凝沉淀设备：网格絮凝池A 适用条件：（1）.原水水温为4.034.0摄氏度、浊度为252500度。（2）.单池的处理水量以12.5万m3/天较合适。（3）.适用于新建也可用于旧池改造。B 设计要求（1）.絮凝时间一般为615min;（2）.絮凝池的分格大小按竖向流速确定；（3）絮凝池分格数按絮凝时间计算，多数分为818格，可大致分为3段，每段絮凝时间大概35分钟；（4）.网格前段较多，中段较少，末段可不放，但前段总数一般在16层以上，中段为8层以上；（5）.每格的竖向流速，前段和中段为0.120.14m/s，末段0.10.14m/s；（6）.一般排泥可用长度小于5m、直径150mm200mm的穿孔排泥管或单斗底排泥，采用快开排泥阀。斜管沉淀池A. 适用条件（1）.适用于大、中、小型水厂。（2）.适用于新建、改建或者扩建。为提高产水量和挖掘潜力，可在平流沉淀池和各种澄清池内加设斜管或斜坡。（3）受到建设场地限制，不能用平流沉淀池时。（4）.异向流斜管沉淀池用于原水浊度长期低于1000度时。同向流斜板沉淀池适用于浊度长期低于200度时的原水。B. 设计要求（1）.斜管沉淀池液面负荷：异向流9.011.0m3/h m2，水温较低地区应选低值。 （2）.用作饮用水沉淀池时，斜管材料应为无毒材料。以聚氯乙烯塑料采用较多。斜管断面一般为正六边形，斜长1m，倾角60度，垂直高度0.86m，安装时倾角方向不应使水流直冲斜管。（3）.斜管顶部以上的清水区高度为1.01.5m，斜管底部以下配水区高度不小于1.01.5m，机械排泥时，配水区高度应大于1.6m，便于安装和检修。（4）.出水采用穿孔管或穿孔集水槽，管或槽的间距为1.21.8m。（三） 滤池过滤时，原水由进水配槽经U形进水管流入滤池，滤后水由连通渠上升到冲洗水箱，水箱满后就溢流到清水池。过滤过程中，滤层阻力逐渐增加，虹吸上升管中的水位相应上升，将虹吸管中的空气从虹吸下降管挤出，穿过水封井溢入大气中。水位上升高度到虹吸辅助管管口时，水从辅助管留下，经抽气管抽除虹吸管中的空气,这时虹吸上升和下降管中的水位同时上升,最终两者会合,形成连续虹吸水流,于是冲洗水箱的水通过滤层反冲洗,滤层膨胀,冲洗废水由排水虹吸管经过水封并进入沟渠.当水箱水位降低到虹吸破坏斗以下时,虹吸破坏,冲洗结束,重新开始过滤。，下管 重力无阀滤池的设计要点及主要参数如下：(1) 滤速、滤料、承托层、冲洗强度等可参照普快滤池，采用小阻力配水系统。(2) 每格滤池应有单独的进水管，一般和出水管的直径相同。(3) 采用两格组合的无阀滤。(4) 冲洗水箱容积按照一格滤池冲洗一次所需水量决定。(5) 冲洗前的期终水头损失等于辅助管口到冲洗水箱最高水位的高差，一般采用1.5米。(6) 虹吸管的管径由冲洗水箱平均水位与水封井堰口的高差、平均冲洗强度时系统中的总水头损失确定。(7) 滤池滤料层面以上的直壁高度等于冲洗时滤料最大膨胀高度再加保护高。（四）消毒设施水中的微生物大多数粘附在悬浮颗粒上，经过混凝、沉淀、过滤处理后，可以大量去处水中细菌和病毒。但为保证饮用水细菌学指标，消毒过程必不可少。水的消毒处理一般是生活饮用水处理工艺的最后一道工艺。消毒的目的在于杀灭水中的有害病原微生物（病原菌、病毒等）。由于氯消毒经济、有效，消毒灭细菌、灭病毒效果优良，在配水管网中又有剩余作用，使用方便且应用广泛，故本设计中使用氯消毒。（1）氯气是黄绿色气体，有毒，具刺激性，质量为空气的2.5倍，工程使用时将其压缩成相对密度为1.5的液态形式，装在压力为0.60.8Mpa的钢瓶中供应。（2）为避免氯瓶进水后氯气受潮腐蚀钢瓶，瓶内需保持0.050.1Mpa的余压。（3）氯气不能直接用管道加到水中，必须由加氯机投加。加氯后可安装静态混合器，促使氯和水混合均匀。（4）为保证稳定的出氯量，一般用自来水喷淋于氯瓶上，供给液氯气化缩吸收的热量，不得用明火烘烤以防爆炸。（5）投氯时，可将氯瓶放置于磅秤上核对钢瓶内的剩余量，以防止用空，加氯机中的水不得倒灌入瓶。（6）因为氯气的密度比空气大，应在加氯间低处设排风扇，换气量为每小时812次。（7）氯气的设计用量，应根据相似条件下的水厂运行经验，按最大容量确定，余氯量应符合生活饮用水卫生标准出厂水的游离余氯不低于0.30mg/l，管网末梢不低于0.05mg/l。一般水源的氯前加氯量为1.02.0mg/l，滤后水或地下水的加氯量为0.51.0mg/l。（8）水和氯应充分混合，接触时间不应小于30min，杀菌作用随氯和水的接触时间增加而增加，如接触时间短，就应增加投氯量。（9）为保证不间断加氯，保持余氯的稳定，气源宜一用一备，并设压力自动切换器。（10）加氯机的作用是保证消毒安全和计量准确，为保证连续工作，其台数应按最大加氯量选用。（11）加氯间与氯库可单独建造，亦可与加药合建，便于管理，但均应有独立向外开的门，以便运输药剂。（12）加氯间应靠近加氯点，以缩短加氯管线的长度。4 给水水源与取水工程4.1 取水位置选择给水水源确定后，应进一步确定取水位置。对于不同种类的水体，选择取水位置应考虑的因素有所不同，但相同的都尽可能充分利用有利取水条件，避开不利的取水条件。下面叙述取集江河水选位应考虑的因素。取集江河水选位应注意下列因素：（1）取水点应避开污水排放口、泥沙沉淀区、河水回流、死水区、咸水的影响，选在水质良好的河段；（2）取水点应位于河岸、河床稳定，靠近主流，有足够水深的河段；（3）取水点应具有良好的工程地质、地形和施工条件；（4）取水点应尽量靠近用水区；（5）取水点应避开人工或天然障碍物的影响；（6）取水点应避开冰凌的影响。实际设计过程中应根据毕业设计任务书提供的水文地质勘查资料，如水文地质图，水文地质剖面图，钻孔柱状图，河流水文、地质、冰冻、河床、地质等资料。综合考虑选位的各种因素，正确地确定取水位置。本设计中选用长江扬中段的水作为原水。4.2 取水构筑物选型4.2.1 取水构筑物设计应满足如下原则：(1) 取水构筑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，对由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（2）应按照各有关部门的规定执行。对于城市供水的水源，应根据城市规模和工业大用户的重要性决定，一般可以采用9097%。村、镇供水的设计枯水流量保证率，可以根据具体情况适当降低。（3) 当自然状态下河流不能取得所需设计水量时，应修拦河坝或者其他确保可取水量的措施。（4）取水构筑物的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、卫生防护、河流规划和综合利用等条件进行综合考虑。（5）在洪水季节取水构筑物应不受冲刷和淹没，设计最高水位和最大流量一般按照100年一遇的频率确定（小型取水构筑物按供水对象可以适当降低）。（6）在取水构筑物进水口处，一般要求不小于2.53.0米的水深，对于小型取水口，水深可以降低到1.52.0米，当河道最低水位的水深较浅时，应选用合适的取水构筑物形式和设计数据。（7）根据所确定的取水位置，应考虑地下水埋深、含水层岩性等因素确定地下水取水构筑。物的形式，应考虑取水河段的水深、水位及其变化幅度，岸坡，河床的形状，河水含沙量分布，冰冻与漂浮物，航运，取水量及安全度等因素确定江河水取水构筑物形式。4.2.2 方案选择考虑到长江扬中段的工程地质和施工条件，采用合建式岸边取水构筑物，它的特点是：集水井与泵房合建设备布置紧凑，总建筑面积较小；吸水管路短，运行安全，维护方便。5 输配水工程5.1 取水泵站取水泵站工艺设计步骤和方法分述如下：（1） 确定设计流量和扬程。（2） 初步选泵和电动机或其它原动机，包括选择水泵的型号，工作泵和备用泵的台数。由于初选水泵时，泵站尚未设计好，吸水、压水管路也未进行布置，水流通过管路中的水头损失是未知的，所以这时水泵的全扬程不能确切知道，只能假定泵站内管道中的水头损失为某一个数值。一般在初选水泵时，可假定次数为2m左右。根据所选泵的轴功率及转数选用电动机。如果机组由水泵厂配套供应，则不必另选。（3） 设计机组的基础。在机组初步选好后，即可查水泵及电动机产品样本，查到机组的安装尺寸（或机组底板的尺寸）和总重量，据此可以进行基础的平面尺寸和深度的设计。（4） 计算水泵的吸水管和压水管的直径。（5） 布置机组和管道。（6） 精选水泵和电动机。根据地形条件确定水泵的安装高度。计算出吸水管路和泵站范围内压水管路的水头损失，然后求出泵站的扬程。如发现初选的水泵不合适，则可以切削叶轮或另行选泵。根据新选的水泵的轴功率，再选电动机。（7） 选择泵站中的附属设备。（8） 确定泵房建筑高度。泵房的建筑高度，取决于泵房的安装高度、泵站内有无其起重设备以及起重设备的型号。（9） 确定泵房的平面尺寸，初步规划泵站总平面。机组的平面布置好以后，泵房（机器间）的最小长度L也就确定了，查有关手册，找出相应管道、配件的型号规格、大小尺寸，按一定的比例将水泵机组的基础和吸水、压水管道上管配件、闸阀、止回阀等画在同一张图上，逐一标出尺寸，一次相加，就可以得出机器间的最小宽度B。L和B确定以后，再考虑到维修场地等因素，便可最后确定泵站机器间的平面尺寸大小。采用半地下式取水泵房。采用3台250S24A型单级离心泵，两用一备，根据水泵的型号要求选用Y200L-4型三相鼠笼式异步电动机水泵主要性能参数见表51。表5-1 水泵主要参数流量（m3/h）扬程（m）功率（kw）Hs（m）重量（kg）34222.225.83.5300250S24A型水泵机组基础平面尺寸为1743.5mm850mm，采用直线型布置。泵房内选用LX型电动单梁桥式起重机（起重量2T，跨度10m，起吊高度18m）。选用两台IP65-40-315型排水泵，主要性能参数见表52。表5-2 水泵主要参数流量（m3/h）扬程（m）功率（kw）n(r/min)12.5205.51450泵房筒体高度为9.0m，操作平台以上的建筑高度，根据起重设备及起吊高度、电梯井机房的高度、采光及通风要求，吊车梁底板到操作平台楼板的距离为8m，从平台楼板到房顶底板净高为10.5m。 5.2 原水输水工程根据输送水量、水质、输水距离，输水地形和城乡建设规。由于管道输水适用输送小流量清水、原水，无损耗，不宜污染，故该设计采用管道输水。输水管渠定线原则：（1） 沿现有道路或规划道路。（2） 尽量缩短输水距离。（3） 充分利用地形高差，优先考虑重力输水。（4） 尽可能避开障碍物和工程地质条件不良地区。（5） 减少拆迁，少占农田，不占良田。（6） 便于施工、运行、维护。采用两条DN3500的钢管并联作为原水输水干管，当一条输水管检修时，另一条输水管应通过75%的设计流量。即Q=16000m3/d75%=12000m3/d=0.1389m3/s。输水管管径D=(4Q/v)1/2,为经济流速。查水力计算表得管内流速v=1.39m/s,i=7.875。5.3 调节构筑物厂内调节构筑物采用清水池，不设水塔。因缺乏制水曲线和供水曲线资料，故清水池有效容量Wc,可按最高日用水量的1020%考虑，本设计采用10%Wc=10%16000=1600 m3该水厂设有清水池两个，其水深设为4.0m，超高为0.2m，清水池设置为矩形，长宽=23.2米11.80米。清水池出水处设出水溢流堰，以提高清水池的水位。清水池自滤池进水，进入二泵房低水位吸水井。清水池配管及布置：清水池应配置必要的管道。进水管：管径按最高日平均时用水量计算；出水管：管径按最高日最高时用水量计算，因二泵设有吸水井，故出水管设置一根，从池底集水坑排管出水；溢水管：管径同进水管，管端为喇叭口，管上不得安装阀门，管的出口设置网罩；排水管：管径按2小时将池中水泄空计算，最小管径不得小于100mm，为了便于排空池水，池底应有一定坡度。进、出水管的布置，应保证池水经常流动既要保证水流具有一定停留时间，又要防止水流流动不畅溢水管的布置应杜绝一切经溢流管污染池水。清水池还设有通气孔、检修孔、导流墙、集水坑、人孔等。池顶应覆盖一定厚度的土层以抵抗地下水浮力和满足寒冷地区冬季保温的要求。流速取0.89m/s，则进水管管径为d=(4q/v)1/2=(0.09264/3.140.89)1/2=267mm，取DN400。清水池进水管直径为400mm，出水管直径为400mm，溢流管与进水管直径相同为400mm。每个清水池设两个检修孔，检修孔的直径为1000mm。清水池池底设4个通气管，通气管直径为200mm，池顶的覆土厚度为0.7m。6 水处理工程6.1 水处理工艺流程根据原水水质及其特点，并经过方案比较后，确定本设计的水处理流程为：原水取水泵房静态混合器网格絮凝池斜管沉淀池重力式无阀滤池清水池（折点加氯）送水泵房用户。设计混凝设备时，根据国内一些水厂的相关类比调查，本着使混凝剂不得使处理后的水质对人体健康产生有害的影响和净水效果好，适应性强，使用方便，货源可靠和价格较低的原则，选用碱式氯化铝。其特点是：温度适应性高，pH适用范围宽（pH=59）。6.2 水处理构筑物 厂内主要的水处理构筑物有配水井、网格絮凝池、斜管沉淀池、重力式无阀滤池、清水池、吸水井，其设计参数前面章节中已有叙述，不再多加赘述。6.2.1 投药工艺（混凝剂的配制和投加）根据原水水质和水温，参考有关净水厂的运行经验，选碱式氯化铝为混凝剂，最大投加量为51.4 mg/l，最低6.7mg/l，平均14.3mg/l，碱式氯化铝投加浓度为15%，采用计量泵湿式投加，不需加助凝剂。(1) 溶液池溶液池容积为4m3，设置两个，一用一备。溶液池的形状采用矩形，尺寸为：长宽高=2 m2 m1.3m。其中高度：有效高度为1.0m，超高取0.3m，置于室内地面上。(2) 溶解池溶解池的容积为1.6 m3，采用两格，以便于轮流使用。溶解池的形状采用矩形，尺寸为：长宽高=1.3 m1.3 m1.3 m。有效高度取1m，超高0.3m，池底坡度采用2.5%。池底设d=100mm的排渣管一根。机械搅拌装置采用不锈钢平板叶片桨直径为470mm，桨板深度920mm，质量150kg，搅拌轴用普通碳钢外套塑料管，两端用环氧树脂密封。溶解池置于地下，池底高出室内地面0.5m。溶解池和溶液池都采用钢筋混凝土结构，内壁衬以聚乙烯板。设三台活塞式隔膜计量泵（2用1备）(3) 药剂仓库药剂仓库与加药间应连在一起，药库平面设计尺寸8m7 m，高4m，用人力手推车加药，仓库内有磅秤，尽可能考虑汽车运输方便，并留有3.0 宽的过道。总加药间长宽=19米8米（考虑办公人员办公室在内）。622消毒采用滤后加氯消毒，最大投氯量为a=3mg/L，仓库储量按30d计算，加氯点在清水池前。采用容量为350kg的焊接液氯钢瓶，其外形尺寸350mm,长度为1335mm,共6只，型号采用Y-1000常州洪庄机械厂生产。另设中间氯瓶一只，以沉淀氯气中的杂质，还可防止水流进入氯瓶。加氯机数量 采用REGAL2100型真空加氯机（加氯量240kg）两台，交替使用。在加氯间、氯库低处各设排风扇一个，换气量为每小时812次，并安装漏气探测器，其位置在室内地面以上20cm，设置漏气报警仪，当检测的漏气量达到23mg/kg时即报警，切换有关阀门，切断氯源，同时排风扇动作。为搬运氯瓶方便，氯库内设CD116D单轨电葫芦一个轨道在氯瓶正上方，轨道通到氯库大门以外。称量氯瓶质量的液压磅秤放在磅秤坑内，磅秤面和地面齐平，使氯瓶上下搬运方便。磅秤输出20mADC信号到值班室，指示余氯量。并设置报警器达余氯下限时报警。 加氯间外布置防毒面具、抢救材料和工具箱，照明和通风设备在室外设开关。 在加氯间引入一根DN50的给水管，水压大于20mH2O，供加氯机投药用；在氯库引入DN50给水管，通向氯瓶上空，供喷淋用，水压大于5mH2O。6.3 给水处理厂平面和高程布置水厂的基本组成包括两部分：生产构筑物及建筑物；附属建筑物。生产构筑物尺寸根据计算确定，生活附属建筑物建筑面积应按水池拿过管理体制、人员编制和当地建筑标准确定，生产附属建筑物应根据水厂规模、工艺流程和当地具体情况确定。各构筑物数量、平面尺寸确定后，根据构筑物的功能要求，结合地形和地质条件，进行水厂平面布置。处理构筑物一般均应分散露天布置，北方寒冷地区可采用室内集中布置。6.3.1 平面布置 水厂平面布置要求： A 构筑物间距宜紧凑，但应满足各构筑物和管线的施工要求。 B 构筑物布置应注意朝向和风向，如加氯间和氯库应尽量设置子在水厂主导风向的下风向，泵房及其它建筑物应尽量布置成南北向。 C 生产构筑物间连接管道的布置，应水流顺直和防止迂回。 D 生产构筑物与水池拿过附属构筑物应分开布置。 E 并联运行的净水构筑物应配水均匀，必要时可设置配水井。 F 加药间、沉淀池和滤池相互间的布置，宜通行方便。 G 水厂排水一般宜采用重力流排放，必要时可设排水泵站。 H 新建水厂绿化占地面积不宜少于水厂总面积的20。 I 水厂内根据需要，设置滤料、管配件等露天堆放场所。 J 水厂内设置通向各构筑物和附属构筑物的道路，一般按下列要求设计： （1）主要车行道的宽度，单车道为3.5m，双车道为6m，并应有回车道；人行道的宽度为1.52.0m；大型水厂一般可设双车道，中、小型水池拿过可设单车道； （2）车行道转弯半径不宜小于6m； （3）城镇水厂或设在工厂区外的工业企业自备水厂周围，应设置围墙，其高度一般不宜小于2.0m。水厂总占地面积18亩，因地制宜并考虑到远期发展。总平面图中，绿化面积约占40，附属面积约占总面积的15。6.3.2 高程布置水厂处理构筑物高程布置应充分利用原有地形坡度，各构筑物间应采用重力流。构筑物间的水面高差即流程中的水头损失，包括构筑物、连接管道、计量设备的水头损失。水头损失一般应通过计算确定，也可参照规范进行估算，并考虑水头跌落损失。净水构筑物水头损失见下表。表62 管线的水头损失即流程标高计算构筑物名称水头损失/m构筑物名称水头损失/m配水井混合器01配水井内02混合器絮凝池01静态混合器内03絮凝池沉淀池01网格絮凝池池内01沉淀池滤池02斜管沉淀池内10滤池清水池03无阀滤池18清水池吸水井02 清水池内026.3.3 附属建筑物水厂的附属建筑物一般包括办公用房、化验室、维修车间（机修、电修、仪表修理、泥木工场），车库、仓库、食堂、浴室及锅炉房、门卫值班室、宿舍、露天堆场等。各附属建筑物面积查室外给水工程规范附属建筑面积章节取用。7 设计特色及存在的问题与建议7.1 设计特点（1）本设计的突出特点采用合建式取水构筑物，水处理工艺流程比较简单方便快捷。（2）本设计采用网格絮凝池、斜管沉淀池与无阀滤池的组合，对于乡镇水厂，处理水量、水质都能满足要求，而且投资省，设备上马快。（3）在设计中考虑了未来的水厂扩建，适当的对预留用地进行了规划。7.2 存在问题与建议本设计仅进行了净水厂的粗略计算，未曾对生产过程中产生的污泥进行处理，因而是本设计的一大缺憾。另外，因缺乏供水曲线及供水资料，对于二级泵房，也未曾计算，这些都需要在以后的设计中多加注意。第二章 设计计算1 给水处理厂设计规模及流程的选择1.1 设计用水量及规模（1） 给水处理厂的处理水量一最高时平均日流量计，即近期处理规模为1.6104m3/d（包括水厂自用水量的5%），远期为2.4104m3/d。水处理构筑物按照近期处理规模设计。（2） 给水处理厂的主要构筑物拟分为两组。每组的处理规模为0.8104m3/d，远期再增加一组。处理后的水符合国家的生活饮用水卫生标准。1.2 给水处理厂流程选择 加碱式氯化铝 原水 一泵房 配水井 网格絮凝池斜管沉淀池 加氯 无阀滤池 清水池 吸水井 二泵房 市政管网2 取水构筑物2.1 方案选择考虑到长江扬中段的工程地质和施工条件，采用合建式岸边取水构筑物，它的特点是：集水井与泵房合建设备布置紧凑，总建筑面积较小；吸水管路短，运行安全，维护方便。适用条件是：河岸坡度较短，且地质条件较好以及水流变幅和流速较大的河流。可减小泵房深度，减少投资；适用条件是：具有岩石基础或其他较好的地质，可以采用开挖施工。2.2 设计计算2.2.1 取水头部考虑到水源（长江扬中段）江岸稳定、水深岸定，而且水质较好，采用水平式喇叭管取水头部。2.2.2 集水井集水井的布置形式：集水井附于矩形泵房外壁。2.2.3 格栅格栅面积： F=Q/vk1k2Q 设计流量，考虑到远期发展，按照远期处理水量设计。k1 堵塞系数 0.75;k2 栅条面积系数;v过栅允许流速，考虑到水中无冰絮，根据给水排水设计手册3 ,表4-23取为0.4m/s; k2=b/(b+s)b 栅条间净距，采用30 - 120mm，一般采用 30 50mm，这里取40mm；s 栅条厚度10mm； K2=b/(b+s)=40mm/(40mm+10mm)=0.8 F=0.19/(0.40.750.8)=0.79m2采用给水排水快速设计手册1 表3-5中格栅标准。可以采用S321-1-8型格栅，进水口尺寸为BH=1200800mm，格栅尺寸BH=1300900mm，栅条间孔数18孔，栅条根数19根。有效面积0.81m2。并配置回转耙式除污机，升降速度2-4m/min。宽度与栅条配套。取通过格栅的水头损失为0.05m。配备的起重设备SC型手动单轨小车，起重量2T，起升高度3-12m。图2. 2 格栅计算简图2.2.4 格网考虑到水量较小，采用平板格网。格网设在进水室与吸水室之间的隔墙后。平板格网面积： F=Q/V1k1k2Q 设计流量 0.19m3/s；V1 过网流速，一般用于0.3-0.5m/s，采用0.3m/s；k1 网丝引起面积减小系数； k1=b2/(b+d)2b 网眼尺寸为55 mm1010mm, 取55mm;d 网丝直径用12mm, 取1.0mm; k1=55/(5+1)2=0.69 水流收缩系数 0.64-0.8 取0.8k 格网堵塞面积减少系数，取0.5 F=0.28/（0.30.80.690.5）=2.3m2 查给水排水设计手册3 标准格网设计规格表 ,采用型号是C12格网，进水口尺寸B1H1=1750mm2000mm，格网尺寸BH=1880mm2130mm，有效面积F=2.42m。 起重设备采用SDQ手动单梁起重机，起重量3T,起升高度3-10m。通过格网的水头损失为0.1m。2.3 输水管道2.3.1 已知条件本设计采用的水源是长江扬中段水，常水位3.03.6米，最枯水位为吴淞标高1.8米，最高水位为吴淞标高7.8米。采用合建式岸边取水构筑物。2.3.2 自流管设两条自流管，自流管材料采用钢管，直径DN400。当事故停用一条时，另一条管仍应保证75%的设计流量要求。即Q=16000m3/d75%=12000m3/d=0.1389m3/s。查水力计算表得：管内流速v=1.08m/s，满足要求。水力坡降i=4.22（）2.4 吸水室、取水水泵选配计算及一级泵站工艺布置2.4.1设计参数设计水量为16000 m3/d，采用固定式取水泵房，用两条直径400 mm的自流管从河流中取水水头损失取0.1m。最低水位吴淞标高1.8米，常水位3.0米3.6米。2.4.2 设计计算（一） 给水厂处理构筑物设计流量Q：考虑到输水干管漏损和净水厂本身用水，取自用系数=5%，则设计水量为：Q=1.6104 m3/d。（二） 设计扬程： （1） 水泵所需静扬程HST设配水井的水面吴淞标高为8.54m，泵站到净水厂的输水干管全长为1000m。净水厂用水直接从水源厂取水，则不必考虑从取水头部到泵房吸水井间的水头损失。因而吸水间中最高水位的标高为7.80 m，最低水位标高为1.80 m。所以水泵所需静扬程HST为： 洪水位时：HST=h(8.54-7.8)=0.74m 枯水位时：HST=h(8.54-1.8)=6.74m（2）输水干管中的水头损失hh=7.787510001.1=8.66m式中1.1系包括局部损失而加大的系数（3） 泵站内管路的水头损失hp：粗估水损为2.0m（4）水泵的富裕水头取2.0m则水泵设计扬程为：设计枯水位时：Hmax=6.74+8.66+2+2=19.4m设计洪水位时：Hmin=0.74+8.66+2+2=13.4m（三）初选水泵和电机取水量16000m3/d，安装三台泵，250S24A型水泵，两用一备，预留一个远期发展泵位。 表2-1 泵的性能参数流量（m3/h）扬程（m）功率（kw）Hs（m）重量（kg）34222.225.83.5300根据250S25A型水泵的要求选用Y200L4型三相鼠笼式异步电动机。（四）机组基础尺寸的确定查水泵与电机样本，计算出250S25A型水泵机组基础平面尺寸为1743.5850mm，机组总重量W=WP+Wm=(180+300)9.8=4704103N基础深度H按下式计算：H=3.0W/LB 式中，L基础长度，L-1740mm B基础宽度，B=850mm 基础所用材料的容重，对于混凝土基础，=23520N/m3 H=34704/(1.740.85) 23520=0.4m 基础实际深度连同泵房底板在内，应为2.0m。 （五） 吸水管路与压水管路的计算每台水泵有单独的吸水管与压水管（1） 吸水管：已知Q1=16000/2=8000m3/d 根据流速限制250D1000，流速1.0m/s1.2m/s，采用DN200钢管，则v=1.01m3/s, i=9.144（2） 压水管：流速限制250D1000，流速1.5m/s2.0m/s，采用DN200钢管，则v=1.53m3/s, i=20.468（六） 机组与管道布置：将三台机组单排直线布置,采用平面平行布置,每台泵有单独的吸水管和压水管，水泵出水管上设有电动蝶阀（D971F250），L=71mm,DN200，手动蝶阀（D71J1），DN200，L298.5mm和止回阀(H41S）,DN200，L=145mm，吸水管上设闸阀(Z41T10)，DN200，L=330mm，采用(VSSJA-2)伸缩接头，L=340mm，为了减少泵房建筑面积,闸阀切换井设在泵房外面. （七） 水泵安装高度的确定和泵房筒体高度的计算为了便于用沉井法施工，将泵房机器间底板放在与吸水间底板同一标高，因而水泵为自灌式工作，所以水泵的安装高度小于其允许吸上真空高度，无须计算。已知吸水间最低动水位标高为1.70m，为保证吸水管的正常吸水，取吸水管的中心标高为1.0m，（吸水管上缘的淹没深度为1.7-1-0.1=0.6m），取吸水管下缘距吸水间底板0.5m，则吸水间底板标高为1.0-0.1-0.5=0.4m，洪水位标高为7.8m，考虑1米得浪高，则操作平台的标高为7.8+1+0.5=9.3m。故泵房筒体高度为：H=9.3-0.4=8.9m，取9m，考虑0.4m的平台厚度，则操作平台的标高为9.4m。（八）附属设备的选择（1） 起重设备：泵房设置水泵安装维修起吊设备，选用LX型电动单梁悬挂桥式起重机起重量2T，跨度10m，起吊高度18m。（2） 引水设备：泵系自灌式工作，不需引水设备。（3） 排水设备：由于泵房采用半地下式，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，然后用泵抽回到吸水间去。 选用两台IP6540315型污水泵，主要性能参数见表52。表2-2水泵主要性能参数流量（m3/h）扬程（m）功率（kw）n(r/min)12.5205.51450（4） 通风设备：由于泵房埋深不大且为半地下式，故无需专用通风设备进行通风，采用自然通风。（5） 计量设备：在净水厂的送水泵站内安装电磁流量计统一计量，故本泵站内不再设计量设备。 （九） 泵房建筑高度的确定泵房筒体高度已知为9m，操作平台以上的建筑高度，根据起重设备及起吊高度、电梯井机房的高度、采光等要求，吊车梁底板到操作平台楼板的距离为8m，从平台楼板到房顶底板净高为10.5m。（十） 泵房平面尺寸的确定根据水泵机组、吸水间与压水管道的布置条件以及排水泵机组的设置情况，从给水排水设计手册中查出有关设备和配件的尺寸，并根据水泵机组布置要求,通过计算得泵房平面尺寸为：3 给水处理厂工艺计算3.1 投药工艺计算3.1.1 设计参数根据原水水质和水温，参考有关净水厂的运行经验，选碱式氯化铝为混凝剂，最大投加量为51.4mg/l，最低投加量为6.7mg/l，平均投加量为14.3mg/l。碱式氯化铝的投加浓度为15%，采用计量泵湿式投加，不需加助凝剂。3.1.2 设计计算（1）溶液池容积W1近期设计流量Q=1.6104m3/d=667m3/h。最大投药量=51.4mg/l。溶液浓度b=15%，由于该水厂为小型自来水厂所以每天的调配次数n=1。根据以往设计经验，对于溶液池的体积，小型