1、唐山市豐潤（2萬m3/d）給水廠工藝設計大摘要一、設計目的通過畢業設計，熟悉并掌握給水工藝的設計內容、設計原理、方法和步驟，學會根據設計原始資料正確地選定設計方案，正確計算, 具備設計中、小城鎮水廠的初步能力。對取水工程、輸水管道、凈水廠進行工藝設計培養從工藝流程選擇、方案比較、施工方法、生產及運行管理等各方面綜合考慮，進行合理的組合、布置、設計的工程設計思想。掌握設計說明書、計算書的編寫內容和編制方法，并繪制工程圖紙。二、設計內容取水工程、給水處理工程三、城市概況豐潤區系河北省唐山市所轄，改革開放使其地理、資源優勢轉換為產業、商品優勢，農業、工業、建筑業和以商貿為主的第三產業快速發展。先后被

2、國家命名為糧食生產、花生出口等基地。2002年原“豐潤縣”與原唐山市“新區”合并后由縣改區，更名為“豐潤區”。隨著社會經濟的快速發展，需水量也迅速增長。為滿足工業生產和人民生活用水增長的需要，需建立新的供水工程。目前，豐潤區地下水資源已遭嚴重破壞，形成一地下水位下降漏斗，且仍在繼續下降。境內有水庫4座，4級以上河流5條，還鄉河、陡河、泥河縱貫全境。目前灤河水已進入陡河水庫，陡河水庫位于豐潤區東約10km處，該水庫是一集發電、調節供城市用水及養殖等多種功能為一體的水庫，庫容較大，水質很好，是一個較為理想的城市供水水源。（2） 自然條件1） 地理位置及地形豐潤位于東經117°45-118

3、°21,北緯39°32-40°04，地處環渤海、環京津開放開發中心地帶。102、112兩條國道和京秦、唐遵兩條鐵路在區內交匯，京沈高速公路豐潤出口和唐山新機場設在豐潤近郊。豐潤距北京、天津、秦皇島均在140-150公里，距唐山市區22公里。距京唐港、秦皇島港、天津港均為百余里。豐潤北依燕山，中南部偎冀東平原，由東北到西南層次分明的分為低山、平原、洼地三類地區，海拔高度在1-648米之間。新建水廠距陡河水庫約8km,給水廠地面標高27m。2）氣象資料豐潤屬于北半球暖溫帶半濕潤大陸性季鳳氣候，呈冬夏長、春秋短、四季分明、季風顯著的氣候特征。年平均氣溫10.8度，1月份

4、平均氣溫為-5.5度，7月份平均氣溫為25度，年無霜期約211天。年平均降水量710毫米。多集中在69月份。年平均相對濕度52%。最大積雪深度：130mm。最大凍土深度： 730mm。年平均蒸發量：110mm3）、工程地質及地震資料地址結構為亞黏土及淤泥質黏土，地基承載力為：亞粘土：1.21.5公斤/cm2淤泥質亞粘土：0.70.9公斤/cm2。地震烈度為8度地區。4）、水文資料水位:歷年平均為32.7m;歷年最高（1%）：38.5m;歷年最低（97%）：28.7m。含砂量：平均含砂量：0.18kg/m3，最大含砂量：3.00kg/m3，最小含砂量：0.02kg/m3。5）水質分析結果表1水質

5、分析結果指標maxmin平均指標maxmin平均溫度/416氰0.002/色度/13砷0.002/濁度300020175汞/ph8.56.27.4cr6+0.050.0020.03硬度25020250鉛/fe2+0.200.030.09nh-n0.220.080.10mn2+/bod/銅/cod3.00/0.10鋅/大腸桿菌139845氟1.500.400.80細菌總數8920四、設計原則1、水處理構筑物的生產能力，應以最高日供水量加水廠自用水量進行設計，并以原水水質最不利情況進行校核。2、水廠應按近期設計，考慮擴建可能。根據使用要求和技術經濟合理性等因素，對近期工程亦可作分期建造的安排。對于

6、擴建、改建工程，應從實際出發，充分發揮原有設施的效能，并應考慮與原有構筑物的合理配合。3、水廠內設備機械化和自動化程度，應本著提高科學管理水平和增加經濟效益的原則，根據實際生產要求、技術經濟合理性和設備供應情況，妥善確定，逐步提高。4、水廠設計中應考慮各構筑物或設備進行檢修、清洗及部分停止工作時，仍能滿足用水要求。例如，主要設備 (如水泵機組)應有備用量。城鎮水廠內處理構筑物一般雖不設備用量，但通過適當的技術措施，可在設計允許范圍內提高運行負荷。5、設計中必須遵守設計規范的規定。如果采用現行規范中尚未列入的新技術 (新工藝、新設備和新材料)，則必須通過科學研究，證明確實行之有效后，方可付諸工程

7、實際，但對于確實行之有效、經濟效益高、技術先進的新工藝、新設備和新材料，應積極采用，不必受現行設計規范的約束。五、重要水質指標1、汞在標準中是作為保證人體健康及安全食用水生生物的毒理學指標制定的。自然界的汞主要以金屬汞、無機汞和有機汞的形式存在，價態有3種：零價（元素汞）、+1價（亞汞化合物）、+2價（正汞化合物）。各種形態的汞都有可能在環境中存在。汞對人體危害很大，汞中毒可以是急性的，也可以是慢性的。急性中毒可以使人致死，在人體中積累的慢性汞中毒，可以對人體造成不可恢復的疾病，直至死亡。而且水生物對汞有很強的富集作用，這是對人類產生的又一個危害。人的口服致死汞鹽劑量為20 mg-3.0g。慢

8、性汞中毒是長期暴露于少量汞而產生的。當食汞量達毫克數量級時造成死亡。每人每天攝汞量（包括空氣、水、食物各種來源）不應超過30 g，假定每天平均飲水2l，飲用水的標準為2g/l，每天攝人4g。美國環保局制定生活用水保障人體健康基準為0.144g/l。汞在藻類和其他水生植物累積的速率很快，而排除的速率很慢，以致濃縮系數達到3000倍，甚至更高。魚的濃縮系數高達周圍水體含汞量的10000倍以上。 美國epa 1976年在制定安全食用水生生物的基準時指出： “0.05g/l這一總汞評價標準將能提供一個既保障淡水水生生物生存又保障人類食用的合理濃度”。不僅需要把水體中的汞限制在保證飲用水的安全濃度，而且

9、必須把生物鏈的富集作用考慮進去。2、氟化物是作為保證人體健康及防止地方病的毒理學指標規定的。氟是地球表面分布最廣的元素之一，是自然界中固有的化學物質。水中含氟量波動范圍極大。氟對人體的影響隨著攝人量而變動，當缺氟時，兒童齲齒發病率高，攝人適量的氟可預防齲齒，有利于兒童生長發育，還可預防老年人骨質變脆。氟過量時可影響細胞酶系統的功能，破壞鈣磷代謝平衡。所以人體的氟既不可缺少，但又不可攝人過多。由于地理因素的關系，而使水中含氟量高，在人體攝入偏多時就會引起地方性氟中毒。這個病的主要特征是氟斑牙和氟骨癥。成人每天約攝人0.3-4.5mg，其中35來自食物，65來自飲水。飲水含氟量在0.5mg/l以下

10、，齲齒發病率增高，0.5-1.0mg/l是齲齒和氟斑牙發病率最低范圍，無氟骨癥發生；在1.0mg/l以上時，隨水中氟含量的增高，氟斑牙發病率上升；當大于4 mg/l時，氟骨癥逐漸增多。如果處于熱帶或亞熱帶地區，地表水蒸發快，人們飲水量增加，水中含氟量應適當降低。3、傳統水硬度是以水與肥皂反應的能力來衡量的，硬水需要更多的肥皂才能產生泡沫。事實上水硬度是由多種溶解性多價金屬離子形成的，主要是鈣、鎂，其次是鋇、鐵、錳、銀和鋅。自然界中含鈣量100mg/l的水是常見的，高于200mg/l則比較少見。可溶性鎂鹽一般在水中的質量濃度不超過10mg/l，超過100mg/l則非常罕見。因而，水硬度主要由鈣形

11、成。硬度的表達通常折算為每升水中含碳酸鈣多少毫克。當水的硬度低于60mg/l時，為軟水。硬度分為碳酸鹽硬度和非碳酸鹽硬度。水硬度的自然來源主要是沉積巖及土壤中溶解性多價金屬離子的滲出。大多沉積巖中含有鈣、鎂離子，尤以石灰巖中為多。所有食物中均含有鈣和鎂，乳制品富含鈣，而鎂主要存在于肉及植源性食物中。飲用水碳酸鈣硬度一般在10-500mg/l，以成人每天飲用2l水計，每天攝入鎂2.3mg（飲用軟水）或52.1mg（飲用硬水）。鈣和鎂的主要來源是膳食，每天從膳食中約攝入1000mg鈣及200-400mg鎂，其中80以上來源于食物，5%-20%來源于飲用水。由于水ph值和堿度等因素的影響，水中碳酸鈣

12、硬度大于200mg/l時，可能會在管網中產生沉淀。相反，水中碳酸鈣硬度小于100mg/l時，管網中產生沉淀的可能性下降，管網易于腐蝕，導致鎘、銅、鉛和鋅等金屬溶入飲用水。六、工藝過程原水機械混合池往復式隔板絮凝池平流沉淀池v型濾池清水池二泵房用戶七、凈水廠總體布局本設計本著按照功能分區集中，因地制宜，節約用地的原則，同時考慮物料的運輸、施工要求以及遠期擴建等因素來安排布置。首先，考慮到此水廠位于東北，冬季氣候比較寒冷，故將主要處理構筑物：隔板絮凝池、平流沉淀池、v型濾池合建在一個大的凈水車間內；其次，將綜合樓、宿舍、食堂等建筑建在一起稱為生活區；再次，將維修車間、電修間、倉庫、堆場等建筑和為一

13、體，稱為維修區；此水廠中還同時設有污泥處理構筑物，將這些構筑物建在一起稱為污泥區。凈水構筑物按直線型布置，依次為配水井、管式靜態混合器、機械攪拌澄清池、v型濾池、清水池、吸水井和送水泵房。為了保證日常交通和物料運輸的方便，在主要構筑物的附近都有道路到達。為了避免施工的影響，所有構筑物之間都留有一定的間距。高程布置中，各構筑物之間水流為重力流，兩構筑物之間水面高差即為流程中的水頭損失，包括構筑物本身、連接管道、計量設備等水頭損失在內。凈水廠的附屬建筑按功能分生產性和生活性兩大類。生產性包括：化驗室，機修間，車庫，辦公用房等；生活性包括：食堂，浴室，鍋爐房，傳達室，宿舍等。此外水廠內其他一些建筑物

14、；如堆場，車棚，圍墻，籃球場。廠內主干道寬度為8米，次干道寬度為5米。所有道路的轉彎半徑均為5米。綠地由草地、綠籬、花壇、樹木配合構成，面積大的可以在中間設建筑小品和人行走道形成小型花園。在建筑物的前坪，道路交出口的附近都設綠地。在建筑物或構筑物與道路之間的帶狀空地進行綠化布置，形成綠帶。在主要道路兩側栽種懸鈴木；在構筑物附近栽種夾竹桃等小喬木；在需要圍護的地方設綠籬，既起到隔離的作用，又可以達到美化的效果。為了使水廠整體效果比較好，所以要求建筑物和構筑物的外形設計盡量協調，顏色的選用也應考慮用同一色系。設計說明書第一章 總 論1.1 項目建設背景城市供水的主要問題及工程建設的必要性：近年來，

15、隨著經濟的迅速發展，城市建設發生了日新月異的變化。老城區被迅速改造，城市標志性建筑日益增加，成片開發的居住小區不斷涌現，隨之配套建設了不同規模的公共建筑。工業企業數量也不斷增加，生產規模也在逐漸擴大。居住小區的改造使得建筑層數增加，單位土地面積上居民人口增加，居民家庭的衛生設施檔次提高，導致生活用水量增加；城市公共建筑的增加導致服務用水量增加，工業企業的發展增加了工業用水量的需求。另一方面，城市化的加速使得城市規模迅速增加，用水區域也相應迅速擴大。總之，城市總用水量不斷增加。但是，城市供水設施的建設不能適應城市發展的要求，主要表現為兩個主要方面：其一為過去建設的城市輸配水管網系統管徑偏小，輸配

16、水能力不足；其二為水源供水能力不足，水質不很理想。為適應城市經濟發展和人民生活水平提高的需要，加強城市基礎設施的服務水平，保證供水安全，必須開發增加城市給水系統的供水能力。1.2 編制目的、范圍和依據1.2.1 編制目的編制本說明書主要目的，是在深入調查研究的基礎上，探討利用已探明水源作為城市供水水源的技術與經濟可行性，提出切合實際的供水方案，為進一步的工程建設工作提供決策依據。1.2.2 編制范圍本工程的范圍包括取水工程、凈水廠工藝設計兩部分，不包括二泵房向城市輸水的輸水管線和城市配水管網部分。1.2.3 編制依據中華人民共和國水法；中華人民共和國水污染防治法；地表水環境質量標準（gb383

17、8-2002）；室外給水工程設計規范（gb50013-2006）；室外排水工程設計規范（gb50014-2006）；城鎮給水廠附屬建筑和附屬設備設計標準（cjj41-91）；生活飲用水衛生標準（gb5749-2005）地下水質量標準（gb/t14848-9）城市供水水質標準（cj/t206-2005）生活飲用水衛生規范（gb/t5750-2001）建筑給水排水設計規范（gb50015-2003）建筑設計放火規范污水綜合排放標準（gb8976-96）建筑抗震設計規范工業企業衛生標準城市給水工程規劃規范工業企業采暖、通風及空氣調節設計規范1.3 城市概況1.3.1 城市概況豐潤區系河北省唐山市所轄

18、，改革開放使其地理、資源優勢轉換為產業、商品優勢，農業、工業、建筑業和以商貿為主的第三產業快速發展。先后被國家命名為糧食生產、花生出口等基地。2002年原“豐潤縣”與原唐山市“新區”合并后由縣改區，更名為“豐潤區”。隨著社會經濟的快速發展，需水量也迅速增長。為滿足工業生產和人民生活用水增長的需要，需建立新的供水工程。目前，豐潤區地下水資源已遭嚴重破壞，形成一地下水位下降漏斗，且仍在繼續下降。境內有水庫4座，4級以上河流5條，還鄉河、陡河、泥河縱貫全境。目前灤河水已進入陡河水庫，陡河水庫位于豐潤區東約10km處，該水庫是一集發電、調節供城市用水及養殖等多種功能為一體的水庫，庫容較大，水質很好，是

19、一個較為理想的城市供水水源。1.3.2 自然條件（1）、地理位置及地形豐潤位于東經117°45-118°21,北緯39°32-40°04，地處環渤海、環京津開放開發中心地帶。102、112兩條國道和京秦、唐遵兩條鐵路在區內交匯，京沈高速公路豐潤出口和唐山新機場設在豐潤近郊。豐潤距北京、天津、秦皇島均在140-150公里，距唐山市區22公里。距京唐港、秦皇島港、天津港均為百余里。豐潤北依燕山，中南部偎冀東平原，由東北到西南層次分明的分為低山、平原、洼地三類地區，海拔高度在1-648米之間。新建水廠距陡河水庫約8km,給水廠地面標高27m。（2）、氣象資料豐

20、潤屬于北半球暖溫帶半濕潤大陸性季鳳氣候，呈冬夏長、春秋短、四季分明、季風顯著的氣候特征。年平均氣溫10.8度，1月份平均氣溫為-5.5度，7月份平均氣溫為25度，年無霜期約211天。年平均降水量710毫米。多集中在69月份。年平均相對濕度52%。最大積雪深度：130mm。最大凍土深度： 730mm。年平均蒸發量：110mm（3）、工程地質及地震資料地址結構為亞黏土及淤泥質黏土，地基承載力為：亞粘土：1.21.5公斤/cm2淤泥質亞粘土：0.70.9公斤/cm2。地震烈度為8度地區。（4）、水文資料水位:歷年平均為32.7m;歷年最高（1%）：38.5m;歷年最低（97%）：28.7m。含砂量：

21、平均含砂量：0.18kg/m3，最大含砂量：3.00kg/m3，最小含砂量：0.02kg/m3。第二章 重要水質指標2.1汞汞在標準中是作為保證人體健康及安全食用水生生物的毒理學指標制定的。自然界的汞主要以金屬汞、無機汞和有機汞的形式存在，價態有3種：零價（元素汞）、+1價（亞汞化合物）、+2價（正汞化合物）。各種形態的汞都有可能在環境中存在。汞對人體危害很大，汞中毒可以是急性的，也可以是慢性的。急性中毒可以使人致死，在人體中積累的慢性汞中毒，可以對人體造成不可恢復的疾病，直至死亡。而且水生物對汞有很強的富集作用，這是對人類產生的又一個危害。人的口服致死汞鹽劑量為20 mg-3.0g。慢性汞中

22、毒是長期暴露于少量汞而產生的。當食汞量達毫克數量級時造成死亡。每人每天攝汞量（包括空氣、水、食物各種來源）不應超過30 g，假定每天平均飲水2l，飲用水的標準為2g/l，每天攝人4g。美國環保局制定生活用水保障人體健康基準為0.144g/l。汞在藻類和其他水生植物累積的速率很快，而排除的速率很慢，以致濃縮系數達到3000倍，甚至更高。魚的濃縮系數高達周圍水體含汞量的10000倍以上。 美國epa 1976年在制定安全食用水生生物的基準時指出： “0.05g/l這一總汞評價標準將能提供一個既保障淡水水生生物生存又保障人類食用的合理濃度”。不僅需要把水體中的汞限制在保證飲用水的安全濃度，而且必須把

23、生物鏈的富集作用考慮進去。2.1.1國外標準（1）飲用水水質標準：歐洲經濟共同體、世界衛生組織、捷克：0.001mg/l；美國：0.002mg/l；前西德：0.004 mg/l；日本：不得檢出。（2）飲用水水源的地表水標準英國、瑞士：0.001 mg/l；加拿大：0.001 mg/l；巴西、美國亞拉巴馬州和亞利桑那州：0.002 mg/l；日本：不得檢出；前西德：a級0.0005mg/l，b級0.001 mg/l；歐洲經濟共同體：指導值為0.0005mg/l，管理值為0.001 mg/l。（3）地表水質量標準韓國：不得檢出；前蘇聯、捷克、墨西哥：0.005mg/l（最大允許濃度）；日本：0.0

24、00 5 mg/l。2.1.2我國標準（1）飲用水衛生標準：0.001mg/l；（2）漁業水質標準：不超過0.0005mg/l；（3）農田灌概水質標準：0.001mg/l。2.2氟化物 氟化物是作為保證人體健康及防止地方病的毒理學指標規定的。氟是地球表面分布最廣的元素之一，是自然界中固有的化學物質。水中含氟量波動范圍極大。氟對人體的影響隨著攝人量而變動，當缺氟時，兒童齲齒發病率高，攝人適量的氟可預防齲齒，有利于兒童生長發育，還可預防老年人骨質變脆。氟過量時可影響細胞酶系統的功能，破壞鈣磷代謝平衡。所以人體的氟既不可缺少，但又不可攝人過多。由于地理因素的關系，而使水中含氟量高，在人體攝入偏多時就

25、會引起地方性氟中毒。這個病的主要特征是氟斑牙和氟骨癥。成人每天約攝人0.34.5mg，其中35來自食物，65來自飲水。飲水含氟量在0.5mg/l以下，齲齒發病率增高，0.51.0mg/l是齲齒和氟斑牙發病率最低范圍，無氟骨癥發生；在1.0mg/l以上時，隨水中氟含量的增高，氟斑牙發病率上升；當大于4 mg/l時，氟骨癥逐漸增多。如果處于熱帶或亞熱帶地區，地表水蒸發快，人們飲水量增加，水中含氟量應適當降低。2.2.1國外標準（1）飲用水水質標準世界衛生組織：可接受的濃度范圍為（0.61.7）mg/l，理想標準為（0.60.8）mg/l；歐洲經濟共同體：最大允許濃度為(0.7-1.5)mg/l；英

26、國：最大允許濃度為1.5mg/l；美國：2.0mg/l；前蘇聯：最大允許濃度為1.5mg/l。（2）飲用水水源地標準加拿大薩斯克徹溫州：1.5mg/l；美國環保局推薦的最高值：(1.42.4)mg/l（隨溫度而異）；巴西圣保羅州：1.4mg/l；日本0.8mg/l；前西德、瑞士：1.0mg/l；歐洲經濟共同體：a1指導值為（0.71.0）mg/l，管理值1.5mg/l；a2,a3指導值均為（0.71.7）mg/l。（3）地表水水質標準美國華盛頓州：目標值為0.5mg/l，標準值為1.0mg/l；前蘇聯：水體中最大允許濃度為1.5mg/l。2.2.2國內標準（1）飲用水衛生標準：1.0mg/l；

27、（2）漁業用水水質標準：不超過1.0mg/l；（3）農灌水質標準：高氟區鎮2.0mg/l，一般地區3.0mg/l。2.3硬度 傳統水硬度是以水與肥皂反應的能力來衡量的，硬水需要更多的肥皂才能產生泡沫。事實上水硬度是由多種溶解性多價金屬離子形成的，主要是鈣、鎂，其次是鋇、鐵、錳、銀和鋅。自然界中含鈣量100mg/l的水是常見的，高于200mg/l則比較少見。可溶性鎂鹽一般在水中的質量濃度不超過10mg/l，超過100mg/l則非常罕見。因而，水硬度主要由鈣形成。硬度的表達通常折算為每升水中含碳酸鈣多少毫克。當水的硬度低于60mg/l時，為軟水。硬度分為碳酸鹽硬度和非碳酸鹽硬度。水硬度的自然來源主

28、要是沉積巖及土壤中溶解性多價金屬離子的滲出。大多沉積巖中含有鈣、鎂離子，尤以石灰巖中為多。所有食物中均含有鈣和鎂，乳制品富含鈣，而鎂主要存在于肉及植源性食物中。飲用水碳酸鈣硬度一般在10-500mg/l，以成人每天飲用2l水計，每天攝人鎂2.3mg（飲用軟水）或52. lmg（飲用硬水）。鈣和鎂的主要來源是膳食，每天從膳食中約攝人1000mg鈣及200400mg鎂，其中80以上來源于食物，5%20%來源于飲用水。由于水ph值和堿度等因素的影響，水中碳酸鈣硬度大于200mg/l時，可能會在管網中產生沉淀。相反，水中碳酸鈣硬度小于100mg/l時，管網中產生沉淀的可能性下降，管網易于腐蝕，導致鎘、

29、銅、鉛和鋅等金屬溶人飲用水。第三章 總體規劃和方案論證3.1 水源論證3.1.1水源選擇一般原則水源選擇遵循的一般原則有：（1） 水源選擇前，必須進行水資源勘察。（2）水源選用應通過技術經濟比較確定，一般應滿足下列要求：水量充沛可靠；原水水質符合要求；符合衛生要求的地下水，優先作為生活飲用水的水源；與農業、水利綜合利用；取水、輸水、凈化設施安全經濟和維護方便；具有施工條件。（3）用地下水作為供水水源時，應有確切的水文地質資料，取水量必須小于容許開采量，嚴禁盲目開采。（4）用地表水作為城市供水水源時，其設計枯水流量的保證率，應根據城市規模和工業大用戶的的重要性選定，一般可采用90%-97%。（5

30、）確定水源、取水點和取水量等，應取得有關部門的同意。（6）生活飲用水水源的水質和衛生防護，應符合現行的生活飲用水衛生標準的要求。3.2 凈水廠廠址選擇和方案確定3.2.1、水廠廠址選擇的一般原則水廠廠址的選擇，應根據下列要求，通過技術經濟比較確定。給水系統布局合理；不受洪水威脅；有較好的廢水排除條件；有良好的工程地質條件；有良好的衛生條件，便于設立衛生防護地帶；少拆遷、不占或少占良田；施工、運行和維護方便。3.2.2、水處理方案的選擇1、 根據上述論證，豐潤供水系統工程可形成兩個基本方案：方案一：原水管式靜態混合器網格絮凝池平流沉淀池普通快濾池清水池二泵房用戶方案二：原水管式靜態混合器機械攪拌

31、澄清池v型濾池清水池二泵房用戶3.2.3方案確定通過綜合技術經濟比較可見，第二套方案更具有綜合優勢，近期采用該方案。第四章 工程方案內容4.1 設計原則本工程設計遵循的主要設計原則有：1.以批準的城鎮總體規劃和給水專業規劃為主要依據，水源選擇、凈水廠位置、輸配水管線路等的確定應符合相關專項規劃的要求。2.從全局出發，綜合考慮水資源的節約、水生態環境保護和水資源的可持續利用，正確處理各種用水的關系，符合建設節水型城鎮的要求。3.給水工程設計應貫徹節約用地原則，合理利用土地資源。建設用地指標應符合城市給水工程項目建設標準的有關規定。4.給水工程應按遠期規劃、近遠期結合、以近期為主的原則進行設計。近

32、期設計年限采用510年，遠期規劃設計年限采用1020年。5.給水工程中構筑物的合理設計使用年限為50年，管道及專用設備的合理設計使用年限按材質和產品更新周期經技術經濟比較確定。6.以提高供水安全可靠性和供水水質，降低能耗、藥耗、水耗，節約能源和資源，優化運行管理，提高科學管理水平，降低運行操作人員的勞動強度，降低工程造價和運行成本，增加經濟效益為主旨，在不斷總結生產實踐經驗和科學試驗的基礎上，積極采用行之有效的新技術、新工藝、新材料和新設備。7.給水系統的選擇應根據當地地形、水源情況、城鎮規劃、供水規模、水質及水壓要求，以及原有給水工程設施等條件，從全局出發，通過技術經濟比較后綜合考慮確定。

33、8.生活用水的給水系統，其供水水質必須符合現行的生活飲用水衛生標準的要求；專用的工業用水給水系統，其水質標準應根據用戶的要求確定。4.2 工程項目規模及內容4.2.1工程規模工程設計規模：20000m3/d，全天連續供水。4.2.2工程內容工程設計內容包括：水源地取水工程、輸水管道工程、水廠以及相應的供配電、自動化監控、土建工程。參照我省類似城市用水情況和給水工程規劃、設計規范要求，本工程用水日變化系數取1.4，時變化系數取1.75。各取水構筑物、取水泵聯絡管道、輸水管道按最高日平均時設計，水廠處理構筑物按最高日平均時設計，二級泵房按最高日最高時用水量設計，并能夠適應用水量變化。第五章 凈水廠

34、5.1 取水構筑物5.1.1取水構筑物選型根據所確定的取水位置，綜合其位置的水深，水位及其變化幅度，采用自流管及設集水孔進水井取水構筑物形式。水庫取水。5.1.2取水頭部選擇選用蘑菇取水頭部其適用于中小型取水構筑物，有如下特點； 1 頭部高度較大，要求枯水期有一定的水深； 2 進水方向系自帽蓋底下曲折流入，一般泥沙和漂浮物帶入較少； 3 帽蓋可做成裝配式，便于拆卸和檢修； 4 施工較困難；取水頭部外形選用菱形a取60度，水力條件較好，施工條件，設備布置和安裝方便。5.1.3進水孔的設計1 進水孔布置成側面開孔；2 進水孔在最低水位下的淹沒深度為0.53m，進水孔下緣距河床的距離為0.8m；3

35、進水孔格柵面積f0=1.07m2分兩格高為0.7m寬為0.9m總寬1.8m；5.2 混凝5.2.1混凝與澄清快速混合;適當的絮凝時間;較穩定的沉淀效果.為達到以上目的,本工程采用靜態混合器快速混合。5.2.2混凝劑的配制和投加1、根據所給的水源水質確定混凝劑為堿式氯化鋁。堿式氯化鋁投加量為20mg/l2、加藥間和庫房:設在投藥點的附近;室內有沖洗設施,有5坡度坡向集水坑,通風良好且東季有保溫措施。3、調節池溶液池調節容積 5.25 溶液池設兩個，每池容積為 2.63，形狀采用矩形溶解池攪拌設備采用中心固定式平板漿式攪拌機攪拌，溶解池和溶液池料都采用鋼筋混凝土，內壁襯以聚乙烯板5.2.3混合:為

36、提高混合效果，采用管式靜態混合器,加藥點設在混合器進口處,并增加藥液擴散器,使混凝劑在管道內很好的擴散,形成均勻混合.具有投資較低，無需額外提供能源，易于安裝，無需經常維修，混合效果良好的顯著優點。按要求在混合器內設置若干固定混合單元，每一混合單元由若干固定葉片按一定角度交叉組成，當加入藥劑的水通過混合器時將被單元體分割多次，同時發生分流交流和混凝以達到混合效果。口徑和輸水管道配合，分流板的級數一般取三級，錐形冒夾角90°，錐形冒順水流方向投影面積為進水管總面積的1/4,孔板的面積為進水管面積的3、4混合時間13秒水頭損失0.30.4管長度不小于500mm。水廠進水管投藥口到絮凝池距

37、離為15m，進水管采用兩條。投藥管流量:q為5.83m3/s查水力表得投藥管管徑d=50mm,v=0.26m/s。5.3 澄清池設計中選擇機械攪拌澄清池代替絮凝沉淀設備。因為機械澄清池有以下優點：1、比水力澄清池更能適應流量變化處理效果較穩定；2、處理效率高，單位面積產水量大；3、適用于處理濁度低于50000度的水，而原水濁度最大為800度，大大減小了水廠面積。本設計按照不加斜板進行，考慮以后加斜板，計算過程中對進水、出水。集水等案2q進行校核。機器設置兩座，則 q=（1+5%）/2=875/h （其中5%為水廠自用水量）5.3.1 第二絮凝室 第二絮凝室流量： = 5q = 0.61/s 第

38、二絮凝室導流板截面積a1=0.035，流速1=0.04m/s 第二絮凝室截面積： 第二絮凝室內徑： 第二絮凝室壁厚：=0.25m第二絮凝室外徑為 第二絮凝室高度為： 5.3.2 導流室導流室內導流板截面積：a2=a1=0.035m2 導流室面積：2=1=15.25m2導流室內徑： 導流室壁厚=0.1m導流室外徑： =+2=10.2m 第二絮凝室出水窗高度為： =1.35m 導流室出口流速6=0.04m/s導流室出口面積為 =/=36.18 出口斷面寬為=1.3m 出口垂直高度 5.3.3 分離室 分離室流速=0.001m/s分離室面積為： 澄清池總面積為： 澄清池直徑為 5.3.4 池深 水停

39、留時間取為t=1.5h池子有效容積： 考慮增加4%的結構容積，則池子計算總容積： 取池子超高ho=0.30m 池子直壁部分高度h4=1.80m 池子直壁部分容積為 圓臺部分高度為：h5=2.8m；池子圓臺斜邊傾角為45°底部直徑為 澄清池底部采用球殼式結構，球冠高度h6=1.00m 圓臺容積： 球冠半徑： 球冠容積： 池子實際有效容積： 實際總停留時間： 池子總高度： 5.3.5 配水三角堰出水孔總面積： 孔口直徑為0.10m，每孔面積為，出水孔總數為36個；沿三角堰，每10o設置一孔。 孔口流速 5.3.6 第一絮凝室 第二絮凝室底板厚度=0.15m第一絮凝室上端直徑為 第一絮凝室

40、高度為 傘形板延長線交點處直徑為： 泥渣回流量為=4q，回流速度=0.15m/s，回流縫寬度 裙板厚度為=0.06m，傘形板下端圓柱直徑： 按照等腰三角形計算，傘形板下端圓柱體高度： 傘形板離池體高度為： 傘形板錐部高度為： 5.3.7 容積計算 第一絮凝室：= 165.68 第二絮凝室：=66.26 分離室：=437.06各室容積之比： 二反應室：一反應室：分離室=66.26：156.68：437.06=1：2.36：6.60 澄清池內各室停留時間： 第二絮凝室： 9.09min 第一絮凝室： 21.45min 分離室： 60min 5.3.8 進水系統 進水流速為=1.00m/s 進水管管

41、徑5.3.9 集水系統 集水槽采用輻流式集水槽和環形集水槽，設計時，輻射槽、環形槽、總出水槽之間按水面連接考慮。 1、輻流式集水槽： 槽起點斷面高：0.53m；槽終點斷面高：0.52m；每槽孔口直徑設計為25mm每槽三角堰總數 取13個 2、環形集水槽：環形槽超高0.30m，則環形槽斷面高1.02m. 3、總出水槽：槽寬b3=0.7m槽內坡降為0.10m，槽長5.0m槽內重點水深：h6=0.22m 槽內起點水深：h5=0.13m5.3.10 排泥及排水的計算 1、污泥濃縮室： 分設2斗，則每斗容積 兩斗總容積： v4=3.16×2=6.32 2、排泥周期： 本池在重力排泥時，進水懸浮

42、物含量s1=一般1000mg/l，出水懸浮物含量s4一般5mg/l，污泥含水率p=99%，又濃縮污泥容重=1.01，所以排泥周期： 澄清池排泥周期表s1-s490190290390490590690790890995t098.446.630.622.718.115.012.811.210.08.9 3、排泥歷時：污泥管直徑dg100， 排泥歷時：=178.16s 4、放空時間： 池底中心排空管直徑dg200 放空時間：t=2.65h5.3.11 機械設備（攪拌機） 攪拌機是機械澄清池的主要設備，由于進水懸浮物含量最高位800mg/l，一般不超過1000mg/l，所以無需設置刮泥機設備，攪拌機可

43、使池內液體形成兩種循環流動，以達到使水澄清的目的，其作用有二：一是機械反應，由提升葉輪的槳葉在第一反應室內完成機械反應，使經過加藥混合產生的絮凝顆粒與回流中的原有礬花碰撞接觸而形成較大的顆粒。；二是澄清分離，提升葉輪將第一反應室內形成絮凝顆粒的水體提升到第二反應室，再經折流到澄清區進行分離，清水上升，泥渣從澄清區下部再回流到第一反應室。 葉輪的外徑：d=3.4m 葉輪轉速：n=8.426轉/分 葉輪的出水口寬度： b= 0.30m 葉輪提升消耗功率：=1.24kw槳葉消耗功率：=0.796kw 攪拌功率：n=+=2.04kw電動機（采用自鎖蝸桿）功率：=n/=4.25kw（=0.48）攪拌機軸

44、扭矩： =2313.3n·m 驅動：采用電磁調速電機，減速方式采用三角帶和蝸輪減速器兩級減速。因葉輪需調整出水口寬度，故需設計專用立式蝸桿減速器。 選用電動機：jzt424 功率5.5kw 轉速1201200轉/min減速比：i=1200/8.426=142.45.4 過濾 在常規水處理過程中，過濾一般是指以石英砂等粒狀濾料層截留水中懸浮雜質，從而使水貨的澄清的工藝過程。它是保證飲用水安全的重要措施。濾池有多種形式，以石英砂為濾料的普通快濾池使用歷史最久。為充分發揮濾料層截留雜質能力，又出現了雙層，多層及均質濾料濾池等。現在國內水廠應用較多較多的有普通快濾池、v型濾池、虹吸濾池等。其

45、中v型濾池采用氣水反沖洗，又具又表面橫向掃洗功能，沖洗效果好，節水。現在正在國內逐漸推廣應用，很多大中型水廠擴建改建大部分采用此種濾池，技術也日臻成熟、完善。適應社會發展，從節水、過濾效果考慮，設計中采用v型濾池。本設計采用v型濾池 v型濾池全稱為aquazur v型濾池，是由法國得利滿水處理有限公司首創的專利技術。六十年代末期在巴黎奧利水廠首先采用，七十年代逐漸在歐洲廣泛使用，受到各國好評，逐步在國際上得到推廣。八十年代以來，我國也認識到國外革新后的氣水反沖洗技術的獨特沖洗效果，陸續引進國外先進的氣水反沖洗工藝，用于新擴建水廠中。我國第一座v型濾池1990年7月在南京投產。近年來，設計常 規

46、處理水廠工程時，規模在10萬以上（包括10萬）的水廠，在工藝 程的構筑物選型中，大多設計了v型濾池，以改善制水工藝，提高水廠自動化程度和生產管理水平。 v型濾池是恒水位過濾，池內的超聲波水位自動控制可調節出水清水閥，閥門可根據池內水位的高、低，自動調節開啟程度，以保證池內的水位恒定。v型濾池所選用的濾料的鋪裝厚度較大（約1.40m），粒徑也較粗（0.951.35mm）的石英砂均質濾料。當反沖洗濾層時，濾料呈微膨脹狀態，不易跑砂。v型濾池的另一特點是單池面積較大，過濾周期長，水質好，節省反沖洗水量。單池面積普遍設計為7090，甚至可達100以上。由于濾料層較厚，載污量大，濾后水的出水濁度普遍小于

47、0.5ntu。 v型濾池的沖洗一般采用的工藝為氣洗氣水同時沖洗水沖洗+表面掃洗沖洗強度設計為5l/（s·m）,比雙閥濾池的水沖洗強度15 l/（s·m）,要節約反沖洗用水量2/3，若以一個15萬水廠為例，全年可節省反沖洗水量約為60萬，若以0.4元/ 水價計算，年節省反沖洗水量費用達24萬元之多，可見其經濟效益之顯著。但實踐表明，此種濾池對施工的精度和操作管理水平要求甚嚴，否則，勢必影響正常運行，達不到設計的效果。當前，在部分水廠v型濾池生產運行中常遇到的一些問題，主要表現在反沖洗不均勻，有較嚴重的短流現象發生；跑砂；濾板接縫不平、濾頭套管處密封不嚴，濾頭堵塞甚至發生開裂；

48、閥門啟閉不暢等現象時有發生。相信隨科學研究的逐漸深入，種種缺陷會得到不斷改進。設計計算 選三格型濾池,分為并列的兩組,每組1座,共2座,每座面積為48 m,總面積為96m。單格寬3.0m，長5.3m，面積為31.5m。濾速為9.11m/h，強制濾速20m/h。第一步氣沖沖洗強度13l/(s.m2)；第二步氣-水同時反沖，空氣強度為13l/(s.m2)，水強度為4l/(s.m2)；第三步水沖強度為4l/(s.m2)。第一步氣沖時間為3min，第二步氣-水同時反沖時間為4 min ，單獨水沖時間為5 min ，沖洗時間共計12 min = 0.2 h 。沖洗周期為48 h 。濾池采用單層加厚均粒濾

49、料，粒徑為0.961.35mm，不均勻系數為1.201.60。每座濾池過濾水量為437.5m3/h。清潔濾料層過濾，濾池液面比濾料層高1.2m 。濾池超高為0.3 m，通過控制出水閥門的開啟度來保證濾層上的水深為1.5 m，濾料厚度為1.2 m，濾板厚度為0.10m，濾板下布水區高度為0.85 m，濾池總高為3.65 m。水封井平面尺寸為0.8m×1.5m，堰底板比濾池底板低0.3 m，水封井出水堰總高為1.18 m。反沖洗用水量為0.064m3/s。反沖洗配水干管用鋼管，dn300，流速為1.0m/s。配水干管dn250,流速1.2m/s。沿渠長方向兩側各均勻布置20個配水孔，共4

50、0個，孔中心間距0.265m，每個孔的面積為0.0025m，每個孔口尺寸取0.05m×0.05m。反沖洗水過孔流速為0.5m/s。反沖洗用氣量為0.24m3/s，反沖洗配氣干管用鋼管dn200，流速為2.32m/s。布氣小孔緊貼濾板下緣，間距與布水方孔相同，共計40個。布氣小孔面積為0.0013 m，孔口直徑取40mm 。反洗空氣過孔流速為9.23m/s。氣水分配渠寬取1.0 m，起端高取1.09 m，末端高取0.96 m。兩側沿程各布置20個配氣小孔和20個布水方孔，孔間距0.265m ，共40個。排水集水槽頂端高出濾料層頂面0.5 m，排水集水槽起端高為1.21 m，末端高為1.

51、08m，排水集水槽底坡為0.02。集水槽超高0.3 m ，槽內水位高0.21 m ，槽寬1.0 m ，水流速度為0.7m/s。排水槽設一個電動蝶閥，dn200。 進水總渠寬0.41m ，水面高1.0m 。中間孔口面積為0.0192 m，孔口寬0.16 m ，高0.12m ，兩個側孔的面積均為0.0192 m，側孔寬0.16m，高0.12m，側孔與中間孔口的間距為0.4m。v型槽槽底設表掃水出水孔，直徑取0.040 m ，間隔0.40m ，取v型槽槽底的高度低于表掃水出水孔0.07 m。表面掃洗時v型槽內水位高出濾池反沖洗時液面0.50 m 。v型槽傾角50o，垂直高度0.34m ，壁厚0.08

52、 m ，反沖洗時v型槽頂高出池內液面的高度為0.5m 。反沖洗時選用兩臺型號為14sh-28a單級雙吸離心泵，一用一備流量為240350l/s，揚程為1610m，轉速為1470轉/分。根據反沖洗系統對空氣的壓力、風量要求選三臺lg40風機，風量40m3/min，風壓49kpa，電機功率55 kw ，兩用一備，正常工作鼓風量為80m3/min。5.5 清水池擬建兩個清水池，池子有效水深取 hu = 4.5 m，超高取0.3m，覆土厚取0.7m，采用方形清水池，清水池尺寸為27m×15m。進水管：dn300; 出水管：dn400; 溢流管：dn400; 排水管：dn500通風管：取dn2

53、00，每池設4根，上配濾網檢修孔：每個清水池上設兩個檢修孔d1000。5.6 吸水井為了使配水均勻，配水井分成兩格，水停留時間180s，則配水井尺寸為10m×3m。5.7 送水泵站（二級泵站）5.7.1 選泵根據設計流量和設計揚程選擇水泵的型號和數量，選用4臺250s65（三用一備）流量q=360612m3/h揚程h=7158m的水泵。電動機型號：y250m-2。 5.7.2 泵房布置水泵機組的排列是泵房布置的重要內容，它決定泵防建筑面積的大小，機組的間距以不能妨礙操作和維修的需要為原則。因所選的泵的是s型水泵是側向進水和側向出水的水泵，所以采用橫向排列可能要適當曾加泵房的長度，但跨度小，進出水管