城市工程系统规划给水规划3

1、PART3l城市给水工程系统规划l取水工程设施规划l城市给水处理设施规划l自来水厂规划设计l城市分质供水规划1 1城市给水工程系统的组成与功能(见图7-6,图7-7)一.城市给水工程系统规划城市给水工程系统由相互联系的一系列构筑物所组成，其任务是从天然水源取水，按照用户对水质的要求进行处理，然后将水输送到给水区，并向用户配水。按照工作过程，城市给水工程系统可分为以下几部分：（一）取水工程用以从选定的水源（包括地表水和地下水）取水，并输往水厂。包括水源和取水点，取水构筑物，将水从取水口提升至水厂的一级泵站等（二）水处理（净水）工程将天然水源的水加以处理，符合用户对水质的要求。包括水厂内各种水处理

2、构筑物或设备，将处理后的水送至用户的二级泵站等。 （三）输配水工程输水工程是指从水源泵房或水源集水井至水厂管道（或渠道）或仅起输水作用的从水厂至城市管网和直接送水到用户的管道，包括其各项附属构筑物，中途加压泵站等。配水工程又分为配水厂和配水管网两部分，配水厂是起调节加压作用的设施，包括泵房，清水池，消毒设备和附属构筑物；配水管网包括各种口径的管道及附属构筑物，高地水池和水塔。1 1城市给水工程系统布置形式 (一）统一给水系统当城镇各类建筑的生活，生产，消防等用水都按照生活用水水质标准统一供给的给水系统称为统一给水系统。（二）分质给水系统取水构筑物从水源取水，经不同的净化过程，用不同的管道分别将

3、不同水质的水供给各个用户，这种给水系统称为分质给水系统。（三）分压给水系统根据高，低区供水范围和压差值，可分成水泵集中管理向高，低区输水的并联分区供水方式和分区设加压泵站的串联分区供水方式。（四）循环和循序给水系统循环给水系统是部分废水经冷却降温或简单处理后可再送回车间循环使用。循序给水系统是按各生产车间对水质和水温的高低要求进行顺序供水的系统。（五）区域性给水系统1 1城市给水工程系统布置的一般原则 城市给水工程系统的确定是城市给水工程规划的主要内容。在规划设计中，应遵守国家的建设方针，根据城市总体规划的要求，在满足用户对水量，水质和水压需要的前提下，因地制宜的选择经济合理，安全可靠的给水系

4、统。给水工程系统布置的一般原则如下：（1）根据城市规划的要求，地形条件，水资源情况，用户对水质，水量和水压的要求等来确定布置形式，取水构筑物，水厂和管线的位置。（2）给水系统规划设计时应从技术经济角度分析比较方案，尽量以最少的投资满足用户对水质，水量和水压和供水可靠性的要求。考虑远近期结合，分期实施。（3）保证提供足够的水量是选择水源的前提。在保证水量的条件下，优先选择水质较好，距离较近，取水条件较好的水源。当地水源不能满足城市发展要求，应考虑区域性供水或分质供水，保证城市可持续发展。（4）水厂位置应接近用水区，以便降低输水管道的工作压力和长度。净水工艺力求简单有效，并符合当地实际情况，以便降

5、低投资和生产成本。（5）输配水系统因造价较大，应在满足供水要求的前提下，考虑对管道采用新材料，新技术，减少金属管道和高压材料的使用。（6）充分考虑用水量较大的工业企业重复用水的可能性，努力发展清洁工艺，以利于节省水资源，减小污染，减少费用。（7）给水系统扩建时，应充分发挥现有给水系统的潜力，改造设备，改进净水工艺，调整管网，以便尽可能提高现有给水系统的供水能力。2 2取水工程设施规划地下水取水构筑物（一）位置选择（1）取水点与城市或工业区总体规划，以及水资源开发利用规划相适应。（2）取水点要求水量充沛，水质良好，应设于补给条件好，渗透性强，卫生环境良好的地段。（3）取水点的布置与给水系统的总体

6、布局相统一，力求降低取，输水电耗和取水井及输水管的造价。（4）取水点有良好的水文，工程地质，卫生防护条件，以便于开发，施工和管理。（5）取水点应设在城镇和工矿企业的地下径流上游，取水井尽可能垂直于地下水流向布置。（6）尽可能靠近主要的用水地区。2 2取水工程设施规划（二）地下水取水构筑物的型式及适用范围(表7-17)1.管井2.大口井3.辐射井4.渗渠2 2取水工程设施规划 地表水取水构筑物（一）位置选择（1）设在水量充沛，水质较好的地点，宜位于城镇和工业的上游清洁河段。取水构筑物应避开河流中回流区和死水区，潮汐河道取水口应避免海水倒灌的影响；水库的取水口应在水库淤积范围以外，靠近大坝；湖泊取

7、水口应选在近湖泊出口处，离开支流汇入口，且须避开藻类集中滋生区；海水取水口应设在海湾内风浪较小的地区，注意防止风浪和泥沙淤积。（2）具有稳定的河床和河岸，靠近主流，有足够的水源，一般不小于2.5m3.0m的弯曲河段上，宜设在河流的凹岸，但应避开凹岸主流的顶冲点；顺直的河段上，宜设在河床稳定，水深流急，主流靠岸的窄河段处，取水口不宜放在入海的河口地段和支流向主流的汇入口处。（3）尽可能减少泥沙，漂浮物，冰凌，冰絮，水草，支流和咸潮的影响。2 2取水工程设施规划（4）具有良好的地质，地形及施工条件。取水构筑物应建造在地质条件好，承载力大的地基上。应避开断层，滑坡，冲击层，流砂，风化严重和岩溶发育地

8、段。应考虑施工时的交通运输和施工场地，管道少穿铁路，公路和堤岸。（5）取水构筑物位置选择应与城市规划和工业布局相适应，全面考虑整个给水系统的合理布置。应尽可能靠近主要用水地区，以减少投资。输水管的铺设应尽量减少穿过天然（河流，谷地等）或人工（铁路，公路等）障碍物。 （6）应考虑天然障碍物和桥梁，码头，丁坝，拦河坝等人工障碍物对河流条件引起变化的影响。取水口距离见表。（7）应与河流的综合利用相适应。取水构筑物不应妨碍航运和排洪，并且符合灌溉，水力发电，航运，排洪，河湖整治等部门的要求。（8）取水构筑物的设计最高水位应按100年一遇频率确定。城市供水水源的设计最小（枯水）流量的保证率，一般采用90

9、%97%。设计枯水位的保证率，一般采用90%99%。（9）江河取水构筑物的防洪标准不应低于城市防洪标准，其设计洪水重现期不得低于100年。2 2取水工程设施规划(二)地表水取水构筑物型式河床式，岸边式以及缆车式，浮船式等。 取水构筑物用地指标3 3城市给水处理设施规划(一)原水水质特点与供水水质标准 原水中的杂质1.悬浮物和胶体如泥砂，矿物废渣，水生植物，粘土，腐殖质，细菌，病毒，有机高分子等。悬浮物和胶体是使水产生浑浊现象的根源，也会造成水的色，臭，味，甚至传播疾病，所以是饮用水处理的主要去除对象。粒径大于0.1mm的泥砂能自动下沉,而粒径较小的悬浮物和胶体杂质，不宜下沉，须投加混凝剂才能去

10、除。2.溶解物质指水中的低分子和离子，如氧，氮，二氧化碳，硫化氢等气体，以及钙，镁，钠，碳酸氢根，硫酸根，氯等离子。它们与水构成均相体系，外观透明，但有的溶解杂质可使水产生色，臭，味。溶解杂质主要是某些工业用水的去除对象。3 3城市给水处理设施规划 天然水源的水质特点1.地下水水质特点（1）水质清澈（2）水质水温较稳定（3）地下水的含盐量通常高于地表水（海水除外）（4）地下水硬度高于地表水（5）我国地下水的含铁量通常在10mg/L以下，个别高达30mg/L。（6）我国地下水的含锰量一般不超过2mg/L3 mg/L ，个别高达10mg/L。2.江河水水质特点（1）悬浮物质和胶体杂质含量较多，浊度

11、高于地下水。且易受自然条件的影响。（2）含盐量和硬度较低。（3）易受生活污水，工业废水及其他各种人为污染。（4）水温不稳定。3.湖泊及水库水水质特点（1）水浊度较低 (2)湖水含藻类较多，使水产生色，臭，味（3）湖水也易受废水污染（4）含盐量往往比河水高3 3城市给水处理设施规划4.海水水质特点含盐量高且所含各种盐类或离子的重量比例基本上一定。其中氯化物，硫化物，碳酸盐含量较高。氯化物含量约4000mg/L,总含盐量90%左右。海水一般须经淡化处理才可作为居民生活用水。海水不经处理，一般宜作为工业冷却水。缺水地区，也可做生活杂用，海水对管材和设备有一定腐蚀性。 目前由于工业废水，生活污水，农药

12、，化肥的污染，使地表水源的水质在恶化，大量的有机物和重金属离子进入水体，极大的危害着人体健康。所以，保护水源，强化水处理工艺是解决这个问题的关键。3 3城市给水处理设施规划n供水水质标准水质标准是用水对象（包括饮用和工业用水对象等）所要求的各项水质参数应达到的指标和限值。不同用水对象，要求的水质标准也不同。随着科学技术的进步和水源污染日益严重，水质标准总是在不断修改，补充之中。1.饮用水卫生标准我国在生活饮用水卫生标准（GB5749-85)规定，生活饮用水水质，不应超过表4-8所示的限量。（1）感官性状良好，要求水中某些物质对人的视觉，嗅觉，味觉不产生刺激。（2）所含化学物质对机体无害，要求水

13、中所含的化学物质对人体不产生急性或慢性的毒害作用；（3）流行病学安全，要求水中不含多种病原体，以防止水传染病的传播。根据我国部分城市水质检验结果，管网水质和出厂水质相比，某些项目检测值有明显增大，说明管网对水质有一定影响，所以出厂水的水质必须达到或优于国家标准，才可保证用户对水质的要求。3 3城市给水处理设施规划2.工业用水水质标准食品，酿造及饮料工业的原料用水，水质要求应当高于生活饮用水水质标准。纺织，造纸工业用水，要求水质清澈，所含铁，锰和硬度低。锅炉用水要求去除引起腐蚀、结垢、引起汽水共腾现象的各种杂质，如钙、镁离子等。锅炉压力愈高，水质要求也愈高。电子工业中，要求纯水和高纯水，总体残渣

14、应小于1mg/L。3 3城市给水处理设施规划（二） 给水处理方法概述给水处理的目的是通过必要的处理方法去除水中杂质，使之符合生活饮用水或工业使用所要求的水质。给水处理的方法1. 澄清和消毒这是以地表水为水源的生活饮用水的常用处理工艺。工业用水也常需澄清工艺。如果对澄清要求不高，可省去过滤。混凝沉淀过滤消毒3 3城市给水处理设施规划消毒澄清工艺通常包括混凝，沉淀和过滤。澄清池是絮凝和沉淀综合于一体的构筑物处理对象主要是水中悬浮物和胶体杂质。原水加药后，经混凝使水中悬浮物和胶体杂质形成大颗粒絮凝体，而后通过沉淀池进行重力分离。过滤是利用粒状滤料截留水中杂质的构筑物，常置于混凝和沉淀构筑物之后，用以

15、进一步降低水的浑浊度。根据原水水质不同，在上述澄清工艺系统中还可适当增加或减少某些处理构筑物。在生活饮用水处理中，过滤是必不可少的。消毒是杀灭水中致病微生物。在水中投加消毒剂。当前我国普遍采用的消毒剂是氯，也有采用漂白粉，二氧化氯及次氯酸纳等。臭氧消毒也是一种。3 3城市给水处理设施规划2.除臭，除味除臭，除味的方法取决于水中臭和味的来源。例如：对于水中有机物所产生的，可用活性炭吸附或氧化剂氧化法去除。对于溶解性气体或挥发性有机物所产生的，可采用曝气法去除。3.除铁，除猛和除氟4.软化5.淡化和除盐6.水的冷却7.预处理和深度处理基本原理：吸附；氧化；生物降解，膜滤3 3城市给水处理设施规划

16、(三) 常规净水构筑物以地表水为水源，常规净水工艺如图： 澄清池水源絮凝池一级泵站沉淀池快滤池清水池二级泵站管网加混凝剂加氯3 3城市给水处理设施规划混合与絮凝胶体失去稳定性相互聚集称为混凝.微粒变成絮粒并由小到大的物理化学反应过程成混凝过程.投药 混合 絮凝混凝阶段处理水中悬浮物及胶体杂质,是水处理的非常重要的环节.根据水质选用质量较好的凝聚剂和最佳投量是该过程的关键.3 3城市给水处理设施规划1.混凝剂A.金属盐类混凝剂: 硫酸铝 Al2(SO4)3 18H2O 三氯化铁FeCl3 .6H2O硫酸亚铁FeSO47H2O 聚合氯化铝Al2 ( OH)nCl6-n mB.高分子混凝剂影响混凝效

17、果的因素:水温;水的PH值;水中悬浮浓度2.助凝剂a)生石灰b)氯气c)活化水玻璃d)高分子化合物类沉淀与澄清过滤消毒4 4自来水厂规划设计 水厂的设计步骤及设计原则（一）对于水厂的设计，一般可分为三个阶段：可行性研究，扩大初步设计，施工图设计1.可行性研究主要是提出工程建设的科学依据，主要研究内容包括：（1）城市概况和供水现状分析（2）工程建设的目标和要解决的主要问题（3）提出工程方案并对其进行评价（4）各种方案的投资估算，在此基础上对工程进行经济效益分析等。2.扩大初步设计主要是按照可行性所确定的工程方案，在其研究的基础上，进一步分析调查和核实已掌握资料。在此基础上，通过技术经济比较确定所

18、采用的方案，并初步设计水厂总平面布置，工艺流程，处理净化构筑物的形式和尺寸以及其他生产和辅助设施等。提供的成果一般包括设计说明书和若干初步设计图纸。4 4自来水厂规划设计3.扩大初步设计经有关部门审批后，可进行施工图设计。 水厂设计应遵守设计规范中的规定，并重点考虑以下问题 ：1.水处理构筑物的生产能力，应以最高日用水量加水厂自用水量进行设计，并以原水水质最不利情况进行校核。2.水厂一般应按近期用水情况进行设计,并考虑远期发展的需要.3.对于大中型城镇给水工程的水厂,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。对于小型城镇给水系统，对不间断供水方面要求较低，备用措

19、施可适当简化，以最大限度节约工程投资。4 4自来水厂规划设计 厂址选择（1）厂址应选在工程地址条件较好的地方。（2）水厂应尽可能选择在不受洪水威胁的地方，否则应考虑防洪措施。在雨水较大的地区，还应考虑厂区的排水方便。（3）水厂应尽量布置在交通方便，靠近电源的地方，以利于施工，管理和降低输电线路的造价。（4）厂址应尽量结合城市规划综合考虑。（5）厂址应尽量少占农田或不占农田，并尽量利用天然地形采用重力输水。（6）厂址应尽量选在环境卫生较好的地方。其周围的卫生条件应符合生活饮用水卫生标准中所规定的卫生防护要求。4 4自来水厂规划设计n水厂工艺流程选择应根据原水水质及设计生产能力等因素，通过对已正常运行的水厂的调查，经过技术比较后确定。以地表水为水源时,生活饮用水处理通常采用混合、絮凝、沉淀或澄清、过滤和消毒的工艺流程。工业用水或以地下水为水源的生活用水、净水工艺流程常比较简单，见表7-20。n水厂布置 包括平面布置和工艺流程的竖向布置 各功能区用地所占比例见表7-22。 工艺流程的布置是水厂布置的前提，水厂中各净水构筑物之间的水流应为重力流，流