山东省淄博市给水工程初步设计

1、PAGE PAGE 92 PAGE 1摘 要本设计的主要任务是山东省淄博市给水工程初步设计。设计的主要内容包括：设计规模的确定、给水系统选择、给水方案比较、取水工程设计、净水厂设计、二级泵房设计和输配水管网的计算与平差。设计书由设计说明书和设计计算书两部分组成。本设计的设计规模是15万m3/d，以地面为水源。采用的给水系统为：源水一泵站配水混凝剂投入混合往复式隔板絮凝池斜管沉淀池普通快滤池清水池二级泵房城市管网。选用硫酸铝为混凝剂，液氯为消毒剂。水厂出水水质要求达到生活饮用水卫生规范（2001） 。水厂位于淄博市的东北方，地面标高为255.3m，总占地面积12.5公顷，绿化面积约占25，附属面

2、积约占总面积的15，力争创建一个清新怡人的现代化水厂。关键词给水工程设计 往复式隔板絮凝池 斜管沉淀池 普通快滤池 城市管网AbstractThe main task of this design is in ZiBo City in Shandong Province, the preliminary design of the county water supply project. The key elements of design: design to determine the size, water supply systems, water supply schemes, wa

3、ter engineering, water treatment plant design, the secondary pumping station design and losers .Water distribution network with the calculation and adjustment. Design specification and design of the book is composed of two parts calculation. This design is the size of the recent design of 150,000m3

4、/ d, for the water to river. Used for water supply system: the source of the water primary water pumping stationassigned wellsReciprocating clapboard flocculating Inclined pipe Filter- Ordinary fast rateClearance pondtwo pumping stationsCity pipeline. Selection of coagulant aluminum sulfate, liquid

5、chlorine as disinfectant. Water plant to meet water quality requirements, Drinking Water Health Standards (2001). ZiBo City Water Treatment Plant is located in northeast of the city, the ground elevation is255.3m, the total area of 12.5 hectares, accounting for about 25% green area, sub area of abou

6、t 15% of the total area and strive to create a modern and pleasant fresh water plant.Keywords：Water-supply engineering design Reciprocating clapboard flocculating Inclined pipe Filter Ordinary fast rate City pipeline目 录 TOC o 1-2 h z u HYPERLINK l _Toc265391580 前 言 PAGEREF _Toc265391580 h 1 HYPERLIN

7、K l _Toc265391581 第一部分 设计说明书 PAGEREF _Toc265391581 h 2 HYPERLINK l _Toc265391582 1 设计资料 PAGEREF _Toc265391582 h 2 HYPERLINK l _Toc265391583 1.1 设计任务 PAGEREF _Toc265391583 h 2 HYPERLINK l _Toc265391584 1.2 设计原始资料 PAGEREF _Toc265391584 h 2 HYPERLINK l _Toc265391585 1.3 水处理用材料和药剂资料 PAGEREF _Toc26539158

8、5 h 3 HYPERLINK l _Toc265391586 1.4 用水资料 PAGEREF _Toc265391586 h 4 HYPERLINK l _Toc265391587 2 设计用水量 PAGEREF _Toc265391587 h 5 HYPERLINK l _Toc265391588 2.1 供水系统的选择 PAGEREF _Toc265391588 h 5 HYPERLINK l _Toc265391589 2.2设计用水量 PAGEREF _Toc265391589 h 5 HYPERLINK l _Toc265391590 2.3 取水构筑物、一级泵站、原水输水管、水

9、处理构筑物设计流量 PAGEREF _Toc265391590 h 6 HYPERLINK l _Toc265391591 2.4 二级泵站设计流量 PAGEREF _Toc265391591 h 6 HYPERLINK l _Toc265391592 2.5 清水输水管设计流量 PAGEREF _Toc265391592 h 6 HYPERLINK l _Toc265391593 3 管网设计定线 PAGEREF _Toc265391593 h 6 HYPERLINK l _Toc265391594 3.1 管网设计 PAGEREF _Toc265391594 h 6 HYPERLINK l

10、 _Toc265391595 3.2 管网水力计算 PAGEREF _Toc265391595 h 7 HYPERLINK l _Toc265391596 3.3 管网的核算条件 PAGEREF _Toc265391596 h 7 HYPERLINK l _Toc265391597 4 给水处理工艺流程和给水构筑物的工艺选择 PAGEREF _Toc265391597 h 8 HYPERLINK l _Toc265391598 4.1 设计原则 PAGEREF _Toc265391598 h 8 HYPERLINK l _Toc265391599 4.2 设计规模 PAGEREF _Toc26

11、5391599 h 9 HYPERLINK l _Toc265391600 4.3 厂址选择 PAGEREF _Toc265391600 h 9 HYPERLINK l _Toc265391601 4.4 水厂工艺流程选择 PAGEREF _Toc265391601 h 10 HYPERLINK l _Toc265391602 4.5 处理构筑物的选择 PAGEREF _Toc265391602 h 10 HYPERLINK l _Toc265391603 5 取水工程 PAGEREF _Toc265391603 h 19 HYPERLINK l _Toc265391604 5.1 取水构筑物

12、 PAGEREF _Toc265391604 h 19 HYPERLINK l _Toc265391605 5.2 取水泵房 PAGEREF _Toc265391605 h 20 HYPERLINK l _Toc265391606 5.3 取水构筑物主要设计参数及设备 PAGEREF _Toc265391606 h 21 HYPERLINK l _Toc265391607 6 二级泵房 PAGEREF _Toc265391607 h 22 HYPERLINK l _Toc265391608 6.1 设计规模 PAGEREF _Toc265391608 h 22 HYPERLINK l _Toc

13、265391609 6.2 二级泵房 PAGEREF _Toc265391609 h 22 HYPERLINK l _Toc265391610 第二部分 设计计算书 PAGEREF _Toc265391610 h 23 HYPERLINK l _Toc265391611 7 城市管网设计计算 PAGEREF _Toc265391611 h 23 HYPERLINK l _Toc265391612 7.1 设计用水量 PAGEREF _Toc265391612 h 23 HYPERLINK l _Toc265391613 7.2 最高日用水量 PAGEREF _Toc265391613 h 24

14、 HYPERLINK l _Toc265391614 7.3 管网水力计算 PAGEREF _Toc265391614 h 24 HYPERLINK l _Toc265391615 7.4 分配流量与平差计算 PAGEREF _Toc265391615 h 27 HYPERLINK l _Toc265391616 7.5 消防校核 PAGEREF _Toc265391616 h 38 HYPERLINK l _Toc265391617 7.6 节点水压标高计算 PAGEREF _Toc265391617 h 48 HYPERLINK l _Toc265391618 8 取水头部设计 PAGER

15、EF _Toc265391618 h 52 HYPERLINK l _Toc265391619 8.1 进水间设计 PAGEREF _Toc265391619 h 52 HYPERLINK l _Toc265391620 8.2 取水头部及尺寸计算 PAGEREF _Toc265391620 h 54 HYPERLINK l _Toc265391621 9 取水泵房的设计 PAGEREF _Toc265391621 h 56 HYPERLINK l _Toc265391622 9.1 泵设计扬程的确定 PAGEREF _Toc265391622 h 56 HYPERLINK l _Toc265

16、391623 9.2 水泵的有关设计计算和校核 PAGEREF _Toc265391623 h 58 HYPERLINK l _Toc265391624 93 泵房设计及附属设备的选择 PAGEREF _Toc265391624 h 62 HYPERLINK l _Toc265391625 10 净水构筑物的进算 PAGEREF _Toc265391625 h 64 HYPERLINK l _Toc265391626 10.1 设计供水量 PAGEREF _Toc265391626 h 64 HYPERLINK l _Toc265391627 10.2 配水井计算 PAGEREF _Toc26

17、5391627 h 64 HYPERLINK l _Toc265391628 10.3 投药系统计算 PAGEREF _Toc265391628 h 65 HYPERLINK l _Toc265391629 10.4 混合设备（管式静态混合器） PAGEREF _Toc265391629 h 66 HYPERLINK l _Toc265391630 10.5 絮凝设备 PAGEREF _Toc265391630 h 66 HYPERLINK l _Toc265391631 10.6 斜管沉淀池的计算 PAGEREF _Toc265391631 h 68 HYPERLINK l _Toc2653

18、91632 10.7 普通快滤池计算 PAGEREF _Toc265391632 h 72 HYPERLINK l _Toc265391633 10.8 液氯消毒系统的计算 PAGEREF _Toc265391633 h 76 HYPERLINK l _Toc265391634 10.9 清水池 PAGEREF _Toc265391634 h 77 HYPERLINK l _Toc265391635 10.10 吸水井 PAGEREF _Toc265391635 h 78 HYPERLINK l _Toc265391636 10.11 辅助构筑物 PAGEREF _Toc265391636 h

19、 80 HYPERLINK l _Toc265391637 11 水厂平面和高程布置 PAGEREF _Toc265391637 h 80 HYPERLINK l _Toc265391638 11.1 平面布置 PAGEREF _Toc265391638 h 80 HYPERLINK l _Toc265391639 11.2 高程布置 PAGEREF _Toc265391639 h 81 HYPERLINK l _Toc265391640 12 送水泵站的设计 PAGEREF _Toc265391640 h 83 HYPERLINK l _Toc265391641 12.1 送水泵站设计的意义

20、 PAGEREF _Toc265391641 h 83 HYPERLINK l _Toc265391642 12.2 送水泵站的设计 PAGEREF _Toc265391642 h 83 HYPERLINK l _Toc265391643 12.3机组基础尺寸的确定 PAGEREF _Toc265391643 h 84 HYPERLINK l _Toc265391644 12.4 水泵的有关设计计算和校核 PAGEREF _Toc265391644 h 85 HYPERLINK l _Toc265391645 参考文献 PAGEREF _Toc265391645 h 90 HYPERLINK

21、l _Toc265391646 谢 辞 PAGEREF _Toc265391646 h 91 HYPERLINK l _Toc265391647 附 录 PAGEREF _Toc265391647 h 92前 言水是生命之源，城市给水系统是保证城市、工矿企业等用水的各项构筑物和输配水管网组成的系统，水在日常和生产生活中占有极其重要的地位，我的毕业设计题目就是设计一个中等城市的给水工程。毕业设计是本科生教学环节中重要的一环，通过毕业设计，可以把所学习的理论知识进行系统地实践，培养学生的综合分析问题和解决问题的能力，为今后的实际工作奠定必要的基础，同时把书本上学到的知识系统化。我们在今后的实践中还

22、需要不断学习，不断探索，不断总结经验。从这个意义上说，毕业设计是我们在大学期间最接近工程实践的一次训练，通过它我们可以掌握工程中的一般思想，计算方法和设计技巧，为今后的实际工作奠定良好的基础。所以说毕业设计也是一次最重要最正规的大型考核。第一部分 设计说明书1 设计资料1.1 设计任务根据所给资料进行山东省淄博市给水工程初步设计，包括城市管网系统的初步设计，取水工程的初步设计，净水工程的初步设计，送水泵房的初步设计，制水成本的初步预算。城市管网系统的设计包括用水量的计算，管网的布置，水力计算等。取水工程分为取水头部的设计、选泵计算和一泵站泵房的设计。净水工程设计分为混合工艺设计、絮凝工艺的设计

23、、沉淀工艺的设计、过滤工艺的设计、清水池的设计，消毒系统的设计，加药系统的设计以及水厂的布置。送水工程设计包括选泵和泵房的计算。1.2 设计原始资料1.2.1 概况山东省淄博市环境秀美，北面临河，城内河流纵横贯穿，资源丰富，是一个新兴的工业城市。自改革开放以来，工农业生产，城市建设迅猛发展，成城市规划建筑为六层混合式建筑，室内均有给水排水卫生设备和淋浴设备。规划人口近期33万，远期44万人净水厂在城市北面河流的上游，避免了城市污染对水源地的破坏。1.2.2 自然条件1)地理位置：山东省淄博市2)地形地貌城区地形最高处标高257米，最低处标高254米。具体情况详见城市规划图。3)气象资料(1)气

24、温城市年最高气温38.8；年最低气温-32.4；年平均气温10.3；(2)平均降雨量：715.5mm；(3)常年主导风向：西南风；(4)冰冻线冻土厚度：1.52m；(5)城市土壤种类：亚粘土；(6)地下水位深度：8.6cm。1.2.3 水源状况1)地面水源资料(1)河流流量：最大流量500 m3/s，最小流量100 m3/s。(2)河水最大流速：3.7m/s。(3)河水位：最高水位258m，常水位255m，最低水位251m。(4)最大冰冻厚度：1.1m。2)河水的水质分析资料水质分析表 表1-1序号名称单位分析结果1PH值6.58.52总硬度mg/LCaCO373碱度mg/L4504平均浊度m

25、g/L100最高浊度mg/L1600最低浊度mg/L105色度度106溶解性固体mg/L6007最高水温0C21最低水温0C18细菌总数个/mL35009大肠菌群数个/L280注：其它指标符合国家饮用水二类水源水质标准。1.3 水处理用材料和药剂资料1.3.1 混凝剂根据所给原水的原始资料和该城所处地理位置是个冬季寒冷期较长，气温较低的地区，本设计选择Al2(SO4)318H2O作为絮凝剂，活化硅酸作为助凝剂。Al2(SO4)318H2O所含杂质少，容易溶解，速度快，形成的矾花紧密易沉淀，同时配合使用助凝剂能够大大改善Al2(SO4)318H2O在水温低，浊度低情况下形成的矾花细小不宜沉淀的状

26、况，使得矾花易沉淀，效果好，同时节省可为了絮凝效果而投加过多的助凝剂。1.3.2 当地所产滤料石英砂、无烟煤、砾石等均有供应。1.3.3 用于消毒的药剂液氯、漂白粉、臭氧、二氧化氯等均有供应，其他材料可按设计要求采购。1.4 用水资料1.4.1 居民生活用水变化曲线逐时用水量（）表 表1- 2时间用水量时间用水量时间用水量0-11.048-96.2116-174.521-20.959-106.1217-184.932-30.9510-115.5818-195.143-41.2011-125.4819-205.664-51.6512-134.9720-215.805-63.4113-144.81

27、21-224.916-76.8414-154.1122-233.057-86.8415-164.1823-241.651.4.2 公共建筑、生产企业等集中用水量(1) 文具厂，生产用水为9000m3/d，重复利用率0。工人总数2700人，分三班工作，一班早8：00晚16：00点，二班16：0024：00点，三班24：008：00点。其中热车间工作的工人占全部工人的25。文具厂淋浴情况表 表1- 3车间特征淋浴工人数（占全班工人数）不太脏身体车间30非常脏身体车间50每班下班后一小时淋浴时间。(2) 汽车厂，生产用水为9900m3/d，重复利用率0。工人总数3000人，分三班工作，一班早8：00

28、晚16：00点，二班16：0024：00点，三班24：008：00点。其中热车间工作的工人占全部工人的45。汽车厂淋浴情况表 表1-4 车间特征淋浴工人数（占全班工人数）不太脏身体车间35非常脏身体车间40每班下班后一小时淋浴时间。(3) 绿地面积区4700 m2，区7800m2(4) 火车站用水量15000m3/d2 设计用水量2.1 供水系统的选择该城市用水主要以生活用水为主，工业及其它用水量少，且对水质无特殊要求，拟定采用统一供水系统。2.2设计用水量2.2. 1 居住区居民生活用水量Q1由于该城市位于山东省，属二区中等城市。，区都有上下水及淋浴设备，采用用水标准：250升/人日，则Q=

29、0.251810000=45000m3/d。Q=0.251510000=37500m3/d。2.2.2 公共建筑，生产企业等集中用水量Q2根据设计资料公共建筑、生产企业等集中用水包括了公共建筑用水、工业企业用水和工作人员生活用水。(1)文具厂用水量Q=9039.6m3/d；(2)汽车厂用水量Q=9947.95m3/d；2.2.3 市政用水量Q3（包括浇洒道路和绿化用水量）浇洒道路和绿地用水量应根据路面、绿化、气候和土壤等条件确定Q3=70m3/d2.2.4 消防用水量Q4室内外消防用水量，按照同时起火次数和一次火灾用水量计算。城市消防用水一般储存在清水池中，由于火灾不经常发生，且历时短暂，消防

30、用水不计入最高日设计流量，仅作校核用。Q4=70l/s。2.2.5未预见水量及管网漏水量Q5Q5=23370m3/d;2.2.6 最高日用水量QdQd=140220m3/d；2.2.7 日处理用水量Q设水厂自用水量系数为10%，则Q=1.1Qd=1.1140220=154242 m3/d；取154250 m3/d。2.3 取水构筑物、一级泵站、原水输水管、水处理构筑物设计流量 Q=1.96m3/s;2.4 二级泵站设计流量二级泵站设计流量（供水量）应逐时等于用水量。2.5 清水输水管设计流量清水管输水管设计流量与二级泵站设计流量密切相关，应取二级泵站最大供水时量作为其设计流量。如果二级泵站之前

31、的水厂内调节构筑物（清水池）贮存有消防水量，其设计用水量还应考虑消防用水量。3 管网设计定线3.1 管网设计3.1.1 输水和配水系统输水和配水系统是保证输水到给水区内并且配水到所有用户的全部设施。它包括输水管渠、配水管网、泵站、水塔和水池。对输水和配水系统的总要求是：供给用户所需的水量、保证配水管网足够的水压、保证不间断给水。输水管渠指从水源到城市水厂或者从城市水厂到相距较远管网的管线或渠道。3.1.2 给水管网的布置给水管网的布置应满足以下要求:(1)按照城市规划平面布置管网，布置时应考虑给水系统分期建设的可能，并留有充分的发展余地。(2)管网布置必须保证供水安全可靠，当局部管网发生事故时

32、，断水范围应减到最小。(3)管线遍布在整个给水区内，保证用户有足够的水量和水压。(4)力求以最短的距离敷设管线，以降低管网造价和供水能量费用。一般小城市和小型工矿企业中供水要求不太严格时，可以采用树状网。一般在较大或供水要求较高不能断水的地区，均应采用环状管网。给水管网必须有充足的输配水能力，工作安全可靠，经济实用。在实际工程中，采用树状网和环状网混合布置。根据具体情况，在主要供水区或城市中心地区布置成环状网，而在次要城市或郊区则以树状网形式向四周延伸。供水可靠性要求较高的工矿企业必须采用环状网，并用树状网或双管输水到个别较远的车间。3.1.3 管网定线管网定线时，干管的间距可根据街区情况采用

33、500800m。干管和干管之间连接管使管网形成了环状网，连接管的作用在于局部管线损坏时，可以通过它重新分配流量，从而缩小断水范围，较可靠地保证供水。连接管的间距可根据街区的大小考虑在8001000m左右。3.1.4 输水管渠定线输水管渠定线时，必须与城市建设规划相结合，尽量缩短线路长度，减少拆迁，少占农田，便于管渠施工和运行维护，保证供水安全；选线时，应选择最佳的地形和地质条件，尽量沿现有道路定线，以便施工和检修；减少与铁路、公路和河流的交叉；管线避免穿越滑坡、岩层、沼泽、高地下水位和河水淹没与冲刷地区，以降低造价和便于管理。3.2 管网水力计算3.2.1 节点流量计算对于每个节点：Qi+qi

34、j=0;式中：Qi节点上的节点流量 ，L/s；qij与管段相连的节点流量。3.2.2 初分配流量(1)分配流量时流向任意节点的流量必须等于流出节点的流量，以保持水流的连续。流出节点的流量为负，流入节点的流量为正。(2)直接到大用户的管段应该分配较大的流量，主要干管中分配较大的流量，并尽可能采用相近的管径，使其中的一干管损坏时，不至于引起个别管段的流量负荷过大。(3)分配时先拟定每一管段水流方向，并选定在正常时和事故时都应该满足所需自由水压的控制点，控制点的位置在远离二泵站和地势较高的位置。(4)与干管相连的管段，平时流量不大，只在干管损坏时才转输较大的流量。因此流量分配不应该过大，以免增大管径

35、，增大投资成本。3.3 管网的核算条件管网的管径和水泵扬程，按设计年限内最高日最高时的用水量和水压要求决定。但是用水量是发展的也是经常变化的，为了核算所定的管径和水泵能否满足不同工作情况下的要求，就需进行其他水量条件下的计算，以确保经济合理地供水。通过核算，有时需将管网中个别管段的直径适当放大，也有可能需另选合适的水泵。3.3.1 消防时的流量和水压要求消防时的管网核算，是以最高确定的管径为基础，然后按最高用水时另行增加消防时的管段流量和水头损失，计算时只是在控制点另外增加一个集中的消防流量。如按照消防要求同时有两处失火时，则可从经济和安全方面的考虑，将消防流量一处放在控制点，另一处放在离二级

36、泵站较远或靠近大用户和工业企业的节点处。虽然消防时比最高用水时所需服务水头要小的多，但因消防时通过的管网流量增大，各管段的水头损失相应增加，按最高用水时确定的水泵扬程有可能不够消防时的需要，这时须放大个别管段的直径，以减小水头损失。个别情况下因最高用水时和消防时的水泵扬程相差很大，须设专用消防泵供消防时使用。3.3.2 最不利管段发生故障时的事故用水量和水压要求管网主要管线损坏时必须及时检修，在检修时间内供水量允许减少。一般按最不利管段损失而断水检修的条件，核算事故时的流量和水压是否满足要求，至于事故时应有的流量，在城市为设计用水量的70，工业企业的事故流量按有关规定。经核算不能符合要求时，应

37、在技术上采取措施。如当地给水管理部门有较强的检修力量，损坏的管段能迅速修复，且断水产生的损失较小时，事故时的管网核算要求可适当降低。4 给水处理工艺流程和给水构筑物的工艺选择给水处理厂设计内容包括设计规模的确定，厂址选择，水处理工艺选择，处理构筑物选择与计算，处理用药剂选择与用量确定，二级泵站设计与计算，药剂（包括混凝剂，助凝剂，消毒剂等）配制与投加方式选择和计算附属构筑物设计，水厂平面和高程布置，厂区道路，管线综合布置，厂区绿化布置。4.1 设计原则 (1)水处理构筑物的生产能力，应以最高日供水量加水厂自用水量进行设计，并按原水水质最不利情况进行校核。水厂自用水量取决于所采用的处理方法、构筑

38、物类型及原水水质等因素，城镇水厂自用水量一般采用供水量的5%10%，必要时可通过计算确定。(2)水厂应按近期设计，并考虑远期发展。根据使用要求及技术经济合理等因素，对近期工程亦可做分期建设的可能安排。对于扩建、改建工程，应从实际出发，充分发挥原有设施的效能，并应考虑与原有构筑物的合理配合。(3)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、主要设备应有备用量；处理构筑物一般不设备用量，但可通过适当的技术措施，在设计允许范围内提高运行负荷。(4)水厂自动化程度，应本着提供水水质和供水可靠性，降低能耗、药耗，提高科学管理水平和增加经济效益的原则，根据实际生产要求，

39、技术经济合理性和设备供应情况，妥善确定。(5)设计中必须遵守设计规范的规定。如果采用现行规范中尚未列入的新技术、新工艺、新设备和新材料，则必须通过科学论证，确证行之有效，方可付诸工程实际。但对与确实行之有效、经济效益高、技术先进的新工艺、新设备和新材料，应积极采用，不必受现行设计规范的约束。4.2 设计规模给水厂处理构筑物设计规模按最高日平均时流量计，即： （m3/h）式中：Qd为水厂最高日供水量，为自用水系数，取决于处理工艺、构筑物类型、原水水质及水厂是否设有回收水设施等因素，一般在1.05-1.10之间，T为一级泵站每天工作小时数。水处理构筑物的设计，应按原水水质最不利情况时所需供水量进行

40、校核。4.3 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。在选择厂址时，一般应考虑以下几个问题： 厂址应选择在工程地质条件较好的地方，一般选在地下水位低，承载力较大，湿陷性等级不高，岩石较少的地层，以降低工程造价和便于施工。 水厂尽可能选择在不受洪水威胁的地方，否则应考虑防洪措施。 水厂应尽量设置在交通方便、靠近电源的地方，以利于施工管理和降低输电线路的造价，并考虑沉淀池排泥及滤池冲洗水排除方便。 当取水地点距离用水区较近时，水厂一般设置在取水构筑物附近，通常与取水构筑物建在一起，当取水地点距离用水区较远时，厂址选择有两种方案，一是将水厂设置在取水构筑物

41、附近；另一是将水厂设置在离用水区较近的地方。前一种方案主要优点是：水厂和取水构筑物可集中管理，节省水厂自用水（如滤池冲洗和沉淀池排泥）的输水费用并便于沉淀池排泥和滤池冲洗水排除，特别对浊度较高的水源而言。但从水厂至主要用水区的输水管道口径要增大，管道承压较高，从而增加了输水管道的造价，特别是当城市用水量逐时变化系数较大及输水管道较长时；或者需在主要用水区增设配水厂（消毒、调节和加压），净化后的水由水厂送至配水厂，再由配水厂送入管网，这样也增加了给水系统的设施和管理工作。后一种方案优缺点与前者正相反。对于高浊度水源，也可将预沉构筑物与取水构筑物建在一起，水厂其余部分设置在主要用水区附近。以上不同

42、方案应综合考虑各种因素并结合其他具体情况，通过技术经济比较确定。4.4 水厂工艺流程选择给水处理方法和工艺流程的选择，应根据原水水质及设计生产能力等因素，通过调查研究，必要的实验并参考相似条件下处理构筑物的运行经验，经技术经济比较后确定。由于水源不同，水质各异，饮用水处理系统的组成和工艺流程有多种多样。方案1 以地表水作为水源时，处理工艺流程中通常包括混合、絮凝、沉淀或澄清、过滤及消毒。工艺流程如图：源水混凝剂投入混合絮凝沉淀过滤消毒清水池二泵站用户 (澄清）方案2 当原水浊度较低（一般在50度以下），不受工业废水污染且水质变化不大者，可省略混凝沉淀（或澄清）构筑物，原水采用双层滤料或多层滤料

43、池直接过滤，也可在过滤前设一微絮凝池，称微絮凝过滤。工艺流程如图：源水混凝剂投入混合直接过滤消毒清水池二泵站用户 高分子助凝剂方案3 当原水浊度较高、含沙量大时，为了达到预期的混凝沉淀（或澄清）效果，减少混凝剂用量，应增设预沉池或沉砂池，工艺流程如图：源水预沉池或沉砂池混凝剂投入混合絮凝沉淀过滤消毒清水池二泵站用户 （澄清） 本设计以地表水为水源，水源水质较好，少许异臭味，所以采用工艺流程如图： 源水混凝剂投入混合絮凝沉淀过滤消毒清水池二泵站用户 。 4.5 处理构筑物的选择4.5.1 混凝剂 1)混凝剂的选择与投加(1)精制硫酸铝 Al3(SO4)218H2O制造工艺复杂，水解作用缓慢；含无

44、水硫酸铝50%52%；适用于水温为2040当PH=4-7时，主要去除有机物；PH=5.7-7.8时，主要去除悬浮物；PH=6.4-7.8时，处理浊度高，色度低（小于30度）的水。(2)粗制硫酸铝 Al3(SO4)218H2O制造工艺简单，价格低；设计时，含无水硫酸铝一般可采用20%25%；含有20%30%不溶物，其他同精制硫酸铝(3)硫酸亚铁FeSO47H2O 絮体形成较快，沉淀时间短；使用于碱度高、浊度高，PH=8.1-9.6，混凝作用好，但原水色度较高时不宜采用；当PH较低时，常用氯氧化物使铁氧化成三价，腐蚀性较高(4)三氯化铁FeCl36H2O不受水温影响，絮体大，沉淀速度快，效果好。易

45、溶解，易混合，残渣少。 对金属（尤其对铁）腐蚀性大，对混凝土亦腐蚀，对塑料会因发热而引起变形原水PH=6.08.4之间为宜，当原水碱度不足时应加适量石灰；处理低浊水时效果不显著(5) 聚合氯化铝 简称PAC净化效率高，用药量少，出水浊度低，色度小，过滤性能好，原水浊度高时尤为显著温度适应性高，PH值使用范围宽（PH=5-9），因而可调PH值。操作方便，腐蚀性小，劳动条件好，成本低(6)聚丙烯酰胺 又名三号絮凝剂，简写PAM 处理高浊度水池效果显著，既可保证水质，又可减少混凝剂用量和沉淀池容积，目前被认为是处理高浊水最有效的絮凝剂之一，适当水解后，效果提高，常与其他混凝剂配合使用或作助凝剂，其单

46、体丙烯酰胺有毒，用于饮用水净化应控制用量。2)混凝剂投加方式选择(1)水泵投加采用计量泵投加，不需另设计量设备(2)水射器投加采用水射器投加，设备简单，使用方便，但水射器效率较低，且易磨损(3)重力投加将溶液池架高，利用重力将药液投入水泵压水管或混合设施入口处，这种投加方式安全可靠，但溶液池位置较高结合上述优缺点，采用计量泵投加混凝剂综上所述，PAM等有机高分子混凝剂有毒性，不易控制用量，由于在投混凝剂前加液氯进行预处理，如用硫酸亚铁作混凝剂，易被氧化成三价铁。本设计采用精制硫酸铝混凝剂，配合使用活化硅酸作为助凝剂。无机高分子混凝剂操作方便，腐蚀性小，劳动条件好，成本低，净化效率高，用药量少，

47、温度适用性高。采用水射器压力投加，因为其使用方便，操作简单，工作可靠，广泛应用于加药系统，即混凝剂采用精制硫酸铝水射器压力投加。3)加药间尺寸为:LBH=8m8m3.5m4.5.2 混合设备 1)混合方式混合的主要作用是让药剂迅速而均匀地扩散到水中，使其水解产物与原水中的胶体颗粒充分作用完成脱体脱稳，以便进一步去除，对混合的基本要求是快速与均匀，一般混合时间10-30s，混合方式基本分为两大类：水力混合和机械混合，水力混合简单，但不能适应流量的变化，机械混合可进行调节，能适应各种流量的变化，具体采用何种混合方式，应根据净水工艺布置、水质、水量、投加药剂品种及数量以及维修条件等因素确定。(1)管

48、式混合管道混合 优点：混合简单，无需建混合设施。缺点：当混合效果不稳定，流速低时混合不充分。静态混合器 优点：构造简单，无运动部件，安装方便，混合快速均匀。缺点：当流量降低时，混合效果下降。(2)水泵混合优点：混合效果好，不需增加混合设施，节省动力。缺点：使用腐蚀性药剂时对水泵有腐蚀作用。(3)机械混合优点：混合效果好，且不受水量变化影响，适用于各种规格的水厂。缺点：需增加混合设备和维修工作。综上所述，因为水厂水量变化不大，以整体经济效益而言是最具有优势的，本设计采用管式静态混合器。2)尺寸静态混合器直径为DN1200。4.5.3 絮凝设备1)絮凝池形式的选择絮凝池形式的选择和絮凝时间的采用，

49、应根据原水水质情况和相似条件下的运行经验或通过试验确定。(1)隔板式絮凝池往复式隔板絮凝池 优点：絮凝效果好，构造简单，施工方便。缺点：容积较大，水头损失较大，转折处矾花易破碎。适用条件：水量大于30000m3/d的水厂，水量变动小者。回转式隔板絮凝池 优点：絮凝效果好，水头损失小，构造简单，管理方便。缺点：出水流量不易分配均匀，出口处易积泥。适用条件：水量大于30000m3/d的水厂，水量变动小者，改建和扩建旧池时适用。(2)旋流式絮凝池优点：容积小，水头损失较小。缺点：池子较深，地下水位高处施工较困难，絮凝效果较差。适用条件：一般用于中小型水厂。(3)折板絮凝池优点：絮凝效果好，絮凝时间短

50、，容积较小。缺点：构造较隔板絮凝池复杂，造价较高。适用条件：流量变化较小的中小型水厂。(4)涡流式絮凝池优点：絮凝时间短，容积小，造价较低。缺点：池子较深，锥底施工较困难，絮凝效果较差。适用条件：水量小于30000m3/d的水厂。(5)网格、栅条絮凝池优点：絮凝池效果好，水头损失小，凝聚时间短。缺点：末端池底易积泥。(6)机械絮凝池优点：絮凝效果好，水头损失小，可适应水质、水量变化。缺点：需机械设备和经常维修。适用条件：大小水量均适用，并能适应水量变动较大者。(7)悬浮絮凝池加隔板絮凝池优点：絮凝效果好，水头损失较小，造价较低。缺点：斜挡板在结构上处理较困难，重颗粒泥砂易堵塞在斜挡板底部。综上

51、所述，由于水厂水量变化不大，水量大于50000m3/d，故采用往复式隔板絮凝池。2)尺寸采用两座絮凝池，每座尺寸为：LBH=23.5m22m2.7m，每座一根进水管DN1200,水流通过穿孔花墙进入沉淀池。4.5.4 沉淀设备1)沉淀池类型的选择选择沉淀池类型时，应根据原水水质、设计生产能力、处理后水质要求，并考虑原水水湿变化、处理水量均匀程度以及是否连续运转等因素，结合当地条件通过技术经济比较确定沉淀池的个数或能够单独排空的分格数不宜少于2个。经过混凝沉淀的水，在进入滤池前的浑浊度一般不宜超过10度，遇高浊度原水或低湿低浊度原水时，不宜超过15度。设计沉淀池时需要考虑均匀配水和均匀集水，沉淀

52、池积泥区的容积，应根据进出水的悬浮物含量、处理水量、排泥周期和浓度等因素通过计算确定。当沉淀池排泥次数较多时，宜采用机械化或自动化排泥装置，应设取样装置。(1)平流式沉淀池优点：造价较低，操作管理方便，施工较简单；对原水浊度适应性强，处理效果稳定，采用机械排泥设施时，排泥效果好缺点：采用机械排泥设施时，需要维护机械排泥设备；占地面积大，水力排泥时，排泥困难适用条件：一般适用于大中型水厂(2)斜管（板）沉淀池优点：沉淀效率高，池体小，占地小缺点：斜管（板）耗材多，对原水浊度适应性较平流池差；不设排泥装置时，排泥困难，设排泥装置时，维护管理麻烦适用条件：尤其适用于沉淀池改造扩建和挖潜(3)竖流式沉

53、淀池优点：排泥较方便，占地面积小缺点：上升流速受颗粒下沉速度所限，出水量小，一般沉淀效果较差，施工较平流式困难适用条件：一般用于小型净水厂，常用于地下水位较低时(4)辐流式沉淀池优点：沉淀效果好缺点：基建投资大，费用高，刮泥机维护管理较复杂，金属耗量大，施工较困难适用条件：一般用于大中型净水厂，在高浊度水地区，作预沉淀池结合优缺点，本设计采用平流式沉淀池。3)排泥方法(1)人工排泥 优点：池底结构简单，不需要其他设备；造价低； 缺点：劳动强度大，排泥历时长；耗水量大；排泥时需要停水； 适用条件：原水终年很清，每年排泥次数不多；一般用于小型水厂；池数不少于2个，交替使用； (2)多斗底重力排泥

54、优点：劳动强度较小，排泥历时较短；耗水量比人工排泥少；排泥时可不停水； 缺点：池底结构复杂，施工较困难；排泥不彻底； 适用条件：原水浑浊度不高；每年排泥次数不多；地下水位较低；一般用于中小型水厂； (3)穿孔管排泥 优点：劳动强度小，排泥历时较短；耗水量少；排泥时不停水；池底结构较简单； 缺点：孔眼易堵塞，排泥效果不稳定；检修不便;原水浑浊度较高时，排泥效果差； 适用条件：原水浑浊度适应范围较广；每年排泥次数较多；地下水位较高；新建或改建的水厂多采用。 (4)机械排泥 吸泥机 优点：排泥效果好；可连续排泥；池底结构较简单；劳动强度小，操作方便； 缺点：耗用金属材料多；设备较多； 适用条件：原水

55、浑浊度较；排泥次数较多；地下水位较高；一般用于大、中型水厂平流沉淀池； 刮泥机 优点：排泥彻底，效果好；可连续排泥；劳动强度小，操作方便； 缺点：耗用金属材料及设备多；池底结构要配备刮板装置，结构较复杂； 适用条件：原水浑浊度高；排泥次数较多；一般用于大、中型水厂辐流式沉淀池及加速澄清池。 吸泥船 优点：排泥效果好；可连续排泥；操作方便； 缺点：操作管理人员多，维护较复杂；设备较多； 适用条件：原水浑浊度较高，含砂量大；一般用于大型水厂预沉淀池中。 综上所述，本设计采用斜管沉淀池，和穿孔排泥管排泥。3)尺寸采用两座沉淀池,每座尺寸为: LBH=12.5m22m4.67m。进水穿孔花墙总有156

56、个孔洞,孔洞尺寸为LH=0.2m0.15m,出水管为DN1000。4.5.5 过滤设备1)过滤形式的选择供生活饮用水的滤池出水水质经消毒后应符合现行生活饮用水卫生标准的要求；供生产用水的过滤池出水水质，应符合生产工艺要求；滤池形式的选择，应根据设计生产能力、原水水质和工艺流程的高程布置等因素，结合当地条件，通过技术经济比较确定。(1)普通快滤池单层砂滤料 优点：材料易得，价格低；大阻力配水系统，单池面积较大，可采用减速过滤，水质好；缺点：阀门多，价格高，易损坏，需设有全套冲洗设备；适用条件：一般用于大中水厂，单池面积不宜大于100m2。无烟煤石英砂双层滤料 优点：含污能力大，可采用较大滤速；可

57、采用减速过滤，水质好，冲洗用水少；缺点：滤料价格高，易流失；冲洗困难，易积泥球；适用条件：使用于大中型水厂，宜采用大阻力配水系统，单池面积不宜大于100m2，需要采用助冲设施。砂煤重质矿石三层滤料 优点：含污能力大，可采用较大滤速；可采用减速过滤，水质好，冲洗用水少;缺点：滤料价格高，易流失；冲洗困难，易积泥球;适用条件：使用于中型水厂，宜采用中阻力配水系统，单池面积不宜大于50-60m2，需要采用助冲设施。(2)V型滤池优点：采用气水反冲洗，有表面横向扫洗作用，冲洗效果好，节水；配水系统一般采用长柄滤头冲洗过程自动控制；缺点：采用均质滤料，滤层较厚，滤料较粗，过滤周期长；适用条件：适用于大中

58、型水厂。(3)虹吸滤池优点：不需大型阀门，易于自动化操作，管理方便；缺点：土建结构复杂，池深大单池面积小，冲洗水量大；等速过滤，水质不如变速过滤；适用条件：适用于中型水厂，单池面积不宜大于25-30m2(4)双阀滤池(单层砂滤料)优点：材料易得，价格低，大阻力配水系统，单池面积可大，可采用减速过滤，水质好，减少两只阀门；缺点：必须有全套冲洗设备，增加形成虹吸的抽气设备适用条件：适用于中型水厂，单池面积不宜大于25-30m2。(5)移动罩滤池(单层砂滤料) 优点：造价低，不需要大型阀门设备，池深浅，结构简单；自动连续运行，不需冲洗设备；占地少，节能； 缺点：减速过滤，需移动冲洗设备，罩体与隔墙间

59、密封技术要求高；起始滤速较高，因而平均设计滤速不宜过高； 适用条件：适用于大中型水厂，单格面积小于10m2综上所述，普通快滤池适用范围广且冲洗效果好，节水，虽然阀门多，但冲洗过程自动控制减少人工管理，操作方便。本设计采用普通快滤池单层砂滤料。2)尺寸:选普通快滤池；采用滤池数N=8，布置成对称双行排列，每行4个。滤池尺寸LBH=11.1m7.4m3.65m3)冲洗设备 采用冲洗水箱冲洗。4.5.6 消毒1)消毒方式选择(1)液氯消毒优点：经济有效，使用方便，PH值越低消毒作用越强，在管网内有持续消毒杀菌作用；缺点：氯和有机物反映可生成对健康有害的物质。(2)漂白粉消毒优点：持续消毒杀菌；缺点：

60、漂白粉不稳定，有效氯的含量只有其20%25%。(3)二氧化氯消毒优点：对细菌、病毒等有很强的灭活能力，能有效地去除或降低水的色、嗅及铁、锰、酚等物质；缺点：ClO2本身和副产物ClO2-对人体血红细胞有损害。(4)臭氧消毒优点：杀菌能力很高，消毒速度快，效率高，不影响水的物理性质和化学成分，操作简单，管理方便；缺点：不能解决管网再污染的问题，成本高；综合上述优缺点，鉴于液氯消毒目前使用最为广泛，经济有效，使用方便，所以本设计采用液氯消毒。2)加氯间尺寸:LBH=18.0m8.0m6.0m。4.5.7 清水池采用两座矩形水池, 每座尺寸为LBH=70m42m6m。4.5.8 吸水井尺寸为LBH=