豫皖片区某乡镇农村饮水安全工程给水厂设计

PAGE2一、工程概况工程规模：供水远期规模10000m3/d，分两期实施，近期供水规模为5000m3/d。考虑8%的厂区自用水，设计总规模10800m3/d。二、设计依据及标准2.1编制依据2.2采用的主要设计规范及标准《室外给水设计规范》（GB50013-2006）；《村镇供水工程技术规范》SL310-2004《室外排水设计规范》（GB50014-2006）；《建筑给水排水设计规范》（GB50015-2003）；《给水排水构筑物施工及验收规范》(GBJ141—90)；《给水排水管道施工及验收规范》(GB50268—97)；《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）；《生活饮用水卫生标准》（GB5749—2006）；《饮用净水水质标准》（CJ94-2005）；《生活饮用水水源水质标准》（CJ3020-99）；《城市给水工程规划规范》（GB50282-98）；《样品采集、储存与运输》（HY003、3-91）；《数据处理与分析质量控制》（HY005、2-91）；《水质检测与分析》（HY003、4-91。三、设计原则1、给水工程设计应在城镇总体规划的指导下，近远期结合。2、给水工程设计应安全经济和维护方便，同时具有施工条件。3、取水设计应适应当地水源的特点，保证在枯水期（断流）能取得所需的设计水量，洪水期应保证取水设施不被冲毁并尽量减少淤积。4、净水工艺的设计选型要根据地表水源水质的特点，力求先进、合理，同时也要充分考虑当地技术水平和管理水平，工艺设计应符合当地的实际情况。5、工程设计在保证取水工程和水厂运行安全可靠的条件下，要尽量节约工程投资，使处理设施易于操作管理。6、水厂工艺设计和平面布置应考虑村镇用水的发展以及在今后由于原水水质可能发生的变化。四、设计范围及基本参数4.1设计范围本次设计XX在镇给水厂范围包括取水工程、输水工程、净水厂工程及配水管网工程的工艺、土建及电气工程设计。4.2设计规模根据给水规模论证及业主方对该工程的建议，XX镇给水厂远期设计规模为10000m3/d，近期水厂规模为5000m3/d。4.3取水水源及水质本工程水源为桐汭河，桐汭河全流域面积897.3平方公里，县境内全长73.5公里，上游流经四合、柏垫、XX、下游与无量溪河汇合为郎川河，注入南漪湖。杨杆拦河坝10年一遇设计洪水洪峰流量1400m3/s，50年一遇设计洪水洪峰流量2100m3/s，该坝拦蓄洪水约60万m3，己达860多平方公里的来水面积，天然落差61m，河道平均流量5.6m3/s，经过上述现场勘察和水量分析，能满足此次工程水量需求由安徽省广德县卫生部门以及检疫部门的取样结果分析可知，桐汭河水质监测项均达到《地表水环境质量标准》GB3838-2002Ⅲ类标准和集中式生活饮用水地表水源地补充项目标准限值，集中式生活饮用水地表水源地特定项目标准限值，可作为本次设计水源。4.4供水水质及水压（1）水质目标源水经过净水厂净化后各项水质指标达到《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）的要求。（2）水压目标根据《村镇供水工程技术规范》（SL310-2004）的管网水压要求，本次设计中要求满足两层楼的供水水压，即控制点的最小服务水头满足12m供水水头。五、工艺流程的确定5.1工艺流程选择根据原水水质分析报告，桐汭河水悬浮物（浊度）及病菌微生物（病理学指标）超标。针对原水特点，本工程主要去除对象为原水中的悬浮物（浊度），其次为病菌微生物采用地表水净水处理常规流程，即“原水→混凝沉淀或澄清→过滤→消毒”工艺。同时为应对特殊情况下有机物及藻类超标的问题，采用预加氯氧化，保证出水水质达标。其工艺流程如下：原水原水絮凝池取水泵站混合器混凝剂沉淀池滤池清水池送水泵站配水管网消毒剂5.2混合工艺选择目前采用的混合形式一般分四种，管式混合、隔板混合、水泵混合及机械搅拌混合。1）管式混合，常用的有静态混合器和扩散混合器，优点是混合快速，安装、维护简单，造价低，运行费用低。缺点是混合效果一般，不适合流量变化，流量减少时，在管中易产生沉淀。2）隔板混合，是靠水流本身消耗能量来产生大的紊流，以达到混合目的。虽然此种池型不需机械设备，但对流量变化适应性差，能耗大，增大了后续构筑物的埋深。3）水泵混合，适用于一级泵站距净化构筑物较近的情况，一般用在水量较小的工程上，它的缺点是：药品易腐蚀水泵，造价高，运行费用高。4)机械搅拌混合，是依靠外部机械供给能量，使水流产生的絮流，它的优点是水头损失小，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，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，同时也相应增加了机械设备的维修及保养工作。管式静态混合器是处理水与混凝剂、助凝剂、消毒剂实现瞬间混合的理想设备，管式混合具有占地极小、投资省、设备简单、混合效果好和管理方便等优点。它是由2个一组的混合单元件组成，在不需外动力情况下，水流通过混合器产生对分流、交叉混合和反向旋流三个作用，混合效率达90~95%。本设计采用管式静态混合器对药剂与水进行混合。5.3絮凝反应工艺选择一般常规的反应池型有：隔板反应池、网格反应池、穿孔旋流反应池、折板反应池、机械反应池。1）折板絮凝池、隔板反应池虽然反应效果好，所需反应时间也相对较短，但在大水量、低温、低浊期情况下不宜采用，且结构较复杂，造价高，水头损失较大。2）机械反应池反应效果好，可以根据水量的变化进行调节，使絮凝处于最佳状态，水头损失小，但机械设备维护管理比较复杂。3）网格栅条反应池，由于在垂直水量分向上放置网格或栅条，水流通过网格或栅条，水流通过网格或栅条的孔隙时，水流收缩，过孔后水流扩大，形成良好的絮凝条件，因此反应效果较好，反应时间较短，构造简单，施工方便。4）穿孔旋流反应池，优点是结构简单，造价低，施工方便；缺点是水头损失大，反应效果比较差，大型水厂一般不宜采用。本次设计采用网格絮凝反应池。5.4沉淀（澄清）工艺选择原水经投药、混合与絮凝后，水中悬浮杂质已形成粗大的絮凝体，要在沉淀池中分离出来以完成澄清的作用。1）平流沉淀池单池：处理水量一般在2万吨/天。平流沉淀池的主要优点是结构简单，池深较浅，沉淀效果好，对原水水质水量变化适应性强，矾耗低，操作管理方便。但机械排泥设备维护较复杂，占地面积较大，适合大规模水厂。2）斜管沉淀池：主要优点是沉淀效率高，占地面积小，颗粒沉淀高度减少，缩短了沉淀时间；同时改善了水力时间，更有利于颗粒沉淀。但其对原水水质，水量变化的适应性不如平流沉淀池；斜管耗用材料多，易老化，使用期有一定的年限，需定期更换了，维护费用高，矾耗也较平流沉淀池稍大，更适合中小规模水厂。3）机械搅拌澄清池：机械设备的维护管理较复杂，动力消耗较大，当水厂具有一定规模时，使用池数较多，带来管理不便，同时圆形池数过多也带来占地面积增加。综合考虑规模及运行维护的要求，本次设计选用斜管沉淀池。5.5过滤工艺选择在常规水处理中，过滤一般是指以石英砂等粒状滤料层截留水中悬浮杂质，从而使水获得澄清的工艺过程。它是消毒工艺前的关键性处理手段，对保证出水水质具有重要的作用。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。1）普通快滤池：运行管理可靠，单池面积大，池深较浅，但阀件较多，需专设冲洗设备。2）V型滤池：运行稳妥可靠，滤床含污量大、周期长、滤速高、水质好，具有气水反洗和水表面扫洗，冲洗效果好。但土建较复杂，自动化程度较高。3）双阀滤池：有成熟的运转经验，运行可靠，单池面积大，池深较浅，可采用降速过滤，水质较好。但必须设有全套冲洗设备。4）虹吸滤池深度较大，单池面积小，配水均匀性差，所以适用于过滤水量为5000m3/d~50000m3/d的水厂；5）无阀滤池：多用于中小型水厂，不用阀门，可自动过滤和冲洗，造价低，过滤工艺要求简单，方便管理。本次设计采用无阀滤池过滤工艺。5.6消毒工艺选择水的消毒处理是生活饮用水处理工艺中的最后一道工序，其目的在于杀灭水中的有害病原微生物（病原菌、病毒等），防止水致传染病的危害。应用于村镇供水处理中较普遍的消毒剂有液氯、二氧化氯、次氯酸钠（漂白粉）等。目前，液氯是国内外应用最广的消毒剂，但液氯消毒存在以下问题：一是有机物较高时会产生有机氯化合物；二是原水含酚时会产生氯酚味；三是氯气有毒，使用时需注意安全。采用次氯酸钠（漂白粉）消毒，效果易受水中pH变化影响，也会产生有机氯化合物。本设计采用二氧化氯消毒，消毒能力较氯强而且能在管网中保持很长时间，不会产生有机氯化合物，具有强烈的氧化作用，可除臭、除藻、去色、氧化铁锰等。本次设计采用二氧化氯消毒。六、工艺设计6.1设计概要工程规模：供水远期规模10000m3/d，分两期实施，近期供水规模为5000m3/d。考虑8%的厂区自用水，设计总规模10800m3/d。6.2网格絮凝池设计（1）功能：原水与药剂混合后，通过絮凝设备应形成肉眼可见的大的密实絮凝体。（2）工艺设计：1）规模：近期建设1座供水规模5000m3/d的网格絮凝池，远期再扩建1座供水规模5000m3/d的网格絮凝池。2）设计参数：总停留时间：T=13.65min;竖井流速：v井=0.1m/s；前段过网流速：v前=0.25m/s；中段过网流速：v中=0.18m/s；末段过网流速：v末=0.16m/s；3）构筑物工艺尺寸：平面尺寸：L×B=5.4m×4.3m;池高：H=4.6m。絮凝池分为4段：1~5格为第一段，放置密网格，净空尺寸为50mm×50mm，网格层距0.6m；6~9格为第二段，放置较疏网格，净空尺寸为80mm×80mm，网格层距0.8m；10~13格为第三段，放置2层100mm×100mm的疏网格，网格层距1.0m；14~18格为第四段，不放置网格。6.3斜管沉淀池（1）功能：原水经投药、混合与絮凝后，水中已形成粗大的絮凝体，要在沉淀池中分离出来已完成澄清的作用。（2）工艺设计：1）规模：近期建设1座供水规模5000m3/d的斜管沉淀池，远期再扩建1座供水规模5000m3/d的斜管沉淀池。2）设计参数：表面负荷：q=7.9m3/（m2。h）=2.2mm/s停留时间：T=23.3min3）构筑物工艺尺寸：平面尺寸：L×B=6m×5.4m；池高：H=4.3m；采用蜂窝六边形塑料斜管，板厚0.4mm，内切圆直径d=35mm，斜长为1000mm，斜管水平倾角θ=600；沉淀池配水区采用异向流斜管配水。出水采用集水总渠，流速v为0.6m/s，集水渠宽B为0.5米。6.4无阀滤池（1）功能：以石英砂等具有孔隙的粒状滤料层截留水中悬浮杂质，从而使水获得澄清。（2）工艺设计：1）规模：近期建设1座供水规模5000m3/d的无阀滤池，远期再扩建1座供水规模5000m3/d的无阀滤池。2）设计参数：滤速：v=8.0m/h；(采用0.9~1.1mm均粒滤料)，平均冲洗强度：q=15L/s.m2；冲洗历时t=5min。3）构筑物工艺尺寸：为便于滤池滤料的进出，避免滤池进水管带入空气破坏滤池虹吸管的正常工作，现将普通无阀滤池设计成半敞开式。每座滤池分两格：每格平面尺寸：L×B=8m×7.7m；滤池总高度：H=4.75m；两格滤池共用一个冲洗水箱；进水管管径：DN250；虹吸上升管管径：DN400；虹吸下降管管径采用DN350；虹吸辅助管管径：40mm×50mm；抽气管管径：40mm；虹吸破坏管管径：20mm；强制冲洗管管径：32mm。6.5清水池（1）功能：调节一级泵站供水和二级泵站供水之间的流量差值。（2）工艺设计：1）规模：近期建设1座供水规模5000m3/d清水池，远期再扩建1座供水规模5000m3/d的斜管沉淀池。2）设计参数：清水池有效容积：V=1280m3；3）构筑物工艺尺寸：平面尺寸：L×B=20m×16m；池高：H=4.3m；清水池进水管：DN200；溢流管：DN300；出水管采用：DN250。6.6送水泵房（1）功能：清水加压送至城市供水管网。（2）工艺设计：1）规模：土建规模按远期供水规模10000m3/d设计，工艺设备按近期供水规模5000m3/d设计，远期新增供水规模5000m3/d的工艺设备。2）设计参数：供水时变化系数：Kh=1.5；3）构筑物工艺尺寸：平面尺寸：L×B=16.8m×6m；泵房所在室外地坪标高0.00m，二泵房室内底板标高-1.4m，水泵基础高出室内地面高度0.1m，二泵房的地面下高度为2.5m，地面上高度为5.0m，泵房筒体高度为7.50m。4）供水泵选择：远期按2用1备设计，近期安装2台泵，1用1备。供水泵采用变频调节以适应供水水量及水压的变化，降低能耗。水泵型号是250S14A，单台泵流量Q=216~342m³/h，扬程H=48~35m，配Y225M—2电动机，功率55kw。6.7加药间（1）功能：配制、投加聚合氯化铝。（2）工艺设计：1）规模：土建规模按远期供水规模10000m3/d设计，工艺设备按近期供水规模5000m3/d设计，远期新增供水规模5000m3/d的工艺设备。2）设计参数：最大投加量：10mg/L；药库的储备量按最大投药量的15天用量计算，储备量为500kg。3）构筑物工艺尺寸：平面尺寸：L×B=6m×5.5m；4）加药设备选择：远期按2套设计，近期安装1套。采用JY—Ⅱ型加药设备，其投药方式为喷射器附转子流量计。2.5.7加氯间（1）功能：配制、投加消毒剂二氧化氯。（2）工艺设计：1）规模：土建规模按远期供水规模10000m3