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1、城市给水工程设计说明设计概况1.Ll城市概况1.1.2 自然概况1.1.3 给水水源概况设计方案1.Ll取水构筑物1.1.4 输水管道1.2.3 混凝1.2.4 沉淀1.2.5 过滤消毒1.L7处理工艺流程图121.1 设计概况1.1.1 城市概况本设计为B市给水工程设计，包含B市净水厂及供水管网设计。B市为二类城市，共分为三个区：一区人口数为10万人，房屋的平均层数为6层；二区人口数为35万人，房屋的平均层数为7层；三区人口数为20万人，房屋的平均层数为8层。B市地势中间高，四周低，绝对标高采用吴淞高程系，水厂所在地的绝对标高为+300.00m。B市共有两个企业：化工厂和电视机厂。化工厂的日
2、产量为20000吨，单位产品用水量为0.7吨水/吨，共有2万名工人，分三班工作，其中热车间占70%；电视机厂日产量2000台，单位产品用水量为4.5吨水/台。1.1.2 自然概况B市土壤种类为粘土，地下水位深度为9.0m,城市最高温度为42,最低温度为0,年平均温度为20；主导风向为西北风。1.1.3 给水水源概况B市给水水源的最大流量为IOoOom3s,最小流量为6000m3So最大流速为8ms,最高水位(1%)为297.00m,常水位为291.00m,最低水位为(97%)281.00m,取水点河床断面最低标高为296.00m,最低水位时河宽70mo该河流为输送木材的河流，通航河流。水源水质
3、较好。1.2 设计方案结合该工程的设计背景来分析，净水厂的取水水源为B市北部自西向东流淌的河流，其水质标准达到国家地表水In类水体标准。根据地表水环境质量标准，III类水源水质主要适用于集中生活饮用水地表水源地二级保护区、鱼虾类越冬场、涧游通道、水产养殖区等渔业水域及游泳区。因此,该河流适合作为饮用水水源。由于原水水质良好，所以本设计只采用常规水处理工艺对原水进行处理便可以达到国家饮用水卫生标准，因此给水处理工艺流程选择为：混凝一沉淀一过滤一消毒。其各个过程中采取的构筑物分别为折板絮凝池，平流式沉淀池，V型滤池以及清水池。1.1.1 取水构筑物本设计采用地表水作为取水水源，地表水的取水构筑物有
4、多种形式。按水源分，有河流、湖泊、水库、海水取水构筑物；按取水构筑物的构造形式分，有固定式（岸边式、河床式、斗槽式）和活动式（浮船式、缆车式）两种。固定式取水构筑物主要有岸边式和河床式两种。岸边式取水构筑物是指直接从江河岸边取水的构筑物，是由进水间和泵房两部分组成，适用于江河岸边较陡，主流近岸，岸边有足够水深，水质和地质条件较好，水位变幅不大的情况。岸边式取水构筑物又分为合建式和分建式两种。合建式是进水间与泵房合建在一起设在岸边，优点是布局紧密，占地面积小，水泵吸水管路短，运行管理方便，适用于岸边地质条件较好时。分建式是当岸边地址条件较差，进水间不宜与泵房合建时采用。进水间设于岸边，泵房则设于
5、岸内地质条件较好的地点，但不宜距离进水间太远，以免吸水管过长。河床式取水构筑物采用深入江河的进水管（其末端设有取水头部）来代替岸边式进水间的进水孔，因此，河床式取水构筑物是由泵房、进水间、进水管和取水头部组成的。适用于河床稳定，河岸较平坦，枯水期主流离岸较远，岸边水深不够或水质不好，而河中又有足够水深或较好水质时采用。斗槽式取水构筑物是指在岸边或河床式取水构筑物之前设置“斗槽”进水的构筑物。斗槽是在河流岸边用堤坝围成的，或者在岸内开挖的进水槽，目的在于减少泥沙和冰凌进入取水口，适用于河流含沙量较大，冰絮较严重，取水量大，地形条件合适时采用。移动式取水构筑物主要有浮船式和缆车式两种，在水源水位变
6、幅大，供水要求急和取水量不大并且建造固定式取水构筑物有困难时，可考虑采用移动式取水构筑物。本设计从江河中取水，根据其水文地质条件，由于其河岸坡度较陡，主流靠近河岸，岸边水深较深，同时，地质条件较好，具有岩石基础，所以采取岸边合建式取水构筑物。并且底板呈阶梯式布置，这种布置可以充分利用水泵吸水高度以减小泵房的深度，从而减少挖土方量，有利于施工和降低造价。考虑到主流近岸，取水构筑物采用进水孔进水，经由格栅，格网之后进入吸水井，再由一级泵房输送到水处理构筑物。取水泵房内水泵流量按照B市最高日平均时用水量加水厂自用水量设计。选取5台500S35型水泵，四用一备。泵房形状采用矩形设计，一次性完工。由于采
7、用的离心泵启动时需要水灌满水泵，所以需要设置相应的真空充水设备。1.1.2 输水管道为了保证供水的安全性，输水管一般布置两条。B市最高日平均时用水量为20.2819万吨/天，考虑到自用水量，取自用水量系数为0.05,则水厂处理水量为21.3万吨/天，即Q=1.47m3So则每根输水管内流量为1.235m3s,取输水管管径为DNloO0,则输水管流速为：V=1.5ms(2-1)1.1.3 混凝混凝过程可分为两个步骤：混合与絮凝。(1)混合混合是原水与混凝剂进行充分混合的工艺过程，要求在加药后迅速完成。混合方式有水泵混合、管式混合和机械搅拌混合。水泵混合是一种很好的混合方式，它将药剂投加到水泵的吸
8、水管或吸水喇叭口处，利用水泵叶轮高速旋转以达到快速混合的目的，无需另建混合设施或构筑物，设备最为简单,所需能量由水泵提供，不必另外增加能源。但是经水泵混合后的水流不宜长距离输送，所以适用于取水泵房靠近絮凝构筑物较近的水厂，两者间距不宜大于150米，本设计中两者距离为200米，则不宜使用水泵混合方式。管式混合包括孔板式、文氏管式混合器混合、扩散混合器混合以及静态混合器混合。设备简单，不占地，但是当流量减小时可能在管中反应沉淀，适用于流量变化不大的水o一般的管道混合效果较差，采用静态混合器效果较好，但是水头损失较大。机械搅拌混合，效果较好，水头损失小，但需耗动能且管理维护较复杂适用于各种规模的水厂
9、。综合以上比较分析，本设计中泵房距离絮凝池大于150米且流量变化不大，再从经济的角度出发，机械混合需要的构筑物太多，所以本设计选择静态混合器混合方式。此方法不需要另外建造混合池，设备的构造也很简单，而且其混合的效果不错，水量变化的问题只需要控制好一级泵房的出水即可解决。(2)絮凝絮凝是原水与药剂混合后，通过絮凝设备形成密实的絮凝体。絮凝池的形式较多，概括起来分为两种：水力搅拌式和机械搅拌式，主要有隔板絮凝池、折板絮凝池、机械絮凝池以及网格(栅条)絮凝池。隔板絮凝池常用于大中型水厂，构造简单管理方便。但流量变化大者絮凝效果不稳定，与折板及格网絮凝池相比，水流条件不甚理想，能量消耗中无效部分比例较
10、大，所以絮凝时间长，池子容积较大。并且隔板絮凝池中水流要做90度甚至180度转弯，在转折处絮粒容易破碎。折板絮凝池在现在的工程实践中广泛应用。它利用水流在同波折板间的曲折流动以及异波折板间缩放流动且连续不断，以致形成众多小涡旋从而提高了颗粒碰撞絮凝效果，水流条件大大改善反应时间短，池子的容积较小。但是折板絮凝池板距较小，安装维修较困难，折板费用较高。机械絮凝池反应效果好，水头损失小，能够随着水质、水量的变化随时改变转速以保证絮凝效果，适用于任何规模的水厂，但是需要机械设备并且增加了机械维修工作。格网（栅条）絮凝池设计成多格竖井回流式，每个竖井安装若干层网格或栅条。网格絮凝池效果较好，水头损失小
11、,絮凝时间短。不过，根据已建的网格和栅条絮凝池运行经验,还存在末端池底积泥现象，少数水厂发现网格上滋生藻类、堵塞网眼的现象，网格絮凝池还在不断地发展完善当中。综合以上上分析比较，本设计水量、水质变化不大，且从经济方面考虑选择折板絮凝池。1.1.4 沉淀目前国内常用的沉淀池有平流式沉淀池、斜管（板）沉淀池等。平流式沉淀池应用很广，特别是在城市水厂中常被采用。它造价低、操作管理方便，施工简单；对原水浊度适应较强，处理效果稳定；当机械排泥时效果较好。但是，池子占地面积较大，停留时间长，且使用机械排泥时需要维护设备。斜管（板）沉淀池属于浅池沉淀，基于增大沉淀面积，减少单位面积的产水量来提高杂质去除率，
12、所以池体小、占地少。缺点是对原水浊度适应性较差，设置机械排泥时维护管理较平流式沉淀池麻烦。综合以上分析总结，本设计处理水量较大，地势平坦，机械排泥，所以采用平流式沉淀池。综合LL3和LL4所述，混凝、沉淀过程处理效果最优的组合是：静态混合器+折板反应池+平流式沉淀池，其中折板反应池和平流式沉淀池合建。1.1.5 过滤水中悬浮颗粒经过具有孔隙的戒指或滤网被截留分离出来的过程称为过滤，在自来水处理中，过滤是保证饮用水卫生安全的主要措施。滤池的形式很多，滤料级配、反冲洗方法各异，但去除水中杂质的原理基本相同。滤池的设计是否得当往往决定其运行是否正常可靠，决定整个水厂的运行状态。目前，国内外常用的滤池
13、有普通快滤池、V型滤池、虹吸滤池、移动罩滤池等。普通快滤池是一种应用广泛、效果稳定的快滤速的过滤构筑物，下向流过滤多为单层细砂级配滤料，四阀控制。普快滤池运行稳定，管理可靠，具有成熟的运行经验，多采用大阻力配水系统，单池面积较大，阀门较多，适用于大中小型水厂，单池面积不宜超过IoOm2。.虹吸滤池是一种用虹吸管代替闸阀，并以真空系统控制滤池工作状态的重力式滤池，下向流过滤多为单层细砂级配滤料，无阀式控制。反冲洗水来自于临近工作滤池的滤后水,无需专门的反冲洗设备，不会发生负水头现象。但是，池深较大，结构复杂，施工难度大，反冲洗强度受到限制，并且,由于采用了变水头恒速过滤，水质不如减速过滤的滤池。
14、V型滤池是一种滤料粒径均匀的重力式快滤型滤池，由法国得利满(DegremOnt)公司开发的。其截污量大，过滤周期长，而且采用了气水反冲洗方式，下向流水头恒速过滤,多为单层粗砂均匀级配滤料，进出水为四阀控制。近年来在我国应用广泛，适用于大中型水厂。V型滤池工作周期长，反冲洗效果较好且反冲洗强度低，耗水量小，但冲洗配套设备复杂，需要鼓风设备。根据上述比较分析可知，普通快滤池的冲洗效果不如V型滤池，而虹吸滤池的水质得不到保证并且池深较大，结构复杂，施工难度大；反冲洗条件受限。所以本设计采用V型滤池进行过滤。均质滤料滤池的反冲洗用水在远期的规划中可以考虑回收利用，通过对该反冲洗水一定的处理过程，将其同
15、原水混合之后进入到反应池中进行净化，节约水量。1.1.6 消毒消毒即是通过投加一定消毒剂的方式将水中的致病微生物消除。常用的消毒方式有氯消毒、臭氧消毒、二氧化氯消毒、紫外线消毒等。氯消毒是最普遍的消毒方式，其消毒效果好，价格成本低，接触时间短，只需要接触5min就可以杀灭超过99%的细菌，同时能够保证管网中的余氯量，具有持久的消毒效果。但是在有机物含量较高的水体中易产生消毒副产物。二氧化氯作为消毒剂时，具有较强的氧化消毒能力，对细菌的细胞壁具有较强的吸附和穿透能力，最大的优点是不会与水中的有机物作用生成消毒副产物，且余量能在管网中保持很长时间，受水的PH值影响较小。但是二氧化氯本身就对人体血红
16、细胞有损害，另外二氧化氯一般都现场制作与投加，所以限制了它的使用。臭氧消毒的机理是氧化作用，可以迅速的杀灭细菌、病毒等，其主要优点是不会产生消毒副产物，杀菌能力很强。但是由于臭氧本身不稳定，易消失，不能够保证管网不受二次污染，所以在臭氧消毒后，投加少量的氯或二氧化氯以保证管网中有持久的杀菌作用。由于臭氧生产设备较为复杂，投资较大，所以在我国应用较少。综合以上分析比较，本设计水源水质较好，有机物含量少,所以采用液氯消毒，当水经过滤池的过滤之后就直接进入到清水池中与氯气接触，进行消毒过程。水经过消毒后，已经完成了常规工艺的各项处理过程，水质满足饮用水安全卫生标准，即可通过二级泵站向城市管网供水。1.1.7 处理工艺流程图由于本设计给水水源水质较好，所以采用常规处理工艺即可，图Ll为处理工艺流程图：原水静态混合器混合折板反应池池平流式沉淀池清水池V型滤池图Ll净水厂工艺流程图
