水厂设计

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20.1.2 设计原则
有关水厂设计原则，在设计规范中已作了全面规定。下面是《室外 给水设计规范》中的原则：
第6.0.1条 水厂厂址的选择，应根据下列要求，通过技术经济比较 确定：
一、给水系统布局合理； 二、不受洪水威胁； 三、有较好的废水排除条件； 四、有良好的工程地质条件； 五、有良好的卫生环境。并便于设立防护地带； 六、少拆迁，不占或少占良田； 七、施工、运行和维护方便。
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(8)回收水池及综台泵房 —期与二期建有一座600m3回收水池及综合 性泵房，回收水池21.1m×13.0m×2.35m，将反冲洗排水收集后用水泵抽 升配水井。三期又建一座500m3回收水池与600m3回收水池串联使用。沉 淀池污泥直接排人钱塘江。
(9)清水输送管线 经净化处理后，清水经二根长170m，DNl600钢管 与一根长1560m，DN2400钢管，并与长8700m，DN2900输水隧洞送人厂 外输水泵站内容量为30000m3的清水池再经加压后送入城市管网。
在净化间内市置2个净化构筑物系列，每个系列包括二座反应池、二座 沉淀池、一座滤池。反应、沉淀及滤池均为现浇钢筋混凝土结构。
(4)反应池 采用隔板反应池，每座反应池平面尺寸为21.50m×21.20m， 有效水深4.35m-3.60m，反应池时间为35min，隔板孔室平面尺寸由2.20m× 1.50m，变化至2.20m×2.50m，反应流速为0.33m/s-0.15m/s，平均速度梯度 为46.3s-1，GT值为105。
当各构筑物和建筑物的个数和面积确定之后，根据工艺流程和构筑物 及建筑物的功能要求，结合地形和地质条件，进行平面布置。
水厂平面布置主要内容有：各种构筑物和建筑物的平面定位；各种管 道、阀门及管道配件的布置；排水管(渠)及窨井布置；道路、围墙、绿化 及供电线路的布置等。
8 作水厂平面布置时，应考虑下述几点要求: 1、布置紧凑，以减少水厂占地面积相连接管(渠)的长度，并便于操 作管理。 2、充分利用地形，力求挖填土方平衡以减少填、挖土方量和施工费用。
(4)滤池 滤池全部采用V型滤池，一期与二期均为15万m3/d为一组， 二期30万m3/d为一组。
(5)清水池 一期二期滤池下部各设有30000m3接触池二座，三期另设 24000m3清水池一座。
(6)送水泵站 送水泵站分成左右二个系列，各30万m3/d。
(7)加药间 加药间按60万m3/d规模设计，设有Cl2，NH 3，Al 2(SO4)3， PAM．NaOH等5种药剂的贮存，调制及投加设施。
第6.0.12条 水厂内应设置通向各构筑物和附属建筑物的道路。一般 可按下列要求设计：
一、主要车行道的宽度：单车道为3.5米，双车道为6米，并应有回 车道。人行道路的宽度为1.5-2.0米。大型水厂一般可设双车道，中、小 型水厂一般可设单车道。
二、车行道转弯半径不宜小于6米。
第6.0.13条 城镇水厂或工厂区外的工业企业自备水厂周围。应设置 围墙，其高度一般不小于2.5米。
关于水厂内道路、绿化、堆场等设计要求见《室外给水设计规范》。
例题见书P388
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20.4.2高程布置
两构筑物之间水面高差即为流程中的水头损失，包括构筑物本身， 连接管道、计量设备等水头损失在内。
处理构筑物中的水头损失与构筑物型式和构造有关，估算时可采用 表20-1数据。
10 各构筑物之间的连接管(渠)断面尺寸由流速决定，其值一般按表 20--2采用。连接管(渠)的水头损失(包括沿程和局部)应通过水力计算 确定；估算时可采用表20--2数据。
第6.0.8条 各建筑物的造型宜简洁美观，材料选择恰当，并考虑建 筑的群体效果及与周围环境的协调。
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第6.0.9条 水厂内应根据需要，设置滤料、管配件等露天堆放场地。
第6.0.10条 锅炉房及危险品仓库的防火设计应符合《建筑设计防火 规范》的要求。
第6.0.11条 水厂内应采用水洗厕所，厕所和化粪池的位置应与净水 构筑物保持大于10米的距离。
第6.0.3条 并联运行的净水构筑物间应配水均匀性。
第6.0.4条 加药间、沉淀池和滤池相互间的布置，宜通行方便。
第6.0.5条 水厂排水一般采用重力流排放。必要时可设排水泵站。
第6.0.6条 水厂应考虑绿化，新建水厂绿化占地面积不宜少于水厂 总面积的20%。
清水池池顶宜铺设草皮。
第6.0.7条 本条删去。
3、各构筑物之间连接管(渠)应简单、短捷，尽量避免立体交叉，并考 虑施工、检修方便。
4、建筑物布置应注意朝向和风向。 5、有条件时(尤其大水厂)最好把生产区和生活区分开，尽量避免非生 产人员在生产区通行和逗留，以确保生产安全。
6、对分期建造的工程，既要考虑近期的完整性、又要考虑远期工程建 成后整体布局的合理性。还应考虑分期施工方便。
6ຫໍສະໝຸດ Baidu当原水浊度高，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。
20.3.2 水处理构筑物类型选择
水处理构筑物类型的选择，应根据原水水质，处理后水质要求、水厂 规模、水厂用地面积和地形条件等，通过技术经济比较确定。通常根据设 计运转经验确定几种构筑物组合方案进行比较。
第6.0.2条 水厂生产构筑物的布置应符合下列要求： 一、高程布置应充分利用原有地形坡度； 二、构筑物间距宜紧凑，但应满足各构筑物和管线的施工要求； 三、生产构筑物间连接管道的布置，应水流顺直和防止迂回；
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四、与水厂生产附属建筑物(修理间、车库、仓库等)宜分别集中布 置；
五、与水厂生活福利设施(食堂、浴室、托儿所等)应分开布置。
(3)混合及絮凝沉淀池 混合采用DNl400mm×4静态管道混合器速度 梯度为750-1000s-1,滞留时间最大为6s。
絮凝采用折板絮凝，分为三段，絮凝时间约15-18min，速度递度分 别为80s-1、43s-1、24s-1。
沉淀池共设4座平流式沉淀池，每座平面尺寸为118.5m×l8m，有效 水深3.2m。
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实例三 昆明市第五水厂工程设计
昆明市第五水厂以滇池为水源，净水厂位于昆明市火车南站之南的福德 村，工程设计规模为20万m3/d，占地9.2公顷。
工艺过程: 昆明市第五水厂净化工艺，结合昆明市自来水公司的管理经验与滇池水 源台藻量高的特点，采用气浮-过滤方案，具体净化流程见图1
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1.取水 经多方案比较后，为取得较好水质，将取水泵房选定在罗家营。 引水管 两根DN1400mm自流管，每很长2km，铜管。
混合间平项尺寸为l 2.0m× 9.0m，地下部分为钢筋混凝土结构,深 3.45m ,地上部分为排架结构，高5.5m。
(2)配水间 配水间为排架结构，平面尺寸15.0m×12.0m，2层，一层高 4.80m，二层高4.2m。
(3)净化间 净化间平面尺寸为108.15m×96.05m，钢筋混凝土排架结构 ，4跨，每跨27m。
图如下：
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3. 工艺设计 (1)取水泵站 取水口为淹没式江心取水口，通过长l08m的DN2600引 水钢管进入泵站吸水并。泵站平面尺寸为24.6m×26m，深12.8m，装有 粗格栅。
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(2)配水井 配水井直径18m，高6.89m，停留时间3.2mm，井内分设 4格通过井壁侧薄壁堰达到均匀配水的目的。
第6.0.14条 水厂的防洪标准不应低于城市防洪标准，并应留有适当 的安全裕度。
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20.2 水厂工艺流程和处理构筑物选择 20.3.1 水厂工艺流程选择
以地表水作为水源时，处理工艺沉程中通常包括混合、絮凝，沉淀或 澄清、过滤及消毒。工艺流程如下：
微絮凝过滤——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 料或多层滤料滤池直接过滤，也可在过滤前设一微絮凝池。
2．输水 输水管为两条DN1200mm，每条长度为13.5km，钢筋混凝土管，承 插式橡胶团接头，直埋地下，管顶最小埋深1.2m，中间设有三座连通井。
3.净水厂 (1)配水井 平面尺寸为11.6m×19.0m，高6.2m。停留时间为1min。
(2)气浮池 分两大组，每大组分六格，每大组平面尺寸为65.56m ×30.16m，深为3.65-3.95m((絮凝他部分为3.95)，为减少占地，方便操作 管理，将絮凝池与气浮池合建。
l.规模
22万m3/d，设计占地8.27公顷，实际征地11.00公顷，厂址位于长春 市西南郊。原水来日新立城水库取水泵站，取水量23．4万m3/d 。
2.净水工艺流程
原水水质主要指标：
浊度：10-1000NTU
COD：4.53-28.12mg/l
pH： 6.84-9.07
BOD：0.4-4.58mg/l
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(5)沉淀池 采用斜管沉淀池，每座沉淀池平面尺寸38.40m×21.50m。 沉淀面积36.70m×7.30m×2。
(6)滤池 采用双层滤料普通快滤池，每座滤池分为六格，每格平面尺 寸为17.10m×2.50m×2=85.70m2。
(7)清水池 清水池4座，现浇钢筋混凝土结构。每座有效容积10000m 2 ，平面尺寸56.0m×48.0m，有效水深4.0m。
构筑物高程布置与厂区地形、地质条件及所采用的构筑物型式有关。 当地形有自然坡度时，有利于高程布置；当地形平坦时，高程布置中既要 避免清水池埋入地下过深，又应避免絮凝沉淀池或澄清池在地面上抬高而 增加造价，尤其当地质条件差、地下水位高时。
例题见书P389
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20.4.3 工程设计实例
实例一 长春市第三净水厂工程设计
2、初步设计——可行性研究经有关专家评估并获得主管部门批准 后，方可进行下一步工作。
3、扩初设计——在可行性研究基础上进行的，内容和要求比可行 性研究更具体一些。
4、施工图设计——扩初设计经审批后，方可进行施工图设计，设 计全部完成后，应向施工单位作施工交底，介绍设计意图和提出施工要 求。在施工过程中如需作某些修改应由设计者负责修改。
碱度：28.60-98.60mg/l
氨氮： 0.01-1.10mg/l
色度：3-35度
总磷： 0.02-0.06mg/l
根据以上水质从现有水厂水处理工艺，工艺流程设计如下：
加氯 混凝剂 助凝剂
加氯
原水↓混合↓配水反应沉淀过滤↓清水池泵站市区
水力流程图见图
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3.主要工艺构筑物及设计参数
(1)混合间 混合采用DN1200管式快速搅拌混合器2套，搅拌功率为2.0 马力，设计速度梯度1600s-1，并在混合间内安装DN1000原水超声波流量计 2套。
第20章 水 厂 设 计
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20.1.1 设计步骤和要求
水厂设计一般分两阶段进行：扩大初步设计和施工图设计。也有分 三阶段进行：初步设计、扩大初步设计和施工图设计。
1、可行性研究主要内容包括： (1)城市概况和供水现状分析； (2)工程目标； (3)工程方案和评价； (4)投资估算和资金筹措； (5)工程效益分析。
常规处理构筑物的组合主要是指：“混凝沉淀池(澄清池)—过滤池—清 水池”三阶段的配合。
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20.4 水厂平面和高程布置
20.4.1 平面布置
水厂的基本组成分为两部分： (1)生产构筑物和建筑物，包括处理构筑物、清水池、二级泵站、药剂间等； (2)辅助建筑物。
生产构筑物及建筑物平面尺寸由设计计算确定。生活辅助建筑面积应 按水厂管理体制、人员编制和当地建筑标准确定。生产铺助建筑物面积根 据水厂规模、工艺沉程和当地具体情况确定。
(8)吸水井 泵房吸水井分为两格，现浇钢筋混凝土结构，平面尺寸为 530.m×4.5m．有效水深7.10m。
(9)综合泵房 内设配水泵6台(1台调速，5台恒速)，其中4台工作，2台 备用。
泵房内还没有反冲洗水塔补充水泵2台，1用1备。
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实例二 杭州市西区水厂工程设计
1.水源
西区水厂以钱塘江珊瑚沙段为水源，水质良好，按地面水环境质量标准
评价届I-Ⅱ级。
源水浊度3.2-7000NTU
温度5-32℃
色度10-30度
氯化物3-4370mg/l
(咸潮型河段)铁0.05-0.8mg/l
锰0.05-0.10m8/L
总细菌280-7300个/mL
总大肠菌群740-9600个/L
2. 工艺流程 处理目标：出厂水浊度小于0.5NTU并口感良好，各项水质指标达到“ 城市供水行业2000年科技进步规划”要求中第一类水厂标准。 采用稳妥可靠、适应性强、操作简单、管理方便的处理工艺。工艺流程