內蒙古某水廠畢業(yè)設計

1、1. 設計資料1.1 概況1.1.1 地形概況：內蒙古XX市位于中國北方，黃河以北。城市現(xiàn)有青山水廠、昆山水廠兩座，分別位于城市的東北和西部，而XX水廠位于城郊，城市的東南方。XX水廠可設置在黃河邊上，位于城市東南方的城郊，遠離居民區(qū)，附近有糖廠、鋁廠、磚瓦廠，所在位置地面標高約為1004米，地形為北高南低，不平坦。XX水廠也可設置在城市東南方向，靠近城市的邊緣，地面標高約為1050米。可進行方案比較確定。1.1.2 供水要求：規(guī)劃城市人口數(shù)：10萬人，用水普及率：100%。1）出水要求達到衛(wèi)生部生活飲用水衛(wèi)生規(guī)程；2）最高日供水量：6.5萬噸/日；3）出廠水壓：38米水頭。1.1.3 工程地

2、質：地下水位深度：170厘米；最大冰凍：175厘米；設計地耐力：13噸/米2；地震等級：6級；設計地震烈度：8度。1.1.4 氣象資料：1)氣溫：年平均：6.5；極端最高：38.4；極端最低：-31.4；最冷月平均最低：-18.5；最熱月平均最高：29.5。2)相對濕度： 冬季空氣調節(jié)：54%； 最熱月平均：58%。3)風速與風向頻率：夏季平均風速：3.3米/秒；冬季平均風速：3.2米/秒；夏季最多風向：東風、東南風；冬季最多風向：北風、西北風；夏季最多風向頻率：15；冬季最多風向頻率：17；4)大氣壓：888.4毫巴。5)降水量：年降水量：308.9毫米；最大時降水量：33.1毫米； 最大日

3、降水量：100.8毫米。6)年蒸發(fā)量：2342.2毫米。7)最大積雪厚度：21厘米。8)冰凍期：150天。1.1.5 黃河河流概況：1）河流流量：河流平均流量824米3/秒；河流最小流量43米3/秒；河流最大流量5390米3/秒。2）河流水位：河流平均水位998米；河流最低水位994米；河流最高水位1001米；河流正常水位996米。3）河流流速： 河流平均最低流速1.4米/秒。4）河水溫度：河水最高溫度：28；河水平均最高溫度：21；河水最低溫度：4；河水平均最低溫度：6。5）河水冰凍情況：冰凍期間11月20日3月；冰凍厚度：5080厘米。6）河水含砂量： 最高含砂量：6.36公斤/米3。1.

4、1.6 水源選擇：指定選擇黃河XX處水源。渾濁度最高值1000度；平均值200度；最低值50度。表1-1 水源水質表項目數(shù)量項目數(shù)量色度5度總硬度16.38德國度嗅和味無細菌總數(shù)不可數(shù)個/毫升pH值8.05大腸菌群數(shù)1000個/毫升溶解氧7.56 mg/l0.44毫克/升非離子氮0.02 mg/l0.39毫克/升溶解固體50毫克/升0.16毫克/升篩號篩孔（mm）留在篩上的砂重量（克）通過該號篩的重量重量（克）百分率（%）121.68 2.597.597.5141.41 8.489.189.1161.19 18.670.570.5181.00 23.347.247.2200.84 20.626

5、.626.6250.71 12.414.214.2350.50 7.86.46.4450.35 4.61.81.8底盤 1.81.1.7 水處理所用材料：（1）混凝劑：硫酸鋁、三氯化鐵 、堿式氯化鋁等有供應。（2）濾料：石英砂、無煙煤、鐵礦石等有供應。（3）石英砂篩分結果見下表。表1-2 石英砂篩分結果表（4）消毒藥劑：液氯、二氧化氯等有供應。(5) 日用水量變化規(guī)律：見下表。小時0112233445566778%2.182.251.992.032.943.744.485.29小時89910101111121213131414151516%5.725.885.625.545.714.604.8

6、95.01小時16171718181919202021212222232324%4.964.894.734.364.183.613.102.30表1-3 日用水量變化規(guī)律表1.2設計任務：（1）水量計算，確定設計規(guī)模；（2）給水系統(tǒng)選擇和給水方案比較選擇水源與取水方式。確定水廠廠址與凈水工藝，提出可行的給水系統(tǒng)，并進行方案比較；（3）取水工程設計；（4）凈水廠設計；（5）二級泵站設計。2. 設計說明2.1 方案比較2.1.1 預選方案根據設計任務書要求，采用的水源水來于黃河磴口（黃河干流）。設計中選擇給水水源，一般應考慮以下原則：（1） 所選水源應當水質良好，水量充沛，便于衛(wèi)生防護。水質良好，

7、要求原水水質符合生活飲用水衛(wèi)生標準中的有關規(guī)定或符合生活飲用水水源水質標準的規(guī)定；水量充沛，要求地下水取水量小于等于允許開采量，地表水取水量小于等于其枯水期的可取水量。水源可取水量既要保證近期用水量，也要滿足遠期用水量；便于衛(wèi)生防護，要求所選水源衛(wèi)生防護地帶設置符合生活飲用水水源水質標準中的有關規(guī)定。（2） 符合衛(wèi)生要求的地下水，宜優(yōu)先作為生活飲用水源。（3） 所選水源可使取水、輸水、凈化設施安全經濟和維護方便。（4） 所選水源有條件時應集中與分散取水，地下取水與地表取水相結合。（5） 所選水源具有施工條件。黃河XX水源滿足生活飲用水的水質、水量要求，符合生活飲用水水源水質標準，可以直接作為飲

8、用水水源，不需要進行預處理。由于黃河磴口水源有一定的含砂量，所以采用雙向斗槽取水，起到預沉作用。進行綜合考慮之后，擬采用以下兩種工藝流程： 加礬方案一： 源水 斗槽（一泵房）機械絮凝池 + 往復式隔板絮凝池 加氯 平流式沉淀池 V型濾池 清水池 吸水井 二泵 城市管網 加礬方案二： 源水 斗槽（一泵房） 網格絮凝池 斜管沉淀池 加氯 普通快濾池 清水池 吸水井 二泵 城市管網2.1.2 方案技術比較從這兩個方案來看都符合一般的流程要求而且出水的水質可以得到保障，所不同的主要是單體構筑物有區(qū)別，現(xiàn)將其比較如下：（1）絮凝工藝：方案一 采用機械絮凝池和往復式隔板絮凝池組合使用機械絮凝池優(yōu)點：絮凝效

9、果好，節(jié)省藥劑；水頭損失??；可適應水質水量的變化。 缺點：需機械設備和經常維修。往復式隔板絮凝池 優(yōu)點：絮凝效果好；構造簡單；施工方便。 缺點：容積較大；水頭損失較大；轉彎處絮粒容易破碎；出水流量不易分配均 勻；出口處易積泥，適用于流量每日大于3萬立方米且水量變化較小的水廠。兩種形式絮凝池組合使用有如下優(yōu)點：當水質水量發(fā)生變化時，可以調節(jié)機械 攪拌速度以彌補隔板往復式絮凝池的不足；當機械攪拌裝置需要維修時，隔板往復式絮凝池仍可繼續(xù)運行。此外，若設計流量較小，采用往復式隔板絮凝池往往前端廊道寬度不足0.5m，不利于施工，則前端采用機械絮凝池可彌補此不足。方案二 采用網格絮凝池。 優(yōu)點：絮凝效果好

10、；水頭損失小；絮凝時間短。 缺點：存在池底積泥現(xiàn)象，如有積泥現(xiàn)象應當及時清除。（2）沉淀工藝：方案一 采用平流沉淀池 優(yōu)點：造價較低；操作管理方便；施工簡單；對源水濁度適應性較強；處理效果穩(wěn)定；采用機械排泥設施時，排泥效果好。 缺點：需要維護機械排泥設備；占地面積較大；水力排泥時排泥困難；一般使用于中型水廠。方案二 采用斜管沉淀池 優(yōu)點：沉淀效率高；池體??；占地面積小。缺點：斜管耗材多；對源水適應性較平流沉淀池差；若不設排泥裝置時排泥困難若設排泥裝置，維護管理麻煩；尤其使用于沉淀池改造擴建和挖潛。（3）過濾工藝：方案一 V型濾池 優(yōu)點：可以采用均質濾料，截污能力大，反沖洗干凈，過濾周期長，處理

11、水質穩(wěn)定，節(jié)省反沖洗水量。 缺點：對施工的精度和操作管理水平要求甚嚴，否則會產生如下問題：反沖洗不均勻，有較嚴重的短流現(xiàn)象發(fā)生；跑砂；濾板接縫不平、濾頭套管處密封不嚴，濾頭堵塞甚至發(fā)生開裂；閥門啟閉不暢等現(xiàn)象時有發(fā)生。方案二 采用普通快濾池 優(yōu)點：運行管理可靠，有成熟的運行經驗，池深較淺。 缺點：閥件較多，一般為大阻力沖洗，需設沖洗設備。2.1.3 方案經濟比較：因為斗槽、取水泵站、吸水井、二泵、管網系統(tǒng)在兩個方案中相同，不再做比較，僅在其流程的不同單體構筑物上進行經濟上的比較。參考技術經濟手冊，估算出兩種方案各主要處理構筑物的造價，分別為：方案一：機械絮凝池 + 隔板往復絮凝池（參考設計水量

12、為每日六萬立方米，采用一座） 指標基價：781508.00 建筑安裝工程費用：1155384.00 設備購置費用：736447.00 總計：2673339.00 平流沉淀池（參考設計水量為每日三萬立方米，采用兩座） 指標基價：1747952.00 建筑安裝工程費用：2521720.00總計：3969672.00 V型濾池（參考設計水量為每日十萬立方米，采用一座）指標基價：3845255.00 建筑安裝工程費用：5424141.00總計：9269396.00單體構筑物費用之和：15912407.00方案二 網格絮凝池（參考設計水量為每日兩萬五立方米，兩組池子） 指標基價：1366336.67 建

13、筑安裝費用：1942488.33 設備購置費用：500301.00 總計：3809126.00 斜管沉淀池（參考設計水量為每日兩萬五立方米，兩組池子） 指標基價：1883050.00 建筑安裝費用：265712.00 設備購置費用：985514.00 總計：2895276.00 普通快濾池 （參考設計水量為每日七萬五立方米，采用一座） 指標基價：4808854.00 建筑安裝費用：6635712.00 設備購置費用：1337452.00 總計：12782018.00 單體構筑物費用之和：19486420.00由以上比較可見：方案一的單體構筑物費用之和明顯小于方案二的單體構筑物費用之和，即方案一

14、在經濟上明顯優(yōu)于方案二。 2.1.4 方案綜合比較各方案評分矩陣評價：評價項目的基準權數(shù)按其重要程度進行級差量化處理，本設計中按判別準則的相對重要性分為五等，評價項目的效果值按5分制評分。表2-1 按重要程度的權數(shù)分等級重要程度極重要很重要重要應重要意義不大加權數(shù)168421表2-2 按符合準則程度評分完善程度完美很好可以通過勉強很差不相關評分543210根據以上項目，則兩方案的評分矩陣具體見下表：表2-3 各方案評分矩陣表評價項目基 準權 數(shù)（一）（二）評價得分評價得分技術對工業(yè)布局變化的適應性4416416對用水增長的適應性8540324施工困難度4416520日常管理和維修24836經濟

15、造價8540324總得分12086根據上表，方案一較好，故本設計中采用方案一給水處理工藝流程。2.2 水廠設計說明2.2.1 設計規(guī)模設計用水量定額是確定設計用水量的主要依據，它可影響給水系統(tǒng)相應設施的規(guī)模、工程投資、工程擴建的期限、今后水量的保證等方面，所以必須慎重考慮，應結合現(xiàn)狀和規(guī)劃資料并參照類似地區(qū)或企業(yè)的用水情況，確定用水定額。城市生活用水和工業(yè)用水的增長速度，在一定程度上是有規(guī)律的，但如果對生活用水采取節(jié)約用水措施，對工業(yè)用水采取計劃用水、提高工業(yè)用水重復利用率等措施，可以影響用水量的增長速度，在確定設計用水量定額時應考慮這種變化。居民生活用水定額和綜合用水定額，應根據當?shù)貒窠洕?/p>

16、和社會發(fā)展規(guī)劃和水資源充沛程度，在現(xiàn)有用水定額基礎上，結合給水專業(yè)規(guī)劃和給水工程發(fā)展條件綜合分析確定。最高日設計用水量內容包括：城市最高日綜合生活用水量（包括公共設施生活用水量）、工業(yè)企業(yè)生產用水量、工業(yè)企業(yè)職工的生活用水和淋浴用水量、澆灑道路和大面積綠化用水量、未預見水量和管網漏失水量、消防用水量。由于消防用水量是偶然發(fā)生的，不累計到設計總用水量中，僅作為設計校核用。但是對于較小規(guī)模的給水工程，消防用水量占總用水量比例較大時，應將消防用水量計入最高日用水量。設計任務書已給出最高日用水量為：65000 ，水廠自用水系數(shù)按5計，則設計水量為：= 650001.05 = 68250。2.2.2 取

17、水方式選擇2.2.2.1 黃河水系特點：黃河水系多分布在我國的黃土高原及黃土丘陵地帶，沿岸溝壑縱橫，土質細而疏松，水土流失嚴重。這些河流徑流量雖不大，但受氣候的影響，季節(jié)性變化很大。冬季幾乎不降水，流量很小，不少支流發(fā)生斷流現(xiàn)象。夏季降水量集中，不僅河流的流量雨水位驟增，河水的含砂量也很高。一般河水含砂量大于時，就產生渾液面沉降現(xiàn)象，稱為高濁度河道。黃河水系高濁度河道，由于泥沙運動的結果，常具有游蕩性河段的特性，即河床與河岸的可動性都較大，河床內砂無法與河岸連接，在河床中形成不規(guī)則的江心灘、江心洲及汊道，游蕩性河段河身寬而淺，河灘密布，水流湍急，河床變形迅速，主流游蕩不穩(wěn)。 此外，黃河水系的部

18、分河段位于北緯，氣候寒冷，冰情嚴重。河套地區(qū)常出現(xiàn)冰壩、“麻浮”、水淺、流急、水內冰現(xiàn)象。2.2.2.2 鑒于黃河水系的上述特征，選用固定式取水構筑物時，采用雙向斗槽式取水構筑物，如下圖。 圖2-1 斗槽示意圖（1）具有順流式和逆流式斗槽的特點；（2）夏秋汛期河水含砂量大時，可利用順流式斗槽進水，當冬春冰凌嚴重時，可利用逆流式斗槽進水。2.2.3 取水構筑物2.2.3.1 斗槽 斗槽全部設置在河床內，適用于河床較陡或主流離岸較遠以及岸邊水深不足的河流。設置斗槽后，還應注意不影響洪水排泄。斗槽工作室的大小，應根據在河流最低水位時，能保證取水構筑物正常的工作，使?jié)摫细。嗌吵恋?，水流在槽中有足?/p>

19、的停留時間及清洗方便等因素：（1）槽底泥沙淤積高度取0.51.0 m，取0.8 m；（2）槽中的冰蓋厚度為河流冰蓋厚度的1.35倍；（3）槽中最大設計流速采用 0.050.15；（4）水在槽中的停留時間不小于20分鐘，取30分鐘；（5）斗槽尺寸應考慮挖泥船能進入工作。該設計中，斗槽入口處的水位差為0.1 m ，河水平均流速為1.4，斗槽中水流方向與河中水流方向的叉角為180，河流中冰蓋最大厚度為0.8 m ，進口孔口頂邊至冰蓋下的距離為0.70 m ，進水口直徑為2.80 m ，進水孔口底欄高度為1.0 m ，工作室深度為5.68 m 。斗槽設計流量為0.80，設計流速為0.025，斗槽寬度為

20、6m 。冰凌期最低河水位時斗槽中的水深為4.50 m ，潛水的上浮速度取0.002。洪水期槽中的平均流速為0.05，斗槽內泥沙的沉降速度為0.05，斗槽總長為171.6 m 。采用絞吸式挖泥船，挖泥船每年工作天數(shù)為240天，每天工作時數(shù)為16小時，挖泥船設計生產能力為68.9，選定40半液壓式挖泥船，船總長為17.7 m ，共2艘。 2.2.3.2 堤壩斗槽的堤壩可以用當?shù)氐纳百|粘土材料砌筑，非淹沒式堤壩的壩頂應高出最高水位0.50.75m以上，取0.8m，寬度一般為2.04.0m ，取3.0m 。堤壩兩側邊坡按筑壩材料而定，沙質粘土，取1：3.5。堤壩邊壩(尤其是靠河的一側)及壩端，易遭水流

21、的沖刷及冰塊的撞擊，應予加固，靠河一側的堤壩邊坡可采用雙層的石鋪面（干砌石塊）、石籠、混凝土及鋼筋混凝土，甚至擋土墻等加固，壩端可采用雙層石鋪面、拋石、混凝土及鋼筋混凝土、擋土墻等加固；壩腳可采用拋石或沉排等加固。2.2.3.4 取水頭部采用管式取水頭部（喇叭口取水頭部），取水頭部外形為圓形。2.2.3.5操作平臺為便于操作檢修，將操作平臺設于地面之上。2.2.3.6 取水進水間與吸水間 進水間橫向分成四格，進水孔分上下兩層。吸水間與進水間尺寸相同，均為：。A 格柵格柵總面積為3.20m2 ，過柵允許流速取0.4，柵條間凈距取50mm，柵條厚度10mm，每個進水間各設置一個格柵，工作時三用一備

22、。采用S321-1的格柵標準，型號為6，其進水口BH為10001000mm，格柵尺寸為11001100mm（標準尺寸），柵條間孔數(shù)15孔，柵條根數(shù)16根，有效面積0.84m2。并配置QL型鋼絲繩牽引葫蘆抓斗式格刪除污機，升降速度8m/min，寬度與柵條配套，電動機功率4.5kw，設備重量3000kg。配備的起重設備為SC型手動單軌小車，起重量0.510T，起升高度312m 。格柵與水平面最好布置成的傾角，但實際上可采用。格柵斷面為扁鋼，格柵由金屬框架與柵條組成，框架的外形為矩形。通過格柵的水頭損失，一般采用，取0.10m，則四個為0.40m。B 格網采用平板格網，設在進水室與吸水室之間的隔墻之

23、間，格網面積13.07 m2；過網流速采用0.3；網眼尺寸取55mm ；網絲直徑取2.0mm 。用三個格網備一個隔網，每個格網面積3.27m2 。采用型號是C12格網，進水口尺寸17502000mm，網格尺寸18802130mm（標準尺寸），有效面積3.42m。起重設備采用SDQ手動單梁起重機，起重量110T，起升高度310m 。2.2.3.7 水泵型號和機組的布置選四臺型號為12sh-6單級雙吸離心泵，三用一備。將四座基礎交錯并列布置成兩排，四臺水泵，兩臺正向旋轉，兩臺反向旋轉，每臺水泵均有單獨的吸水管和壓水管，吸水管直徑為DN500，壓水管直徑為DN400，四根壓水管在泵房內連成兩根DN5

24、00出水管，然后分別引出泵房，在泵房外，兩根出水管再與一根DN1000的輸水管相連。水泵吸水管上設一個DN500的閘閥和一個DN500×300的漸縮管。壓水管上設兩個DN400蝶閥，一個DN400止回閥，一個DN200×400的漸擴管和一個DN400×500的漸擴管。另配有彎頭等配件。2.2.3.8 泵房高度最低動水位標高為994m，最高動水位標高為1001m，水泵軸心標高為996.45m，泵房底板標高為995.80m，泵房地面下高度為9.17m，泵房地面上高度為4.74m，泵房筒體總高度為13.91m。2.2.3.9 排泥、排水、起吊設備及真空設備A 排泥 集水

25、井往往會沉積泥沙，為在運行中及時清理排除，選排污泵兩臺（一用一備），型號：PWA，流量Q=72=28，揚程H=11m，轉速n=970轉/分，配電機功率：,允許吸上真空高度：。 設五個具有高壓水的噴嘴，用來沖動底部沉積的泥沙及網格。在格網前后裝設測量水位的標尺，以便于運行管理和清洗格網。為了清洗平板格網可采用電動吊車，將格網沿導向槽提起，用壓力水沖洗。 格網選用PGZ型平面鋼閘門，進水洞口尺寸為：；外形尺寸為：。B 排水及通風取水泵房排水按照20-40計，排水泵靜揚程按7 m計，水頭損失約2 m。所以總揚程9 m左右，可選用ZS-80-50-200A離心泵，流量22，揚程9.5m，配用的電機Y1

26、60L-4，均設兩臺，一用一備。通風設備選用一臺T35-11型軸流風機，配用的電機YSF-8026。C 起吊設備 啟閉閘門的啟閉機選用QPL3手動兩用螺桿式起閉機，啟閉能力為3噸。起吊設備選用JJM-5型慢速卷揚機，額定靜拉力為5噸。泵房內選用LH5t型電動葫蘆雙橋式起重機。D 真空設備選用兩臺SZ-1型真空泵，一用一備，功率4KW，抽氣量。2.2.4 混凝劑的配制與投加。混凝劑投加采用如下流程：攪拌 提升 貯液 計量 投加根據原水出水水質及水溫，參考有關凈水廠運行經驗，選用精制硫酸鋁, 最大的投加量為40mg/l，混凝劑每日配置次數(shù)為3次，藥溶液濃度為10，不用助凝劑。2.2.4.1 溶液池

27、分成兩格，備用一格。每格的有效容積為4.55，形狀采用矩形，有效高度為1.2m，超高0.3 m，每格的實際尺寸為1.9m2.0m1.5m，置于室內地面上。2.2.4.2 溶解池溶解池分成兩格，每格有效容積為1.40，有效高度0.7m，超高0.3m，每格的實際尺寸1.0m2.0m1.0m。溶解池的放水時間采用10min，放水管管徑取50mm。溶解池底部設管徑為100mm排渣管一根，池底坡度采用2.5。溶解池攪拌設備采用中心固定式平槳板式攪拌機，槳直徑為750mm，槳板深度800mm，質量200kg。溶解池置于地下，池頂高出室內地面0.5m。溶解池和溶液池材料都采用鋼筋混凝土，內壁襯以聚乙烯板。2

28、.2.4.3 投藥管投藥管采用硬聚氯乙烯管（塑料管），投藥管的管徑25mm，相應的流速0.43。2.2.4.4 投藥計量設備 采用JM型微型機械隔膜計量泵。 2.2.4.5 藥劑倉庫 混凝劑為精制硫酸鋁，每袋質量是40kg，每袋規(guī)格為。藥劑堆放高度為1.5 m，藥劑儲存期為30 d 。倉庫平面尺寸為：。2.2.4.6 投藥間投藥間靠近投藥點，與藥劑倉庫相連，設置兩條投藥管路，具有良好的通風和采光效果。投藥間要求有值班室，面積在15左右。2.2.5 混合設備 采用2個熱浸鍍鋅管式靜態(tài)混合器，水廠進水管投藥處至絮凝池的距離為30m ，進水管采用兩條DN700鋼管。靜態(tài)混合器設三節(jié)混合元件，混合時間

29、為30s，兩個靜態(tài)混合器共用一個混合器井，混合器井的尺寸為：長寬=3m6m。投藥點應該靠近水流方向第一節(jié)的混合元件，投藥管插入管內徑即可。2.2.6 絮凝池2.2.6.1 絮凝池選用 因為Q=65000，故應屬于小型水廠，當采用隔板絮凝池時，往往前端廊道寬度不足0.5m，則前端采用機械絮凝池可彌補此不足，故采用機械絮凝池前置，隔板絮凝池后置來組合適用。在這樣的條件下，機械絮凝池機械設備不多，可減少設備運行維修工作量，當需要檢修時，又有隔板絮凝池起保護作用，從而較好地適應了水量水質要求。2.2.6.2 機械絮凝池機械絮凝池設成兩組，每組又有六池，均采用垂直軸式機械絮凝池，每組設計流量為34125

30、。絮凝時間為10分鐘，平均水深3.3m，每格尺寸為，單格面積為，絮凝池超高取0.3 m，總高度為3.6 m。絮凝池分格墻上過水孔洞上下交錯布置，每格設一臺攪拌設備。葉輪直徑采用2.76 m，槳板長度為1.93 m，槳板寬度取0.12 m。每根軸上槳板數(shù)為8塊，內外側各4塊。每格設四塊擋板，尺寸為：寬高=0.2m1.0m。葉輪槳板中心點線速度分別采用：第一格和第二格相同取，第三格和第四格相同取，第五格和第六格相同取。葉輪槳板中心點旋轉直徑為2.04 m。六臺攪拌設備各配備一臺電動機，每臺電動機所需功率為0.175kw，選用型號為Y801-2小型三相鼠籠式異步電動機。進水管管徑取DN700，進水流

31、速為。進水孔洞流速分別取：第一個孔洞和第二個孔洞相同，??；第三個孔洞和第四個孔洞相同，??；第五個孔洞和第六個孔洞相同，取。進水孔洞直徑分別為：第一個孔洞和第二個孔洞相同，為1.00 m；第三個孔洞和第四個孔洞相同，為1.12 m；第五個孔洞和第六個孔洞相同，為1.30 m。絮凝池采用鋼筋混凝土結構，外用水泥砂漿抹面。2.2.6.3 往復式隔板絮凝池往復式隔板絮凝池分為兩組，每組設計流量為34125。絮凝時間取10分鐘，池內平均水深取2.3 m，每組絮凝池總容積為，面積為103 m。隔板厚度按0.2 m計。池子寬度與平流沉淀池寬度相同，為7.30m。廊道內流速采用四檔，分別為：、0.15。隔板間

32、距按廊道內流速不同分成四檔，分別為：0.65 m、0.70 m、0.70 m、0.80 m。各段水深分別對應為：2.0 m，2.3 m，2.8 m，3.3 m 。廊道總數(shù)為20，根據間距不同分為四段，第一段和第四段各取4個廊道，第二段和第三段取6個廊道，池子總長為17.80 m 。絮凝池采用鋼筋混凝土結構，外用水泥砂漿抹面。為減小水流轉彎處水頭損失，轉彎處過水斷面積取廊道過水斷面積的1.2倍，同時，水流轉彎處應做成圓弧形。池底平均坡度為7.3% 。2.2.7 平流沉淀池平流沉淀池設為兩組，每組設計流量為34125。沉淀池表面負荷為=43.2，停留時間取2.0 h ，沉淀池水平流速取。每組沉淀池

33、表面積為790 m，長度為108 m ，寬度為7.30 m ，池壁寬取0.3 m 。沉淀池有效水深為3.6 m ，保護高為0.3 m ，沉淀池總高為3.9 m 。由于往復式隔板絮凝池末端水深與沉淀池有效水深不一樣，為了便于前后銜接，故在兩者之間設一個過渡段。過渡段與沉淀池之間采用鋼筋混凝土穿孔布水墻，墻高3.9m，有效水深為3.6m，超高0.3m，共開98個孔口，每個孔口尺寸為，分五排布置，每排20個孔口。集水方式采用兩側三角鋸齒形集水槽集水，每組沉淀池的集水槽個數(shù)為四個，集水槽槽寬取0.4 m，堰口溢流率為，每個集水槽長度取10 m ，槽中水深統(tǒng)一取0.5 m 。跌落高度取0.05 m ，槽

34、起高取0.15 m ，集水槽總高度為0.70 m，每條集水槽的設計流量為。采用出水三角堰，堰上水頭采取0.07 m ，堰口下緣與出水槽水面之距為0.05m，每個三角堰的流量為，每條集水槽的三角堰個數(shù)為64個，三角堰中距為0.3 m。集水渠寬取0.8 m ，集水渠水深統(tǒng)一取1.0 m ，自由跌水高度取0.07 m ，則集水渠總高度為1.99 m。在集水渠的末端設置一個DN700的出水管。沉淀池放空時間按3 h計，采用DN450的鋼管。采用軌距為8m的HJX2型虹吸式機械吸泥機。2.2.8 V型濾池 選雙格型濾池，分為并列的兩組，每組3座，共6座，每座面積為63 m，總面積為378 m。單格寬3.

35、0 m ，長10.50 m ，面積為31.5 m。濾速為8，強制濾速20。第一步氣沖沖洗強度為15；第二步氣-水同時反沖，空氣強度為15，水強度為4；第三步水沖強度為5。第一步氣沖時間為3 min ，第二步氣-水同時反沖時間為4 min ，單獨水沖時間為5 min ，沖洗時間共計12 min = 0.2 h 。沖洗周期為48 h ，反沖橫掃強度1.8。濾池采用單層加厚均粒濾料，粒徑為，不均勻系數(shù)為。每座濾池過濾水量為504。清潔濾料層過濾，濾池液面比濾料層高0.83 m 。濾池超高為0.3 m，通過控制出水閥門的開啟度來保證濾層上的水深為1.5 m，濾料厚度為1.0 m，濾板厚度為0.13m，

36、濾板下布水區(qū)高度為0.9 m，濾池總高為3.83 m。水封井平面尺寸為，堰底板比濾池底板低0.3 m，水封井出水堰總高為2.93 m。反沖洗用水量為0.315，表面掃洗用水量為0.12。反沖洗配水干管用鋼管，DN500，流速為。配水支管DN500，流速為。沿渠長方向兩側各均勻布置15個配水孔，共30個，孔中心間距0.6 m，每個孔的面積為0.01 m，每個孔口尺寸取。反沖洗水過孔流速為。反沖洗用氣量為0.945，反沖洗配氣干管用鋼管DN500，流速為。布氣小孔緊貼濾板下緣，間距與布水方孔相同，共計30個。布氣小孔面積為0.00315 m，孔口直徑取65mm 。反洗空氣過孔流速為，每孔配氣量為1

37、13.4。氣水分配渠寬取1.2 m，起端高取1.5 m，末端高取1 m。兩側沿程各布置15個配氣小孔和15個布水方孔，孔間距0.6 m ，共30個。排水集水槽頂端高出濾料層頂面0.5 m，排水集水槽起端高為1.03 m，末端高為1.53 m，排水集水槽底坡為0.0477。集水槽超高0.3 m ，槽內水位高0.73 m ，槽寬1.2 m ，水流速度為，過流能力為6.07。排水槽設一個電動蝶閥，DN500。進水總渠寬1 m ，水面高0.5m 。中間孔口面積為0.09 m，孔口寬0.30 m ，高0.30m ，兩個側孔的面積均為0.065 m，側孔寬0.25m，高0.25m，側孔與中間孔口的間距為1

38、.05m。寬頂堰堰寬5 m ，寬頂堰與進水總渠平行設置，與進水總渠側壁相距0.5 m ，堰上水頭為0.079 m 。濾池配水渠寬0.5 m ，渠高1 m ，渠總長等于濾池總寬為7.2 m 。V型槽槽底設表掃水出水孔，直徑取0.025 m ，間隔0.15 m ，取V型槽槽底的高度低于表掃水出水孔0.15 m 。表面掃洗時V型槽內水位高出濾池反沖洗時液面0.50 m 。V型槽傾角，垂直高度1.0 m ，壁厚0.05 m ，反沖洗時V型槽頂高出池內液面的高度為0.80 m 。反沖洗時選用兩臺型號為14sh-28A單級雙吸離心泵，一用一備流量為240350，揚程為1610m，轉速為1470。根據反沖洗

39、系統(tǒng)對空氣的壓力、風量要求選三臺LG40風機，風量，風壓，電機功率55 kw ，兩用一備，正常工作鼓風量為。2.2.9 清水池設兩座矩形清水池，每座清水池總容積為6775 m。清水池的水深4.5 m，超高0.3 m，每座清水池的平面尺寸為長寬=30m50m。清水池進水管管徑700 mm，設計流速1.0，出水管管徑900 mm，設計流速1.0，溢流管與進水管直徑相同取900mm，其出水接入水廠下水道系統(tǒng)，但是溢流管不與下水道直接相連，采用溢流井，溢流井內設拍門，出口處要有尼龍網罩之類的包扎以防護。放空管管徑700mm ，放空流速2.5。集水坑比池底落差1.2m ，出水管和放空管由此接出 。導流墻

40、砌筑到清水池最高水位，使頂部空間保持通暢，有助于空氣流通。導流墻底部每隔一定距離開一個流水孔，尺寸200200mm，便于排泄池底廢水，考慮到水中有氯氣，導流墻采用材料要防止氯的腐蝕。通風管的設計根據清水池容量要求，采用的通氣管直徑200mm ，通氣管數(shù)量6個，管口高出池頂700mm以上，并且在氣孔上裝有防護網。每只清水池設兩只人孔，人孔直徑為1000mm，靠近溢水管和出水管處，便于管道安裝和維護。人孔上緣要高出覆土面一定距離，并且裝有鎖栓的蓋板。扶梯與人孔配套設置，直立靠壁安裝，其材料應該可以防腐。水位尺安裝于池頂，選擇水流緩和處架立。池頂?shù)母餐梁穸葹?.7 m 。2.2.10 吸水井根據需要

41、設置分建式吸水井，靠近泵房一側與二泵平行設置，與泵房之間的距離為2 m，分成獨立的兩格，中間隔墻上安裝閥門以保證足以通過鄰格最大吸水流量。其調度管理方便，吸水管道短，水泵運行安全程度高。其存水量經常變化，井口水位隨清水池水位漲落而變化，并和清水池保持一定的水位差，吸水井要有一定的超高。水在吸水井的停留時間為，吸水井的有效容積為142.0。有四個吸水管，每個吸水管的管徑為600 mm，吸水管喇叭口直徑取1m，喇叭口最小淹沒深度為1.2m，喇叭口與吸水井井底距離為0.8m，吸水井寬度取4.5m，吸水井長度為15.80 m，吸水井最低水位標高為1053.20m。2.2.11 二泵房本設計采用的是泵直

42、接從吸水井中將水抽出送到管網，選四臺型號為單級雙吸離心泵，三用一備。泵房所在室外地坪標高1058m，二泵房室內底板標高1055.8m，水泵基礎高出室內地坪高度0.1m，水泵底座到軸心的距離0.9m，二泵房的地面下高度為3.07m，地面上高度為5.66m，泵房筒體高度為8.73m。水泵房內有一值班室，高低壓配電間，變電間。有兩臺真空泵（一用一備），一條排水溝，一個集水坑，一臺排水泵。真空泵泵殼內的空氣體積為0.39，吸水管中的空氣體積為3.08，泵的安裝高度3.5m ，選用SZ-2型真空泵，配帶動力10kw ，水消耗量30，一字形布置，尺寸為：L =4100mm, H=1500mm, B=700

43、mm。排水選一臺ZS-80-50-200A離心泵，流量22，揚程9.5m，配用的電機Y160L-4。XX市位于中國北方，故采用熱水集中供暖，泵房內自然通風。2.2.12 消毒向濾后水加液氯消毒，水和氯的接觸時間大于30min ，加氯量為2.844，儲氯量為2048。選用三臺LS80-4轉子真空加氯機，兩用一備，氯瓶選用四只YL-50型焊接鋼瓶，重量0.5t，外徑600mm ，高度1800mm 。要設置中間氯瓶，沉淀氯氣中的雜質，還可以防止水流進氯瓶。根據氯瓶的重量，設置磅秤型號TXS500B。加氯間低處要設置排風扇及時排除室內積聚的氯氣，氯庫和加氯間應該設漏氣報警儀。氯水管線敷設在地溝內直到加

44、氯點，地溝內有排水設施防止積水，氯水管管材用橡膠管，氯氣管用無縫鋼管，給水管用鍍鋅鋼管，在氯庫引入DN32的給水管，通向氯瓶上方，供噴淋用。為搬運方便，氯庫內設CD11-60單軌電葫蘆一個，軌道在氯瓶上方，軌道通道氯庫大門以外。2.2.13 給水處理廠平面和高程布置 水廠的基本組成包括兩部分：生產構筑物和附屬建筑物。 生產構筑物尺寸根據計算確定，生活附屬建筑物建筑面積應按管理體制、人員編制和當?shù)亟ㄖ藴蚀_定，生產附屬建筑物應根據水廠規(guī)模、工藝流程和當?shù)鼐唧w情況確定。 各構筑物數(shù)量、平面尺寸確定后，根據構筑物的功能要求，結合地形和地質條件，進行水廠平面布置。處理構筑物一般均應分散露天布置，北方寒

45、冷地區(qū)可采用室內集中布置。 2.2.13.1 平面布置水廠平面布置的內容包括：各構筑物的平面定位，各種管道（處理工藝用的原水管、加藥管、沉淀水管、清水管、反沖洗水管、加氯管、排泥管、放空管、水廠自用水管、廠區(qū)排水管、雨水管、電纜線、通訊線路等），閥門及配件布置，廠區(qū)道路、圍墻、綠化等。 水廠平面布置要求： A 構筑物間距宜緊湊，但應滿足各構筑物和管線的施工要求。 B 構筑物布置應注意朝向和風向，如加氯間和氯庫應盡量設置在水廠主導風向的下風向，泵房及其它建筑物應盡量布置成南北向。 C 生產構筑物間連接管道的布置，應水流順直和防止迂回。 D 生產構筑物與附屬構筑物應分開布置。 E 并聯(lián)運行的凈水構

46、筑物應配水均勻，必要時可設置配水井。 F 加藥間、沉淀池和濾池相互間的布置，宜通行方便。 G 水廠排水一般宜采用重力流排放，必要時可設排水泵站。 H 新建水廠綠化占地面積不宜少于水廠總面積的20。 I 水廠內根據需要，設置濾料、管配件等露天堆放場所。 J 水廠內設置通向各構筑物和附屬構筑物的道路，一般按下列要求設計： （1）主要車行道的寬度，單車道為3.5m，雙車道為6m，并應有回車道。人行道的寬度為1.52.0m。大型水廠一般可設雙車道，中、小型水池拿過可設單車道。 （2）車行道轉彎半徑不宜小于6m。 （3）城鎮(zhèn)水廠或設在工廠區(qū)外的工業(yè)企業(yè)自備水廠周圍，應設置圍墻，其高度一般不宜小于2.0m

47、。整個廠區(qū)在總平面布局上做到功能區(qū)分明確，生產區(qū)和生活區(qū)分開。廠區(qū)交通流線清楚流暢，主干道貫穿東西。各單體構筑物在建筑風格上做到清新明快，既保持水廠的園林風味，又體現(xiàn)了現(xiàn)代水廠的流暢簡潔的氣派。水廠的工藝流程采用回轉型布置，管線力求簡短，廠區(qū)內水配以草地、樹木等綠化，力爭創(chuàng)建一個清新怡人的現(xiàn)代化水廠。水廠總占地面積4.70公頃?？偲矫鎴D中，綠化面積約占25，附屬面積約占總面積的15。2.2.13.2 高程布置水廠處理構筑物高程布置應充分利用原有地形坡度，各構筑物間應采用重力流。構筑物間的水面高差即流程中的水頭損失，包括構筑物、連接管道、計量設備的水頭損失。水頭損失一般應通過計算確定，也可參照規(guī)

48、范進行估算，并考慮水頭跌落損失。表2-4 水廠高程布置表名稱水頭損失（m）水位標高連接管段構筑物沿程及局部構筑物m絮凝池0.171061.44絮凝池至沉淀池0.02沉淀池0.151061.25沉淀池至濾池0.60濾池1.501060.50濾池至清水池1.00清水池0.101058.00清水池至吸水井0.20吸水井1057.702.2.13.3 附屬建筑物 水廠的附屬建筑物一般包括辦公用房、化驗室、維修車間（機修、電修、儀表修理、泥木工場），車庫、倉庫、食堂、浴室及鍋爐房、門衛(wèi)值班室、宿舍、露天堆場等。各附屬建筑物面積查室外給水工程規(guī)范附屬建筑面積章節(jié)取用。2.3 設計特色及存在問題2.3.1

49、設計特色（1）本設計的突出特點是采用了機械絮凝池和隔板絮凝池組合使用。兩種形式絮凝池組合使用有如下優(yōu)點：當水質水量發(fā)生變化時，可以調節(jié)機械攪拌速度以彌補隔板往復式絮凝池的不足；當機械攪拌裝置需要維修時，隔板往復式絮凝池仍可繼續(xù)運行。此外，若設計流量較小，采用往復式隔板絮凝池往往前端廊道寬度不足0.5m，不利于施工，則前端采用機械絮凝池可彌補此不足。（2）本設計采用V型濾池又是設計的一大優(yōu)點。V 型濾池是恒水位過濾，池內的超聲波水位自動控制可調節(jié)出水清水閥，閥門可根據池內水位的高、低，自動調節(jié)開啟程度，以保證池內的水位恒定。V 型濾池所選用的濾料是鋪裝厚度較大（約1.00），粒徑也較粗（0.95

50、1.35）的石英砂均質濾料。當反沖洗濾層時，濾料呈微膨脹狀態(tài)，不易跑砂。V 型濾池的另一特點是單池面積較大，過濾周期長，水質好，節(jié)省反沖洗水量。單池面積普遍設計為7090，甚至可達100以上。由于濾料層較厚，截污量大，濾后水的出水濁度普遍小于0.5NTU。（3）本設計另一大特點是采用雙向斗槽取水。由于磴口水廠的水源是黃河水，水中含沙量較大，此外，黃河水系的部分河段位于北緯，氣候寒冷，冰情嚴重。河套地區(qū)常出現(xiàn)冰壩、“麻浮”、水淺、流急、水內冰現(xiàn)象。鑒于黃河水系上述特點，采用雙向斗槽式取水構筑物能很好地適應這種情況：夏秋汛期河水含砂量大時，可利用順流式斗槽進水，當冬春冰凌嚴重時，可利用逆流式斗槽進

51、水。2.3.2 存在問題與建議選用的混凝劑為精制硫酸鋁，對pH值適應范圍較小，且原水需有一定的堿度，特別是投加量大時。當處理低溫低濁度水時，硫酸鋁水解困難，絮體松散，效果較差，投加量大時有剩余Al或SO離子，影響水質。在以后的設計中宜采用聚合氯化鋁。本設計未曾對水廠泥線和水廠的配水工程進行設計，因而是本設計的一大缺憾。另外，由于包頭市地處中國北方，年平均氣溫較低，所以水廠主要處理構筑物應做成室內式，本設計并沒有對此進行設計。3 設計計算3.1 給水處理廠設計用水量3.1.1 最高日設計用水量設計任務書已給出最高日用水量為：65000 ，水廠自用水系數(shù)按5計，則最高日設計用水量為：= 65000

52、1.05 = 68250= 28440.80。3.1.2 最高時用水量從城市用水量變化表可知910時用水量最高，則最高時用水量為：= 682505.88% = 4013 3.1.3平均時用水量= 6825024 = 2844，則時變化系數(shù)為 。3.2 取水構筑物本設計采用的水源是黃河磴口處水源（黃河干流），常水位996 m ，枯水位994 m ，洪水位1001 m ，平均水位998 m ，采用斗槽式取水構筑物。3.2.1 斗槽工作室計算3.2.1.1 深度計算一般最低水位以下不小于34m，按下式計算：，其中，圖3-1 斗槽深度示意圖3.2.1.2 寬度計算 3.2.1.3 長度計算（1）按潛水

53、上浮的要求計算：考慮渦流及紊流影響的安全系數(shù)，可采用3.0；冰凌期最低河水位時斗槽中的水深；冰凌期最低河水位時，斗槽中的水流平均流速= 0.025；u潛水的上浮速度，與斗槽所在河流有關，宜采用0.0020.005，取0.002，。(2) 按沉淀泥沙的要求計算：斗槽內流速分布的不均勻系數(shù)，順流采用2.0 ，逆流采用1.5 ，采用較大值2.0 ；洪水期槽中的平均流速，取0.05；u斗槽內泥沙的沉降速度，根據預計需要沉淀泥沙的顆粒確定，一般顆粒大于0.150.20mm的泥沙應在斗槽中沉淀，取0.05； 。（3）槽長 。（4）計算所得的長度再以水在斗槽的停留時間來復核： 為使取水進口均勻，斗槽長度宜為寬度的5倍以上，符合要求。3.2.2 沙淤積量計算和斗槽的清淤設施（1）設斗槽的泥沙去除率為90 % ，則斗槽年產泥量計算如下：（2）挖泥船設計生產能力，可按下式計算： 式中： 挖泥船設計生產能力；