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文檔簡介

H小區(qū)地處沿海地區(qū),經(jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá),該小區(qū)常住人口約20000人。取水源為小區(qū)附近(如圖1.1所示)的湖泊(水質(zhì)如表1.1所示)。湖泊水深較淺,水位隨季節(jié)變化不大,最高水位位于地平面以下0.3米,最低水位位于地平面以下0.6米;岸邊地勢較緩,地基條件較好。由于工業(yè)的發(fā)展,水源遭到一定程度的污染,水質(zhì)指標(biāo)總體基本符合同化有機(jī)碳)和的含量也較高,水廠常規(guī)處理工藝已經(jīng)無法使出水符表1.1原水水質(zhì)一覽表濁度色度度最高最低平均1.1.2設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容本設(shè)計(jì)的任務(wù)是針對題設(shè)要求和條件,設(shè)計(jì)出適合H小區(qū)的給H小區(qū)給水工藝設(shè)計(jì)1/67(1)取水構(gòu)筑物及泵站設(shè)計(jì);(2)針對原水水質(zhì),選擇適宜的給水處理工藝流程,其中應(yīng)當(dāng)(3)水廠處理構(gòu)筑物設(shè)計(jì)、設(shè)備的選型及運(yùn)行參數(shù)確定。(4)繪制工藝的平面布置圖和高程布置圖。(5)繪制主要構(gòu)筑物的加工/施工/工藝圖。1.1.3設(shè)計(jì)的具體要求(1)學(xué)會收集與整理設(shè)計(jì)資料;運(yùn)用已學(xué)過的理論知識,合理規(guī)劃,設(shè)計(jì)小型給水處理系統(tǒng);通過設(shè)計(jì),熟悉有關(guān)技術(shù)規(guī)定和設(shè)計(jì)(2)根據(jù)任務(wù)書的要求,合理安排和規(guī)劃時(shí)間,按期獨(dú)立完成設(shè)計(jì)任務(wù);設(shè)計(jì)結(jié)果應(yīng)具有一定的實(shí)用價(jià)值。1.1.4需要提交的設(shè)計(jì)成果(1)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明和計(jì)算書一本(合訂)。水系統(tǒng)平面布置圖和高程布置圖(2張);b、取水構(gòu)筑物剖面圖(1張);c、給水廠主要處理構(gòu)筑物的加工/施工/工藝圖(5-8張)。1.2工藝流程選擇近年來,隨著工農(nóng)業(yè)的迅速發(fā)展,城市化建設(shè)加快,城市人口膨脹,引起了城市工業(yè)生活用水量大大增加;同時(shí),相應(yīng)的污染排放量也逐年增加。導(dǎo)致了飲用水水源普遍受到污染,飲用水水質(zhì)惡化。常規(guī)的工藝已經(jīng)無法滿足處理水有較好水質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)。國外也紛紛在常規(guī)工藝基礎(chǔ)上增設(shè)預(yù)處理、深度處理,處理后的水質(zhì)較好,使用安全,針對本次設(shè)計(jì),因?yàn)槭墙?jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū),水質(zhì)污染主要超標(biāo)項(xiàng)目:可同化有機(jī)碳(有機(jī)物)和氨氮。擬采用生物預(yù)處理+常規(guī)工藝+深度處理。常規(guī)處理中可以選擇混凝沉淀也可以選擇澄清工藝將二者合為一個(gè)工藝。通過對原水水質(zhì)的分析,現(xiàn)擬定以下工藝流程:原水--生物預(yù)處理—絮凝沉淀—過濾--深度處理—消毒。H小區(qū)給水工藝設(shè)計(jì)2取水裝置及泵站設(shè)計(jì)根據(jù)所給資料,沿海經(jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá)地區(qū)。查《給排水工程快速設(shè)計(jì)手冊》表1-3,H小區(qū)地處東南沿海地區(qū),屬于第三區(qū),即:上海浙江的全部江西安徽江蘇的大部福建北部湖南湖北的東部和河南南部。給水設(shè)備類型:室內(nèi)有給水排水衛(wèi)生設(shè)備并有淋浴設(shè)備和集中表2.1生活用水量定額用水情況 一二三四五最高(L/人·d)00500平均日(L/人·d)00500時(shí)變化系數(shù)所以最高日生活用水量定額200L/人.dk=1.4用水普及率f=98%(1)城市或居住區(qū)的最高日生活用水量Q1Q1=gfN=200(L/人.d)×2000人×98%=3920m3(2)澆灑道路和大面積綠化需用水Q2H小區(qū)給水工藝設(shè)計(jì)澆灑道路每平方米路面每次1~1.5L大面積綠化用水1.5~2.0L/(d.若按面積計(jì)算,綠化及澆灑道路用水量〉生活用水量,不合理。所以據(jù)經(jīng)驗(yàn)估計(jì)占3%,只負(fù)責(zé)預(yù)留地及生活區(qū)的用水量。各個(gè)工廠可自己打井供綠化澆灑道路,也不計(jì)入用水量計(jì)算。=3%×3920=117.6約=118.m3(4)再增加相當(dāng)于最高日用水量15%~25%的未預(yù)見用水量和管網(wǎng)漏水量。(5)設(shè)計(jì)年限內(nèi)最高日用水量(6)再加水廠自用水量:取設(shè)計(jì)用水量的5%(7)最高日平均時(shí)用水量(8)最高時(shí)設(shè)計(jì)用水量2.2取水裝置2.2.1取水點(diǎn)取水點(diǎn)因?yàn)槭呛慈∷?,湖泊取水的基本要求是?1)遠(yuǎn)離湖岸蘆葦?shù)容^多的地方,這些湖區(qū)有機(jī)物豐富,水生H小區(qū)給水工藝設(shè)計(jì)6/67物較多,水質(zhì)較差,易發(fā)生堵塞現(xiàn)象。(2)取水點(diǎn)應(yīng)該避免選擇在夏季主風(fēng)向的向風(fēng)面的凹岸處,因?yàn)檫@些地方大量浮游生物集聚并死亡,使水質(zhì)惡化,水的色度增加,(3)取水頭部應(yīng)該遠(yuǎn)離支流的匯入點(diǎn),選擇水深較大,濁度較(4)取水頭部應(yīng)該建在穩(wěn)定的湖岸,選擇岸坡坡度較小,岸高所以取水口應(yīng)選在近湖泊出口處,離開支流匯入口,且須避開藻類集中滋生區(qū)??紤]到實(shí)際地區(qū)情況,無法滿足取水口在主導(dǎo)風(fēng)向上風(fēng)向這個(gè)條件,所以取離預(yù)留空地最近的湖泊邊的一點(diǎn),但取水頭部可以取遠(yuǎn)點(diǎn)。伸入湖泊78.8m.2.2.2取水方式從湖泊取水,應(yīng)考慮風(fēng)浪對淹沒深度的影響。(1)岸邊式取水構(gòu)筑物適用于湖泊岸邊較陡,主流近岸,岸邊有足夠水深,水質(zhì)和地質(zhì)條件較好的情況。(2)河床式取水構(gòu)筑物在湖岸平坦,岸邊水深不夠或水質(zhì)不好本設(shè)計(jì)從湖泊中取水,水深較小,岸邊地質(zhì)條件較好,水質(zhì)比較均勻,可分建或合建取水構(gòu)筑物??紤]造價(jià)問題,泵房不宜挖太深,所以選擇河床分建式取水構(gòu)筑物。輸水管路水泵集水室取水頭部吸水管路吸水室自流管圖2.1取水構(gòu)筑物示意圖河床式取水構(gòu)筑物按照進(jìn)水管形式的不同,河床式取水構(gòu)筑物的(1)自流管取水:自流管淹沒于水中,湖水靠重力自留,工作較可靠,但敷設(shè)自流管時(shí),開挖土石方量較大,適用于自流管埋深不(2)虹吸管取水:虹吸管比自流管提高了賣官的高程,可以減少水下土石方量,縮短工期,節(jié)約投資。但虹吸管對管材及施工質(zhì)量要求較高,運(yùn)行管理要求嚴(yán)格,并須保證嚴(yán)密不漏氣,需要真空裝置,(3)水泵直接吸水:適用于水中漂浮物不多,吸水管不長的中小(4)橋墩式取水:造價(jià)高,適合在大河中,岸邊無建泵房條件下水廠規(guī)模較小,湖泊岸邊地質(zhì)條件較好,地勢平坦,水質(zhì)穩(wěn)定,與虹吸管相比又可以保證供水安全,并與取水量要求相適宜。2.2.3取水頭部常見的河床式取水構(gòu)筑物的取水頭部主要有喇叭口取水頭部、蘑(1)喇叭口取水頭部:是設(shè)有隔柵的金屬喇叭口,用樁架或支墩固定在河床上,這種頭部構(gòu)造簡單,造價(jià)較低,施工方便,但取出(2)蘑菇頭式取水頭部:是一個(gè)向上的喇叭口,其上再加一金屬帽蓋。河水由帽蓋底部流入,帶入的泥沙及漂浮物較少。缺點(diǎn)是頭部高度較大,有求水深較大。(3)魚形罩取水頭部:是一個(gè)兩端帶圓錐頭部的圓筒,在圓筒表面和背水圓錐面上開設(shè)圓形進(jìn)水孔。其外形區(qū)域流線型,水流阻力小,而且進(jìn)水面積大,進(jìn)水孔流速小,漂浮物難于吸附在罩上,所以(4)箱式取水頭部:進(jìn)水孔總面積較大,能減少冰凌和泥沙進(jìn)入量,適于在水深較小的情況下使用。(5)斜板取水頭部:適用于粗顆粒泥沙較多的情況。綜合各種取水頭部的優(yōu)缺點(diǎn)與適用范圍,選用箱式取水頭部較為2.2.4取水頭部的進(jìn)水孔與格柵面積取水頭部進(jìn)水孔的上緣在設(shè)計(jì)最低水位以下的浸沒深度,側(cè)面進(jìn)水時(shí)不小于0.3m.進(jìn)水孔一般布置在取水頭部的側(cè)面和下游方向。取水頭部至少分成兩格或分設(shè)兩個(gè),以便清洗和維修。如圖,取水頭部圖2.2取水頭部平面圖進(jìn)水孔流速無冰絮時(shí)為0.2~0.6m/s,本設(shè)計(jì)取0.4m/s,柵條直接固定在進(jìn)水孔上,柵條采用扁鋼,厚度s=10mm,柵條凈距采用b=50mm,每個(gè)進(jìn)水孔面積f=Fo/4=24m2/4=0.06m2水流通過格柵的水頭損失0.05~0.1m取1.0m進(jìn)水孔尺寸用B1×H1=0.2m×0.3m,格柵尺寸因?yàn)樘。瑹o法用現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)尺寸,自己制的尺寸為0.22m×0.32m。H小區(qū)給水工藝設(shè)計(jì)2.2.5平板格網(wǎng)設(shè)在進(jìn)水間內(nèi),用于攔截水中細(xì)小的漂浮物。過網(wǎng)流速采用V1=0.3m/s.網(wǎng)眼尺寸采用5mm×5mm,網(wǎng)絲直徑d=2mm,網(wǎng)格面積減少系數(shù)格網(wǎng)阻塞系數(shù)采用K2=0.5,水流收縮系數(shù)采用a=0.8,設(shè)兩個(gè)格網(wǎng),每個(gè)格網(wǎng)面積為0.245m2,進(jìn)水部分尺寸為B1×H1=0.49×0.5,同樣沒有這么小的標(biāo)準(zhǔn)格網(wǎng),自制的尺寸為0.54m×H小區(qū)給水工藝設(shè)計(jì)圖2.4平板格網(wǎng)水頭損失約0.10~0.20mH?O,取0.20m2.2.6進(jìn)水管自流管采用鋼筋混凝土,出于安全性考慮,不少于兩根管。管徑按正常供水時(shí)的設(shè)計(jì)水量和流速決定。進(jìn)水管設(shè)計(jì)流速不小于0.6m/s,本設(shè)計(jì)取0.8m/s,水量為0.06m3/s,自流管一般埋設(shè)在河床下0.5~1.0m,減少其對江河水流的影響和免受沖擊。如需要鋪設(shè)在河床上,須用塊石或支墩固定。坡度和坡向河心。m2.D=0.218m=218mm取250mm.從取水頭部到集水間的長度為45m,集水間到一級泵房12.5m,一級泵房到水廠內(nèi)處理構(gòu)筑物—預(yù)處理的長度為12.5m。2.2.7集水間集水間的平面尺寸為2.8×3.6m2,吸水間中最高水面標(biāo)高為53.7-0.5=53.2m,最低水面標(biāo)高為53.4-0.5m.=52.9m。圖2.5集水間平面圖2.3一級提升泵站計(jì)算H小區(qū)給水工藝設(shè)計(jì)2.3.1設(shè)計(jì)揚(yáng)程(1)小水廠的一級泵站考慮一半或兩班制運(yùn)轉(zhuǎn)。按最高日的平均時(shí)流量計(jì)算。a靜揚(yáng)程通過取水計(jì)算已知在最不利情況下一條自流管檢修,另一條自流管通過75%的設(shè)計(jì)流量時(shí),從取水頭部到泵房吸水間的全部水頭損失為0.5m,則吸水間中最高水面標(biāo)高為53.7-0.5=53.2m,最低水面標(biāo)高為53.4-0.5m.=52.9m水泵所需靜揚(yáng)程洪水位時(shí)58.75-53.2=5.55m枯水位時(shí)58.75-52.9=5.85mb吸水管路水頭損失為0.2m,c輸水管路中的水頭損失:設(shè)計(jì)輸水管為鋼管,兩根各長為21.25m,管徑為250mm,則水頭損失為=0.3m。d泵站內(nèi)管路的水頭損失0.5m則水泵設(shè)計(jì)揚(yáng)程為設(shè)計(jì)枯水位時(shí)Hmax=5.85+0.2+0.3+0.5+0設(shè)計(jì)供水位時(shí)Hmin=5.55+0.2+0.3+0.5+0.5=7.05mH小區(qū)給水工藝設(shè)計(jì)13/67備,Q=34.7L/S,揚(yáng)程18m,轉(zhuǎn)速2000r/min,配電動(dòng)機(jī)型號Y160M1-2,功率11千瓦,葉輪直徑125mm,重量42公斤,效率7%=81,吸程5.8m。2.3.2水泵安裝高度h為吸水管的沿程和局部水頭損失之和,h=0.2m從而有Z,<5.5m,即水泵最大安裝高度為5.5m,取水泵的安裝高度為2。水泵的布置高度--Z=Z1+Zs,Z=52.9+2=54.9m。水泵在地面上0.9m。其中Z1是吸水間最低水位標(biāo)高。2.3.3水泵機(jī)組布置及泵房平面尺寸經(jīng)參考規(guī)范,設(shè)計(jì)采用平行單排方式的機(jī)組布置,其優(yōu)點(diǎn)為:使得懸臂式水泵的吸水管可以處于順直狀態(tài),布置緊湊,泵房建筑面積小,電動(dòng)機(jī)軸抽出方便。大致布置情況可用圖2.6表示:H小區(qū)給水工藝設(shè)計(jì)吸水管吸水管低壓〉1.5高壓〉2.0配電設(shè)備凈距0.81.0圖2.6水泵平面布置圖取水泵到墻的距離為1m,水泵間的間距為2m,水泵機(jī)組到配電設(shè)備的距離為2m,出水方向上距離墻的距離為2m,水泵機(jī)組占用寬可知泵房的設(shè)計(jì)平面布置尺寸為:2.3.4泵房高度經(jīng)查閱相關(guān)規(guī)范,知IS100-80-125型水泵的相關(guān)安裝尺寸為:泵的安裝總長度為L=1185mm總寬度為B=490mm,高530mm,軸心離地面高230mm.因?yàn)椴椴坏結(jié)160M1-2型號電動(dòng)機(jī)的相關(guān)尺寸,改選符合要求的JZT61-4型電動(dòng)機(jī)。功率13KW,重380公斤。高522mm,寬508mm,長940mm.H小區(qū)給水工藝設(shè)計(jì)部件寬度,為0.85×0.49,取0.42m。e為最大一臺水泵或電動(dòng)機(jī)的高度,取0.53m。取0.6m。0.53+0.2=0.73m其中0.2為基礎(chǔ)厚。單軌小車,其起重高度為3—10米,起重量為1噸,高300mm,寬=0.2+0.4+1.5+0.42+0.53+0泵房高度草圖大致圖2.7:H小區(qū)給水工藝設(shè)計(jì)圖2.7泵房高度示意圖3預(yù)處理化學(xué)氧化法處理水的毒理學(xué)安全性下降,致突變活性提高,吸附法作為預(yù)處理手段也有費(fèi)用高,增加排泥量等缺點(diǎn)。而生物預(yù)處理能獲得生物穩(wěn)定的水,使整個(gè)處理工藝出水更安全可靠,具有經(jīng)濟(jì)、有微污染水源水時(shí)一個(gè)貧營養(yǎng)的生態(tài)環(huán)境,在其中生長的微生物群落與在污,廢水生物處理中的微生物群落不同。需要一個(gè)由適應(yīng)貧營養(yǎng)的異養(yǎng)除碳菌,硝化細(xì)菌和反硝化細(xì)菌,藻類,原生動(dòng)物和微型后生動(dòng)物組成的生態(tài)系。生物膜法能截留微生物和有機(jī)物,保證處理系統(tǒng)中有足夠的高效降解有機(jī)物和去除氨氮能力的微生物群落。而活性污泥難保持,所以生物預(yù)處理技術(shù)都采用生物膜法。生物接觸氧化法也叫浸沒式生物膜法,即在池內(nèi)設(shè)置人工合成填料,經(jīng)過充氧的水以一定的速度流經(jīng)填料,使填料上長滿生物膜,水與生物膜接觸過程中,通過生物凈化作用使水中污染物質(zhì)得到降解與去除,這種工藝是介于活性污泥法和生物濾池之間的處理方法,具有生物接觸氧化法的主要優(yōu)點(diǎn)是:處理能力大,對沖擊負(fù)荷有較強(qiáng)的適應(yīng)性,污泥生成量小,能保證出水水質(zhì),易于管理。我國目前針對微污染水源水預(yù)處理工藝較多采用生物接觸氧化法。由于微污染水源水生物預(yù)處理技術(shù)仍在研究、發(fā)展階段,對設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)沒有明確的規(guī)范規(guī)定,設(shè)計(jì)參數(shù)由實(shí)驗(yàn)確定。這里根據(jù)有關(guān)課題成果所得的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算。3.1.1設(shè)計(jì)參數(shù)、適用條件采用人工合成填料(YDT)生物接觸氧化池機(jī)物含量高的飲用水處理。(2)進(jìn)水濁度不得高于40度(3)水溫太低不利于微生物生長,當(dāng)原水水溫低于5℃時(shí),構(gòu)筑物起置入接觸氧化池(5)空床停留時(shí)間一般為1小時(shí)左右,氣水比為1:1左右(20℃(6)為保證布水布?xì)饩鶆?,每池面積一般應(yīng)在25m2以內(nèi),填料層高度一般為3m左右。(7)為充分利用生物反應(yīng)池的空間,填料的填充率應(yīng)大于70%。3.1.2設(shè)計(jì)計(jì)算水力停留時(shí)間t=1.5h曝氣水比1:1H小區(qū)給水工藝設(shè)計(jì)取超高H1=0.3m填料層上部集水區(qū)H2=0.5m.填料層高度取H3=3m,則填料池總高H=H1+H2+H3+H4=0.3+0.5+0.5+3=4.3m總面積為,每座池面積f=16m2.平面尺寸為2n×8m,池子的座數(shù)布水干,支管始端流速均采用10m/s,則各池干管管徑DN=50mm,曝氣器布置在填料層下緣。曝氣間隔0.2m,0.4m,共136個(gè)。4圖3.1曝氣系統(tǒng)圖H小區(qū)給水工藝設(shè)計(jì)(6)排泥系統(tǒng)為保證生物接觸氧化池內(nèi)沉積的生物膜及時(shí)排除,在池底設(shè)2條斗式排泥槽,每槽內(nèi)設(shè)一條穿孔排泥管,排泥管上裝閥門。由設(shè)在池內(nèi)的超聲波污泥濃度計(jì)輸出(信號控制)電動(dòng)閥門的開啟。圖3.2剖面圖具體詳圖見附圖024加藥混合查資料,部分水廠的投藥量,廈門精制硫酸鋁10~28mg/1懸浮物100~200Ss=bTb取0.7~2.2濁度20~300度,水溫5~設(shè)兩個(gè),每個(gè)3.5m3,尺寸0.8×0.8×1.2,超高0.2m。4.2溶解池計(jì)算水量Q=220.8m3/h混凝劑為精制硫酸鋁?;炷齽┳畲笸都恿縰=20mg/1.藥溶液濃度b=15%。一般有兩個(gè)溶解池交替使用。(1)溶解池體積W2=0.3W1=0.3×0.7=0.21尺寸0.6×0.6×0.8(超高0.2)(2)溶解池放水時(shí)間t=10min,放水流量查水力計(jì)算表放水管徑do=32mm,v=0.37m/s(3)溶解池底部設(shè)管徑d=100mm的排渣管一根溶解池一般為地下式,通常設(shè)在加藥間的底層。池頂高出地面0.2m,一般采用機(jī)械攪拌裝置以加速溶解。小水廠的攪拌裝置可用掛4.3投藥和混合投藥管流量q=W1×2×1000/24×60×60=0.7本設(shè)計(jì)采用計(jì)量泵投加方式(三臺,兩用一備)H小區(qū)給水工藝設(shè)計(jì)442乙圖4.1計(jì)量泵投加方式1-溶液池2-計(jì)量泵3-原水進(jìn)水管4-絮凝池混合方式,本設(shè)計(jì)采用管式靜態(tài)混合器,特點(diǎn)如下:①投資省,在管道上安裝容易,維修工作量少;②能快速混合,效果良好;③產(chǎn)生一定的水頭損失,為減少能耗,管內(nèi)流速一般采用V=1m/s分級數(shù)三級027276,取300mm靜態(tài)混合器內(nèi)的投藥點(diǎn)應(yīng)靠近水流方向的第一節(jié)混合元件,投藥管插入管內(nèi)徑的3處,管內(nèi)徑較大時(shí),可在投藥管上開孔,多孔投藥,使藥液均勻分布。H小區(qū)給水工藝設(shè)計(jì)圖4.2管式靜態(tài)混合器4.4加藥間布置平面布置圖4.30c圖4.3加藥間平面布置1-溶解池2-提升泵3-溶液池4-攪拌機(jī)5-計(jì)量泵6-值班室7-倉庫網(wǎng)格絮凝池是我國近年來應(yīng)用紊流理論發(fā)展起來的新型池,現(xiàn)已網(wǎng)格絮凝池的平面布置和穿孔旋流絮凝池相類似,由多格豎井串聯(lián)而成。絮凝池分成許多面積相等的方格,進(jìn)水水流順序從一格流到下一格,上下對角交錯(cuò)流動(dòng),直到出口。在全池約2/3的分格呢,垂直水流方向放置網(wǎng)格或柵條。通過網(wǎng)格或柵條的孔隙時(shí),水流收縮,過網(wǎng)孔后水流擴(kuò)大,形成良好絮凝條件,因而可降低絮凝劑量并縮短網(wǎng)格絮凝池的優(yōu)點(diǎn):反應(yīng)絮凝的效果較好,采用了微渦旋理論;單位面積負(fù)荷大,效率較高;水頭損失較小,能耗較小。5.1.2設(shè)計(jì)計(jì)算絮凝池設(shè)2個(gè)池子,每池設(shè)計(jì)流量Q=0.03m3/s。絮凝池時(shí)間t=10min,平均有效水深3m.絮凝池有效面積水流經(jīng)每格豎井的流速V1取0.12m/s 設(shè)計(jì)每格為正方形,邊長采用0.5m.因此分格數(shù)為,采用25個(gè)超高0.3m,池的總高度為H=3+0.3=3.3mV2按照進(jìn)口速0.3m/s遞減到0.1m/s,上孔上緣在最高水位以1~6格為前段,水過網(wǎng)孔的流速V3前=0.25~0.3m/s,7~15格為中段,水過網(wǎng)孔V3中=0.22~0.25m/s。H小區(qū)給水工藝設(shè)計(jì)a前段網(wǎng)格的孔眼尺寸為80mm×80mm,取V3前=0.27m/s,凈空斷面A2=0.27=0.11m2,每個(gè)網(wǎng)格的孔眼數(shù)前段設(shè)網(wǎng)格16個(gè),,n=16,51=網(wǎng)格阻力系數(shù)取1.0水損h1前=n51V32/2g=16×1.0×0.27×0.27/19.6=0.0595m,前段孔洞水頭損失52=3.0,是孔洞阻力系數(shù)b中段網(wǎng)格孔眼尺寸100mm×100mm.取V中=0.24m/s, 凈空斷面A3=0.24=0.125m2每個(gè)網(wǎng)格的孔眼數(shù)0.25/0.1×0.1=12.5取13個(gè),中段共設(shè)網(wǎng)格9個(gè)中段網(wǎng)格的水損h1中=9×1.0×0.24×0.24/19.6=0.026m中段孔洞水損h2中=3.0×(0.195×0.195×3+0.18×0.18×2+0.17×0.17×2c后段不設(shè)網(wǎng)格,孔洞水頭損失h2后=3.0×(0.14×0.14×5+0.12×0.12+0.1×0.1×4)d絮凝池內(nèi)水頭損失H小區(qū)給水工藝設(shè)計(jì)25/67=0.0595+0.026+0.0441+(4)絮凝池的格墻寬0.2m絮凝池的總寬3.6m,長7.2m.從絮凝池到沉淀池的過渡段凈寬1.5m表5.1絮凝池過水孔洞尺寸格編號123456寬/m×格編號789寬/m格編號寬/m格編號寬/m×5.2斜管沉淀池5.2.1設(shè)計(jì)要點(diǎn)斜管沉淀池的計(jì)算主要用于確定池體尺寸,計(jì)算斜管裝置,校核運(yùn)行參數(shù)(停留時(shí)間、上升流速、雷諾數(shù)等),確定排泥的設(shè)備和進(jìn)參考《給水排水設(shè)計(jì)手冊第三冊[城市給水]》,斜管沉淀池的設(shè)(2)上升流速斜管傾角為60時(shí),流速約為2.5~3.5mm/s,水在斜管內(nèi)停留時(shí)間一般取為4~7min;(3)斜管傾角傾角為60;(4)斜管長度H小區(qū)給水工藝設(shè)計(jì)以及安裝支(5)管徑管徑指圓形斜管的內(nèi)徑,正方形的邊長,六邊形的內(nèi)(6)斜管過渡段長度考慮水流由斜管進(jìn)口端的紊流過渡到層流的影響,斜(7)有效系數(shù)9指斜管區(qū)中有效過水面積(總面積扣除斜管積)與總面積之比。由于材料厚度和性狀不同而異。塑料與紙質(zhì)(8)整流設(shè)施使水流能均勻地由絮凝池進(jìn)入斜管下部配水區(qū)a、縫隙隔條整流,縫隙前窄后寬,穿縫流速可為0.13m/s(9)配水區(qū)高度采用V型槽穿孔管或排泥斗時(shí),斜管底到V型以便檢修,另外為便于檢修,在斜管區(qū)或池壁邊設(shè)置人孔或檢修廊;(10)清水區(qū)和集水系統(tǒng)清水區(qū)深度為0.8~1.0m,集水系統(tǒng)包括H小區(qū)給水工藝設(shè)計(jì)管(上面開孔)和溢流槽。穿孔管的進(jìn)水直徑一般為=25mm,孔距100~250mm,管中距在1.1~1.5m之間,溢流槽有堰口集水槽和淹沒孔集水槽,孔口上淹沒深度一般為5~10cm。設(shè)計(jì)集水槽時(shí),應(yīng)考慮池子超載,按20%計(jì);(11)斜管沉淀區(qū)液面負(fù)荷一般可采用9.0~11.0m2(m2h)。12)清水區(qū)高度1.0~1.5m,配水區(qū)布小于1.0~1.5m,斜管中水流的Re數(shù)小于500,Fr為103~10*。5.2.2設(shè)計(jì)計(jì)算本設(shè)計(jì)采用異向斜管沉淀池。處理水量Q=0.06m3/s,斜管沉淀池與絮凝池合建。池有效寬6.8m,顆粒沉降速度uo=0.4mm/s.清水區(qū)上升流速V=3.0mm/s.采用塑料片熱壓六邊形蜂窩管,管壓0.4mm,邊距d=30mm,水平傾角60°。(1)清水區(qū)面積其中斜管結(jié)構(gòu)占用面積按照3%計(jì)算,則實(shí)際清水區(qū)需要面積A1=20×1.03=20.6m2,為了配水均勻,采用清水區(qū)平面尺寸6.8(2)斜管長度L斜管內(nèi)水流速度.46mm/s=3.5mm/sH小區(qū)給水工藝設(shè)計(jì)=(1.33×3.5-0.4×0.866)×30/0.考慮到管端紊流,積泥等因素。過渡區(qū)采用200mm,斜管總長清水區(qū)高1.2m,布水區(qū)1.5m,斜管高1000sin60°=0.87m穿孔墻上的洞口流速采用V3=0.15m/s(不宜大于0.15-0.2)洞口總面積為每個(gè)洞口尺寸定為10cm×10cm,則洞口數(shù)0.4/0.1×0.1=40個(gè)(在布水區(qū)1.5m范圍內(nèi))圖5.1斜管沉淀池剖面圖H小區(qū)給水工藝設(shè)計(jì)(5)集水系統(tǒng)沿池長方向布置2條穿孔集水槽,中間為1條集水為施工方便槽底平坡。每條集水槽長查《給排水計(jì)算手冊》得槽寬為0.17m,槽高0.51m,集水槽雙側(cè)開孔,孔徑d=25mm,孔數(shù)為50個(gè)。(6)每條集水渠的流量Q=0.02m3/s假定集水渠起端的水流截面為正方形,則渠寬為b=0.9×為施工方便采用0.29m,起端水深0.292m??紤]到集水槽水流入到集水渠時(shí)應(yīng)自由跌水,跌落高度取0.08m,即集水槽底應(yīng)高于集水渠起端水面0.08m。同時(shí)考慮到集水槽與集水渠頂相平,則集水渠總高度為H1=0.22+0.08+0.51=0.882m采用穿孔管排泥。穿孔管橫向布置,沿與水流垂直方向共設(shè)2根,H小區(qū)給水工藝設(shè)計(jì)31/67雙側(cè)排泥至集泥槽。集泥渠長1.8m,B×H為0.3m×0.3m。孔眼穿孔管長3.88m,首末端積泥比為0.5,查得Kw=0.72。取孔徑d=25mm,孔口面積f=0.00049m2。取孔距s=0.4m,孔眼數(shù)目為m=L/s-1=3.4/0.4-1=7.和中垂線成45°角,并排排列。水力半徑當(dāng)水溫t=20℃時(shí),水的運(yùn)動(dòng)粘度Y=0.01cmb佛勞德數(shù)Frc斜管中的沉淀時(shí)間TH小區(qū)給水工藝設(shè)計(jì)(一般在2~5min之間)詳圖見附圖03常用的濾池形式主要有:普通快濾池、雙閥濾池、虹吸濾池、單閥濾池、無閥濾池、移動(dòng)罩濾池等(1)普通快濾池應(yīng)用廣,運(yùn)行穩(wěn)定可靠,但每一格濾池都必須設(shè)置4個(gè)閥門,設(shè)計(jì)施工麻煩。雙閥濾池需要一套真空系統(tǒng),適用于大中水廠。(2)虹吸濾池:由6~8格濾池組成,雙牌對稱布置,水廠產(chǎn)水量小時(shí),氯池分格后單格面積小,不便安裝和施工。(3)無閥濾池:適用于中小水廠,分為重力式和壓力是兩種。其主要特點(diǎn)是不用大閥門,可自動(dòng)過濾和沖洗,造價(jià)低,但單池面積(4)重力式無閥濾池應(yīng)用較多,一般適用于產(chǎn)水量小于1萬m3/d的水廠。通常兩個(gè)合建,共用一只沖洗水箱。沖洗水箱用隔墻隔開,并設(shè)連通管。水廠地形平坦時(shí),常和池身較高的水力循環(huán)澄清池配套使用。H小區(qū)給水工藝設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)采用普通快濾池,設(shè)計(jì)水量Q=5299.875m3/d,采用單層石英砂濾料濾速10m/h6.1濾池面積及尺寸6.1.1面積和尺寸取沖洗強(qiáng)度14L/s.m2膨脹度40%沖洗時(shí)間6分鐘從過濾開始到?jīng)_洗結(jié)束-快濾池工作周期從過濾開始到過濾結(jié)束稱過濾周期濾池工作周期為24小時(shí)沖洗周期為12小時(shí)不考慮排放初濾水時(shí)間)濾池面積采用濾池?cái)?shù)3,每個(gè)濾池面積為7.43mL采用濾池長寬比B=1:1B×B=2.73m×2.73m校核強(qiáng)制濾速滿足14~18m/h6.1.2濾池高度承托層厚度H1=0.45m濾料層厚度H2=0.70m砂面上水深1.5~2.0m取H3=1.8m濾池超高H4=0.3mH小區(qū)給水工藝設(shè)計(jì)34/67濾池總高H=H1+H2+H3+H4=0.45+0.7+1.8+0.3=3.25m6.2濾池配水系統(tǒng)(1)沖洗強(qiáng)度=43.2×0.6751?×(0.4+0.35)1/(1+(2)水溫20℃時(shí),膨脹率40%,沖洗時(shí)間6min,單池面積7.43單池沖洗流量Q=14L/s.m2×7.43m2=104.02L/s=0.104m3/s(3)采用大阻力配水系統(tǒng),其配水干管干管(渠)采用鋼管混凝土渠道,斷面尺寸300mm*300mm,長起端流速V干=0.104m3/s/0.3×0.3=1.156m/s在1.0~1.5m/s之間干渠壁厚采用0.1m干渠頂面應(yīng)開設(shè)孔眼。(2)支管支管中心距采用0.25m 支管數(shù)0.25×2=21.84根≈22根(每側(cè)11根)支管長為(2.73-0.3-0.3)/2=1.065m,取1.07m.其中0.3為考慮渠H小區(qū)給水工藝設(shè)計(jì)35/67道壁厚及支管末端與池壁間距。每根支管進(jìn)口流量支管長度與其直徑之比不〉60。支管截面積為0.0019625m2。查水力計(jì)算表得支管始端流速Va=0.0019625m2=2.4m/s(3)孔口流速采用6m/s(5~6),孔口總面積1孔眼直徑采用dk=9mm,每個(gè)孔口面積fk=3.5mm2,(考慮干管頂開2排孔,每排11個(gè)孔),孔口中心距2.73/11=0.248每根支管孔眼數(shù)支管孔眼布置設(shè)二排,與垂線成45°夾角向下交錯(cuò)排列,每排6個(gè),孔口中心距(4)配水系統(tǒng)校核孔眼總面積與支管總橫截面積之比〈0.5H小區(qū)給水工藝設(shè)計(jì)0.0173m2/22×0.25×3.14(0.06×0.06)=0.4<0.5孔眼中心距應(yīng)〈0.2這里0.1775<0.2干管橫截面積與支管總截面積之比0.3×0.3/22×0.785×0.05×實(shí)際孔口總面積f3=286×63.5×10?=0.018實(shí)際孔口流速符合配水均勻性達(dá)到95%以上的要求支管壁厚采用5mm,流量系數(shù)采用u=0.62水頭損f=7.43m2濾層厚H2=70cm,沖洗強(qiáng)度14L/(s.m.m)濾層膨脹度e=40%每個(gè)濾池設(shè)2條沖洗排水槽,槽長2.73m.兩槽中心距采用2.0m每槽排水量Q=0.5qf=0.5×14×7.43=52.01L/S=0.052m3/sH小區(qū)給水工藝設(shè)計(jì)H小區(qū)給水工藝設(shè)計(jì)排水槽圖6.2排水槽布置排水渠沿池壁一邊布置,為矩形斷面,渠寬0.4m排水渠底低于排水槽底的高度Hm=Hq+0.2=0.33+0.2=0.53m表6.1各管道直徑尺寸確定管渠名稱流量流速管渠截面管徑Dmm流速要求渾水進(jìn)水管清水出水管H小區(qū)給水工藝設(shè)計(jì)沖洗進(jìn)水管廢水排水渠容積水箱底至沖洗排水槽的高差△H,由下列幾部分組成a水箱與濾池間沖洗管道的水頭損失h1=1.0m,b配水系統(tǒng)水頭損失h2=1.5mc承托層水頭損失,承托層厚度采取Ho=0.45mh3=0.022Hoq=0.022×0.45×14=0.1d濾料層水頭損失p2-濾料的密度石英砂2.65t/m3pl-水的密度LO-濾料層厚度mMo-濾料層膨脹前的孔隙率(石英砂0.41)e備用水頭取1.5mH小區(qū)給水工藝設(shè)計(jì)詳圖見附圖047深度處理根據(jù)水質(zhì)情況,以及工藝流程,國外先進(jìn)的技術(shù),本設(shè)計(jì)采用臭氧-生物活性炭聯(lián)合處理微污染水源水。作為深度處理,臭氧投加量為0.5~1.5mg/1,取1.0mg/1=0.001kg/m3.接觸反應(yīng)裝置內(nèi)的水力停留時(shí)間t=5min,活性炭濾池濾速V1=10m/h時(shí),活性炭濾池層厚Hn=2.5m,顆粒活性炭的粒徑為0.8~1.7mm,有機(jī)物的平均去除率為39%(其中臭氧單元去除28%,生物活性炭單元去除剩余有機(jī)物的7.1.1所需臭氧量D=1.06aQ=1.06aQ=1.06×0.001×220.8=0.考慮到設(shè)備制造及操作管理水平較低等因素(臭氧的有效利用率只有60%~80%),確定選用臭氧發(fā)生器的產(chǎn)率可按500g/h計(jì)。7.1.2設(shè)備選型因?yàn)閺S內(nèi)沒有氧氣源,故選用某廠生產(chǎn)的空氣源臭氧發(fā)生器,產(chǎn)放電面積7~8m2,環(huán)境溫度0~40℃,相對深度要求小于85%RH,進(jìn)氣壓力露點(diǎn)<=-40℃,噪聲<65dB,工作壓力為0.2MPa,,冷卻水流量1m3/h,冷卻H小區(qū)給水工藝設(shè)計(jì)41/67水溫度<30℃.電源為380V。50HZ。臭氧產(chǎn)量調(diào)節(jié)范圍0%~100%,耗電量27Kw.h/KgO3,臭氧化氣濃度Y)=18g/m3.7.1.3接觸裝置(采用鼓泡塔)設(shè)兩座鼓泡塔,每座面積F′塔=F塔/2=4.6/2=2.3m2進(jìn)水進(jìn)水干中素圖7.1鼓泡塔示意圖H小區(qū)給水工藝設(shè)計(jì)7.1.4臭氧化氣流量折算成發(fā)生器工作狀態(tài)下的臭氧化氣流量Q氣‘=0.614Q氣根據(jù)產(chǎn)品樣本提供的資料,所選用微孔擴(kuò)散板的直徑d=0.2m,則每個(gè)擴(kuò)散板的面積.14×0.2×0.2/4=0.0314m2,使用微孔鈦板,微孔孔徑為R=40μm,系數(shù)a=0.19,b=0.066,氣泡直徑取d氣=2mm,則氣體擴(kuò)散速度微孔擴(kuò)散板的個(gè)數(shù)n=Q/(of)=13/20.5×0.0314=20.195≈21個(gè)。圖7.2微孔板圖H小區(qū)給水工藝設(shè)計(jì)a塔內(nèi)水柱高h(yuǎn)1=4mH20b布水元件水頭損失h2=0.2kPa≈0.02mH20c臭氧化氣輸送管道水頭損失臭氧化氣選用DN15管道輸送,總長30m,氣體流量較小,輸送管道的沿程及局部水頭損失按h3=0.5mH2O考慮。臭氧發(fā)生器的工作壓力Hy=h1+h2+h3=4+0.02+0.5=4.52mH2O余臭氧消除器采用壁掛式活性炭余臭氧消除器吸附催化剩余臭7.2活性炭濾池由于生物活性炭是在貧營養(yǎng)的環(huán)境下降解有機(jī)物,氧氣需要量不大,原水中含有一定的溶解氧,原水在進(jìn)入活性炭濾池之前經(jīng)過了落差為0.5m的跌水曝氣供氧,同時(shí)臭氧分解產(chǎn)生的氧氣也增加了水中溶解氧的含量,所以在活性炭濾池內(nèi)水的溶解氧量足夠,不需要設(shè)置采用3池并聯(lián)運(yùn)行,N1=3,沒池面積7.43m2,平面尺寸2.73×2.73,另外備用一格活性炭濾池,共4個(gè)。(5)每池填充活性炭的質(zhì)量G活性炭填充密度p=0.5t/m3,則G=VR=18.6×0.5=9.3t(6)活性炭工作時(shí)間tl吸附型活性炭模型實(shí)驗(yàn)結(jié)果為濾速為10m/h時(shí),k=0.7m3/(kg.h)附型活性炭的工作時(shí)間由于活性炭表面生長的生物膜降解了一部分有機(jī)物。延長了活性炭的工作周期。據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果,工作周期延長了3倍tl=3tx=9398,7h.活性炭層高Hn=2.5m顆?;钚蕴苛?.8~1.7mm承托層Ho層=0.55m活性炭層以上的水深H1=1.7m活性炭濾池的超高H2=0.3mH小區(qū)給水工藝設(shè)計(jì)45/677.2.2排水槽,排水渠,反沖洗配水系統(tǒng),反沖洗水箱的設(shè)計(jì)和普通快濾池一樣(1)單池反沖洗流量q沖=374.4m3/h圖7.3反沖洗排水槽斷面a斷面尺寸每池設(shè)一個(gè)排水槽,槽長2.73m,槽內(nèi)流速采用0.6m/s.排水槽采用三角形槽底斷面形式,其斷面模數(shù)為:b設(shè)置高度沖洗膨脹率20%,填料層厚度Hn=2.0m,排水槽底厚度采用He=eH2+2.5x+0.05+0.07=集水渠采用矩形斷面,渠寬采用b=0.5m.集水渠底低于排水槽底的高度Hm=0.48m,取0.5m.圖7.4集水渠與排水槽的平面布置干管始端流量104.21/s=374.4m3/h,干管用鋼管DN300,流速V干=1.5m/sb配水支管支管流量Q支=0.0047m3/s,采用管徑DN70,始端流速V支=2H小區(qū)給水工藝設(shè)計(jì)c孔眼孔眼總面積Ω與氧化池面積f的比值α采用0.25%,單孔面積每一支管孔眼數(shù)(分兩排交錯(cuò)排列)為孔眼平均流速水箱內(nèi)水深,采用h箱=3.5m,(6)設(shè)置高度:水箱底至沖洗排水箱高差△H由以下幾部分組成:a水箱與濾池間沖洗管道的水頭損失h1=1.0m,b配水系統(tǒng)水頭損失h2=1.5mc承托層水頭損失,承托層厚度采取Ho=0.55mh3=0.022Hoq=0.022×0.55×14=0.1d濾料層水頭損失H小區(qū)給水工藝設(shè)計(jì)p2-濾料的密度活性炭填充密度0.5t/m2pl-水的密度LO-濾料層厚度mMo-濾料層膨脹前的孔隙率(活性炭0.5)e備用水頭取1.5m△H=h1+h2+h3+h4+h5=1.0+1圖7.5活性炭濾池平面圖H小區(qū)給水工藝設(shè)計(jì)8消毒(1)氯是國內(nèi)外應(yīng)用最廣的一種消毒劑,除了消毒外還騎著氧化作用。加氯操作簡單,氯的價(jià)格較低,且在管網(wǎng)中有持續(xù)消毒殺菌作用,液氯對銅、鐵、鋼等金屬無腐蝕作用,所以氯瓶可用鋼制成。(2)漂白粉適用于小水廠的消毒,其消毒機(jī)理與加氯消毒相同,漂白粉消毒需要設(shè)溶解池、溶液池等。(3)臭氧消毒:既可一次消毒,又有氧化作用,殺菌和除病毒效果很好,接觸時(shí)間短,能除臭、去色、不產(chǎn)生消毒副產(chǎn)物,但需要一套0;發(fā)生裝置,設(shè)備復(fù)雜,基建費(fèi)用大,經(jīng)常耗電量也大,因而制水成本增加,并且O沒有持續(xù)消毒效果,需要在加氯。(4)紫外線消毒:殺菌效率高,可去除部分有機(jī)物,接觸時(shí)間不改變水的物理化學(xué)性質(zhì),但沒有持續(xù)消毒作用,需續(xù)加氯。紫外線消毒器電耗高,燈管質(zhì)量也仍有待于提高。(5)二氧化氯消毒:C1O?易揮發(fā),不易貯存,必須現(xiàn)場制備,綜上所述,紫外線消毒和臭氧消毒成本較高,且維護(hù)困難,小水操作困難,不能貯存,小水廠亦不宜采用。因城市給水量小,水廠水量較小,采用漂白粉消毒。漂白粉是有氯氣味的白色粉末,含有有效氯25%~30%,消毒時(shí)主要是溶解于水后產(chǎn)生的HOC1的氧化作用。8.1.2相關(guān)內(nèi)容(1)加氯量為2~20mg/L,接觸時(shí)間為30min左右;(2)溶液池和溶解池一般須有2個(gè),便于輪流使用。池底坡度不小于2%并坡向排渣孔,要有防腐蝕措施;(3)漂白粉應(yīng)先加水?dāng)嚢璩?0%~15%的溶液,再加水調(diào)成1%~2%濃度的溶液,澄清后,由計(jì)量設(shè)備投加到濾后水中;(4)漂白粉倉庫應(yīng)和漂白粉投加間分開,并保持陰涼、干燥和良好的自然通風(fēng)條件,倉庫內(nèi)應(yīng)有搬運(yùn)工具。8.2相關(guān)計(jì)算8.2.1用量Q-設(shè)計(jì)水量m3a-最大加氯量0.5mg/1C-有效氯含量8.2.2容積n-每日調(diào)制次數(shù)n<3n=2b-漂白粉溶液濃度(%)b=1%H小區(qū)給水工藝設(shè)計(jì)51/67儲渣池容積V2=0.15V1=0.0795m3總有效容積V=V1+V2=0.6095m?8.2.3溶液池尺寸及個(gè)數(shù)池子直徑池頂另加超高0.15m溶液池采用兩個(gè),交替使用8.2.4溶藥池的容積V’一般按溶液池容積的30%-50%計(jì),V’=0.5V=0.30475m3池有效高度采用h=0.8m,則其直徑超高取0.5m8.2.5漂白粉溶液的投加量q漂白粉投加量,接觸時(shí)間和液氯投加相同。投加量按有效氯計(jì)算。漂白粉溶液可重力投加到水泵吸水管中,投加方法和設(shè)備與投加絮凝劑相同。漂白粉投加間可采用自然通風(fēng),室內(nèi)地坪坡度不小于5%。與其他建筑物合建時(shí),應(yīng)隔離分開。漂白粉藥庫和漂白粉投加間間隔開,并保持陰涼干燥和良好的自然通風(fēng)條件。庫內(nèi)配備搬運(yùn)工具。因?yàn)樗枯^小,取藥庫面積15m2,與加藥間合建,但加藥間與加漂白粉間分隔開藥劑倉庫和漂白粉倉庫也要分隔開,總的倉庫面為25m2。丁a385圖8.1加藥圖1-漂白粉溶藥缸2-漂白粉溶液缸3-膠皮膽4-取樣盒5-差壓產(chǎn)生器6-高壓水管7-取樣管8-排渣口9-排水管10-膠皮膽排氣閥11-溶氣缸排氣閥W1一調(diào)節(jié)容量(米),一般根據(jù)制水曲線和供水曲線求得W3一安全儲量(米),為避免清水池抽空,威脅供水安全,清W4—消防儲量(米)物的清水池有效容積Wc,可按最高日用水量的10%-20%考慮。(大水廠采用小百分比)Wc=15.1%Qd=0.151×5299.875=89.2尺寸及圖采用標(biāo)準(zhǔn)圖集816圓形鋼筋混凝土蓄水池有效容積400m3高3.5m池直徑12.60m通氣管2個(gè),直徑200mm檢修孔2個(gè),直徑1000mmH小區(qū)給水工藝設(shè)計(jì)圖9.1清水池圖水廠主要由生產(chǎn)區(qū)、輔助生產(chǎn)區(qū)、生活區(qū)等部分組成。理構(gòu)筑物、深度處理構(gòu)筑物等,具體到H小區(qū)水廠設(shè)計(jì)中,則主要要構(gòu)筑物,主車道連接廠外道路,寬度4-6m,本設(shè)計(jì)采用近10m;廠區(qū)內(nèi)主要構(gòu)筑物之間,用以輸送各種物資的車行道寬度采用5m;積大于水廠總

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