水厂给水工程设计管理论文

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内蒙古包头市位于中国北方，黄河以北。城市现有青山水厂、昆山水厂两座，分别位于城市的东北和西部，而磴口水厂位于城郊，城市的东南方。

磴口水厂可设置在黄河边上，位于城市东南方的城郊，远离居民区，附近有糖厂、铝厂、砖瓦厂，所在位置地面标高约为1004米，地形为北高南低，不平坦。磴口水厂也可设置在城市东南方向，靠近城市的边缘，地面标高约为1050米。可进行方案比较确定。

1.1.2供水要求：

规划城市人口数：10万人，用水普及率：100%。

1）出水要求达到卫生部《生活饮用水卫生规程》；

2）最高日供水量：6.5万吨/日；

3）出厂水压：38米水头。

1.1.3工程地质：

地下水位深度：170厘米；

最大冰冻：175厘米；

设计地耐力：13吨/米2；

地震等级：6级；设计地震烈度：8度。

1.1.4气象资料：

1)气温：年平均：6.5℃；

极端最高：38.4℃；

极端最低：-31.4℃；

最冷月平均最低：-18.5℃；

最热月平均最高：29.5℃。

2)相对湿度：冬季空气调节：54%；最热月平均：58%。

3)风速与风向频率：

夏季平均风速：3.3米/秒；

冬季平均风速：3.2米/秒；

夏季最多风向：东风、东南风；

冬季最多风向：北风、西北风；

夏季最多风向频率：15；

冬季最多风向频率：17；

4)大气压：888.4毫巴。

5)降水量：年降水量：308.9毫米；

最大时降水量：33.1毫米；最大日降水量：100.8毫米。

6)年蒸发量：2342.2毫米。

7)最大积雪厚度：21厘米。

8)冰冻期：150天。

水厂设计说明

2.2.1设计规模

设计用水量定额是确定设计用水量的主要依据，它可影响给水系统相应设施的规模、工程投资、工程扩建的期限、今后水量的保证等方面，所以必须慎重考虑，应结合现状和规划资料并参照类似地区或企业的用水情况，确定用水定额。

城市生活用水和工业用水的增长速度，在一定程度上是有规律的，但如果对生活用水采取节约用水措施，对工业用水采取计划用水、提高工业用水重复利用率等措施，可以影响用水量的增长速度，在确定设计用水量定额时应考虑这种变化。

居民生活用水定额和综合用水定额，应根据当地国民经济和社会发展规划和水资源充沛程度，在现有用水定额基础上，结合给水专业规划和给水工程发展条件综合分析确定。

最高日设计用水量内容包括：城市最高日综合生活用水量（包括公共设施生活用水量）、工业企业生产用水量、工业企业职工的生活用水和淋浴用水量、浇洒道路和大面积绿化用水量、未预见水量和管网漏失水量、消防用水量。由于消防用水量是偶然发生的，不累计到设计总用水量中，仅作为设计校核用。但是对于较小规模的给水工程，消防用水量占总用水量比例较大时，应将消防用水量计入最高日用水量。

设计任务书已给出最高日用水量为：＝65000，水厂自用水系数按5％计，

则设计水量为：=650001.05=68250。

2.2.2取水方式选择

2.2.2.1黄河水系特点：黄河水系多分布在我国的黄土高原及黄土丘陵地带，沿岸沟壑纵横，土质细而疏松，水土流失严重。这些河流径流量虽不大，但受气候的影响，季节性变化很大。冬季几乎不降水，流量很小，不少支流发生断流现象。夏季降水量集中，不仅河流的流量雨水位骤增，河水的含砂量也很高。一般河水含砂量大于~时，就产生浑液面沉降现象，称为高浊度河道。黄河水系高浊度河道，由于泥沙运动的结果，常具有游荡性河段的特性，即河床与河岸的可动性都较大，河床内砂无法与河岸连接，在河床中形成不规则的江心滩、江心洲及汊道，游荡性河段河身宽而浅，河滩密布，水流湍急，河床变形迅速，主流游荡不稳。

此外，黄河水系的部分河段位于北纬~，气候寒冷，冰情严重。河套地区常出现冰坝、“麻浮”、水浅、流急、水内冰现象。

2.2.2.2鉴于黄河水系的上述特征，选用固定式取水构筑物时，采用双向斗槽式取水构筑物，如下图。

图2-1斗槽示意图

（1）具有顺流式和逆流式斗槽的特点；

（2）夏秋汛期河水含砂量大时，可利用顺流式斗槽进水，当冬春冰凌严重时，可利用逆流式斗槽进水。

2.2.3取水构筑物

2.2.3.1斗槽

斗槽全部设置在河床内，适用于河床较陡或主流离岸较远以及岸边水深不足的河流。设置斗槽后，还应注意不影响洪水排泄。

斗槽工作室的大小，应根据在河流最低水位时，能保证取水构筑物正常的工作，使潜冰上浮，泥沙沉淀，水流在槽中有足够的停留时间及清洗方便等因素：

（1）槽底泥沙淤积高度取0.5~1.0m，取0.8m；

（2）槽中的冰盖厚度为河流冰盖厚度的1.35倍；

（3）槽中最大设计流速采用0.05~0.15；

（4）水在槽中的停留时间不小于20分钟，取30分钟；

（5）斗槽尺寸应考虑挖泥船能进入工作。

该设计中，斗槽入口处的水位差为0.1m，河水平均流速为1.4，斗槽中水流方向与河中水流方向的叉角为180，河流中冰盖最大厚度为0.8m，进口孔口顶边至冰盖下的距离为0.70m，进水口直径为2.80m，进水孔口底栏高度为1.0m，工作室深度为5.68m。斗槽设计流量为0.80，设计流速为0.025，斗槽宽度为6m。

冰凌期最低河水位时斗槽中的水深为4.50m，潜水的上浮速度取0.002。洪水期槽中的平均流速为0.05，斗槽内泥沙的沉降速度为0.05，斗槽总长为171.6m。

采用绞吸式挖泥船，挖泥船每年工作天数为240天，每天工作时数为16小时，挖泥船设计生产能力为68.9，选定40半液压式挖泥船，船总长为17.7m，共2艘。2.2.3.2堤坝

斗槽的堤坝可以用当地的砂质粘土材料砌筑，非淹没式堤坝的坝顶应高出最高水位0.5～0.75m以上，取0.8m，宽度一般为2.0~4.0m，取3.0m。堤坝两侧边坡按筑坝材料而定，沙质粘土~，取1：3.5。堤坝边坝(尤其是靠河的一侧)及坝端，易遭水流的冲刷及冰块的撞击，应予加固，靠河一侧的堤坝边坡可采用双层的石铺面（干砌石块）、石笼、混凝土及钢筋混凝土，甚至挡土墙等加固，坝端可采用双层石铺面、抛石、混凝土及钢筋混凝土、挡土墙等加固；坝脚可采用抛石或沉排等加固。

2.2.3.4取水头部

采用管式取水头部（喇叭口取水头部），取水头部外形为圆形。

2.2.3.5操作平台

为便于操作检修，将操作平台设于地面之上。

2.2.3.6取水进水间与吸水间

进水间横向分成四格，进水孔分上下两层。吸水间与进水间尺寸相同，均为：。

A格栅

格栅总面积为3.20m2，过栅允许流速取0.4，栅条间净距取50mm，栅条厚度10mm，每个进水间各设置一个格栅，工作时三用一备。采用S321-1的格栅标准，型号为6，其进水口BH为10001000mm，格栅尺寸为11001100mm（标准尺寸），栅条间孔数15孔，栅条根数16根，有效面积0.84m2。并配置QL型钢丝绳牵引葫芦抓斗式格删除污机，升降速度8m/min，宽度与栅条配套，电动机功率4.5kw，设备重量3000kg。配备的起重设备为SC型手动单轨小车，起重量0.5~10T，起升高度3~12m。

格栅与水平面最好布置成~的倾角，但实际上可采用。格栅断面为扁钢，格栅由金属框架与栅条组成，框架的外形为矩形。

通过格栅的水头损失，一般采用~，取0.10m，则四个为0.40m。

B格网

采用平板格网，设在进水室与吸水室之间的隔墙之间，格网面积13.07m2；过网流速采用0.3；网眼尺寸取55mm；网丝直径取2.0mm。用三个格网备一个隔网，每个格网面积3.27m2。采用型号是C12格网，进水口尺寸17502000mm，网格尺寸18802130mm（标准尺寸），有效面积3.42m。起重设备采用SDQ手动单梁起重机，起重量1~10T，起升高度3~10m。

2.2.3.7水泵型号和机组的布置

选四台型号为12sh-6单级双吸离心泵，三用一备。将四座基础交错并列布置成两排，四台水泵，两台正向旋转，两台反向旋转，每台水泵均有单独的吸水管和压水管，吸水管直径为DN500，压水管直径为DN400，四根压水管在泵房内连成两根DN500出水管，然后分别引出泵房，在泵房外，两根出水管再与一根DN1000的输水管相连。水泵吸水管上设一个DN500的闸阀和一个DN500×300的渐缩管。压水管上设两个DN400蝶阀，一个DN400止回阀，一个DN200×400的渐扩管和一个DN400×500的渐扩管。另配有弯头等配件。

2.2.3.8泵房高度

最低动水位标高为994m，最高动水位标高为1001m，水泵轴心标高为996.45m，泵房底板标高为995.80m，泵房地面下高度为9.17m，泵房地面上高度为4.74m，泵房筒体总高度为13.91m。

2.2.3.9排泥、排水、起吊设备及真空设备

A排泥

集水井往往会沉积泥沙，为在运行中及时清理排除，选排污泵两台（一用一备），

型号：PWA，流量Q=72=28，扬程H=11m，转速n=970转/分，配电机功率：,允许吸上真空高度：。

设五个具有高压水的喷嘴，用来冲动底部沉积的泥沙及网格。在格网前后装设测量水位的标尺，以便于运行管理和清洗格网。为了清洗平板格网可采用电动吊车，将格网沿导向槽提起，用压力水冲洗。

格网选用PGZ型平面钢闸门，进水洞口尺寸为：；外形尺寸为：。

B排水及通风

取水泵房排水按照20-40计，排水泵静扬程按7m计，水头损失约2m。所以总扬程9m左右，可选用ZS-80-50-200A离心泵，流量22，扬程9.5m，配用的电机Y160L-4，均设两台，一用一备。通风设备选用一台T35-11型轴流风机，配用的电机YSF-8026。

C起吊设备

启闭闸门的启闭机选用QPL3手动两用螺杆式起闭机，启闭能力为3吨。起吊设备选用JJM-5型慢速卷扬机，额定静拉力为5吨。泵房内选用LH5t型电动葫芦双桥式起重机。

D真空设备

选用两台SZ-1型真空泵，一用一备，功率4KW，抽气量。

2.2.4混凝剂的配制与投加。

混凝剂投加采用如下流程：搅拌－→提升－→贮液－→计量－→投加

根据原水出水水质及水温，参考有关净水厂运行经验，选用精制硫酸铝,最大的投加量为40mg/l，混凝剂每日配置次数为3次，药溶液浓度为10％，不用助凝剂。

2.2.4.1溶液池

分成两格，备用一格。每格的有效容积为4.55，形状采用矩形，有效高度为1.2m，超高0.3m，每格的实际尺寸为1.9m2.0m1.5m，置于室内地面上。

2.2.4.2溶解池

溶解池分成两格，每格有效容积为1.40，有效高度0.7m，超高0.3m，每格的实际尺寸1.0m2.0m1.0m。溶解池的放水时间采用10min，放水管管径取50mm。溶解池底部设管径为100mm排渣管一根，池底坡度采用2.5％。溶解池搅拌设备采用中心固定式平桨板式搅拌机，桨直径为750mm，桨板深度800mm，质量200kg。溶解池置于地下，池顶高出室内地面0.5m。溶解池和溶液池材料都采用钢筋混凝土，内壁衬以聚乙烯板。

2.2.4.3投药管

投药管采用硬聚氯乙烯管（塑料管），投药管的管径25mm，相应的流速0.43。

2.2.4.4投药计量设备

采用JM型微型机械隔膜计量泵。

2.2.4.5药剂仓库

混凝剂为精制硫酸铝，每袋质量是40kg，每袋规格为。药剂堆放高度为1.5m，药剂储存期为30d。仓库平面尺寸为：。

2.2.4.6投药间

投药间靠近投药点，与药剂仓库相连，设置两条投药管路，具有良好的通风和采光效果。投药间要求有值班室，面积在15左右。

2.2.5混合设备

采用2个热浸镀锌管式静态混合器，水厂进水管投药处至絮凝池的距离为30m，进水管采用两条DN700钢管。静态混合器设三节混合元件，混合时间为30s，两个静态混合器共用一个混合器井，混合器井的尺寸为：长宽=3m6m。投药点应该靠近水流方向第一节的混合元件，投药管插入管内径即可。

2.2.6絮凝池

2.2.6.1絮凝池选用

因为Q=65000，故应属于小型水厂，当采用隔板絮凝池时，往往前端廊道宽度不足0.5m，则前端采用机械絮凝池可弥补此不足，故采用机械絮凝池前置，隔板絮凝池后置来组合适用。在这样的条件下，机械絮凝池机械设备不多，可减少设备运行维修工作量，当需要检修时，又有隔板絮凝池起保护作用，从而较好地适应了水量水质要求。

2.2.6.2机械絮凝池

机械絮凝池设成两组，每组又有六池，均采用垂直轴式机械絮凝池，每组设计流量为34125。絮凝时间为10分钟，平均水深3.3m，每格尺寸为，单格面积为，絮凝池超高取0.3m，总高度为3.6m。絮凝池分格墙上过水孔洞上下交错布置，每格设一台搅拌设备。叶轮直径采用2.76m，桨板长度为1.93m，桨板宽度取0.12m。每根轴上桨板数为8块，内外侧各4块。每格设四块挡板，尺寸为：宽高=0.2m1.0m。叶轮桨板中心点线速度分别采用：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。叶轮桨板中心点旋转直径为2.04m。六台搅拌设备各配备一台电动机，每台电动机所需功率为0.175kw，选用型号为Y801-2小型三相鼠笼式异步电动机。进水管管径取DN700，进水流速为。进水孔洞流速分别取：第一个孔洞和第二个孔洞相同，取；第三个孔洞和第四个孔洞相同，取；第五个孔洞和第六个孔洞相同，取。进水孔洞直径分别为：第一个孔洞和第二个孔洞相同，为1.00m；第三个孔洞和第四个孔洞相同，为1.12m；第五个孔洞和第六个孔洞相同，为1.30m。絮凝池采用钢筋混凝土结构，外用水泥砂浆抹面。

2.2.6.3往复式隔板絮凝池

往复式隔板絮凝池分为两组，每组设计流量为34125。絮凝时间取10分钟，池内平均水深取2.3m，每组絮凝池总容积为，面积为103m。隔板厚度按0.2m计。池子宽度与平流沉淀池宽度相同，为7.30m。廊道内流速采用四档，分别为：、、、0.15。隔板间距按廊道内流速不同分成四档，分别为：0.65m、0.70m、0.70m、0.80m。各段水深分别对应为：2.0m，2.3m，2.8m，3.3m。廊道总数为20，根据间距不同分为四段，第一段和第四段各取4个廊道，第二段和第三段取6个廊道，池子总长为17.80m。絮凝池采用钢筋混凝土结构，外用水泥砂浆抹面。为减小水流转弯处水头损失，转弯处过水断面积取廊道过水断面积的1.2倍，同时，水流转弯处应做成圆弧形。池底平均坡度为7.3%。

2.2.7平流沉淀池

平流沉淀池设为两组，每组设计流量为34125。沉淀池表面负荷为=43.2，停留时间取2.0h，沉淀池水平流速取。每组沉淀池表面积为790m，长度为108m，宽度为7.30m，池壁宽取0.3m。沉淀池有效水深为3.6m，保护高为0.3m，沉淀池总高为3.9m。由于往复式隔板絮凝池末端水深与沉淀池有效水深不一样，为了便于前后衔接，故在两者之间设一个过渡段。过渡段与沉淀池之间采用钢筋混凝土穿孔布水墙，墙高3.9m，有效水深为3.6m，超高0.3m，共开98个孔口，每个孔口尺寸为，分五排布置，每排20个孔口。

集水方式采用两侧三角锯齿形集水槽集水，每组沉淀池的集水槽个数为四个，集水槽槽宽取0.4m，堰口溢流率为，每个集水槽长度取10m，槽中水深统一取0.5m。跌落高度取0.05m，槽起高取0.15m，集水槽总高度为0.70m，每条集水槽的设计流量为。采用出水三角堰，堰上水头采取0.07m，堰口下缘与出水槽水面之距为0.05m，每个三角堰的流量为，每条集水槽的三角堰个数为64个，三角堰中距为0.3m。

集水渠宽取0.8m，集水渠水深统一取1.0m，自由跌水高度取0.07m，则集水渠总高度为1.99m。在集水渠的末端设置一个DN700的出水管。

沉淀池放空时间按3h计，采用DN450的钢管。

采用轨距为8m的HJX2型虹吸式机械吸泥机。

2.2.8V型滤池

选双格型滤池，分为并列的两组，每组3座，共6座，每座面积为63m，总面积为378m。单格宽3.0m，长10.50m，面积为31.5m。滤速为8，强制滤速20。

第一步气冲冲洗强度为15；第二步气-水同时反冲，空气强度为15，水强度为4；第三步水冲强度为5。

第一步气冲时间为3min，第二步气-水同时反冲时间为4min，单独水冲时间为5min，冲洗时间共计12min=0.2h。冲洗周期为48h，反冲横扫强度1.8。滤池采用单层加厚均粒滤料，粒径为~，不均匀系数为~。

每座滤池过滤水量为504。清洁滤料层过滤，滤池液面比滤料层高0.83m。

滤池超高为0.3m，通过控制出水阀门的开启度来保证滤层上的水深为1.5m，滤料厚度为1.0m，滤板厚度为0.13m，滤板下布水区高度为0.9m，滤池总高为3.83m。

水封井平面尺寸为，堰底板比滤池底板低0.3m，水封井出水堰总高为2.93m。

反冲洗用水量为0.315，表面扫洗用水量为0.12。反冲洗配水干管用钢管，DN500，流速为。配水支管DN500，流速为。沿渠长方向两侧各均匀布置15个配水孔，共30个，孔中心间距0.6m，每个孔的面积为0.01m，每个孔口尺寸取。反冲洗水过孔流速为。

反冲洗用气量为0.945，反冲洗配气干管用钢管DN500，流速为。布气小孔紧贴滤板下缘，间距与布水方孔相同，共计30个。布气小孔面积为0.00315m，孔口直径取65mm。反洗空气过孔流速为，每孔配气量为113.4。

气水分配渠宽取1.2m，起端高取1.5m，末端高取1m。两侧沿程各布置15个配气小孔和15个布水方孔，孔间距0.6m，共30个。

排水集水槽顶端高出滤料层顶面0.5m，排水集水槽起端高为1.03m，末端高为1.53m，排水集水槽底坡为0.0477。集水槽超高0.3m，槽内水位高0.73m，槽宽1.2m，水流速度为，过流能力为6.07。排水槽设一个电动蝶阀，DN500。

进水总渠宽1m，水面高0.5m。中间孔口面积为0.09m，孔口宽0.30m，高0.30m，

两个侧孔的面积均为0.065m，侧孔宽0.25m，高0.25m，侧孔与中间孔口的间距为1.05m。

宽顶堰堰宽5m，宽顶堰与进水总渠平行设置，与进水总渠侧壁相距0.5m，堰上水头为0.079m。滤池配水渠宽0.5m，渠高1m，渠总长等于滤池总宽为7.2m。

V型槽槽底设表扫水出水孔，直径取0.025m，间隔0.15m，取V型槽槽底的高度低于表扫水出水孔0.15m。表面扫洗时V型槽内水位高出滤池反冲洗时液面0.50m。V型槽倾角，垂直高度1.0m，壁厚0.05m，反冲洗时V型槽顶高出池内液面的高度为0.80m。

反冲洗时选用两台型号为14sh-28A单级双吸离心泵，一用一备流量为240～350，扬程为16～10m，转速为1470。

。

根据反冲洗系统对空气的压力、风量要求选三台LG40风机，风量，风压，电机功率55kw，两用一备，正常工作鼓风量为。

2.2.9清水池

设两座矩形清水池，每座清水池总容积为6775m。清水池的水深4.5m，超高0.3m，每座清水池的平面尺寸为长宽=30m50m。清水池进水管管径700mm，设计流速1.0，出水管管径900mm，设计流速1.0，溢流管与进水管直径相同取900mm，其出水接入水厂下水道系统，但是溢流管不与下水道直接相连，采用溢流井，溢流井内设拍门，出口处要有尼龙网罩之类的包扎以防护。放空管管径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。导流墙砌筑到清水池最高水位，使顶部空间保持通畅，有助于空气流通。导流墙底部每隔一定距离开一个流水孔，尺寸200200mm，便于排泄池底废水，考虑到水中有氯气，导流墙采用材料要防止氯的腐蚀。通风管的设计根据清水池容量要求，采用的通气管直径200mm，通气管数量6个，管口高出池顶700mm以上，并且在气孔上装有防护网。每只清水池设两只人孔，人孔直径为1000mm，靠近溢水管和出水管处，便于管道安装和维护。人孔上缘要高出覆土面一定距离，并且装有锁栓的盖板。扶梯与人孔配套设置，直立靠壁安装，其材料应该可以防腐。水位尺安装于池顶，选择水流缓和处架立。池顶的覆土厚度为0.7m。

2.2.10吸水井

根据需要设置分建式吸水井，靠近泵房一侧与二泵平行设置，与泵房之间的距离为2m，分成独立的两格，中间隔墙上安装阀门以保证足以通过邻格最大吸水流量。其调度管理方便，吸水管道短，水泵运行安全程度高。其存水量经常变化，井口水位随清水池水位涨落而变化，并和清水池保持一定的水位差，吸水井要有一定的超高。水在吸水井的停留时间为，吸水井的有效容积为142.0。有四个吸水管，每个吸水管的管径为600mm，吸水管喇叭口直径取1m，喇叭口最小淹没深度为1.2m，喇叭口与吸水井井底距离为0.8m，吸水井宽度取4.5m，吸水井长度为15.80m，吸水井最低水位标高为1053.20m。

2.2.11二泵房

本设计采用的是泵直接从吸水井中将水抽出送到管网，选四台型号为单级双吸离心泵，三用一备。泵房所在室外地坪标高1058m，二泵房室内底板标高1055.8m，水泵基础高出室内地坪高度0.1m，水泵底座到轴心的距离0.9m，二泵房的地面下高度为3.07m，地面上高度为5.66m，泵房筒体高度为8.73m。水泵房内有一值班室，高低压配电间，变电间。有两台真空泵（一用一备），一条排水沟，一个集水坑，一台排水泵。真空泵泵壳内的空气体积为0.39，吸水管中的空气体积为3.08，泵的安装高度3.5m，选用SZ-2型真空泵，配带动力10kw，水消耗量30，一字形布置，尺寸为：L=4100mm,H=1500mm,B=700mm。排水选一台ZS-80-50-200A离心泵，流量22，扬程9.5m，配用的电机Y160L-4。包头市位于中国北方，故采用热水集中供暖，泵房内自然通风。

2.2.12消毒

向滤后水加液氯消毒，水和氯的接触时间大于30min，加氯量为2.844，储氯量为2048。选用三台LS80-4转子真空加氯机，两用一备，氯瓶选用四只YL-50型焊接钢瓶，重量0.5t，外径600mm，高度1800mm。要设置中间氯瓶，沉淀氯气中的杂质，还可以防止水流进氯瓶。根据氯瓶的重量，设置磅秤型号TXS500B。加氯间低处要设置排风扇及时排除室内积聚的氯气，氯库和加氯间应该设漏气报警仪。氯水管线敷设在地沟内直到加氯点，地沟内有排水设施防止积水，氯水管管材用橡胶管，氯气管用无缝钢管，给水管用镀锌钢管，在氯库引入DN32的给水管，通向氯瓶上方，供喷淋用。为搬运方便，氯库内设CD11-60单轨电葫芦一个，轨道在氯瓶上方，轨道通道氯库大门以外。

2.2.13给水处理厂平面和高程布置

水厂的基本组成包括两部分：生产构筑物和附属建筑物。

生产构筑物尺寸根据计算确定，生活附属建筑物建筑面积应按管理体制、人员编制和当地建筑标准确定，生产附属建筑物应根据水厂规模、工艺流程和当地具体情况确定。

各构筑物数量、平面尺寸确定后，根据构筑物的功能要求，结合地形和地质条件，进行水厂平面布置。处理构筑物一般均应分散露天布置，北方寒冷地区可采用室内集中布置。

2.2.13.1平面布置

水厂平面布置的内容包括：各构筑物的平面定位，各种管道（处理工艺用的原水管、加药管、沉淀水管、清水管、反冲洗水管、加氯管、排泥管、放空管、水厂自用水管、厂区排水管、雨水管、电缆线、通讯线路等），阀门及配件布置，厂区道路、围墙、绿化等。

水厂平面布置要求：

A构筑物间距宜紧凑，但应满足各构筑物和管线的施工要求。

B构筑物布置应注意朝向和风向，如加氯间和氯库应尽量设置在水厂主导风向的下风向，泵房及其它建筑物应尽量布置成南北向。

C生产构筑物间连接管道的布置，应水流顺直和防止迂回。

D生产构筑物与附属构筑物应分开布置。

E并联运行的净水构筑物应配水均匀，必要时可设置配水井。

F加药间、沉淀池和滤池相互间的布置，宜通行方便。

G水厂排水一般宜采用重力流排放，必要时可设排水泵站。

H新建水厂绿化占地面积不宜少于水厂总面积的20％。

I水厂内根据需要，设置滤料、管配件等露天堆放场所。

J水厂内设置通向各构筑物和附属构筑物的道路，一般按下列要求设计：

（1）主要车行道的宽度，单车道为3.5m，双车道为6m，并应有回车道。人行道的宽度为1.5~2.0m。大型水厂一般可设双车道，中、小型水池拿过可设单车道。

（2）车行道转弯半径不宜小于6m。

（3）城镇水厂或设在工厂区外的工业企业自备水厂周围，应设置围墙，其高度一般不宜小于2.0m。

整个厂区在总平面布局上做到功能区分明确，生产区和生活区分开。厂区交通流线清楚流畅，主干道贯穿东西。各单体构筑物在建筑风格上做到清新明快，既保持水厂的园林风味，又体现了现代水厂的流畅简洁的气派。水厂的工艺流程采用回转型布置，管线力求简短，厂区内水配以草地、树木等绿化，力争创建一个清新怡人的现代化水厂。

水厂总占地面积4.70公顷。总平面图中，绿化面积约占25％，附属面积约占总面积的15％。

2.2.13.2高程布置

水厂处理构筑物高程布置应充分利用原有地形坡度，各构筑物间应采用重力流。构筑物间的水面高差即流程中的水头损失，包括构筑物、连接管道、计量设备的水头损失。

水头损失一般应通过计算确定，也可参照规范进行估算，并考虑水头跌落损失。

表2-4水厂高程布置表

名称水头损失（m）水位标高

连接管段构筑物沿程及局部构筑物m

絮凝池0.171061.44

絮凝池至沉淀池0.02

沉淀池0.151061.25

沉淀池至滤池0.60

滤池1.501060.50

滤池至清水池1.00

清水池0.101058.00

清水池至吸水井0.20

吸水井1057.70

2.2.13.3附属建筑物

水厂的附属建筑物一般包括办公用房、化验室、维修车间（机修、电修、仪表修理、泥木工场），车库、仓库、食堂、浴室及锅炉房、门卫值班室、宿舍、露天堆场等。

各附属建筑物面积查《室外给水工程规范》附属建筑面积章节取用。

2.3设计特色及存在问题

2.3.1设计特色

（1）本设计的突出特点是采用了机械絮凝池和隔板絮凝池组合使用。两种形式絮凝池组合使用有如下优点：当水质水量发生变化时，可以调节机械搅拌速度以弥补隔板往复式絮凝池的不足；当机械搅拌装置需要维修时，隔板往复式絮凝池仍可继续运行。此外，若设计流量较小，采用往复式隔板絮凝池往往前端廊道宽度不足0.5m，不利于施工，则前端采用机械絮凝池可弥补此不足。

（2）本设计采用V型滤池又是设计的一大优点。V型滤池是恒水位过滤，池内的超声波水位自动控制可调节出水清水阀，阀门可根据池内水位的高、低，自动调节开启程度，以保证池内的水位恒定。V型滤池所选用的滤料是铺装厚度较大（约1.00），粒径也较粗（0.95—1.35）的石英砂均质滤料。当反冲洗滤层时，滤料呈微膨胀状态，不易跑砂。V型滤池的另一特点是单池面积较大，过滤周期长，水质好，节省反冲洗水量。单池面积普遍设计

为70—90，甚至可达100以上。由于滤料层较厚，截污量大，滤后水的出水浊度普遍小于0.5NTU。

（3）本设计另一大特点是采用双向斗槽取水。由于磴口水厂的水源是黄河水，水中含沙量较大，此外，黄河水系的部分河段位于北纬~，气候寒冷，冰情严重。河套地区常出现冰坝、“麻浮”、水浅、流急、水内冰现象。鉴于黄河水系上述特点，采用双向斗槽式取水构筑物能很好地适应这种情况：夏秋汛期河水含砂量大时，可利用顺流式斗槽进水，当冬春冰凌严重时，可利用逆流式斗槽进水。

2.3.2存在问题与建议

选用的混凝剂为精制硫酸铝，对pH值适应范围较小，且原水需有一定的碱度，特别是投加量大时。当处理低温低浊度水时，硫酸铝水解困难，絮体松散，效果较差，投加量大时有剩余Al或SO离子，影响水质。在以后的设计中宜采用聚合氯化铝。

本设计未曾对水厂泥线和水厂的配水工程进行设计，因而是本设计的一大缺憾。另外，由于包头市地处中国北方，年平均气温较低，所以水厂主要处理构筑物应做成室内式，本设计并没有对此进行设计。

目录

第一篇设计说明书

1概述┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉1

1.1城市概况┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉1

1.2城市现有给水工程概况┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉1

1.3原始设计资料┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉1

1.3.1地质条件┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉1

1.3.2气象资料┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉1

1.3.3日用水量变化系数┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉2

1.3.4城市原管网规划图┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉2

1.4工程设计┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉2

2设计水量┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉4

2.1设计用水量┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉4

2.2设计水量┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉4

3给水工程规划┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉5

3.1给水工程方案┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉5

3.1.1水源的选择┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉5

3.1.2水处理工艺选择┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉5

3.2给水工程设计方案┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉5

3.2.1技术比较┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉5

3.2.2经济比较┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉5

3.2.3综合方案比较┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉6

3.2.4各处理构筑物设计参数的选择┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉7

4给水水源及取水工程┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉10

4.1取水位置选择┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉10

4.2取水构筑物选型┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉10

5输配水工程┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉11

5.1取水泵站（一级泵站）┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉11

5.2输水工程┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉11

5.3配水工程┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉12

5.4调节构筑物┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉13

5.5二级泵站┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉14

6水处理工程┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉16

6.1水处理工艺流程┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉16

6.2水处理构筑物┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉16

6.2.1投药工艺┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉16

6.2.2配水井┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉16

6.2.3网格絮凝池┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉16

6.2.4平流沉淀池┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉18

6.2.5普通快滤池┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉18

6.2.6回收水泵和回收水池┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉18

6.2.7消毒工艺┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉19

6.2.8吸水井┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉19

6.3给水处理厂平面布置和高程布置┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉19

6.3.1平面布置┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉20

6.3.2高程布置┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉20

6.3.3附属构筑物┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉21

7设计特色及存在的问题和建议┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉22

第二篇设计计算

8设计用水量计算┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉23

8.1设计规模┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉23

8.2设计水量的确定┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉23

9输配水工艺计算┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉24

9.1输水管设计及计算┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉24

9.2取水水泵选配计算及一级泵站工艺布置┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉24

9.2.1设计参数┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉24

9.2.2设计计算┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉24

9.3配水管网设计及水力计算┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉27

9.3.1比流量计算┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉27

9.3.2节点流量┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉27

9.3.3管段流量计算┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉28

9.3.4管网程序平差┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉29

9.4送水水泵选配计算及二泵站工艺布置┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉32

9.4.1选泵┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉32

9.4.2水泵吸水管水头损失┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉33

9.4.3水泵压水管水头损失┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉33

9.4.4泵房高度┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉34

9.4.5水泵房内设备┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉34

9.4.6选择真空泵┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉34

9.4.7排水泵┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉34

9.5调节构筑物计算┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉34

10给水处理厂工艺计算┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉38

10.1投药工艺计算┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉38

10.1.1已知条件┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉38

10.1.2设计计算┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉38

10.2混合工艺计算┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉39

10.2.1设计概述┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉39

10.2.2设计计算┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉39

10.3絮凝工艺计算┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉40

10.3.1已知条件┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉40

10.3.2设计计算┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉40

10.4沉淀工艺计算┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉41

10.4.1已知条件┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉41

10.4.2设计计算┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉41

10.5过滤工艺计算┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉52

10.5.1已知条件┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉52

10.5.2设计计算┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉52

10.6回收水池及回收水泵┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉57

10.7厂内配水井┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉57

10.8消毒工艺计算┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉57

10.8.1已知条件┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉57

10.8.2设计计算┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉57

10.9吸水井┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉58

11给水处理厂人员编制及辅助建筑物使用面积计算┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉60

11.1水厂辅助建筑物设置┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉60

11.2水厂平面布置┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉60

11.3水厂高程布置┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉60

12谢辞┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉62

13主要参考文献┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉63

第三篇附录

14综述┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉64