自来水厂设计指导.

自来水厂设计指导•（可行性研究）→扩大初步设计→施工图设计•可行性研究：•提出工程建设的科学依据，其主要内容包括：•（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）工程效益等•还应提供环境影响评价以及可能出现的问题。水厂设计步骤在可行性研究基础上进行。•（1）进一步分析调查和核实已有资料。所需主要资料包括：地形、地质、水文、水质、地震、气象，编制工程概预算所需材料、设备、管配件的价格和施工定额，材料、设备供应情况，供电情况，交通运输情况、水厂排污问题以及当地管理人员技术水平等问题。•（2）提出几种设计方案进行技术经济比较。设计阶段•（3）确定水厂位置、工艺流程、处理构筑物型式和初步尺寸以及生产辅助设施等，并初步确定水厂总平面布置和高层布置。扩初设计的最后成果一般包括设计说明书一份和若干附图等。•设计说明书的主要内容一般包括：•工程项目和设计要求概述，方案比较情况，各构筑物及建筑物的形式、尺寸和结构形式，工程概算，主要材料（钢材、水泥、木材），管道及设备等规格、尺寸和数量，工程进度要求，人员编制以及设计中尚存在的问题等。•附图数量应按工程具体情况决定，但至少应包括：取水工程布置图，流程图，水厂总平面图，电气设计系统图以及主要处理构筑物简图等。•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。•1、水处理构筑物的生产能力，应以最高日供水量加水厂自用水量（5~10%）进行设计，并以原水水质最不利情况进行校核。•2、水厂应按近期设计，考虑远期发展。•3、应考虑可靠供水，主要设备应有备用，处理水量应留有余地。•4、按实际生产要求逐步提高水厂机械化和自动化程度。•5、设计中必须遵守设计规范的规定。如规范尚未列入的新技术、新工艺、新设备、新材料，则必须通过论证行之有效后，方可采用。设计注意事项如果就近无法找到合适水源，或因投资过大，不能长距离引水时，可对不完全符合水源标准的原水加强水质预处理或深度处理。城市给水处理含有不同杂质的原水符合使用要求的自来水地下水GB/T14848地表水GB3838-2002Ⅲ类以上给水处理工艺系统目前，去除水的浊度方法有很多，但自来水厂典型的工艺流程为：对于地面水源水常规处理浊度杀灭致病微生物适用于未受污染或污染极其轻微的水源降低水的浊度至关重要设计常规处理工艺混凝剂选用混合絮凝方法沉淀（澄清）过滤类型消毒剂种类常规处理工艺根据不同水源水质，便出现了优化设计问题（1）原水常年浊度较低（一般在25NTU以下）水源未受污染不孳生藻类水质变化不大微絮凝过滤接触过滤高浊度水二级沉淀（或澄清）工艺（2）水源水常年浊度很高，含沙量很大常规处理工艺往往不能有效去除。为此，需在常规处理的基础上增加预处理或深度处理。大多数受污染水源水中超过水源标准。氨氮CODMn铁锰藻类含量设在常规处理之前设在常规处理之后受污染水源处理工艺受污染水源水预处理预处理—常规处理工艺生物化学氧化法化学氧化法粉末活性炭吸附氨氮、藻类和部分有机物难以生物降解的有机物粉末活性炭是一种应用很广的吸附剂。具有吸附水中微量有机物及其产生的异味、色度的能力。当水源水质突发变化或季节性变化时，在混凝剂投加之前投加粉末活性炭，经沉淀、过滤截留在排泥水中。对于藻类经常繁殖的水源水，预氧化杀藻后，可配合活性炭吸附，降低藻毒素含量。上述给水处理的预处理工艺是根据水源水质来确定的。一般说来，微污染水源水中氨氮含量常年大于1mg/L，应首先考虑采用生物预处理工艺。含有溶解性铁锰或少量藻类的水源水，预加高锰酸钾氧化具有较好效果水中土腥味和霉烂味，多由土味素和2-甲基异冰片引起，投加高锰酸钾预氧化和粉末活性炭吸附联用能够很好去除异臭异味。深度处理方法常规处理—深度处理工艺当水源污染比较严重，经混凝、沉淀、过滤处理后某些有机物质含量或色、臭、味等感官指标仍不能满足出水质要求时，可在常规处理之后或者穿插在常规处理工艺之中增加深度处理单元。颗粒活性炭吸附法臭氧—活性炭法臭氧—活性炭进行深度处理的工艺流程近年来，纳滤、反渗透等膜处理工艺开始应用于生活饮用水深度处理。有的自来水厂中一条生产线采用反渗透工艺，去除了水中部分离子，另一条生产线采用常规处理工艺，出水混合后水质优良。超滤工艺能使出水浊度降至0.1NTU以下。纳滤可去除水中某些溶解性有机物和无机物超滤和纳滤合用称双膜处理。下图为采用超滤纳滤进行深度处理的工艺流程。预处理—常规处理—深度处理工艺当微污染水源水中氨氮含量常年大于1mg/L，高锰酸盐指数（CODMn）大于5mg/L时，大多在常规处理前后分别增加生物预处理和深度处理工艺，如下图。为了减少活性炭吸附滤池出水中的悬浮颗粒，有的水厂把活性炭吸附滤池设计成上向流滤池，放置在石英砂滤料滤池之前。给水处理构筑物选择1不同水源水质处理构筑物选择作为自来水厂的水源应首先满足水源标准按照去除浊度为主的工艺能够处理完全符合饮用水标准的自来水。水源水质的变化水源水中所含杂质的性质选择处理构筑物的主要依据给水处理构筑物的类型较多，应根据水源水水质、用水水质要求、水厂规模、水厂可用地面积和地形条件等，通过技术经济比较后选用。•组合：•1机澄——————5移动罩滤池•2平沉——————6普通快滤池•3斜沉——————7虹吸滤池•多采用：2、6；3、6；1、5；1、7等组合。•从水厂规模来讲，＜1万m3/d的水厂，平沉和移动无需考虑。＞10万m3/d的水厂，水力循环澄清池和无阀滤池也无需考虑。不同规模处理构筑物选择各自来水厂处理构筑物去除水中浊度、微污染物的原理相同考虑到构筑物种悬浮颗粒碰撞聚结方式及分离形式，不同处理构筑物有不同选择。原水竖流折板、直板絮凝池平流式沉淀池气水反冲洗滤池消毒机械搅拌澄清池气水反冲洗滤池消毒竖流折板、直板絮凝池斜管沉淀池气水反冲洗滤池消毒竖流折板、直板絮凝池可以设计成较高G，有利于颗粒碰撞机械加速澄清池变化回流比，能适应水量、水质、水温的变化，科学运行上述处理工艺适用于5×104m3/d以上大、中型规模水厂（1）因絮凝池体积偏小，近壁紊流型的絮凝池廊道宽度不足0.5m，施工不便，一般采用机械搅拌絮凝当处理水量小于3×104m3/d以下时（2）同时考虑平流式沉淀池水平流速不宜太低，致使长宽比很大，以及机械刮泥设备长度偏小，故选用斜管沉淀池、水力循环澄清池、机械搅拌澄清池的较多（3）过滤构筑物选用重力式无阀滤池，也有水厂选用气水反冲洗滤池、普通快滤池，根据地形条件、管理水平、供水方式允许有多种选择当处理工艺确定之后，处理构筑物型式选择，仍存在一个优化设计的问题。故设计参数选用时需要优化组合。目前，构筑物型式组合和设计参数的选用优化，主要凭设计者经验。沉淀池停留时间取高限值出水浊度较低，后续过滤负荷降低过滤面积减少或冲洗周期增长冲洗耗水量减少但沉淀池造价提高3)考虑到水质安全要求，自来水厂周围应有良好的卫生环境，并便于设立防护地带。水厂厂址选择是城市规划，给水专项规划中的内容。不仅涉及到取水水源评价，城市防洪，还涉及到城市发展，工业区布局，重要交通道路的建设等。一般考虑以下几个方面：1)水厂应设置在城市河流上游，不宜受洪水威胁的地方2)水厂应尽量设置在交通方便，靠近电源的地方水厂厂址选择长距离输送自来水时，自来水在管中停留时间较长，水质会有所下降。4)自来水厂的建设常常统一规划，分期实施，因此应考虑远期发展用地条件及废水处理排放、污泥处置的条件。5)当取水水源距离用水区较近时，处理构筑物一般设置在取水构筑物附近。当取水水源远离用水区时有的处理构筑物设置在取水点附近处理构筑物设在用水区究竟选择何种形式，不仅要考虑技术经济条件，还应考虑水质变化因素。有研究指出，当取水地点距城市用水区15km以上时，自来水厂建设在集中用水区是适宜的。设计一座自来水厂，无论规模大小同时还要设置化验室、机修间、材料仓库、车库、配电间以及办公室、食堂宿舍取水构筑物处理构筑物清水池二级泵房混凝剂、消毒剂调配投加间存放间生产构筑物平面尺寸按照相应的设计参数确定生产建筑物建筑面积根据水厂规模，选用设备情况确定生产辅助建筑物和生活辅助建筑物面积根据水厂规模，管理体制和功能确定水厂平面设计一座自来水厂构筑物很多，各种管线交错，通常按照以下原则进行布置水厂平面布置原则各构筑物建筑物的平面定位相互连接管渠布置生活污水排水布置道路、围墙、绿化、喷水池景观布置水厂平面布置的主要内容排泥水处理构筑物应设置在排水方便处，且便于泥饼外运确保水处理构筑物功能要求根据水源或原水进水井位置依次布置取水泵房或提升泵房，混凝，沉淀，过滤，深度处理，清水池等构筑物。以这些构筑物为主线，力求水流通畅，顺直，避免迂回，然后布置有关生产辅助构筑物，建筑物。混凝剂加药间以及混凝剂储存间应设置在投加点附近滤池反冲洗水泵房或高位冲洗水箱和鼓风机房一般紧靠滤池二级泵房及吸水井应紧靠清水池自来水厂水处理构筑物远期大多采用逐步分组扩建，而加药间、二级泵房、加氯间则不希望分组过多，所以常常按照5-10年后的规模建设(远期)，其中设备仪表则按近期规模设置。一般自来水厂近期设计年限为5-10年，远期规划设计年限10-20年，故应考虑近远期结合，以近期为主的原则。统一规划分期实施此外，水厂的机修仓库、车库等组成的附属设施区，有时堆物杂乱、加工制作杨尘，也应和生产区分开。生产管理建筑物和生活设施可组合为生活区，设置在进门附近，与生产区分开、互不干扰。采暖地区锅炉房布置在水厂最小频率风向的上风向。功能分区充分利用地形、土方平衡降低能耗建设在有一定地形高差的水厂，应充分利用地形，把沉淀、澄清构筑物建造在地形较高处，清水池建造在地形较低处。这不仅使水流顺畅，而且减少了土方开挖及填补土方量。水厂排泥水调节池设置在水厂排水口低洼处。土方平衡5)布置紧凑，道路顺直在满足各构筑物功能前提下，各构筑物应紧凑布置，尽量减少各构筑物间连接管渠长度。自来水厂的道路布置是平面布置的重要内容。目前各大中型自来水厂平面设计，基本上采用了以生产构筑物为主的分区布置形式。水厂的滤池、加药间、加氯间、一二级泵房附近必须有道路到达，大型水厂可设置双车道或环形道路，所有道路尽量顺直，进出车辆方便行驶，避免水厂布置零散多占土地，增加道路。需要散发热量的泵房，其朝向应和水厂夏天最大频率风向一致，有利于自然通风散热。辅助建筑物另设分区构筑物布置生产构筑物为主线生产建筑物靠近生产构筑物水厂布置方式在充分利用地形条件下，力求简捷同时还注意的是应和朝向、风向适应露天滤池进出水水流南北方向，可避免冬天北边滤池表层结水现象沉淀池进出水流南北方向，可避免南面墙体受日照水温上升形成环向流2）折角型布置生产线呈“L”状。转折点常放在清水池或吸水井，也有的从滤池出水开始转折。这种形式常常把清水池、二级泵房、加药间设置在中间，两侧布置混和絮凝、沉淀构筑物，如图所示：1—机械加速澄清池；2—滤池；3—清水池；4—吸水井；5—二级泵房；6—加氯加药间1）直线型布置这是最为常见的布置形式，从进水到出水，全流程呈直线形。3)回转型布置水厂平面布置示例•`取水干渠公路排水渠絮凝池沉淀池沉淀池滤池清清二泵一泵砂场药剂库配电室机修警卫室综合楼车库喷水池仓库小桥10万吨/日，分两期建，流程直线布置，生产区与生活区分开，占地25333m2(38亩)。北附属建筑、道路和绿化自来水厂附属建筑物分为生产附属建筑物和生活附属建筑物。这些附属建筑物大多集中在一个区间内，管理方便不干扰生产。各附属建筑物面积参考下表。有关行政管理用房，视管理体制而言，一般6－7m2/人，食堂2.5m2/人计。水厂道路是各构筑物，建筑物相互联系，运送货物，进行消防的主要设施。一般根据下列要求设计。1)大中型水厂可设置环形。主干道路，与之相连接的车行道或人行道应到达每一座构筑物建筑物。2)大型水厂可设置双车道，中小型水厂设置单车道，但必须有回车转弯的地方。3)水厂主车道一般设计单车道宽3.5m，双车道宽6.0m，支道和车间、构筑物间引道宽3m以上，