10 水厂设计

第20章水厂设计第一节设计程序和设计原则第二节厂址选择第三节工艺流程与构筑物形式的选择第四节水厂平面布置和高程布置第五节水厂自动化第一节设计程序和设计原则1.设计程序工程建设的基本建设程序包括：立项、勘查、设计、施工、验收等多个环节。与工程设计有关的三个主要工作步骤是：设计前期；设计阶段；设计后期。2.总体设计原则1）水处理构筑物的生产能力，应按最高日供水量（水厂规模）加自用水量确定；2）水厂应按近期设计，考虑远期发展；3）水厂设计中应考虑任一构筑物和设备进行检修，清洗或停止工作时仍能满足供水要求4）设计中必须遵守设计规范的规定。第一节设计程序和设计原则第二节厂址选择厂址选择应通过方案比较，即技术上：供水安全、管理方便经济上：造价与管理费用最低一般应考虑以下几点:（1）最好有自然坡度，这样有利于构筑物高程布置清水池二泵房反应沉淀池过滤（2）有良好的地基，承载能力大，地下水位低。这样可以降低工程造价和便于施工。（3）安全：不受洪水威胁，以战备角度看，不要设在目标显著的地方（如大桥附近）。（4）卫生条件好：为防止污染，一般建在城市上游，并位于工业区主导风的上方。（5）排污方便。为此水厂应设在地势较高并靠近河道的地方。交通方便；靠近电源，以利于施工管理和降低输电费用。（6）不占良田或少占良田（如黄石水厂利用山坡，白沙洲水厂利用洼地）。（7）有发展余地。第二节厂址选择8.布置合理（1）当水源离用户较近时，水厂设在水源附近；（2）当水源和用户相距较远时，有三种布置：ⅰ.水厂靠近水源优点：a）便于管理；b）节约水厂自用水源的输水费用c）排泥方便第二节厂址选择缺点：水厂至用户管径较大（应按最大日最大时计算），承受的压力较高，从而使管道造价高。适用于：输水管不太长的情况。ⅱ.水厂靠近用户，其优缺点与i想反。适用于：输水管较长的情况。ⅲ.水厂位于中途。介于i和ii之间。当地形可以利用时，可采用此种情况第二节厂址选择第三节工艺流程与构筑物形式的选择一.选择依据（1）选择依据（2）用水对水质的要求（3）处理水量——设计规模（4）自然条件（5）供应与施工条件;（6）运行经验与管理水平。二.处理流程1.地面水（1）一般浊度水第三节工艺流程与构筑物形式的选择加氯（2）低浊度水第三节工艺流程与构筑物形式的选择（3）高浊度水第三节工艺流程与构筑物形式的选择加氯（4）微污染水第三节工艺流程与构筑物形式的选择2.地下水第三节工艺流程与构筑物形式的选择三.构筑物选型1.小型水厂（3万m3/d以下）斜管沉淀池→普通快滤池（或双阀滤池）水力循环澄清池→无阀滤池2.中型水厂（3～10万m3/d）机械搅拌澄清池或脉冲澄清池斜管沉淀池→普快滤池（双阀滤池）虹吸滤池第三节工艺流程与构筑物形式的选择3.大型水厂（10万m3/d以上）平流沉淀池→脉冲澄清池→虹吸滤池普快滤池（双阀滤池）V型滤池移动罩滤池第三节工艺流程与构筑物形式的选择第四节水厂平面布置和高程布置一.平面布置（一）内容1.构筑物、建筑物定位（1）生产性构筑物和建筑物，包括处理构筑物（反应、沉淀或澄清、过滤池），清水池，二泵房、加氯间等。（2）辅助建筑物a)生产性：包括化验室、修理间、仓库、车库等。b)生活性：包括办公楼、食堂、浴室、职工宿舍等。2.管线定位连接线——构筑物之间的连接线给水管——水厂本身用水管排水管——水厂本身排水管雨水管加矾、加氯管3.道路、围墙、绿化、供电线路布置第四节水厂平面布置和高程布置（二）布置要求1.布置紧凑、便于管理（1）按流程顺序排列，而且流程与供水方向一致；（2）有关构筑物或建筑物组合或靠近，归纳为“三个组合”，“两个靠近”第四节水厂平面布置和高程布置絮凝池沉淀池组合加矾间矾库组合加氯间氯库组合二泵房清水池靠近沉淀池滤池靠近第四节水厂平面布置和高程布置2.充分利用地形，这样可以减少挖填方及施工费用；如：沉淀池应布置在高处，清水池应布置在低处3.各构筑物连接管（渠）应简捷、顺直，同时也要考虑到检修、施工方便。此外，还要设置必要的超越管，以利安全生产；4.厂内排污力争重力排除（如堤防不允许，也可采用排污泵排除）；5.生产区与生活区应分开，以便安全生产；6.建筑物布置应注意朝向、风向；第四节水厂平面布置和高程布置7.应考虑露天堆放场，堆砂场，堆煤场；8.留有扩建余地；9.厂内交通方便。通往仓库、修理间、堆砂场、泵房等应设车行道，宽3.5～4m，转弯半径6m。通过一般建筑物，应设人行道，宽1.5～2m；10.厂容美观，充分绿化。第四节水厂平面布置和高程布置二.高程布置（一）内容水面高程池顶高程池底高程给水管以管中为准排水管以管底为准设计地面高程管线高程第四节水厂平面布置和高程布置（二）依据1.地形标高→设计底面高程2.构筑物及连接管路水头损失（1）构筑物水头损失，与其形式构造有关，查表（2）连接管水头损失，应通过水力计算求得22ivhhg估算可查表第四节水厂平面布置和高程布置（三）定高程有了以上各项水头损失，就可以确定：各构筑物水面高程→各构筑物各部分高程一般从絮凝池水面开始（也可从清水池水面开始）→其他构筑物水面高程；然后由超高→池顶高程；由有效水深→池底高程。第四节水厂平面布置和高程布置第五节水厂生产过程监测与自动控制1.水厂生产过程监测（1）监测参数（2）过程检测和控制仪表2.水厂自动控制（1）分散控制、集中监测的方式（2）集中监测、集中控制的方式