5.2.1 取水工程
为能有效地取得山溪水，需在水源处建低坝取水构筑物。考虑到农村的实际情况，坝体采用混凝土重力坝，坝高采用4.0m，坝宽11m。
为了防止取水淤堵，设置排沙放空管采用DN300mm，设置高度为0.5m（相对坝底标高）；取水管高度为1.5m（相对坝底标高），管径为DN150mm钢管，管口用铜丝网罩住，防止杂物进入输水管。
5.2.2 输水工程
1、管线平面布置
输水管为拦水坝至净水厂长约4500m，沿道路敷设至净水厂。
2、管道水力计算
因本工程地形条件较为复杂，管道承受的水压较高，因此，必须对输水管道的管材及管径做出正确选择，正确选择管材和管径也就是经济技术比较问题。本次工程浑水管选用PE100塑料管，管径Ø160，公称压力为1.0MPa，长度4500m，总输水能力按1100m3/d（加净水厂自用水10%）一次建成，覆土厚度≥0.70m。
浑水输水管设计及计算详见下表：
5-2-1输水管特性表
|
序号
|
名称
|
参数
|
备注
|
|
一
|
基础资料
|
|
1
|
设计流量Q（m3/d）
|
1100
|
含水厂自用水10%
|
|
2
|
输水管管长L（m）
|
4500
|
|
|
二
|
设计参数选取
|
|
1
|
输水管根数n
|
1
|
|
|
2
|
设计水流速度v0（m/s）
|
0.8
|
采用经济流速
|
|
三
|
计算结果
|
|
1
|
输水管管径D0（m）
|
0.142
|
|
|
2
|
输水管直径取值D（mm）
|
160
|
PE管(pn=1.0MPa)
|
|
|
|
|
|
|
3
|
输水管总水头损失h（m）
|
14.69
|
局部水头损失，按沿程水头损失10%计
|
|
4
|
实际流速v（m/s）
|
0.63
|
|
5.2.3 净水工程
1、混合器（学习宝典 www.ncsmjj.com）
新建净水厂工程由一根Ø160mmPE100塑料管引入厂区，新建混合反应设施设计规模为1100 m3/d。混合采用混合效果好、水头损失小、成本低的管式混合器。混合器安装在进入配水井前的原水管上，加药点设在混合器进口处，水与药液在混合器内能得到快速、充分、均匀的混合，从而能达到较好的絮凝效果。设管式静态混合器一台，规格为DN150mm。
5-2-2 静态混合器特性表
|
序号
|
名称
|
参数
|
备注
|
|
一
|
基础资料
|
|
1
|
处理水量Q（m3/d）
|
1100
|
含10%水厂自用水
|
|
二
|
设计参数选取
|
|
|
|
|
|
|
1
|
混合单元个数n
|
3
|
混合器一般采用2-3个单元
|
|
2
|
混合器组数
|
1
|
|
|
3
|
水流速度v（m/s）
|
0.8
|
一般为0.8-1.0m/s
|
|
4
|
混合器与絮凝池距离L（m）
|
10.0
|
|
|
5
|
混合时间t（s）
|
13
|
|
|
三
|
计算结果
|
|
1
|
静态混合器计算内径D0（m）
|
0.142
|
|
|
2
|
取静态混合器直径取值D（mm）
|
150
|
|
|
3
|
水流过静态混合器的水头损失h（m）
|
0.31
|
水流损失一般不小于0.3-0.4m
|
2、絮凝池
采用穿孔旋流絮凝池。絮凝时间：T=20min，水头损失12.8cm。
穿孔旋流絮凝池与斜管沉淀池合建，主要是可以减少不必要投资建设，节省投资预算。池高4.8m，有效水深3.8m。反应部分每格底部均设有排泥管，管径为DN150mm，出口端设液动快开排泥阀。
表5-2-3 穿孔旋流絮凝池特性表
|
序号
|
名称
|
参数
|
备注
|
|
一
|
基础资料
|
|
1
|
设计水量Q（m3/d）
|
1100
|
含10%水厂自用水
|
|
2
|
进水管管径DN(mm）
|
150
|
|
|
二
|
设计参数选取
|
|
1
|
絮凝池分格数G
|
6
|
分格数一般不少于6格
|
|
2
|
絮凝时间T(min)
|
20
|
絮凝时间一般采用15-25min
|
|
3
|
进水口流速v1（m/s)
|
1.0
|
进水口处流速一般为0.6-1.0m/s
|
|
4
|
出水口处流速v2（m/s）
|
0.2
|
出水口处流速一般为0.2-0.3m/s
|
|
5
|
池内有效水深h1（m）
|
3.8
|
|
|
6
|
絮凝池超高h2（m）
|
0.4
|
|
|
7
|
污泥斗底长宽b（m）
|
0.2
|
污泥斗底为正方形
|
|
8
|
污泥斗高h3（m）
|
0.6
|
|
|
9
|
上部孔口顶距池顶（m）
|
0.5
|
上孔应在最高水位以下0.05~0.1m
|
|
10
|
下部孔口孔底距池顶（m）
|
2.4
|
|
|
11
|
进水管出口局部阻力系数
|
1.00
|
进水管出口取值为1.00
|
|
12
|
孔口阻力系数
|
1.06
|
孔口取为1.06
|
|
13
|
υ（kg•s/m2）
|
0.0001029
|
|
|
14
|
γ
|
1000
|
|
|
15
|
排泥管管径（mm）
|
200
|
|
|
三
|
计算结果
|
|
1
|
絮凝池有效容积W（m3）
|
15.28
|
|
|
2
|
单格絮凝池容积W~（m3)
|
2.55
|
|
|
3
|
单格絮凝池面积f（m2)
|
0.67
|
|
|
4
|
单格正方形长宽l（m）
|
0.82
|
|
|
5
|
絮凝池总高度H（m）
|
4.80
|
|
|
6
|
第一格至第二格孔口流速v1-2（m/s）
|
0.753
|
|
|
7
|
第二格至第三格孔口流速v2-3（m/s）
|
0.600
|
|
|
8
|
第三格至第四格孔口流速v3-4（m/s）
|
0.479
|
|
|
9
|
第四格至第五格孔口流速v4-5（m/s）
|
0.375
|
|
|
10
|
第五格至第六格孔口流速v5-6（m/s）
|
0.283
|
|
|
11
|
第六格至出口孔口流速v出口（m/s）
|
0.200
|
|
|
12
|
孔口过流面积f1-2（m2)
|
0.0169
|
|
|
13
|
孔口过流面积f2-3（m2)
|
0.0212
|
|
|
14
|
孔口过流面积f3-4（m2)
|
0.0266
|
|
|
15
|
孔口过流面积f4-5（m2)
|
0.0339
|
|
|
16
|
孔口过流面积f5-6（m2)
|
0.0449
|
|
|
17
|
孔口过流面积f出口（m2)
|
0.0637
|
|
|
18
|
孔口宽度b1（m）
|
0.11
|
孔口高度可取为宽度的1.5-2.0倍
|
|
19
|
孔口高度h1（m）
|
0.16
|
孔口高度取为宽度的1.5倍
|
|
20
|
孔口宽度b2（m）
|
0.12
|
|
|
21
|
孔口高度h2（m）
|
0.18
|
|
|
22
|
孔口宽度b3（m）
|
0.13
|
|
|
23
|
孔口高度h3（m）
|
0.20
|
|
|
24
|
孔口宽度b4（m）
|
0.15
|
|
|
25
|
孔口高度h4（m）
|
0.23
|
|
|
26
|
孔口宽度b5（m）
|
0.17
|
|
|
27
|
孔口高度h5（m）
|
0.26
|
|
|
28
|
孔口宽度b6（m）
|
0.21
|
|
|
29
|
孔口高度h6（m）
|
0.31
|
|
|
30
|
水头损失进水管（m）
|
0.051
|
|
|
31
|
孔1水头损失（m）
|
0.031
|
|
|
32
|
孔2水头损失（m）
|
0.019
|
|
|
33
|
孔3水头损失（m）
|
0.012
|
|
|
34
|
孔4水头损失（m）
|
0.008
|
|
|
35
|
孔5水头损失（m）
|
0.004
|
|
|
36
|
孔6水头损失（m）
|
0.002
|
|
|
37
|
总水头损失（m）
|
0.128
|
|
|
38
|
排泥管G（s-1)
|
32.14
|
|
|
39
|
GT值
|
38566
|
在104-105之间，符合要求
|
3、斜管沉淀池
本工程采用构造简单、沉淀效果稳定、管理方便且有成熟运行经验的斜管沉淀池。斜管沉淀池规模1100m³/d，与絮凝池合建。一组，池深4.57m。斜管沉淀池采用穿孔花墙进水，出水采用锯齿三角堰。出水先经集水槽收集后进入出水总渠，然后通过管道输送至滤池。
表5-2-4 斜管沉淀池特性表
|
序号
|
名称
|
参数
|
备注
|
|
一
|
基础资料
|
|
1
|
进水量Qmax（m3/d）
|
1100
|
含10%水厂自用水
|
|
二
|
设计参数选取
|
|
1
|
颗粒沉降速度（mm/s）
|
0.35
|
一般取值为0.3-0.6mm/s
|
|
2
|
沉淀有效系数
|
0.75
|
一般在0.7-0.8之间
|
|
3
|
斜板倾角（°）
|
60
|
|
|
4
|
清水区上升流速v（mm/s）
|
2.5
|
|
|
5
|
斜管厚度d（mm）
|
0.4
|
采用聚氯乙烯塑料片，厚度为0.4-0.5mm
|
|
6
|
斜管边距l（mm）
|
30
|
|
|
7
|
清水区（m）
|
1.3
|
清水区高度不宜小于1.2m
|
|
8
|
布水区（m）
|
1.5
|
布水区高度不宜小于1.5m
|
|
9
|
穿孔排泥斗槽高（m）
|
0.6
|
|
|
10
|
沉淀池超高h1（m）
|
0.3
|
一般采用0.3m
|
|
11
|
水运动粘度ν（cm2/s）
|
0.01
|
水温20℃时取0.01cm2/s
|
|
三
|
计算结果
|
|
1
|
清水区面积A (m2)
|
5.09
|
|
|
2
|
实际清水区面积A＇（m2）
|
5.2
|
斜管结构占用面积按3%计
|
|
3
|
斜管区宽度L(m）
|
1.64
|
与絮凝池共建，等于絮凝池宽度
|
|
4
|
斜管区长度L(m）
|
3.20
|
进水区沿长边布置
|
|
5
|
斜管内流速v0（mm/s）
|
2.89
|
|
|
6
|
斜管计算长度l0（mm）
|
856.24
|
考虑管端紊流、积泥等因素，过渡区采用250mm
|
|
7
|
斜管取长l（mm）
|
1000
|
|
|
8
|
沉淀池总高度H（m）
|
4.57
|
|
|
9
|
水力半径R(cm）
|
0.75
|
|
|
10
|
雷诺系数Re
|
21.65
|
|
|
11
|
沉淀时间T(min）
|
5.77
|
T一般在4-8min之间，符合要求
|
4、重力式无阀滤池
本工程采用高效、成熟的重力式无阀滤池。重力式无阀滤池规模为1100m³/d，采用一组布置。设计滤速10m/h。滤池总平面尺寸3.8m×2.2m。
滤池滤料采用石英砂滤料，滤层厚度为0.7m。承托层采用天然砾石，自下而上分四层：粒径32～16mm（厚度为0.05m），16～8mm（厚度为0.05m），8～4mm（厚度为0.05m），4～2mm（厚度为0.05m）滤层超高取0.30m。水冲强度15L/s·m2，时间5min。其设计参数选取与计算结果见下表：
表5-2-5 重力式无阀滤池特性表
|
序号
|
名称
|
参数
|
备注
|
|
一
|
基础资料
|
|
1
|
设计水量Q(m3/d）
|
1100
|
冲洗水量按10%计算
|
|
二
|
设计参数选取
|
|
1
|
滤池分格数n
|
2
|
|
|
2
|
设计滤速v（m/h）
|
10
|
规范要求单层滤料为8-10m/h，双层滤料时10-14m/h
|
|
3
|
等腰直角三角形连通渠边长l（m)
|
0.5
|
其中包含斜边壁厚
|
|
4
|
滤池底部给水区高度h1（m）
|
0.4
|
|
|
5
|
滤板高度h2（m）
|
0.1
|
|
|
6
|
承托层高度h3（m）
|
0.2
|
|
|
7
|
石英砂滤料层高度h4（m）
|
0.7
|
|
|
8
|
净空高度h5（m）
|
0.4
|
|
|
9
|
顶盖高度h6（m）
|
0.5
|
其中顶盖盖度0.4m，厚度0.1m
|
|
10
|
平均冲洗强度q（L/（s•m2)
|
15
|
|
|
11
|
冲洗历时t（min）
|
5
|
|
|
12
|
冲洗水箱超高h7（m）
|
0.2
|
|
|
13
|
配水总管进水区流速v1（m/s）
|
0.5
|
|
|
14
|
配水总管管中流速v2（m/s）
|
1.0
|
|
|
15
|
进水分配箱内流速vf（m/s）
|
0.05
|
|
|
三
|
计算结果
|
|
1
|
滤池面积f1（m2)
|
2.29
|
|
|
2
|
连通渠面积f2（m2)
|
0.13
|
|
|
3
|
滤池面积f（m2)
|
2.42
|
|
|
4
|
正方形滤池计算边长L1(m）
|
1.55
|
|
|
5
|
滤池边长取值L(m）
|
1.6
|
滤池按正方形建设
|
|
6
|
实际滤池面积F（m）
|
2.6
|
|
|
7
|
实际过滤面积F＇（m）
|
2.06
|
|
|
8
|
冲洗水箱高度h（m）
|
1.81
|
|
|
9
|
冲洗水箱高度取值h＇（m）
|
1.8
|
|
|
10
|
滤池总高度H（m）
|
4.30
|
|
|
11
|
配水管断面面积s（mm）
|
0.013
|
|
|
12
|
配水管直径d（m）
|
0.127
|
|
|
13
|
配水总管直径取值D（m）
|
125
|
|
|
14
|
进水分配箱面积A＇（m）
|
0.13
|
|
5、清水池
清水池的调节容积按供水规模的30%考虑。设一座清水池，有效调节容积为300 m3，平面尺寸12.0m×8.0m，池高3.6 m。清水池进水管采用DN200mm钢管，出水管采用DN200mm钢管。清水池设有DN200mm溢流管，1根DN150mm放空管。
表5-2-6 清水池特性表
|
序号
|
名称
|
参数
|
备注
|
|
一
|
基础资料
|
|
1
|
水厂设计规模Q（m3/d）
|
1100
|
|
|
二
|
设计参数选取
|
|
1
|
清水池格数n
|
1
|
|
|
2
|
清水池有效水深h（m）
|
3.2
|
|
|
3
|
清水池超高h1（m）
|
0.3
|
|
|
4
|
清水池进水管管径D(mm）
|
200
|
|
|
5
|
出水管管径（mm）
|
200
|
|
|
6
|
溢流管管径（mm）
|
200
|
|
|
三
|
计算结果
|
|
1
|
清水池容积V(m³）
|
300
|
|
|
2
|
清水池面积S(m²）
|
94
|
|
|
3
|
清水池宽度B（m）
|
8.0
|
|
|
4
|
清水池长度L（m）
|
11.7
|
|
|
5
|
清水池总高度H（m）
|
3.6
|
|
6、加药间
加药间平面尺寸12.0m×6.0m。
（1）加矾间配置有：1间矾库、控制室（设2台加药泵）、电动单梁起重机以及值班室。配置有一台一体化加矾机。
本工程混凝剂选用聚合氯化铝(固体)，设计平均投加率8mg/L，最大投加率15mg/L，采用计量泵湿式投加，絮凝剂溶液浓度控制在15%左右。
（2）加氯间分为原料库、加氯间、值班室。
本工程采用二氧化氯作为消毒剂，加氯系统配置二氧化氯发生器BH-100，2台,一台在清水池的进水管上投加，一台备用。
7、综合楼
综合楼共二层，平面尺寸15.0m×7.2m，包括宿舍、厨房、办公室、卫生间等。
5.2.4 配水工程
1、平差基本数据
平差类型：最不利点校核。计算公式：海曾威廉公式（温度：13℃ ，ν=0.000001）；局部损失系数：1.10。
V=0.44*C*(Re/C)^0.075*(g*D*I)^0.5
Re=V*D/ν
2、节点参数
表5-2-5 管网节点参数表
|
节点编号
|
流量(L/s)
|
地面标高(m)
|
节点水压(m）
|
自由水头(m)
|
|
1
|
3.66
|
216.000
|
264.974
|
48.974
|
|
2
|
11.14
|
246.000
|
281.743
|
35.743
|
|
3
|
0.00
|
245.500
|
282.052
|
36.552
|
|
4
|
-20.52
|
283.000
|
283.000
|
0.000
|
|
5
|
0.00
|
246.000
|
282.872
|
36.872
|
|
6
|
5.72
|
235.500
|
265.946
|
29.946
|
3、管道参数
表5-2-6 管道参数表
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管道编号
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管径(mm)
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管长(m)
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流量(L/s)
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流速(m/s)
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千米损失(m)
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管道损失(m)
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1-3
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90
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3712
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3.66
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0.575
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4.601
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17.078
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2-3
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160
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140
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11.14
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0.554
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2.214
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0.310
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3-5
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160
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219
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14.80
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0.736
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3.745
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0.819
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5-4
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200
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110
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20.52
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0.622
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2.060
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0.227
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6-5
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110
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4263
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5.72
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0.602
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3.971
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16.926
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4、管网平差结果特征参数
水源点 4: 节点流量(L/s):-20.520 节点压力(m):283.00
最大管径(mm):200.00 最小管径(mm):90.00
最大流速(m/s):0.736 最小流速(m/s):0.554
水压最低点 1, 压力(m):264.97
自由水头最低 6, 自由水头(m):29.946
5.2.5 供配电设计
本工程无大用电处，附近的380V电压已完全可以满足要求，无需单独设置变配电设备，考虑就近接入电源。
5.2.6 自动控制设计
自来水工艺流程以提高供水水质、提高供水安全可靠性、降低能耗、降低药耗为目标。源水经加药进入反应池、沉淀池，由滤池过滤，滤后水经后加氯后进入清水池，最后重力流入城区的给水管网。据工艺要求，本工程水厂部分的自动化运行监控系统由仪表系统、网络通信系统构成。监控系统设备包括可编程序控制器（PLC）、计算机（PC）等,设备运行自动化水厂管理模式运行。南昌家教网提供此文
