【文章內(nèi)容簡介】 增加，不會造成沖擊負荷，濾池出水調(diào)節(jié)閥也不要頻繁調(diào)節(jié)。(6)沖洗后濾池的過濾是通過緩慢升高水位的方法重新起動的，濾池23沖洗后重新起動時間約 1015 分鐘，使濾床得到穩(wěn)定，確保初濾水的水質(zhì)。曝氣工藝中曝氣方法很多，主要形式有噴淋式曝氣裝置和氣泡式曝氣裝置，其中常用的有板條式曝氣塔、射流曝氣、跌水曝氣以及葉輪表面曝氣等曝氣裝置。本次設計曝氣的目的既要溶氧，又要散除二氧化碳，提高 pH 值，根據(jù)原水水質(zhì)特點，提出溶氧效果好、二氧化碳去除率高以及能提高 pH 值的兩種曝氣方法加以比較：板條式曝氣塔：該方案優(yōu)點：溶氧飽和度達 6080%，二氧化碳去除率 4060%，重力式運行，構(gòu)造簡單，管理方便，能耗小，缺點是管理復雜，養(yǎng)護維修量大。射流曝氣：該方案優(yōu)點：溶氧飽和度達 8090%，二氧化碳去除率 5070%，適應性和調(diào)節(jié)性強，占地小，溶氧飽和度及二氧化碳去除率較高。缺點是一次投資稍高。 跌水曝氣：跌水曝氣池具有結(jié)構(gòu)簡單、造價低、能耗小、曝氣效果穩(wěn)定的優(yōu)點，特別適用于大中型水廠。曝氣池跌水采用多級結(jié)構(gòu)，每級高度在 ～1 m 的范圍內(nèi)，曝氣后水中的溶解氧就能達到4～5 mg/L，可以滿足生物除鐵除錳濾層要求，同時，跌水曝氣池無需專門的曝氣裝置，設備安裝操作和檢修簡單，且占地面積小，提升和動力消耗較其他曝氣方式小，既減少了機械設備的投資，也減少了運行的費用和設備維護費用，簡化了操作，提高了運行的可靠性。 24給水常見的消毒方法很多，主要有液氯消毒、二氧化氯消毒、臭氧消毒以及和紫外線消毒，以下就上述方法在消毒效果、投資成本以及安全等方面加以比較： 　　　液氯消毒其實質(zhì)是通過與水發(fā)生歧化反應，生成滅菌作用次氯酸，其主要特點是：(1) 處理水量較大時，單位水體的處理費用較低；(2) 水體氯消毒后能長時間地保持一定數(shù)量的余氯，從而具有持續(xù)消毒能力；(3) 氯消毒歷史較長，經(jīng)驗較多，是一種比較成熟的消毒方法。經(jīng)氯消毒后，但也會生成鹵化有機物等消毒副產(chǎn)物，對生物產(chǎn)生一定的毒害作用，一般通過預處理去除三鹵甲烷前驅(qū)物(主要是富里酸和腐殖酸)。可有效減低鹵化有機物的產(chǎn)生。二氧化氯也是一種強氧化劑，具有良好的殺菌作用，一般都由亞氯酸鈉與氯反應制備，必須現(xiàn)場制取及時使用，當反應不完全時，自由性氯同樣會與有機物反應，有可能生成 THMs，產(chǎn)生的 ClO2和ClO3對紅細胞有損害，且亞氯酸鈉價格昂貴，成本較高?！　〕粞跏菑娧趸瘎?，既起消毒的作用，也起氧化作用，能有效地殺死水中病毒、芽孢及細菌；由于臭氧穩(wěn)定性差容易分解為氧氣，故不能瓶裝貯存和運輸，必須現(xiàn)場制備及時使用，設備投資大，電耗大，成本較高；運行管理比較復雜?！　∽贤饩€消毒滅菌主要是通過紫外線對微生物的輻射，生物體內(nèi)的核酸吸收了紫外線的光能，損傷和破壞了核酸的功能使微生物致死，從而達到消毒的目的，不會像液氯和二氧化氯消毒會形成三鹵25甲烷等有害的消毒副產(chǎn)物，但紫外線的滅菌作用只在其輻照期間有效，所以被處理的水一旦離開消毒器就不具有殘余的消毒能力，容易遭受二次污染，并且既使一個細菌未被滅活而進入后續(xù)系統(tǒng)，同時，設備投資大，電耗大，成本較高；運行管理比較復雜。因此，本工程消毒工藝采用液氯消毒工藝，在清水池前加氯，充分利用清水池的停留時間，保持水與氯的接觸時間不低于30min。綜合比較各處理單元工藝的優(yōu)缺點，參照本工程水源水質(zhì)和處理要求，同時滿足設施簡單，運行管理方便的要求，所以本設計推薦“PAC 混凝 跌水曝氣V 型濾池過濾液氯消毒”的處理工藝。因此，確定本工程凈水廠處理工藝流程如下: 輸配水方案論證 輸配水方案確定 由于自來水廠擬建在經(jīng)濟區(qū)內(nèi)，與供水單位距離較近，在本次設計中考慮在設置一個加壓泵站保證整個經(jīng)濟區(qū)管網(wǎng)的供水水量及26供水壓力在安全合理的范圍內(nèi)。由于輸水距離較近，故采用單管輸水，供水的安全性主要依靠加壓泵房的清水池來保證事故時的調(diào)節(jié)水量。 輸配水管線敷設方案****的最大凍土深度為 米，且地下水位較高。本次設計的管材直徑小于 DN250 的采用 PE 管。管線埋設方案比選表 表 37優(yōu)點 缺點方案一 施工簡單。管道安裝速度快。由于地下水位較高施工難度大，工程造價高。開挖深度大，對路面及周圍建筑危害大，影響交通。管網(wǎng)投入使用后維護不便。方案二土方量小，工程造價相對較低。運行過程中便于維護檢修。施工速度較快。對周圍環(huán)境影響小。施工工藝需多道工藝。施工技術(shù)要求高。基于以上比較，為了配水管網(wǎng)運行更加安全可靠，本工程采用第一方案，即直埋深埋敷設管線。 輸配水管線的選擇 常用管材結(jié)合目前國內(nèi)管材生產(chǎn)和實際使用情況，可用于供水管網(wǎng)改造工程中的主要管材有球墨鑄鐵管、鋼管、小口徑 UPVC 塑料管；高密度聚乙烯管（HDPE ） 、玻璃鋼管等?；铱阼T鐵管是過去使用最多的給水管道，但因其脆性大且接口為剛性膨脹水泥砂漿或鉛接口，事故率最高。管道無內(nèi)防腐，易生27銹結(jié)瘤，影響輸水能力。隨著球墨鑄鐵管等性能好的管材批量生產(chǎn)，價格逐漸趨于可接受，灰口鑄鐵管已逐漸不被采用。不少地方已禁止或不推薦使用 DN400 口徑以下的灰口鑄鐵管。以下就上述常用管材的性能及造價進行比較。 管材技術(shù)性能一、預應力鋼筋混凝土管該種管材過去使用比較多，目前的使用率呈下降的趨勢。優(yōu)點：價格較低，不易結(jié)垢，對水質(zhì)無影響，主要用于長距離輸水工程；缺點是自重大，如運輸距離長，將增加運輸費用及管材的損失率。配套管件不全，不可承受高壓，且接口尺寸不精確，可造成一定的滲漏，不宜應用于城市供水管網(wǎng)。二、鋼管鋼管具有很好的機械強度，可承受較高的內(nèi)外壓力，鋼管件可靈活制作，連接方便，同時具有不漏水、不爆管的優(yōu)點；其缺點是不耐腐蝕，當用作供水管道時，必須作好內(nèi)外防腐，接口為現(xiàn)場焊接和法蘭盤連接等，施工較簡單。易結(jié)垢，對水質(zhì)有影響。n 值為 。采用鋼管突出的問題之一是管道腐蝕及其防護。一般在進行內(nèi)外防腐處理同時，還應采取必要的電化學防腐措施，才能更安全可靠，因此增加造價，此外鋼管本身價格也較高。除非在特殊的情況下，建議盡可能減少鋼管的使用。28三、玻璃鋼管夾砂玻璃鋼管是近幾年發(fā)展起來的新型管材，由于其防腐性能優(yōu)越和管材價格較低的優(yōu)勢，市場占有率在逐年攀升。該種管材剛度較低，為了避免管道在埋設過程中徑向變形，要求按其安裝規(guī)范制作管道基礎和管道兩側(cè)同步回填，分層夯實。大口徑（一般在DN800 以上）管道在鋪設時要求其兩側(cè)有一定高度的砂層?；靥钔林胁荒芎兴槭?、凍土塊和磚頭等類似物體，以免損壞外層玻璃鋼管。主要優(yōu)點為無須進行內(nèi)外防腐，使用壽命長，日常維護費用低；重量輕，比重為 t /m3，在同等條件下，玻璃鋼的重量是鋼管的 40%，是預應力鋼筋混凝土管的 20%，施工運輸方便；長期輸水不結(jié)垢，管材本身防腐性能好，內(nèi)表面光滑，n 值僅為 ；管件可靈活制作，連接方便，同時具有不漏水、不爆管。缺點是該管材價格較貴，同時回填要求特別嚴格，必須確保管道基礎處理及采用砂土或砂礫土進行回填。因接口、管件不標準，也很難保證其中玻璃纖維的固定，清水不能采用。四、球墨鑄鐵管現(xiàn)在國內(nèi)外已逐步采用可延性鑄鐵管（球墨鑄鐵管）替代灰口鑄鐵管。球墨鑄鐵管的生產(chǎn)工藝是將以鎂或稀土鎂合金球化劑加入到鑄造的鐵水中，使之石墨球化，這樣集中應力降低，使管材具有更高的強度及延展性。該種管材具有抗拉強度大、抗彎強度大、延29伸率大、耐腐蝕性強等優(yōu)點，即兼有鋼管的強度與韌性及普通鑄鐵管耐腐蝕的特點，因而是一種很有前景的管材。在國內(nèi)其價格與灰口鑄鐵管基本相當，但比同規(guī)格的鋼管要低?，F(xiàn)在已經(jīng)普遍應用于城市供水管網(wǎng)中。接口一般為橡膠柔性承插接口，施工簡單。五、UPVC 管硬聚氯乙烯管重量輕，耐腐蝕，水流阻力小，價格不高，采用膠圈接口，施工方便。小口徑（DN400 以下）管道價格較其他管材低，在配水管道工程中應用逐步普及。不過只是局限于 400mm 以下的管道。對于大于 400mm 以上的管道對于耐老化、剛度等方面還有待于實際工程中的進一步驗證。六、高密度聚乙烯管（PE 管）高密度聚乙烯給水管耐腐蝕，不結(jié)水垢、不滋生微生物，無毒潔凈、對水質(zhì)無污染；具有良好的抗震、抗地基不均勻沉降性能；自重小，運輸及安裝方便；標準長度 6m～12m ，接口采用承插口連接，接頭少、減少滲漏機率；管壁光滑耐磨，輸水壓力損失小。 管材價格比較 各種管材的價格比較見下表：表 38 管道綜合造價比較（萬元／km ）管材及對應的造價（萬元/km）管徑球墨鑄鐵管 玻璃鋼管 鋼管 PE 管 UPVC 管DN200 30DN300 DN400 DN500 DN600 DN700 DN900 DN1000 253．2 管材選擇結(jié)論經(jīng)過技術(shù)可行性、成本分析綜合比較，最后確定本次設計將采用管材直徑小于 DN250 的 PE 管。 管網(wǎng)其他設施改造方案對管網(wǎng)內(nèi)分區(qū)設測流測壓井，常年檢測該點的壓力和流量，并設有發(fā)射塔，將信號傳送到水廠，使水廠可以直接監(jiān)測到管網(wǎng)的運行數(shù)據(jù)。排氣閥井應采用保溫井口。 輸水管線水錘分析及防止水錘現(xiàn)象水錘現(xiàn)象的消除和防止是集泵站和輸水管線為一體的系統(tǒng)工程，缺一不可。而且水錘現(xiàn)象也是給水工程中關系生產(chǎn)安全的重要環(huán)節(jié)。因此，無論在設計、施工和運行中都應給與高度重視。 《室外給水設計規(guī)范》規(guī)定：向高地輸水的泵房，當水泵設有止回閥或底閥時，應進行停泵水錘壓力計算。當計算所得水錘壓力超過管道試驗壓力值時，必須采取消除停泵水錘的措施。水錘防止措施31在泵站每個泵出水管路安裝多功能水泵控制閥。32第 5 章 取水構(gòu)筑物設計 取水泵房設計本工程近期將在經(jīng)濟區(qū)內(nèi)新建 6 眼大口井（其中一眼備用） ，遠期再增加 6 眼大口井。大口井單井出水量 250m3/h，井距 20m，總設計流量，可以滿足設計要求。大口井采用圓形鋼筋混凝土沉井結(jié)構(gòu)，沉井直徑 5m，井深 12m，進水方式采用井底和井壁同時進水的方式，井底設置兩層反濾層，第一層濾料粒徑為 1530mm，厚200mm，第二層濾料粒徑為 30120mm，厚 200mm。井壁 以下采用無砂混凝土的矩形進水孔的成井新工藝，反濾層濾料規(guī)格同井底反濾層濾料。新建的取水泵房與大口井合建，共 6 座。泵房建筑尺寸為，泵房高度為 。每座泵房內(nèi)設置 2 臺潛水供水泵，1用 1 備，單臺水泵參數(shù)：Q=250m 3/h，H=25m ，N=30Kw。 電氣控制采用就地和無線遙控裝置，控制室在配水廠內(nèi)。在水源地必須設置衛(wèi)生防護區(qū)，每座大口井設 10m10m 的水源保護區(qū)。在深井影響半徑內(nèi)，不得排出工業(yè)廢水或生活污水灌溉，不能施用持久性劇毒的農(nóng)藥，不得修建滲水廁所，滲水坑，堆放廢渣或鋪設污水管道，并不得從事破壞深層土層的活動。33 水源井聯(lián)絡管井間聯(lián)絡管管徑 DN700，總長***km，管材為 PE 管。34第 6 章 輸水管線設計 輸水管線走向 輸水管線走向取水泵站的聯(lián)絡管匯入的輸水管線直接接入配水廠，管徑為DN，全長約****km。 聯(lián)絡管走向聯(lián)絡管根據(jù)布井的情況，將大口井匯入一條聯(lián)絡管后接入輸水管線，聯(lián)絡管盡量敷設在現(xiàn)有的道路上，便于管道施工及維護管理，如果不能利用現(xiàn)有道路敷設的部分管道，要新修建道路以便管道施工及維護管理。另外，取水泵房也要修建道路，以便泵房施工、巡視、維護管理等。 管材選擇根據(jù)前面章節(jié)的論述：輸水管道采用 PE 管。 輸水管道埋深****的最大凍土深度為 米，且地下水位較高，根據(jù)前面章節(jié)的論述，輸水管采用直埋深埋敷設，管頂埋深為 米。 排氣閥及排泥閥的設置輸水管道上隆起點一般應設排氣閥，以便及時排除管內(nèi)空氣，不使發(fā)生氣阻，防止管內(nèi)產(chǎn)生負壓；相距 1km 處也應設排氣閥及井，并考慮保溫。低凹處應設置泄水管及泄水閥，泄水管應接至河溝或35低洼處，當不能自流排出時，可設集水井，用提水機具將水排走。 管道水壓試驗管道水壓試驗：在管道兩側(cè)及其回填不小于 50cm 以后進行水壓試驗，試驗管段長度不宜大于 。水壓試驗規(guī)定：試驗壓力為 ，必須在管道內(nèi)充滿水 48 小時后進行水壓試驗，應先升至設計壓力，恒壓不小于 10 分鐘（為保持壓力，允許向管內(nèi)補水）檢查管道接口及附件未發(fā)生破壞及較嚴重滲水現(xiàn)象即可進行滲水量試驗。要求每公里管道在試驗壓力下允許滲水量不超過 ；如果滲水量較嚴重，必須找出原因，修好后再做滲水試驗。也可以在水壓試驗時將管內(nèi)空氣排盡，試驗壓力在 10 分鐘內(nèi)的壓力降不大于 ，即可不測定滲水量即為合格。詳見現(xiàn)行 《給水排水管道工程施工及驗收規(guī)范》 （GB 5026897） 。 管道基礎由于建設單位沒有提供管網(wǎng)沿線的地質(zhì)勘測報告，管道原則上采用素土基礎，施工時溝槽開挖不得超挖，超挖時一定要夯實，夯實的密實度達到原土密實度的 95%。如果遇到軟弱基礎、淤泥或地下水位較高的地段，要采用混凝土基礎。管道拐彎點必須設支墩。 管道驗收管道驗收前，除要清除管道內(nèi)雜物外，還應通水清洗，管道用水清洗使系統(tǒng)達到年最大壓力及流量連續(xù)進行，直到出水的色度、透明度與入口處目測一致為合格。管道驗收按照現(xiàn)行《給水排水管道工程施工及驗收規(guī)范》 （GB 5026897）執(zhí)行。36第 7 章 自來水廠設計 總體設計