【正文】 法滿足供水需求 . 預計 2020 年 *鎮(zhèn)常住人口為 4 萬，按目前市人口狀況，按常住人口日人均用水量為 250 升，總需水量達 1 萬噸 /日。 水源的確定 地下水水源 根據(jù)湖北省地質(zhì)局的水文勘察資料，市是一個貧水地區(qū)，地質(zhì)結(jié)構(gòu)低山丘陵，相間夾有河谷，地下水均為山區(qū)變質(zhì)巖裂隙水，水位低，水量小。雖然有城鎮(zhèn)居民使用地下水，但是量小不能集中作為城鎮(zhèn)人口飲用水源，因此不能考慮地下水源。據(jù)水文資料記載，窯河正常流量為 ,汛期流量達到20m3/s,在雨季 ,瀑漲瀑落 ,河床比降較大 ,大水時水流湍急 ,河床的覆蓋層較薄 ,保不住河床的潛流水量。該河為目前為 *鎮(zhèn)城鎮(zhèn)居民直接原水的水源。 獅子洼水庫遠離鎮(zhèn)區(qū)，交通不便，周圍無工業(yè)企業(yè)，沒有工業(yè)污染，周邊的植被和大氣環(huán)境質(zhì)量 較好。 5 工程方案設(shè)計 給水工藝流程 *水廠工程設(shè)計為常規(guī)處理，給水工藝流程如下： 窯河水 → 大口井→取水泵房→凈水廠→輸水干管→鎮(zhèn)區(qū)管網(wǎng)→用戶 取水工程 攔水壩 設(shè)計壩寬 3 米，壩高 米 ,壩長 10 米 ,鋼筋砼結(jié)構(gòu)。采用園形大口井一座，直徑 D=3O 米， H=2 米，鋼筋砼結(jié)構(gòu)，井壁分層留有滲水孔，井底落在河床的滲水 層中，井底作反濾層級配，要求有良好的滲水條件。 取水泵房 設(shè)計岸邊固定式的園形取水泵房一座，位置與老取水泵房上游毗鄰，土建設(shè)計規(guī)模 1 萬 m3/d，直徑 6 米，室內(nèi)地坪以下高 米 ,鋼筋砼結(jié)構(gòu) ,泵房底層布置 4 臺取水泵 ,室內(nèi)地坪以上高 4 米 ,磚混結(jié)構(gòu)。 ②有較好的工程地質(zhì)地形條件，便于廠內(nèi)雨、 污水排放。 ④水廠用地盡量減少拆遷工作量，不占良田或少占農(nóng)田?？勘辈贾?，加藥間、機修間，地面設(shè)計標高為85m，接著布置沉淀、過濾池；然后布置清水池、送水泵房；滿足水庫引水的重力水損落差值，廠區(qū)不占良田，無拆遷和移民工作量。廠區(qū)南面進出交通方便，綜合以上優(yōu) 點， *水廠廠址選在此處為宜。采用先進的工藝技術(shù)和運行管理方便的程度，是具有良好的經(jīng)濟效益的因素。設(shè)計 *水廠工程總規(guī)模為 1 萬 m3/d。廠內(nèi)南北大道寬 6m，長 251m，以反沖洗設(shè)備間中心為主軸線，將廠區(qū)分為東西兩側(cè)，自北朝南，依據(jù)制水工藝流程布置凈水構(gòu)筑物，東邊布置一座 1 萬 m3/d 規(guī)模的柵條絮凝斜管沉淀池，氣水沖洗濾池一組和反沖洗設(shè)備間一座及 5000m3清水池一座，西邊布置并給遠期凈水構(gòu)筑物預留位置。在廠區(qū)北邊，布置生產(chǎn)廢 水處理預留地，用建筑小品和綠化帶隔離生產(chǎn)區(qū)。 凈水構(gòu)筑物設(shè)計 （ 1）管式靜態(tài)混合器一座 良好的混合效果對降低藥耗，提高絮凝效果影響較大，多年以來，給水工程采用管式靜態(tài)混合器較多，它不需另增加力，占地小，混合器內(nèi)的裝置具有正、反切割水流和雙向回流的功能，混合效率高達94%（實測資料），混合快速 均勻效果好，維護管理方便，節(jié)省投資等優(yōu)點。 （ 2）柵條絮凝池 柵條絮凝池屬于水力絮凝中的一種形式，與斜管沉淀池合建一樣。設(shè)計規(guī)模 1 萬 m3/d，絮凝池平面內(nèi)空尺寸長 25m，寬 7m，分兩組工作，計 14 格，其中共用二格絮凝，每組 6 單格，單格平面內(nèi)空尺寸 179。單格面積 ，池高 ，池內(nèi)有效水深 ，絮凝池有效容積 631m3，總絮凝時 間為 分鐘（符合設(shè)計標準）。斜管沉淀池的優(yōu)點沉淀效率高，占地少、比平流沉淀節(jié)約用地約 45%，池底采用機械排泥。選用斜管材質(zhì)為 PVC 無毒塑料。斜長L=1000mm。 （ 4）氣水反沖洗濾池 在設(shè)計凈水廠的過濾池的池型選用，應(yīng)依據(jù)規(guī)模的大小，原水水質(zhì)狀況及管理水平等條件來選用，以前采用雙閥濾池和虹吸濾池較多，該池型工藝成熟可靠，操作簡便，維修量小，過濾效果穩(wěn)定，并積累了較多的生產(chǎn)管理經(jīng)驗。該池型原以法國德利滿公司的 V 型濾池為基礎(chǔ)，并結(jié)合國內(nèi)水工業(yè)建設(shè)現(xiàn)狀的一種新型池型，由我院設(shè)計的氣水反沖洗濾池，先后在外 貸款和國內(nèi)大、中型水廠建設(shè)項目中，投入使用運行情況良好。 氣水反沖洗濾池是以氣反沖洗強度大，水反沖洗強度降低，氣水混合反洗，再漂洗，同時池內(nèi)表面配合掃洗，不積泥，不結(jié)球，濾床反沖洗得干凈。過濾周期長，保持在 36~48 小時，減少反沖洗次數(shù)，節(jié)約反沖洗總用水量和節(jié)能 。 *水廠的氣水反沖洗濾池，設(shè)計總規(guī)模 1 萬 m3/d，設(shè)計兩組濾池，12 格，分兩期實施。反沖洗設(shè)備間布置在兩組池之間，以便遠期工程共同使用，反沖洗設(shè)備間與近期濾池同步建設(shè)，并預留二期濾池位置。反沖洗設(shè)備間緊靠濾池建設(shè)，濾池平面總尺寸長，寬 。 氣水反沖洗設(shè)置三階段進行： 過濾周期設(shè)計以 36 小時計。 ④配水系統(tǒng)設(shè)計 設(shè)計 中阻力長柄濾頭配水配氣，濾頭縫隙開孔比 %，濾頭材質(zhì)為 ABS 工程塑料。 濾板設(shè)計為鋼筋砼預制板，設(shè)計和施工要求應(yīng)滿足氣水反沖洗濾池設(shè)計規(guī)范要求。 設(shè)備間平面尺寸長 ，寬 ，兩層建筑物，框架結(jié)構(gòu)底層為反沖洗設(shè)備間，二樓為操作管理室。 ③氣動裝置空壓機 2 套（一用一備）， Q=， Pa=，N=11KW。 （ 6）清水池一座 清水池容積按水廠規(guī)模 10%計建設(shè)，近期實施 1 萬 m3/d 水廠，清水池容積為 500m3，平面尺寸長 ，寬 ，池高 4m，有效水深 。 加氯工藝設(shè)計 設(shè)計最大加氯量 a=1m/1，選用真空加氯機兩臺（一用一備）規(guī)格 04kg/1， Pa=，氯庫以 8 個氯瓶為貯氯量布置，鑒于加氯工作的安全性要求較嚴， 本設(shè)計除設(shè)備選用當前較選進的真空加氯機以外，氯氣輸氣系統(tǒng)，配制有自動切換器，泄氯報警儀，并且設(shè)計了泄氯吸收塔裝置，形成了一套全封閉安全加氯工序。 （ 8）重力供水與加壓泵房工藝設(shè)計 廠內(nèi)清水池的最低水位 ，與水塔水面高差△ =12697=29m，考慮管道沿線和局部損失及富余水頭等，水泵總揚程為 33m35m 為宜。 （ 2）機修間和倉庫 60m2，單層地面式磚混結(jié)構(gòu)建筑物。 （ 4）傳達室 36m2，單層地面式磚混結(jié)構(gòu)建筑物。建筑物墻面以乳黃、灰白為主，點綴亮麗的桔紅斜坡屋面，運用現(xiàn)代飾面材料劃格分線，體現(xiàn)時代氣息，突出現(xiàn)代水廠建筑特色，但又具有建筑個性。更為重要的是水廠內(nèi)的生產(chǎn)構(gòu)筑物水池與其高差，相互連通，清水池上復土，必須全池頂面綠化，利用通氣管裝飾成假柱小亭，擬是庭綠地。 結(jié)構(gòu)設(shè)計 擬建 *水廠廠址初選在山坡荒地上，種植土層薄，下臥土層以巖石為主，承載力較高，可作為擬建（構(gòu)）筑物的天然地基。擬建建（構(gòu)）筑物在工藝流程標高確定和廠區(qū)布置的控制下，不排除基礎(chǔ)可能座落在挖填方交接處，所造成的換填地基處理的可能性，和池基礎(chǔ)全部座落在巖面上，必須要的砂褥墊層的處理。現(xiàn)以 *水廠的主要構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計分述如下： （ 1）廠內(nèi)的凈化構(gòu)筑物水池類，其建筑材料均為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，絮凝沉淀澉為敞口水 池，水池變形縫設(shè)置長度控制在 20 米以內(nèi)。反沖洗設(shè)備間反沖洗水泵間為半地下式鋼筋砼框架結(jié)構(gòu)，濾池為地面式水池。 （ 2）廠內(nèi)建筑物的綜合樓、加藥間、機修間、倉庫、門衛(wèi)等都為地面式建筑物，基礎(chǔ)采用鋼筋砼柱下獨立基礎(chǔ)和墻下條形基礎(chǔ)，其結(jié)構(gòu)形式為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)和磚混結(jié)構(gòu)及現(xiàn)澆鋼筋混凝土屋面。建筑物混凝土，梁、板、柱混凝土強度等級不低于 C20，基礎(chǔ)混凝土強度等級為 C20。 磚砌體：地面以下： MU10 機制多孔粘土磚， M5 水泥砂泵。 （ 4）抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計 根據(jù)“湖北省地震烈度區(qū)劃圖”，地區(qū)地震基本烈度 6 度，設(shè)計以 6 度設(shè)防。 電氣及自控儀表 （一）電氣設(shè)計 設(shè)計依據(jù)及技術(shù)規(guī)范 （ 1）《 10KV 及以下變電所設(shè)計規(guī)范 GB5005394》 （ 2）《電力裝置的繼電保護和自動裝置設(shè)計規(guī)范 GB5006292》 （ 3）《供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范 GB5005295》 （ 4）《電氣裝置的電測量儀表裝置設(shè)計規(guī)范 GBJ6390》 （ 5）《民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范 JGJ/T1692》 （ 6）《工業(yè)與民用電力裝置的接地設(shè)計規(guī)范 GBJ6583》 （ 7）《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范 GB5005794》 （ 8）《電氣簡圖用圖形符號 GB4728》 （二）設(shè)計范圍 設(shè)計范圍主要為凈水廠內(nèi)的供配電設(shè)計，具體內(nèi)容如下： 1）廠站內(nèi)高低壓變配電系統(tǒng)及配電裝置； 2）廠站內(nèi)生產(chǎn)用 電設(shè)備的配電及控制、信號系統(tǒng)及電纜的選型和敷設(shè)； 3）全廠及各車間的動力及照明設(shè)計； 4）廠內(nèi)構(gòu)筑物的防雷及接地保護設(shè)計。 （四）用電負荷及主變壓器容量 全廠總計算負荷：補償前約 345KVA，補償后約 300KVA。 （五）無功補償 由于廠內(nèi)均為 380V 低壓設(shè)備，單機容量不大且較為分散，無功補償采用集中自動補償裝置 ，設(shè)置在全廠低壓配電中心內(nèi)，使最終補償后功率因數(shù)達 。 低壓配電系統(tǒng)： 380V 配電系統(tǒng)采用單母線分段型式，低壓配電柜選用 GCS 型低壓抽出式開關(guān)柜，柜內(nèi)元件采用進口元件。 （七）電動機起動控制方式 廠內(nèi)大于 10KW 以上的低壓電機采用軟啟動裝置起動，其它低壓電機均為全壓直接起動。 （八）電線電纜 10KV電力電纜采用 YJV交聯(lián)全塑電力電纜，低壓電纜選用 VV1KV全塑電纜，控制電纜為 KVV500 全塑電纜。 （九）防雷接地保護 根據(jù)防雷規(guī)范要求，廠內(nèi)建筑物均按第三類防雷建筑的考慮防雷設(shè)計，在建筑物屋頂設(shè)避雷針或避雷帶作防直擊雷保護，引下線利用柱內(nèi)鋼筋，并充分利用建筑物基礎(chǔ)鋼筋等作自然 接地體。 按照接地規(guī)范要求。電氣設(shè)備、 PLC 自動系統(tǒng)接地與防直接雷和防感應(yīng)雷接地共用接地裝置，組成共用接地系統(tǒng)，要求接地電阻≤Ω。照明光源：室內(nèi)主要用熒光燈、節(jié)能燈、白熾燈；室外采用高壓鈉燈。 自控及儀表設(shè)計 為及時準確地掌握和了解整個工藝流程運行情況，自動監(jiān)測和控制各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)，本次設(shè)計在工藝流程關(guān)鍵部位上配置了在線式檢測儀表，并通過二級分布式計算機集散測控管理系統(tǒng)對全廠實行現(xiàn)場化管理，以達到科學、安全、經(jīng)濟、合理的運行目標。系統(tǒng)配置和功能設(shè)計按各工藝處理 階段少人值守的原則進行并遵循如下要求： （ 1）高可靠性：選用穩(wěn)定可靠的工業(yè)控制系統(tǒng)產(chǎn)品，硬件上采用備用冗余技術(shù)，簡化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，減少出錯環(huán)節(jié)； （ 2）先進性：控制系統(tǒng)應(yīng)適應(yīng)未來現(xiàn)場總線的技術(shù)的發(fā)展，性能價格比高； （ 3）靈活性：網(wǎng)絡(luò)通訊方式和系統(tǒng)組態(tài)靈活，擴展方便，可用性、可維護性好，并具有開放的軟件通訊協(xié)議： （ 4）實時性：控制系統(tǒng)對工況變化適應(yīng)能力強，控制滯后時間短。將信息流擴 展到整個生產(chǎn)過程。 作為一個開放式結(jié)構(gòu)體系的自動化系統(tǒng)其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)采用兩層，即控制層和信息管理層。各層特點描述如下： 控制層：它在各 PLC 之間及其與各智能化控制設(shè)備這間進行控制數(shù)據(jù)的交換、控制的協(xié)調(diào)、網(wǎng)上編程和程序的維護，遠程設(shè)備的配置和查錯。 自控系統(tǒng)依據(jù)集中管理、分散控制的原則，采用高可靠性的，先進實用的分級分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。根據(jù)廠區(qū)內(nèi)生產(chǎn)構(gòu)筑物的分布和工藝過程的要求，分別在分水反沖洗濾池的反沖泵房和加藥間設(shè)置現(xiàn)場監(jiān)控分場，氣水反沖洗濾池的反沖泵房監(jiān)控分站還帶有 6 個用于單格濾池的監(jiān)控子站，加藥間監(jiān)控分站帶有絮 凝沉淀池監(jiān)控子站。主干網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)采用多模鎧裝光纖電纜，網(wǎng)絡(luò)光纖通信可不受電纜間距限制敷設(shè)于電纜溝或電纜橋架中，以避免通信電纜受到電力電纜的電磁干擾和防止雷電波沿通信電纜竄入損壞自控系統(tǒng)。 控制層與信息管理層之間通過具有開放軟件協(xié)議的網(wǎng)關(guān)有機地連接起來。廠長查詢站用于對全廠生產(chǎn)過程參數(shù)的隨時查詢。 監(jiān)控分站由現(xiàn)場控制單元和現(xiàn)場操作終端組成，現(xiàn)場控制單元完成區(qū)域內(nèi)所有設(shè)備和過程的數(shù)據(jù)采集、順序控制和參數(shù)調(diào)節(jié)，現(xiàn)場操作終端完成現(xiàn)場顯示、故障報警、參數(shù)設(shè)置等工作。在廠中心控制室設(shè)主控機兩臺，互為備用，作為全廠生產(chǎn)調(diào)度管理的中心。 在 PLC 監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計中采用兩種控制方式，即現(xiàn)場 PLC 控制和PLC 自動控制。 ?自動控制是自控系統(tǒng)根據(jù)各種工藝參數(shù)檢測測值的狀態(tài)，按照預定控制程序，自動完成特定功能的控制式（如單格濾池控制）。 各控制分站按工藝流程完成的功能分述如下： （ 1）加藥間分站（ PLC1） 加氯間分站監(jiān)控范圍包括；加氯間、加藥間、網(wǎng)格絮凝平流沉淀池等。 ?補加投氯量根據(jù)與投加點相對的出廠水總流量和對應(yīng)的余氯測定值由加氯機上專用控制器自動完成復合環(huán)投加過程。 c 當發(fā)生氯氣泄漏時，漏氯控制器輸出報警信息給 PLC，計算機監(jiān)控系統(tǒng)能及時檢測到當時的漏氯情況，啟動氯氣吸收裝置和排風扇，并給出相應(yīng)的聲光報警。 。 ，通過控制加 氯管線上的電動球閥，自動完成加氯機工作 /備用狀態(tài)的的切換。 數(shù)據(jù)采集： 、后加氯機工競（運行、停止、故障）； 、中和泵工況（運行、停止、故障）； 、低報警；加氯機高、低真空報警；漏氯報警；水射器壓力低壓報警；氯瓶切換電動閥工況（運行、停止、故障）； ；氯瓶重量。 ?后加藥計量泵投藥過程：后加藥計量泵以源水流量為前饋變量比例調(diào)節(jié)控制計量泵電機轉(zhuǎn)速、由流動電流測定儀信息（ SC）和沉淀池出水濁度為雙向饋變更控制調(diào)節(jié)計量泵沖程，構(gòu)成閉環(huán)控制系統(tǒng)，自動實現(xiàn)投藥過程。 ，自動控制配藥系統(tǒng)（配藥閥、配水閥）。按濃度要求稱重好混凝劑（液體或干料）投入溶解池內(nèi)加水溶解，溶解池上裝有超聲波液位計，當加水量到達設(shè)定水位時，液位計發(fā)出信號，關(guān)閉進水電磁閥，同時啟動攪拌