广东某城镇水厂供水工程设计

论文总字数：17494字

摘 要

本设计工程位于广东省恩平市西坑水库，设计目标为改善周边S镇与N镇的用水情况，设计日产水量5万吨/天。水厂选址在水库南侧、水库大坝西侧的现状平地上，占地面积约为15000平方米。厂址为地势平坦山地，对于半地下式钢筋砼结构的反应沉淀池、双滤滤池、矩形清水池、送水泵房的基础处理比较简单。本设计采用的水源为西坑水库水，水库水质常年维持二类水标准，供水水质各项指标满足《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）所规定的标准。本工程采用水库取水—网格絮凝池—平流沉淀池—V型过滤—清水池—消毒—配水管网—用户的处理流程。其中网格絮凝池采用新型的网格絮凝池技术，保证了絮凝池的均匀出水，改善了原本出水状况。消毒剂采用更加安全的二氧化氯消毒剂，并采用新型的生产方法，提高了二氧化氯浓度，更能发挥其安全高效的特点。

Abstract

The design is near the Xikeng reservoir located in Enping, Guangdong Province .It is designed to improve the water supply situation of S town and N town, with a designed daily water production of 50,000 tons / day. Water reservoir is located in the south of the reservoir and on the west side of the dam. It is approximately 15,000 square meters. It is located in the ground where mountain is flat, and is suitable for semi-underground reaction sedimentation tank, dual filter and rectangular clean water pool. The source water of this project is from the Xikeng reservoir. And the source water meets the standard of theⅡsource water, and the supply water meets the standard of lt;The standard of water supplygt; (GB5749-2006). It takes the process of intaking water from reservoir- Grid flocculation - advection sedimentation tank - V-filter - clean water tank - Disinfection - water pipe network - users.The grid flocculation uses new technology of grid flocculation, which can provide the situation of water outlet and make it more uniform. Also, this project takes chlorine dioxide as disinfectants, which is more effective and safer. We also improve the mode of the production to make chlorine dioxide purer and ensure it can play its features as effective and safe better.

第一章 概述

1.1 城市概况

S镇位于北纬22.4°，东经117.7°，是恩平市最大的农村镇，也是全省的中心镇。北边和东边与开平市接壤，总面积250平方公里，全镇辖22个村（居）委会，234条自然村，总户数17135户，总人口63643人，另有华侨、港澳台同胞56700人，旅居56个国家和地区，是广东省著名侨乡。

N镇共有12个村委会、1个居委会，89条自然村，总人口2.3万人。

1.2 自然条件

1、水文、气象

江门市位于西江的下游，位于河流边缘，境内水资源比较丰富，全市多年平均总水资源量为119.6亿立方米。以2000年计，人均占有水量3125立方米，亩均水量4932立方米，分别为全省平均值的1.13倍和1.06倍，分别为全国平均值的1.29倍和2.67倍。江门市境内不仅有本境内的产水，还有来自西江、潭江的过境客水，其中西江过境1078亿立方米（西海水道断面），潭江等河人境客水约2.5亿立方米。水储备量从总体上看是由沿海向内陆逐渐递减，靠近沿海的大隆洞山系、铜古山系、古兜山系及天露山脉东南部等山系和山脉的锦江、大田、朗底一带地区因受南海热带气旋，暖流通过山脉时，由于地势的抬升作用，形成降水高值区，年降水量十分丰富，其多年平均年降水量为2564～3189毫米。

本工程所在的恩平市位于广东省西南郊、是江门市（珠江三角洲）的西南端，毗邻港澳，濒临南海，是粤中粤西地区交汇处和交通枢纽。恩平市属南亚热带季风海洋性气候，冬暖夏凉，冬短夏长，雨量充沛，年平均气温为23℃，年平均降雨量2300毫米，全年阳光比较充足阳光充足，年均日照时数达到1838.6小时。

本工程水厂的输送地为恩平市的S镇和N镇。其中S镇位于恩平市东北端，是恩平市最大的农村镇。S镇地处亚热带，属亚热带季风气候，年平均气温21.7℃，同时又是著名的龙门挂绿荔枝的产地，人民安居乐业，百姓生活富足。

S镇区域范围现由S水厂供水，N镇区域范围现由西坑水厂供水。S镇主要的饮用水源为S水库、西坑水库，N镇主要的饮用水源为西坑水库。

S水库在广东省江门市恩平市城北偏东。初名“宝鸭仔水库”，因地属S镇范围，后改称“S水库”。该水库兴建于1958年10月，1964年1月建成，集水面积25平方公里，总库容3128万立方米，灌溉农田0.8万亩。水库正常水位34.50米，相应库容量2333万立方米；水库50年一遇设计洪水位35.66米，相应库容2746万立方米；水库1000年一遇校核洪水位36.78米，相应库容3128万立方米。土坝主坝长度143米，坝顶高程39.00米，坝顶宽度6米，最大坝高22.3米。输水发电涵管（主坝）为钢管结构，直径为1.30米，总长150米，进口高程25.50米，水库死库容157万立方米。闸门开关形式为螺杆式启闭机。闸式溢洪道堰顶高程31.50米，单孔净宽7米共1孔。

西坑水库是恩平市中型水库之一，水库正常蓄水位高程62.00米，相应库容4552万立方米，水库50年一遇设计洪水位65.26米，相应库容5695万立方米；水库1000年一遇校核洪水位68.06米，相应库容6756万立方米。土坝主坝长度286米，坝顶高程70.05米，防浪墙顶高程71.05米，坝顶宽度6.5米，最大坝高42.75米；一副坝，坝顶高程71.05米，坝顶长65米，坝高17米；二副坝，坝顶高程71.20米，坝顶长240米，坝高29.15米；三副坝，坝顶高程70.00米，坝顶长100米，坝高14米；四副坝，坝顶高程69.55米，坝顶长70米，坝高14.3米。输水涵管一条（主坝），钢筋混凝土套钢管结构，圆管直径为1.32米，总长185米，进口高程43.00米，设计流量每秒17.8立方米，套筒式平板闸门，绞架式启闭，发电涵管检查口高程43.5米（检查口直径0.8米），发电尾水高程32.00米。设计灌溉面积8万亩（实灌6.5万亩）。闸式溢洪道一座：堰顶高程60.00米，单孔净宽6.5米3孔，平板钢闸门，门顶高程为63.30米，卷扬机启闭，启闭机型号QPQ-2×8，最大排泄流量每秒684.4立方米。主坝坝后电站一座，1970年建成投产，装机容量3×400千瓦，设计年发电量406万千瓦时。

2、地质矿产

江门市境境内地质构造以新华夏构造体系为主，主体自恩平经鹤山的鹤城钭贯全市延出境外，为北东向恩平一从化深断裂；恩平市境内有钨、金、铁、铜、石灰石、陶瓷泥等矿产资源，其中以石灰石储量尤其的丰富。

1.3 社会经济

S镇积极实施“东扩，南延”发展战略，进一步加快城镇化和工业化建设步伐，镇区发展取得了新发展，中心镇区向东发展。在对旧镇区进行旧城改造的同时，逐步完善了东郊居住区配套环境建设，在东郊建成了一个较大的居民居住区。

1.4 供水现状

目前，S镇区域范围由S水厂供水，N镇区域范围由西坑水厂供水。两水厂均为未规范的简易水厂，S水厂日供水能力为5000吨，西坑水厂日供水能力为3000吨，供水能力较为有限，而且由于当时当地经济条件所限，水厂建设完成以后土法上马，供水管道较为简陋、不规范。特别是S水厂，原设计规模为日产5000吨水厂，然而目前实际日供水量为1.2～1.3万吨（其中日供S蒲桥工业区5000吨），严重面临面临着产能不足，超负荷运行的情况；另一方面，当时铺设的管网管径偏小，且管网布局不合理造成低压现象等问题，严重影响了供水水压质量，从而影响居民生活和制约发展。

水是生命之源,万物之本。饮用不干净的饮用水会对人体造成巨大的危害性，其主要表现具有两个具体特点：一是渐进性：各种有毒物质在人体内缓慢积累到产生危害，需要很长的时间，因此不易察觉，更具有隐蔽性。二是不易分解：有毒有害物质不断积累，有机毒物及所有重金属一般又无法被分解和代谢，一旦进入人体只会长期滞留，不断积累。相关专家表示，我们今天喝的水将会影响到我们未来几年的健康状况。这并不是危言耸听，而是切实存在的实际问题。

有关调查表明，近年来，吸血虫病的高发，发病率的逐年增长，与人们的饮用水质量息息相关，不洁饮水方是吸血虫病的频发的根源所在。目前我国多个省的很多县在一定程度上都面临吸血虫病的困扰，而且数量在日益增加。据统计，至2003年底，我国有血吸虫病病人为84.3万人，但有关专家估计，实际发病人数可能已经达到100万人以上。

据调查，目前全国农村有6300多万人的饮用水含氟量超过生活饮用水标准。长期饮用砷超标的水，造成砷中毒，进而可能导致多种癌症的发生。苦碱水主要分布在北方和东部沿海地区。农村饮用苦碱水的人口约有3800万人。苦碱水口感苦涩，难以引用，如果长期饮用苦碱水将导致导致胃肠道功能紊乱，免疫力低下。

随着人民生活水平的提高,随着经济的发展对水的供应量越来越大,随着水资源匮乏越来越突出，科学、谨慎、稳妥、量力而行发展优质供水，成为一项发展有潜力，有作为的新产业，扩建、改建水厂更是势在必行。

第二章 设计水量

2.1用水量计算

2.1.1 生活需水量预测

根据S镇、N镇政府统计，S镇、N镇人口年平均增长率为0.218%，预测2011~2020年年平均人口增长率为0.21%，2020~2030年为0.20%，S镇、N镇2011年常住人口为6.36万人、2.3万人。预测得至2030年S镇、N镇常住人口达6.63万人、2.40万人。

2030年城镇居民生活用水定额取70L/人·d，考虑管网损漏后的供水利用系数取0.88，则至2030年S镇、N镇生活毛需水量为0.72万m³/d。

2.1.2 工业需水量预测

根据恩平市统计局出版的《今日恩平》的统计数据，2005年恩平市工业增加值为18.99亿元，至2009年工业增加值为24.77 亿元，年平均增长率为6.87%。2011年S镇工业增加值为9.05亿元，N镇工业增加值为4.53亿元。预测至2030年S镇工业增加值为31.99亿元，N镇工业增加值为16.02亿元。2030年江门市一般工业万元工业增加值用水量为24m³，因工业生产并非全部采用自来水，采用自来水部分按65%计算，并考虑管网损漏后的供水利用系数取0.88，按此计算，预测至2030年，S镇、N镇工业对自来水的毛需水量为2.33万m³/d。

2.1.3、总需水量预测

本项目供水范围内2030年生活需水量0.72万m³/d，工业需水量2.33万m³/d，总需水量为3.05万m³/d。需水量预测结果是通过参考《广东省江门市水资源综合规划》、《广东省用水定额（试行）》及统计年鉴数据综合分析所得，故需水量预测结果基本合理。

本项目为供水工程，平均日取水量3.3万m³/d，最大日取水量3.5万m³/d，能满足其供水范围规划水平年的用水需求。应业主和项目工程实际需要，本工程设计水量为5万m³/d。

2.2 清水池容积确定

清水池有效容积安最高日用水量10%-20%考虑，由于本项目中清水池与絮凝沉淀池合建，因此根据絮凝沉淀池尺寸调整清水池尺寸。

第三章 水厂工艺设计

3.1 给水处理厂规模及流程

3.1.1 给水处理厂设计规模

工程设计的理论最高日设计流量为3.5万m³/d，同时应业主要求，本工程设计流量扩建为5万m³/d。

3.1.2 处理厂工艺流程的选择

净水工艺选择的原则应是针对当地原水水质的特点以最低的基建投资和经常运行费用达到要求的出水水质，或者参考相似情况下已建成的净水厂的工艺流程选定。本设计工程采用西坑水库水，水质常年满足二类水水质标准，供水水质各项指标满足《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）所规定的标准。

《地表水环境质量标准》Ⅱ类水，具体水质指标见下表3.1。

表3.1 《地表水环境质量标准》Ⅱ类水质标准

一般水源净水工艺流程：一般水源是指原水水质基本符合《地表水环境质量标准》Ⅱ类水源的水质要求，其净水工艺流程有如下几项。

表3.2常见净水工艺及其试用条件

3.2水处理构筑物的选择

3.2.1 混合设施

投加絮凝剂后进行混合是原水絮凝和沉淀的重要前提，良好的混合能提高絮凝效果，降低药耗。混合方式可分为水力混合和机械混合两大类。水力有管道混合、管式静态混合器混合、混合池混合等，机械混合有水泵混合、浆板式机械混合等，其特点见表3.3。

表3.3混合设备种类及特点

根据本工程规模特点、管理水平以及总投资要求，推荐采用管式静态混合器。

3.2.2 沉淀池

沉淀池型式选择应根据水量规模、进水水质条件、高程布置影响，气候条件等要求，并结合絮凝池结构形式等因素确定，目前国内采用最多是平流沉淀池和斜管沉淀池两种沉淀形式，平流沉淀池主要优点是构造价较低，操作管理简便，对原水水质的适应性比较强，处理效果稳定而且潜力较大，配合机械排泥设备沟时，排泥效果也很好，主要缺点是占地面积大，需要维护机械排泥设施。斜管沉淀池主要优点是沉淀效率高，池体小，土建造价低，占地少，对原水水质变化有一定适应性，主要不足是斜管耗用材料多，老化后需要更换价，适应性也比不上平流沉淀池，易老化，维护麻烦，以及排泥不彻底。一般来讲，大、中型水厂宜选用平流沉淀池，中、小型水厂宜选用斜管沉淀池。

考虑到工程规模、用地条件和建设单位生产管理经验，本工程选用平流沉淀池。

3.2.3过滤

由于过滤流向、滤料材料和滤料组合、药剂投加情况，阀门的设置，冲洗方式的不同，滤池的形式多种多样，其主要差别在于滤料和反冲洗方式两点。目前工程上采用较多的有普通快滤池，双阀滤池，虹吸滤池和均粒滤料滤池（V型滤池）等。

虹吸滤池不需大型阀门，不需另设冲洗设施，易于自动化操作，但池深大，反洗时会浪费一部分水量，导致出水水质不够稳定，不易控制，而且土建结构较为复杂。今后国家对出厂水水质要求越来越高，从长远发展来看不宜采用。

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