1万吨自来水厂详细设计说明书

扬州大学环境科学与工程学院

毕 业 设

专业 给水排水工程

班级 0403

学 生 姓 名 周良明

完 成 日 期 2008年6月11 日

指 导 教 师 乔庆云

评阅人 何莲

计

扬州大学毕业设计

摘 要

本设计为江苏省苏州市浦庄镇二期扩建工程设计。该工程水量目标，预计水厂的总规模为1*104m3/d。

整个工程包括三大部分：取水工程、输配水工程和净水工程。

取水工程主要的设计内容为地表取水位置的选择、取水型式的确定及取水泵站的设计。

净水工程的主要设计内容为净水厂的设计计算。包括水处理工艺流程的确定、处理构筑物的设计计算以及水厂的平面和高程布置。

通过技术和经济比较，确定净水厂的工艺流程选用方案一：

液氯方案一：太湖水一级泵房聚合铝网格絮凝斜管沉淀池无阀滤池无阀滤池清水池液氯二泵房城市管网

关键词：取水工程；输配水工程；净水工程；网格絮凝池；斜管沉淀池；无阀滤池；

Abstract

The design is water supply project for the water plant of PuZhuang town of SuZhou City in Jiangsu Province. The total volume of this project is 10 thousand cubic meters.

The whole project consists of three parts which is water diversion project, water transport and allocation project and water treatment project.

The surface water diversion project consists of the selection of water source location, the form of water diversion and the design of pump station.

The water clarification project is the major part in this paper. It consists of the choice of the water plant location, processes selection, water treatment constructions design, plant layout and architectural design. This paper also demonstrates the detail of process of design for each construction or apparatus in the water treatment plant. It is divided into two parts: water treatment plant designing and water proportioning plant designing. According to the surveying about quality of raw water, the raw water can be transmitted to the user only through simple disinfection (add chlorine).

Two sets of program have been compared both technologically and economically. And the first program is preferred. The whole process is as follows: raw water→ pipe-shaped mixing apparatus →mechanical stirring clarifier → water treatment project→ flocculent tank→ non-valve filter →clear well→ high-service pumping station→ municipal pipe network.

Keywords: water diversion projects; water transport and allocation projects; water treatment project;flocculent tank;slanting canal preciplitank; non-valve filter

目 录

绪 论 .................................................................................................................................... 1 1 概 况 .................................................................................................................................... 6

1.1 设计任务 ...................................................................................................................... 6 1.2 设计原则 ...................................................................................................................... 6 1.3 设计原始资料 .............................................................................................................. 6 2 供水方案设计 ........................................................................................................................ 8

2.1水源选择 ....................................................................................................................... 8 2.2取水点及取水构筑物型式确定 ................................................................................... 8 2.3厂址选择 ....................................................................................................................... 9 2.4水厂工艺流程确定 ....................................................................................................... 9 2.5水处理构筑物型式选择确定 ..................................................................................... 14 2.6净水厂总体布置 ......................................................................................................... 16 3 供水方案设计 ...................................................................................................................... 20

3.1给水处理厂用水量设计 ............................................................................................. 20 3.2投药系统 ..................................................................................................................... 20 3.3加氯系统 ..................................................................................................................... 21 3.4网格絮凝池设计 ......................................................................................................... 22 3.5斜管沉淀池设计 ......................................................................................................... 27 3.6半敞开式无阀滤池 ..................................................................................................... 32 3.7清水池 ......................................................................................................................... 38 3.8取水工程设计 ............................................................................................................. 40 3.9二级泵房 ..................................................................................................................... 43 3.10系统高程设计 ........................................................................................................... 46 3.11平面布置 ................................................................................................................... 48 致 谢 ........................................................................................................................................ 49 参考文献 .................................................................................................................................. 50 附录 .......................................................................................................................................... 51

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绪 论

一、课题的意义及目的：

通过毕业设计，熟悉并掌握给水工程的设计内容、设计原理、方法和步骤，学会根据设计原始资料正确地选定设计方案，正确计算, 具备设计中、小城镇水厂的初步能力。对取水工程、净水工程与输配水工程进行设计。

要求对总体布置的设计思想，从工艺流程、操作联系、生产管理以及物料运输等各方面考虑，而进行合理的组合布置设计。掌握设计说明书、计算书的编写内容和编制方法，并绘制工程图。 二、本课题研究内容：

1、取水工程：取水方案及位置的确定、取水构筑物形式和设备的设计计算并绘图。 2、给水处理工程：净水厂场址选择、水处理方案的比较与选择、工艺流程、总平面布置(包括主要辅助建筑物，给排水管道，道路、绿化、冲洗水、排泥水回收等)，各建构筑物型式、尺寸及设备选择，选择，投药、消毒，新工艺及新型构筑物采用原理及效果的设计计算并绘图。

三、给水处理研究现状及发展趋势：

建国以来，我国给水事业无论在科学理论或生产工艺各方面都有了飞跃的发展与进步，并取得丰硕的成果，这些成果有的已经接近或达到国际先进水平，有力地推动了国民经济的发展。但从总体看我国给水工艺与世界先进技术相比还有一定距离。及时了解和总结我国给水工艺水平发展状况及与国外先进水平的差距，才能督促和鼓励给水工作者奋起直追，尽快赶上国际水平。

给水处理的主要任务和目的就是通过必要的处理方法去除水中的杂质，以价格合理、水质优良安全的水供给人们使用，并提供符合质量要求的水用于工业。给水处理的方法应根据水源水质和用水对象对水质的要求而确定。在逐渐认识到饮用水存在水质污染和危害的同时，人们也开始了长期不懈地对饮用水净化技术的研究和应用。到20世纪初，饮用水净化技术已基本形成了现在被人们普遍称之为常规处理工艺的处理方法，即混凝、沉淀或澄清、过滤和消毒。这种常规处理工艺至今仍被世界上大多数国家所采用，成为目前饮用水处理的主要工艺。传统工艺、理论主要是建立在以粘土胶体微粒和

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致病细菌为主要工作对象的基础上，随着污染程度的日益加剧和污染源的逐渐增多，污染物品种的多样化，为给水处理工作者带来新的课题。现在给水工程较以往的任何时候都更加注意原水的预处理工作和在传统工艺后面的深度处理，这是当前发展最快的方面，也是我国和国外给水工艺水平主要差距所在。净水厂的工艺改造有以下几种方法：①. 增加深度处理构筑物，如活性炭吸附（或者臭氧－活性炭联用）技术；②. 增加预处理构筑物,如生物预处理(接触氧化池或生物滤池)；③. 不增加常规工艺前、后的净化构筑物，在现有工艺上改造，如强化混凝、强化过滤、优化消毒；④. 综合采用前面几种技术。

（一）预处理

预处理是针对水源水的污染特性，设置在传统处理工艺之前的各种处理措施，包括格栅筛除原水中的漂浮杂物；投加化学氧化剂，如臭氧、高锰酸钾；投加吸附剂，包括粉末活性炭和活化粘土；以及生物氧化技术等。 （二）常规处理

1、混合：理论上早已阐明混合是絮凝的基础，要求快速剧烈的混合，以促进混凝药剂扩散速度和压缩水中胶体的双电层，使胶体脱稳。改造的基本方法可因地制宜选用静态混合器、利用水泵和加装机械搅拌混合器等。

2、絮凝：改造的基本原则是创造适宜的水力条件，使絮凝的各段过程中尽量接近最佳GT值。对打碎絮体的部位需扩大断面积，对GT值过小的部位加装网格或阻流装置。如要适当增加絮凝时间则可适当地占用一些沉淀池空间来解决。目前国内外大部分净水厂采用的絮凝剂仍铝盐和铁盐最为普遍。近几年来，国外正研制和开发应用新型高效絮凝剂方面进展很快。引人注意的是两类絮凝剂。一类是无机聚合物絮凝剂；另一类为有机高分子聚合物絮凝剂。目前美国、英国已有数百家水厂应用流动电流技术控制混凝收到良好效果，最近英国水研究中心和伦敦大学研究人员联合研制了一种新的絮凝控制在线检测仪器(FIOC mate探测器)。对于国外先进的自动控制工艺，我国已开始致力于引进和研究。

3、沉淀：沉淀池除去有机和无机可沉悬浮物和胶体混凝物，可分为平流沉淀池和斜管沉淀池，一般以斜管沉淀池性能为佳。斜管沉淀池是继平流沉淀池之后于60年代末、70年代初发展起来的一种建立在\"浅池理论\"上的沉淀设施，具有占地面积少、沉淀效率高的特点，在我国经过近20年的应用和发展，使沉淀技术日臻完善，也积累了许多设计和运行经验，是一种成熟工艺。

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4、澄清：澄清池在我国使用普通程度仅次于平流沉淀池和斜管沉淀池。悬浮澄清和水力循环澄清池是早期修建的。现在为了提高效率，大多都进行了不同程度的改进。我国现在建造的澄清池多为机械加速澄清池，用于中小水厂的一级处理，也有的新建水厂选用脉冲澄清池。

5、气浮：气浮处理工艺是净水一级处理的另一种形式。气浮法是一个古老的处理工艺。我国当前在气浮法处理工艺与先进国家相比差距很小，也并非表现在处理工艺水平上，而是污泥的处置。国外有较完善的污泥处理手段和设备，对气浮法产生的污泥处理不成问题，而我国由于国情所致，给水厂的污泥处理还处于未起步阶段，沉淀池产生的污泥一般多重新排入水体，而气浮法产生的污泥则不能排入水体，必须进行处理。当前气浮产生的污泥苦于找不到适于我国国情的费用低廉的污泥处理工艺和设备，而使其普及带来困难。

6、过滤：一般称为二级处理，通常是设于混凝、沉淀、澄清、气浮等一级设备之后，用来进一步降低水中浊度。当前国内外过滤过程多使用快滤池以提高生产效率。快滤池的过滤机理是接触絮凝。快滤池发展历史已百余年，创造出多种池型，有四阀滤池、双阀滤池、虹吸滤池、无阀滤池、压滤罐等。大型水厂多使用四阀滤池及其改型的双阀滤池。从滤料上看，使用单层砂滤料和砂、煤双层滤料的较多，三层滤料及三层以上滤料应用较少。可考虑采用轻质（煤或陶粒滤料）、粒径较粗、滤层较厚的均匀滤料。滤池采用气水联合反冲洗，改善冲洗效果，节约冲洗水量。

7、消毒：很长一个时期以来，传统的消毒杀菌剂主要是采用氯及其化合物。二氧化氯用于给水处理消毒，近年来受到广泛的注意，主要是由于它不会与水中的腐殖质反应产生卤代烃。臭氧消毒被认为是在水处理过程中替代加氯的一种行之有效的消毒方法。据有关资料介绍，通过臭氧与其它消毒剂比较研究后得出以下结论：从消毒效果后，臭氧化>二氧化氯>氯>氯胺。而从消毒后水的致突变性看则氯>氯胺>二氧化氯>臭氧。由此可显示出采用臭氧消毒的优点。 （三）强化技术

1、强化混凝：指向水中投加过量的混凝剂并控制一定的pH值，从而提高常规处理中天然有机物（NOM ）去除效果，最大限度地去除消毒副产物的前体物（DBPFP ），保证饮用水消毒副产物符合饮用水质标准。方法有：1）增加混凝剂的投加量，使有机物的水化壳压缩，水解的阳离子与有机物阴离子电中和，消除由于有机物对无机胶体的影响，从而使无机胶体脱稳。不同的水质对混凝剂用量的要求不同，混凝剂对水中大分

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子有机物和增水性有机物有较好效果。2）调整pH值。水的pH值对有机物去除影响明显。当原水pH值较高时，可通过加酸来降低pH值，一般有机物较多时，pH调整到5～6效果较好。加酸一般加在混凝剂投加前，以促使混凝剂水解形成高价正电荷。3）投加絮凝剂，增加吸附、架桥作用，使有机物易被絮体粘附而下沉。4）完善混合、絮凝等设施，从水力条件上加以改进，使混凝剂能充分发挥作用，也是强化混凝的一个措施。

2、强化过滤：指通过选择合适的滤料，采取一定的措施和技术，使得滤料在去除浊度的同时、又能降低有机物，降低氨氮和亚硝酸盐氮的含量。方法有：1）选择合适的滤料：滤料的表面要有利于细菌的生长，并具有足够的比表面积，滤料的粒径和厚度必须保证滤后水浊度的要求。国外已有这方面的专用滤料，国内也正在开发研究。2）滤料的反冲洗既能有效地冲去积泥，又能保存滤料表面一定的生物膜，其冲洗方法（单水或气、水反冲）和冲洗强度应结合选用滤料通过试验确定。3）要求进滤池水有足够的溶解氧：氨氮的硝化过程需要消耗溶解养，如果原水中溶解氧不足，将影响硝化过程的进行，因此，当原水溶解氧较低时，可通过曝气措施增加溶解氧。4）由于余氯的存在会抑制细菌生长，因此不能在滤前进行加氯，滤池的反冲洗水也不应含余氯。由于取消了预加氯，为了保证出厂水细菌指标的合格，必须注意滤后水的消毒工艺。5）滤池去除氨氮的效果与温度有密切关系。夏季水中饱和溶解氧低，氨氮去除主要受溶解氧控制；冬季水温低，滤料的生物作用减弱，去除效果明显降低。 （四）水的深度处理

深度处理通常是指在常规处理工艺以后，采用适当的处理方法，将常规处理工艺不能有效去除的污染物或消毒副产物的前体物加以去除,提高和保证饮用水质目前水的深度处理主要包括：活性炭吸附、臭氧氧化、臭氧和活性炭联用和生物活性炭。国外采用深化处理较为普遍，我国在水的深化处理方面还处于起步阶段，大部分老水厂均未采用深度处理，只是部分新水厂采用了活性炭吸附处理。 四、本课题解决问题

1、通过水厂处理工艺的设计使太湖水经处理后达《生活饮用水卫生标准》中的规定。

2、合理设计絮凝沉淀池和滤池，节省土建费用、便于管理与维护；采用无阀滤池提高水厂运行的自动化程度。

3、通过对水厂的合理设计，使工程投资和运行费用较低，使工程具有一定的可靠

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度，满足用户对水质，水量，水压的要求。

4、提高仪表自动化监控设计水平以保证水厂的安全运行、供水质量和系统性的经济调度。

除此以外，我们仍应继续发展高效率的新工艺、新技术和新设备，以进一步提高我国净水厂设计的技术水平，为开创我国给水事业的新局面做出更大贡献。

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1 概 况

1.1 设计任务

工程名称：浦庄镇水厂二期扩建工程 工程类别：市政供水工程

浦庄镇现有地表水厂一座，供水能力为2500m3/d。近年来，随着社会经济的不断发展，镇区人口不断增加和城镇居民生活水平的逐步提高，居民生活用水量大幅增长，特别是镇区内各工业企业陆续开工上马，必将严重制约该镇的社会经济发展，加紧进行地表水厂的二期扩建工程的建设，已成当务之急。

设计依据为给水工程毕业设计任务书及相关资料。

1.2 设计原则

（1）净水厂工艺根据太湖水水质的特点，所采用的工艺流程力求技术先进、经济合理、节约能耗、节省造价，水厂运行操作安全可靠、管理维修方便，确保出厂水水质达到饮用水标准。

（2）根据现有水厂空地情况，净水厂平面布置尽量做到布局合理，工艺流程顺畅，处理构筑物衔接紧凑，便于操作管理。

（3）为提高科学管理水平、确保安全生产，适当采用先进设备，配置先进的加药加氯系统。

1.3 设计原始资料

1.3.1城镇现有给水工程概况

浦庄镇现有地表水厂一座，供水能力为2500m3/d。近年来，随着社会经济的不断发展，镇区人口不断增加和城镇居民生活水平的逐步提高，居民生活用水量大幅增长，特别是镇区内各工业企业陆续开工上马，必将严重制约该镇的社会经济发展，加紧进行地表水厂的二期扩建工程的建设，已成当务之急。

浦庄镇原有水厂位于太湖边，取用太湖水。水量充足，但水体受到污染，藻类含量很高，按地面水环境质量标准，勉强可作为集中供水水源。

1.3.2设计任务及要求

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（1）工程规模：根据对远期用水量的测算，并考虑未预见用水量及管网损失水量按

总水量的10%计算，预计水厂总规模为1104m3/d。

（2）水质：出厂水水质达到中华人民共和国国家标准《生活饮用水卫生标准》 （GB5749-2006）

（3）水压：根据浦庄镇总体规划及管网改扩建规划，水厂设计出水压力为 0.32——00.35MPa。供水时变化系数Kh=1.5。

（4）应用成熟且适合本项目情况的工艺、技术。工艺合理、布局紧凑、设备运行经济可靠，便于操作和维修。设计说明书条理清晰、层次分明、文字通顺、格式规范。

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2 供水方案设计

2.1水源选择

设计中水源选择一般要考虑以下原则；

1.所选水源水质良好，水量充沛，便于卫生防护。

2.所选水源可使取水，输水，净化设施安全经济和维护方便。 3.所选水源具有施工条件。

根据所给资料，原水厂水源太湖水满足以上要求，故可选择其作为本工程设计的水源。

2.2取水点及取水构筑物型式确定

2.2.1 取水口位置确定

取水口设计原则：

（1）位于水质较好的地带；

（2）有足够的水深，有良好的工程地址条件； （3）尽可能不受泥沙、漂浮物等影响； （4）尽量靠近主要用水地区；

依据上述原则，取水口选择在太湖水边。根据现场查看，取水点处河道岸边地质条件好， 河水深且水质好，故采用水泵穿过堤坝直接从河道中吸水的取水方式。

2.2.2 取水构筑物

在各类地表水取水构筑物中，固定式取水构筑物因具有取水安全可靠、维护管理简单、适用范围广等优点而被广泛采用。故本设计采用固定式取水构筑物，选用河床式。 （1）取水管线

根据现场查看，取水点处河道岸边地质条件好，河水深且水质好，故采用水泵穿过堤坝直接从河道中吸水的取水方式。吸水口处设计标高为-1.5m，吸水管长60m，沿长每隔10m设支撑固定。岸边进行块石护砌。取水管流速为v=1.78m/s，管径为d=300mm的钢管。

（2）取水泵房

主要工程内容：水源厂在原水厂旁新建一座取水泵房，土建规模10000m3/d，泵房 平面定为6m7.5m。

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设备按10000m3/d规模配置，即两台250S14A离心泵，一用一备，单泵流量Q=216~342m³/h，扬程H=48~35m，配用电动机Y200L-4，功率N=30kw。

取水泵房的地面标高为-2.3m，操作平台离地面0.2m。取水泵房的总高都为7.5m。在一级泵房中设SG-1型手动单轨小车一台，起重为1t。 （3）输水管线

取水泵站设在厂区内，出水管后铺设两根300输水钢管接至网格絮凝池，距离L40m。输水管流速v=0.86m/s，水力坡降为3.91‰ 。

2.3厂址选择

2.3.1 厂址选择原则

净水厂厂址的选择 ，应符合城市总体规划和相关专项规划，并根据下列因素，通过技术经济比较确定：

（1）给水系统布局合理； （2）不受洪水威胁； （3）有较好的废水排除条件； （4）有良好的工程地质条件；

（5）有便于远期发展控制用地的条件； （6）有良好的卫生环境，并便于设立护地带； （7）少拆迁，不占或少站良田； （8）施工、运行和维护方便。

根据上述原则，具体厂址选在原水厂旁边，新建一座完整的水厂。

2.4水厂工艺流程确定

2.4.1 净水工艺选择

浦庄镇二期扩建工程方案与技术路线的选择取决于原水水质和处理后的水质要求。只能勉强作为集中供水水源。

2.4.2 净水工艺方案

浦庄镇原有水厂位于太湖边，取用太湖水。水量充足，但由于太湖水水质只能达到

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国家地面水环境标准的三类水体水质标准，藻类高，并含有一定的有机物。

净水厂工艺选择考虑的重点应是去除原水浊度、藻类及杀菌。根据上述净水工艺分析，现采用预处理+常规处理的工艺流程。本工艺的设计重点在于经济合理的组合构筑物、优化设备选型，以期净水工艺达到投资经济合理、运行安全可靠、节能将耗、便于运行、维护和管理的工程建设目的。现设计提出，两种工艺方案：

液氯方案一：太湖水一级泵房聚合铝网格絮凝斜管沉淀池无阀滤池无阀滤池清水池液氯二泵房城市管网液氯方案二：太湖水一级泵房聚合铝机械搅拌澄清池普通快滤池清水池液氯二泵房城市管网

1、混合

混合设备的基本要求是，药剂与水的混合必须均匀，混合设备种类较多，常用的有水泵混合，管式混合，机械混合。

水泵混合：混合效果较好，不易消耗动能，设备简单，但距离太长不宜用，而本设计不存在这个问题。

管式静态混合器：混合效果较好，设备简单，不需单建构筑物，但混合效果随管道内流量的变化而变化，随水流速度的减小而减低，故水头损失较大。

机械混合：混合效果好，且不受水量变化的影响，适用于各种规模的水厂，缺点是耗能大，增加机械设备并且管理维护复杂。

本设计采用水泵混合。

2、预处理

预处理包括生物预处理和化学预处理 (1)水源厂预氧化

水源预氧化的目的主要是抑制藻类以及微生物等水生动植物在原水输水管道内的繁殖。因此从水源厂的现状环境条件看，只能选择化学药剂液氯或高锰酸钾氧化剂。臭氧由于单独在水源厂建设从经济上还是管理上均不适宜。所以不考虑臭氧预氧化。

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(2)技术可靠性分析

液氯在国内外使用有丰富的经验，成本低廉，管理简单。因此液氯对生产运行更有利

(3)水源安全性比较

造成致突变活性增强的主要原因是水源水的有机物浓度较高。一般对Ⅳ类、Ⅴ类或劣Ⅴ类水体的影响更大，但是即使这样目前国内还是将预氧化作为水质污染影响。净水工艺运行的有效的处理工艺，而本项目的水源水质基本属于Ⅲ类，投加液氯对水质的影响不大。 (4)运行管理

投加高锰酸钾要严格控制投加量，否则出水锰含量会超过水质标准，锰含量高的水，其色度较高；当水质变化大时，高锰酸钾投加量的控制较困难，必须运行相应的烧杯试验。

液氯是一种有害的物质，大量泄露会对环境及周围居民的身体健康甚至生命造成危害，但是，投加液氯是水厂常用的方法，有着丰富的建设、管理经验以及安全保护措施，不会发生这些危害，也是目前普遍使用的方法。 (5)经济比较

高锰酸钾预氧化的一般投加量是0.5mg/L，液氯1~2mg/L左右。高锰酸钾单价在14000元/t,液氯2200元/t。

综合以上技术分析、运行管理、实践经验及生产安全比较，本设计在水源厂投加液氯作为预氧化剂，以抑制藻类及生物滋长，来确保原水输水管道的安全运行。

3、絮凝

国内采用的絮凝形式很多，可分为机械和水力两大类，水力絮凝又有隔板，折板，网格（栅条）等多种形式。

机械絮凝池：效果较好，水头损失小，可适应水质、水量的变化，但增加了机械设备，维修工作量大。因此考虑水力絮凝形式。

隔板絮凝池：适用于产水量大于3万吨/天的水厂，虽然隔板反应池构造简单，管理方便，反应效果好，但出水量不易分配均匀。而该项目水厂产水量为1万吨/天，因此不选用隔板絮凝池；

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折板絮凝池：折板絮凝池较其它形式结构简单，容积小，能有效地扰动水流，增加颗粒碰撞机会，絮凝效果比较稳定，可以在较大范围内适应原水浊度的变化，但是造价较高，构筑复杂；

网格（栅条）絮凝池：网格絮凝为众多高效絮凝池中的一种，其最大特点是絮凝时间短，占地少，构造简单，投资省。 4、沉淀（澄清）

原水经投药、混合与絮凝后，水中悬浮杂质已形成粗大的絮凝体，要在沉淀池中分离出来以完成澄清的作用。

平流沉淀池单池：处理水量一般在2万吨/天。平流沉淀池的主要优点是结构简单，池深较浅，沉淀效果好，对原水水质水量变化适应性强，矾耗低，操作管理方便。但机械排泥设备维护较复杂，占地面积较大，适合大规模水厂。

斜管沉淀池：主要优点是沉淀效率高，占地面积小，颗粒沉淀高度减少，缩短了沉淀时间；同时改善了水力时间，更有利于颗粒沉淀。但其对原水水质，水量变化的适应性不如平流沉淀池；斜管耗用材料多，易老化，使用期有一定的年限，需定期更换了，维护费用高，矾耗也较平流沉淀池稍大，更适合中小规模水厂。

机械搅拌澄清池：机械设备的维护管理较复杂，动力消耗较大，当水厂具有一定规模时，使用池数较多，带来管理不便，同时圆形池数过多也带来占地面积增加。

5、过滤

在常规水处理中，过滤一般是指以石英砂等粒状滤料层截留水中悬浮杂质，从而使水获得澄清的工艺过程。它是消毒工艺前的关键性处理手段，对保证出水水质具有重要的作用。主要池型有普通快滤池，双阀滤池，无阀滤池，移动罩滤池，虹吸滤池和V型滤池等。

普通快滤池：运行管理可靠，单池面积大，池深较浅，但阀件较多，需专设冲洗设备。

V型滤池：运行稳妥可靠，滤床含污量大、周期长、滤速高、水质好，具有气水反洗和水表面扫洗，冲洗效果好。但土建较复杂，自动化程度较高。

双阀滤池：有成熟的运转经验，运行可靠，单池面积大，池深较浅，可采用降速过滤，水质较好。但必须设有全套冲洗设备。

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虹吸滤池深度较大，单池面积小，配水均匀性差，所以适用于过滤水量为5000m3/d~50000m3/d的水厂；

无阀滤池：多用于中小型水厂，不用阀门，可自动过滤和冲洗，造价低；且无阀滤池适用于原水浊度经常小于100度时，比较适用于太湖水的处理。 6、消毒

水的消毒处理是生活饮用水处理工艺中的最后一道工序，其目的在于杀灭水中的有害病原微生物（病原菌、病毒等），防止水致传染病的危害。

液氯：消毒效果稳定，余氯保持的时间较长，设备简单，造价和运行费用低。但当加氯量较大时，能导致水味不良。

二氧化氯：消毒能力较氯强而且能在管网中保持很长时间，但是价格昂贵，且其主要是二氧化氯极不稳定，气态液态二氧化氯极易爆炸。

本设计采用液氯消毒。 序号 项目 方案一 网格絮凝池+斜管絮凝池+无阀滤池+液氯消毒 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

经上述构筑物选型比较，方案一具有运行稳定，结构相对简单、运行管理方便、投

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方案二 机械搅拌澄清池+普通快滤池+液氯消毒 设备要求 自控要求 操作管理 施工进度 水头损失 反冲洗耗水量 运行维护费用 出水水质 耐冲击负荷性能 总投资 较高 一般 方便 一般 较小 较大 较低 一般 一般 低 高 较高 较高 一般 一般 较小 较高 较好 较好 一般 扬州大学本科生毕业设计

资省、易于自动化，适用于小型水厂等优点。故设计推荐净水工艺方案一。

2.5水处理构筑物型式选择确定

2.5.1 网格絮凝池

功能：原水与药剂混合后，通过絮凝设备应形成肉眼可见的大的密实絮凝体。 主要工程内容：扩建工程建2座网格絮凝池，平面尺寸为5.4m×4.3m，池高为4.6m。总停留时间为13.65min。进水管选用管径D=250mm钢管，取竖井流速v井=0.1m/s。絮凝池分为4段，1~5格为第一段，放置密网格，净空尺寸为50mm×50mm，网格层距0.6m。6~9格为第二段，放置较疏网格，净空尺寸为80mm×80mm，网格层距0.8m。10~13格为第三段，放置2层100mm×100mm的疏网格，网格层距1.0m。14~18格为第四段，不放置网格。

2.5.2斜管沉淀池

功能：原水经投药、混合与絮凝后，水中已形成粗大的絮凝体，要在沉淀池中分离出来已完成澄清的作用。

主要工程内容：扩建工程建2座斜管沉淀池。采用蜂窝六边形塑料斜管，板厚0.4mm，内切圆直径d=35mm，斜长为1000mm，斜管水平倾角θ=600。斜管沉淀区液面负荷取q=2.5mm/s。总停留时间为23.3min。沉淀池平面尺寸为5.4m×6m，池高为4.3m。沉淀池配水区采用异向流斜管配水。出水采用集水总渠，流速v为0.6m/s，集水渠宽B为0.5米。

2.5.3无阀滤池

功能：以石英砂等具有孔隙的粒状滤料层截留水中悬浮杂质，从而使水获得澄清。 主要工程内容：为便于滤池滤料的进出，避免滤池进水管带入空气破坏滤池虹吸管的正常工作，现将普通无阀滤池设计成半敞开式。建两组无阀滤池，每组滤池分两格。

实际滤速v为8.9m/h(采用0.9~1.1mm均粒滤料)，平均冲洗强度 q为15L/s.m2，冲洗历时t为5min。

每格平面尺寸为8m×7.7m，滤池总高度4.75m； 进水管选用管径DN250钢管，流速取v进=0.8m/s。

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两格滤池共用一个冲洗水箱，采用一根一根DN250出水钢管，查水力计算表得，v=1.26m/s，水力坡降i=9.96‰ 。

虹吸上升管管径采用DN400,虹吸下降管管径采用DN350；虹吸辅助管管径采用

40mm50mm，抽气管管径40mm，虹吸破坏管管径采用20mm，强制冲洗管管径采用32mm。

2.5.4清水池

功能：调节一级泵站供水和二级泵站供水之间的流量差值。

主要工程内容：扩建工程设2座清水池，平面尺寸20m×16m，有效水深为4.0m，超高0.3m，则每座清水池有效容积为1280m3。每座清水池进水管采用DN200mm，溢流管采用DN300mm，出水管采用DN250mm，池顶设有20cm~30cm的覆土。

2.5.5 送水泵房

功能：清水加压送至城市供水管网。

主要工程内容：净水厂新建一座送水泵房（不含吸水井），土建规模10000m3/d，平面尺寸定为6m16.8m。

泵房内共设三台水泵机组位，两用一备，其中一台采用变频调节以适应供水水量及水压的变化，降低能耗。水泵型号是250S14A，单台泵流量Q=216~342m³/h，扬程H=48~35m，配Y225M—2电动机，功率55kw。泵房所在室外地坪标高0.00m，二泵房室内底板标高-1.4m，水泵基础高出室内地面高度0.1m，二泵房的地面下高度为2.5m，地面上高度为5.0m，泵房筒体高度为7.50m。

2.5.6加药间

主要工程内容：加药间与药库合建，土建规模按10000m3/d建，总平面尺寸6m×5.50m。

根据原水水质，选择混凝剂为聚合铝，最大投加量为10mg/L。加氯间内设有JY—Ⅱ型加药设备，其投药方式为喷射器附转子流量计。

药库的储备量按最大投药量的15天用量计算，得储备量为486kg。

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混凝剂选用聚合铝，其特点：

1、絮凝体成型快，活性好，过滤性好。 2、不需加碱性助剂，如遇潮解，其效果不变。 3、适PH值宽，适应性强，用途广泛。 4、处理过的水中盐分少。

5、能除去重金属及放射性物质对水的污染。

6、有效成分高，便于储存、运输。

2.5.7加氯间

主要工程内容：加氯间，总平面尺寸6m×3.6m。

消毒剂采用液氯，加氯机自动加氯至每个投加点，总加氯量为1.35kg/h，选用瑞高（REGAL-220）加氯机三台，两用一备，每台加氯量为0~5kg/h。选用容量500kg液氯钢瓶两只（一用一备），其外形尺寸为直径600mm，长度1800mm。液氯钢瓶就放置在加氯间。为搬运氯瓶方便，氯库内设CD11-6D单轨电动葫芦一个，轨道在氯瓶正上方，轨道通到氯库大门以外。

2.5.8污水池

净水厂在生产过程中将产生生产废水，主要是絮凝沉淀池排放的污泥和滤池的反冲洗排水。絮凝沉淀池产生的污泥中的固体成分主要为原水中所含有的浊度，即在处理中投加的絮凝剂经水解而形成的无机络合物。此部分污泥应在净水厂内进行污泥脱水后再行排放。鉴于目前净水厂污泥处理在国内尚无成熟技术经验的情况下，为节省初期工程投资，污泥处理工程可缓建，但保留规划设计，为今后建设留有余地。因此，本工程设计中未设置污泥处理工序，在净水厂内设有污水池。

主要工程内容：总平面尺寸8m5m，有效水深为3.8m，超高0.2m 。

2.6净水厂总体布置

2.6.1 水厂平面布置

水厂平面布置的内容包括：各构筑物的平面定位，各种管道（处理工艺用的原水管、

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清水管、加药管、加氯管、排泥管、放空管、水厂自用水管、厂区排水管、雨水管、电缆线、通讯线路等），阀门及配件布置，厂区道路、围墙、绿化等。 水厂平面布置要求：

（1）构筑物间距宜紧凑，但应满足各构筑物和管线的施工要求。

（2）构筑物布置应注意朝向和风向，如加氯间和氯库应尽量设置在水厂主导风向的下风向，泵房及其它建筑物应尽量布置成南北向。

（3）生产构筑物间连接管道的布置，应水流顺直和防止迂回。 （4）生产构筑物与附属构筑物应分开布置。

（6）加药间、沉淀池和滤池相互间的布置，宜通行方便。 （7）水厂排水一般宜采用重力流排放，必要时可设排水泵站。 （8）新建水厂绿化占地面积不宜少于水厂总面积的20％。 （9）水厂内根据需要，设置滤料、管配件等露天堆放场所。

水厂总占地面积5740m2，因地制宜。总平面图中绿化面积约占25%，附属面积约占总面积的15%。

2.6.2 水厂高程布置

高程布置中，各构筑物之间水流为重力流，两构筑物之间水面高差即为流程中的水头损失，包括构筑物本身、连接管道、计量设备等水头损失在内。

管线的水头损失即流程标高计算（相对标高） 名称 连接管道 一泵房到絮凝池(DN250) 网格絮凝池至斜管沉淀池 构筑物 网格絮凝池 水头损失 沿程及局部/m 0.50 0.08 构筑物/m 0.22 水位标高/m 5.20 4.98 17

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斜管沉淀池至无阀滤池 无阀滤池至清水池 清水池至吸水井

沉淀池内 沉淀池出水系统 0.15+0.15 0.50 0.20 0.50 4.90 4.40 辅助虹吸管管口 无阀滤池 清水池 1.5 4.10 2.60 2.10 1.90 2.6.3新增人员编制

水厂劳动定员系根据《城市给水工程项目建设标准》编制，同时结合本工程自动化管理水平较高的特点，参照国内同行业定员的情况，浦庄镇水厂人员编制在原水厂人员的基础上，又新增了，岗位定员见表。

序号 机构设置 人员比例备注 （人） （%） 2 2 15 12 3 3 3 7 2 23 10 50 7 1 2 3 4 工程技术人员 工程师 直接生产人员 净水厂值班人员 分析化验 辅助生产人员 检修（兼绿化） 服务人员 仓库管理及储运 （含司机） 给排水及化验、机电自控 4人/班 18

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5 传达室 食堂 管线维护 合计 2 3 3 30 10 100

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3给水工程设计计算

3.1 给水处理厂设计用水量

3.1.1最高日设计用水量

设计任务书已给出最高日用水量为：Qd＝10000 m3/d ，水厂自用水系数按8％计，则最高日设计用水量为：Q=10800m3/d=450m3/h=0.125m3/s。

3.1.2最高日最高时设计用水量

设计任务书已给出供水时变化系数Kh=1.5,则最高时用水量为：

Q1.5Qd1.50.125m3/s0.188m3/s

3.2 投药系统

3.2.1 溶液池和溶解池设计计算

设计总水量Q=10800m3/d=450m3/h，原水水质及水温，参考有关净水厂的运行经验，采用聚合铝为混凝剂，混凝剂最大投加量拟定为10mg/L，每天调制药剂次数n=2次。投加浓度b=10%。 需要溶液池容积 W2Q417bn10450m30.54m3

417102 需要溶解池容积 W1=0.3W2=0.3×W2=0.3×0.54m3=0.16m3

因水厂规模较小，为方便水厂职工的运行管理，选用JY—Ⅰ型加药设备。其最大外型尺寸为145014502000。

3.2.2 药剂仓库的计算。

药剂仓库与加药间建在一起，储药量按最大投药量的7~15天用量计算，即 药剂储存量为 G=(10800×10×15×10-3)kg=1620kg=1.62t，按药剂堆高1.5m算，通道系数采用1+15%=1.15，则药剂堆放面积为

20

1.621.152

m=1.25m2。在仓库内设有磅1.5

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秤，药库与加药间合建，平面尺寸为6m×3.6m。

3.3 加氯系统

3.3.1 加氯量

最大加氯量a：原水加氯为a=1.0~2.0mg/L，加氯点在加药点前；滤后水加氯量为

a=0.5~1.0mg/L，加氯点在清水池前，氯与水接触时间不少于30min。则 原水加氯时 Q氯1=0.001aQ=0.001×2.0×450kg/h=0.9kg/h 氯后水加氯时 Q氯2=0.001×1.0×450kg/h=0.45kg/h 总加氯量 Q氯=Q氯1+Q氯2=（0.9+0.45）kg/h=1.35kg/h

选用瑞高（REGAL-220）加氯机三台，两用一备，每台加氯量为0~5kg/h。

3.3.2 储氯量G

储氯量按7~15天用量考虑 G=15×24×Q氯=15×24×1.35kg=486kg

选用容量500kg液氯钢瓶两只（一用一备），其外形尺寸为直径600mm，长度1800mm。液氯钢瓶就放置在加氯间。

3.3.3 加氯间

水厂所在地主导风向为东南风，加氯间与氯库分开建，设在水厂的西北部。加氯间和氯库总建筑平面尺寸为6.0m×7.2m。

氯库内设电子地磅一台，磅称面和地面齐平，使氯瓶上下搬运方便。磅秤输出20mADC信号到值班室，指示余氯量。并设置报警器达余氯下限时报警。加氯间外布置防毒面具、抢救材料和工具箱，照明和通风设备在室外设开关。

为搬运氯瓶方便，氯库内设CD11-6D单轨电动葫芦一个，轨道在氯瓶正上方，轨道通到氯库大门以外。

在加氯间、氯库低处各设排风扇一个，换气量为每小时8~12次，并安装漏气探测器，其位置在室内地面以上20cm，设置漏气报警仪，当检测的漏气量达到2~3mg/kg时即报警，切换有关阀门，切断氯源，同时排风扇动作。

在加氯间引入一根DN32的给水管，水压大于30mH2O，供加氯机投药用，同时接

21

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出一根DN25给水管，通向氯瓶上方，供喷淋用。

3.4 网格絮凝池设计

3.4.1 设计参数

计算流量Q=10800m3/d=450m3/h=0.125m3/s，每池流量为0.0625m3/s。设计絮凝时

间t=15min。

3.4.2絮凝池的容积

设计絮凝时间t=15min，得絮凝池的容积W=3.4.3絮凝池平面面积

设平均水深为4m，得单池面积 A=

Qt225153m=56.25m3 =

6060W56.252=m=14.06m2

4H03.4.4絮凝池单格竖井平面面积

设计絮凝时间t=15min，则单格竖井面积f=

Q0.06252m=0.625m2 =

0.1v井取每格竖井的长L=0.8m,宽B=0.8m，则实际面积f=0.64m2

3.4.5竖井个数

分格数nA14.0621.09，取n=20格 f0.643.4.6竖井内网格的布置

絮凝池分为4段，1~5格为第一段，放置密网格，净空尺寸为50mm×50mm，网格层距0.6m。6~9格为第二段，放置较疏网格，净空尺寸为80mm×80mm，网格层距0.8m。10~13格为第三段，放置2层100mm×100mm的疏网格，网格层距1.0m。14~18格为第四段，不放置网格。网格用长30mm宽15mm厚木板条拼装而成。 每格竖井的过孔流速与各段的过网流速相对应。 （1）第一段网格孔眼数n1=

f0.64100个 2626(5030)10(5030)1022

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过网孔流速 v1网=

Qm/s=0.25m/s 6505010100 取1~5格竖井连接孔流速为0.25m/s，则

0.06252m0.25m2 0.250.25洞孔宽取0.8m,则高为m=0.31m，取0.3m，孔洞实际流速为0.26m/s

0.8420.3每个竖井的最大网格层数为=5.6，设置5层，五格共计25层。参见图3-1

0.6孔口面积A1=

絮凝池流程

DN350图 3-1 絮凝池流程

（2）第二段网格孔眼数 n2= 过网孔流速v2网=

f0.64=53个 2266803010803010Qm/s=0.184m/s 610010010 取6~9格竖井连接孔流速为0.18m/s，则

0.06252

m=0.347m2 0.180.347 孔洞宽取0.8m，则高为m=0.434m，取0.5m。孔洞实际流速为0.16m/s

0.8420.5每个竖井的网格层数为=3.75，设置3层，共计12层

0.8 孔口面积A2=

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（3）第三段网格孔眼数 n3 过网孔流速v3网=

f0.64 37.8个 取38个。

(10030)2106(10030)2106Qm/s0.16m/s

10010010638取10~13格竖井连接孔流速为0.16m/s，则 孔口面积A3=

0.06252

m=0.391m2 0.160.8 孔洞宽取0.8m，则高为0.391m=0..489m，取0.5m。孔洞实际流速为0.15m/s 每个竖井的网格层数为

420.53，设置2层，共计8层 1 （4）取14~20格（至配水渠）竖井连接孔流速为0.10m/s，则孔口面积 A4=

0.0625/22m=0.313m2

0.100.313m=0.391m，取0.4m，孔洞实际流速为0.098m/s。 0.8 孔洞宽0.8m，则高为

3.4.7 絮凝池总高

絮凝池的有效水深为4米，取超高0.3m，池底用V形排泥槽及快开排泥阀排泥，槽深度取0.3m，则池的总高H=0.3+4+0.3=4.6m

5.8 絮凝池的长和宽。絮凝池的布置如图3-2平面图所示，图中水流流过竖井的顺序如数字所标。竖井隔墙的开孔位置见表3-1，上孔上缘在池顶面高以下0.6m，下孔下缘与排泥槽齐平。Ⅴ、Ⅲ、Ⅱ表示每个竖井的网格层数。

絮凝池的总长为4800mm，宽为3800mm（内墙厚为200mm，不含外墙厚）。

3008008008008003002001122001110132080021415198002003168004981718300800567

3-2絮凝池平面布置图

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3.4.8 竖井隔墙孔洞尺寸。孔洞尺寸如表1-2所示

表3-1 各竖井隔墙的孔洞尺寸

竖井编号 孔洞宽×高/m 孔洞位置 竖井编号 孔洞宽×高/m 孔洞位置 1 0.8×0.3 2 0.8.×03 3 4 0.8.×03 5 0.8.×03 6 08×0.5 7 08×0.5 8 9 10 08×0.5 08×0.5 08×0.5 下 10 08×0.5 上 11 08×0.5 下 12 13 上 14 0.8×0.4 下 15 上 16 下 17 上 18 0.8×0.4 下 过渡 上 08×0.5 0.8×0.4 0.8×0.4 0.8×0.4 上 下 上 下 上 下 上 下

3.4.9 水头损失

2v12v22 水头损失公式：hh1h21 2g2g 式子 ξ1—网格阻力系数，取ξ1=1.2； ξ2—孔洞阻力系数，取ξ2=3.0。

0.2520.262第一段 h1(251.243.0)m29.8129.81

=(0.096+0.041)m=0.137m

0.1820.162第二段 h2(121.233.0)m29.8129.81

=(0.024+0.012)m=0.036m

0.1620.152第三段 h3(81.233.0)m29.8129.81

=(0.012+0.023)m=0.035m

0.0982第四段 h4(53.0)m0.007m29.81

总水头损失 h=h1h2h3h4(0.1370.0360.0350.007)m

=0.215m

3.4.10 各段的停留时间

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第一段 t1v10.80.845s204.8s3.41minQ0.0625 v20.80.844s163.8s2.73minQ0.0625

第二段 t2

第三段 t3t2 第四段 t4v40.80.845s286.72s4.78min Q0.0625 总停留时间 Tt1t2t3t4819.12s13.65min

3.4.11 速度梯度 Ggh T 当T=200C时，u=1×10-3Pa.s G110009.810.13711S81.0S 3110204.810009.810.0361S46.4S1 3110163.810009.810.03611S40.9S

1103204.810009.810.0071S4.89S1 3110286.7210009.810.2151S50.7S1 3110819.12 G2 G3 G4 G GT50.7819.1241529

3.4.12 排泥系统

采用4根穿孔排泥管，单侧排泥至集泥渠。

穿孔管池内部分长4.8m。孔眼采取等距布置，排泥均匀取0.5m，查《给水排水设计手册》（参考文献【33】）得Kw=0.72，孔眼直径d=30mm，孔眼面积f=0.00071m2，取

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孔距S=0.3m，孔眼数目mL4.811=15。 S0.3 孔眼面积 ∑w0=15×0.00071m2=0.0106

穿孔管断面积 w=∑w0/Kw=0.0106/0.72m2=0.0147m2

穿孔管直径 D=4ω40.0147m0.136mπ3.14

取直径为200mm以防堵塞，孔眼向下成450两侧交叉排列。

絮凝池与沉淀池过渡段的布置见图中3-3剖面，过渡段的泥流入沉淀池被排出。

4.63.91DN250进水管4.30124.3032013205504.002.1020030060°0.008008008008000.006002001300130013006005001300

3-3絮凝沉淀池平剖面图

3.5 斜管沉淀池设计

3.5.1 设计数据

每组斜管沉淀池设计流量为 Q=225m/h=0.0625m/s。斜管沉淀区页面负荷《室外给

水设计规范》（GB 50013—2006）q=5~9m3/(m2.h)(1.4~2.5mm/s)，取q=2.5mm/s 采用蜂窝六边形塑料斜管，板厚0.4mm，内切圆直径d=35mm，斜长为1000mm，斜管水平倾角θ=600。

3.5.2 设计计算 （1）沉淀池面积。

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沉淀区净面积 A'=

Q0.06252m25m2 q0.0025考虑沉淀池与絮凝池宽度配合，池宽采用B=4.8m，并由此边进水，则有效尺长 L'=A'/B=25/4.8 m=5.21m，增加0.5m的无效长度面积，考虑斜管结构系数为1.03，则沉淀池总面积A=（5.21×4.8×1.03+4.8×0.5)m2=27.15m2

沉淀池总长 L=A/B=27.15/4.8m=5.65m，取5.7m

（2）沉淀池高度。

采用池超高0.3m，清水区高度1m，斜管区高度h=1000×sin60om=0.87m，取0.9m，配水区高度（按泥槽顶计）1.6m，穿孔排泥槽高0.5m，则池子总高度 H=（0.3+0.5+0.9+1.6+1）m=4.3m

（3）沉淀池配水。

沉淀池配水区隔墙采用混凝土时，进水一般采用缝隙配水以便施工，缝隙流速0.02~0.05m/s。本实例在配水区采用同向流斜管配水，因而隔墙无需再开设缝隙，而是整体进水。

（4）沉淀池出水。

采用孔口自由出流集水槽3个，集水槽中心距为1.9米。 每个槽的流量 qQ0.06253m/s0.02167m3/s 33 考虑池子的超载系数为20%，故

槽中流量 q0=1.2q=1.2×0.02167m3/s=0.026m3/s

a、槽中水深H2

槽宽 b=0.9q00.4=0.9×0.0260.4m=0.209m，取0.20m。 起点槽中水深 H1=0.75b=0.75×0.20m=0.15m 终点槽中水深 H2=1.25b=1.25×0.20m=0.25m 为便于施工制作，槽中水深统一按H2=0.25m计。

b、槽的高度H3。

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集水采用淹没式孔口自由跌落。淹没深度取0.05m，跌落高度取0.05m，槽的超高取0.10m，则

集水槽的总高度 H3=（H2+0.05+0.05+0.10)m=0.45m

c、孔眼计算。由公式q02gh可求所需孔眼总面积

式中 q0——集水槽流量(m3/s) ；

μ——流量系数，取0.62； ω——孔眼总面积(m2)；

h——孔口淹没水深(m)，此处为0.05m；

所以0.026m20.042m2

0.6229.810.05采用d=30mm，则 碟单孔面积 0 孔眼个数n4d20.0007m2

0.04260个 00.0007 集水槽每边孔眼个数 n'=n/2=30

孔眼中心间距 s0

d、集水槽计算。

4.8-0.5-0.1m0.14m，取0.14m,实际每边孔眼30个。

30 集水总渠流速v=0.6m/s，设集水渠宽B=0.5米，则

取集水总渠水位基本与集水槽内底相平(差0.02m)，既便于水流的流入又可减少水位的降落，则

则集水总渠高度为 [0.25+(0.45-0.02)]m=0.68m

集水槽剖面图如图3-4

集水渠水深 h=Q1.20.0625m0.25m(20%超载系数)vB0.60.5

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集水槽500进水分配800箱100250250集水总渠1500

集水槽剖面图 3-4

（5） 排泥系统计算。

采用穿孔排泥管，沿池长5.1m方向共设4个V形排泥槽，槽高0.6m，槽边倾角约为45o，排泥中心间距1.3m，排泥管上安装快开阀门，单侧排泥至集泥渠。排泥管有效长度L=4.8m，输泥管长L'=1m，穿孔排泥作用水头 H0=4.0m。

a、穿孔管直径 D=1.6dL1.680.034.8m0.11m(d30mm为孔眼直径)

取排泥管直径为200mm，孔眼向下成45°角两侧交叉排列。孔眼采取等距布置，排泥均匀度取0.5m，查《给水排水设计手册》第3册(参考文献[33])得Kw=0.72,取单侧孔距s=0.18m，孔眼数目m

b、集泥渠和排泥管计算

总集泥渠长10.7m，宽0.7m，高1.2m。

3.140.222m0.0314m2 穿孔排泥管直径200mm，其断面d44L4.81125.7，设计采用26个。 s0.182 作用水头为4m，取沿程阻力系数λ=0.03，管长为5.8m。

局部阻力系数：进口ζ=0.5；出口ζ=1.0；闸阀ζ=0.15；弯头ζ=0.72，∑ζ=2.37。

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则流量系数 =

排泥流量为 110.4l0.035.81+12.37d0.2

q泥d243.140.222gh0.4829.814.0m3/s0.13m3/s4

总排泥量为 q总=4q泥=4×0.13m3/s=0.52m3/s(考虑絮凝池与沉淀池不同时排泥)

排泥管采用钢筋混凝土圆管，取管径为DN600，查水力计算表得，v=2.18m/s，水力坡降i=9.0‰，充满度h/D=0.85。

（6）设计校核 a、雷诺数

d35mm=8.75mm=0.875cm 44Q0.0625斜管内流速 v'm/s0.0029m/s0.29cm/s ooAsin604.85.1sin60水力半径 R=

当水温t=20°C时，水的运动粘度v=0.01cm2/s

雷诺数为 Re=

vR0.290.87524.60.01

v20.2929.8105 b、弗劳德数 FrRg0.875981 c、斜管中的沉淀时间 t2l1000s5.7min v2.9d、斜管沉淀池的总停留时间 Tt1t2t3(

絮凝沉淀池整体平面布置如图3-5所示

4.8605.614.8605.11.65.7)min23.3min

0.0625600.06256031

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12700300700800200800200800200800200800950190057001900950700走2001道2020012138002002311101419走道集水槽走道500692080020015168002004981718集水总渠8003005677603000DN250虹吸管

图3-5絮凝沉淀池上层平面图

3.6 半敞开式无阀滤池

为方便滤池滤料的进出，避免滤池进水管带入空气破坏滤池虹吸管的正常工作，现将普通快滤池设计成半敞开式，具体结构如图3-6所示

破环管抽气管出水管虹吸上升管进水管洗砂排水槽虹吸下降管人孔

图3-6无阀滤池结构图

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3.6.1 设计参数

滤池设计流量为 Q=225m3/h=0.0625m3/s

考虑减少单格滤池面积，同时减少整个滤池高度便于整个系统搞成配合，将滤池分为2格，每格处理水量为Q'=225m3/h=0.0625m3/s 设计滤速 v=9m/h(采用0.9~1.1mm均粒滤料)； 平均冲洗强度 q=15L/s.m2 冲洗历时 t=5min； 期终允许水头损失 h=1.5m；

3.6.2 设计计算

（1）滤池面积计算

每格滤池面积F1=Q'/v=112.5/9m2=12.5m2

滤四角等腰直角三角形边长取0.4m，面积F2=0.42×1/2m2=0.08m2 则所需滤池总面积 F=F1+4F2=(12.5+4×0.08)m2=12.82m2

正方形滤池边长 L=F12.82m3.58m,取3.6m112.5实际滤速 v=m/h8.9m3.63.6-0.32

（2）滤池高度计算

冲洗水箱高度(两格合用一格且一格冲洗另一格仍保持原滤速过滤)

qFtv(n1)Ft(0.0615518.95/60)3.62 h2.6m 2n(F2.41.5)2(3.62.41.5) 若不考虑1格冲洗时其他格的过滤水，则

qFt0.061553.623.12m hn(F2.41.5)2(3.622.41.5)

由此可见，水箱高度过高，因此对冲洗水箱进行改进，滤池整体平面尺寸不变，水

箱的平面尺寸则变为5m3.6m。

此时，冲洗水箱高度(两格合用一格且一格冲洗另一格仍保持原滤速过滤)

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qFtv(n1)Ft(0.0615518.95/60)3.621.69m hn(F2.41.5)2(53.62.41.5)若不考虑1格冲洗时其他格的过滤水，则

qFt0.061553.622.03m hnF2.41.5253.62.41.5 综合考虑安装高度和冲洗要求，取冲洗水箱高度为1.8m

则滤池尺寸底部集水区高度0.40m;滤板厚度0.10m；承托层厚度0.20m；滤料层厚度0.80m；浑水区高度0.70m；顶盖高度0.40m；冲洗水箱高度1.8m；超高0.20m；水箱顶盖厚0.15m；滤池总高度4.75m。

（3）进水分配箱

为便于布置，讲滤池进水分配箱设置在沉淀池出水处。 分配箱内下降流速取0.05m/s，则每个分配箱面积： F分=

0.0625/22m=0.625m2 0.05采用正方形，边长0.8m×0.8m，采用虹吸管系统进水，冲洗时控制自动停止进水。 每根进水管流量 Q=(0.0625/2)m3/s=0.03125m3/s，流速取v进=0.8m/s

进水管直径 d=4Qv进40.03125m=0.22m0.8

选用管径DN250钢管，查表得，水力坡降i进=4.8‰，v进=0.8m/s，设计进水管长L=8m，其中90°弯头3 个，出水口1个，局部水头损失系数为：ξ进口=0.5，ξ90°弯头=0.6，ξ出口=1.0

沿程水头损失 hf=i进L=8m×4.8‰=0.038m

v进0.802(0.530.61.0)m0.108 局部水头损失 hj2g29.81 所以，进水总管总水头损失 h进hfhj(0.0380.108)m0.146m （4） 几个控制标高

考虑水厂总体高程标高布置，特别是无阀滤池反冲洗水能重力排出，设滤池内标高为-1.8m(厂区室外地坪标高设为0.00m)

滤池出水口标高=滤池总高+池内底标高-池超高=(4.6-1.8-0.2)m=2.6m

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本滤池不存在进水管带气破坏虹吸管正常工作问题，故进水分配箱底标高由配水部分的进水虹吸管水封设置要求确定（见图）

辅助虹吸管管口标高=滤池出水口标高+期终允许水头损失=（2.6+1.50）m=4.1m

进水分配箱堰顶标高=辅助虹吸管管口标高+进水管水头损失+（10cm~15cm）安全高度=4.1m+0.15m+0.15m=4.40m （5） 虹吸管管径设定

设排水井堰口标高为-0.80m，冲洗水箱平均水位标高H=1.85m，则平均冲洗水头Ha=2.65m

反冲洗流量 Q1=qF1=12×12.5×10-3m3/s=0.150m3/s 反冲洗时，原水停止进水。所以，虹吸管流量即为 Q虹=Q1=0.150m3/s=150L/s

假定虹吸上升管直径为DN350，查表得，v上升=2.24m/s，i上升=20.5‰，虹吸上升管长L上升=6.0m

假定虹吸下降管直径为DN300，查表得，v下降=3.12m/s，i下降=45.9‰,虹吸下降管长L下降=6.5m

4个三角连通渠边长为0.40m×0.40m×0.566m 反冲洗流速 v连Q虹0.150m/s0.469m/s 4F240.082v连 由vCRi得 i连2

CR式中 R——水力半径，Rx10.08m0.058m

20.40.5661R60.0586 C——流速系数，C41.54(混凝土面的粗糙系数n=0.015)

n0.0150.4692所以 i连0.0022241.540.058

每个连通渠长度L连=2.0m

无阀滤池的平面图如图3-7所示

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36002503600DN250出水管洗砂排水槽1500洗砂排水槽人孔虹吸破坏管2300DN虹吸下降管DN80放空管排水水封槽DN450排水管90025036004100

图3-7无阀滤池的平面图

（6） 冲洗时各部分的水头损失（从水箱至排水进） a、沿程水头损失hf

Hf=i连×L连+i上升×L上升+i下降×L下降

=(2.20‰×2.0+20.5‰×6.0+45.9‰×6.5)=0.43m

b、局部水头损失hj

2v连0.4692(0.51.0)m0.0168m 连通渠进出口 hj1(进出)2g29.81 洗沙排水槽处取 hj2=0.10m

虹吸管进口 hj3进

v22.2420.5m0.128m2g29.81

2v上升2.242弯头hj4(60弯120弯)(0.52.0)m0.639m2g29.81

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250DN250进水管扬州大学本科生毕业设计

2v下降3.122渐缩管hj5缩0.25m0.124m2g29.81 2v下降3.122出口hj6出口1.0m0.496m2g29.81

所以 hj=∑hj1-6=(0.017+0.10+0.128+0.639+0.124+0.496)m=1.43m

c、 配水系统及滤层水头损失hs 滤板水头损失 hs1=0.30m

滤料及承托层水头损失hs20.022qz

s1m0L0

2.65110.450.80.022150.2m1 (0.0660.726)m0.792m 取0.79m。

所以配水系统及滤层水头损失 hs=hs1+hs2=(0.30+0.79)m=1.09m 总之，反冲洗时系统的总水头损失为

h=hf+hj+hs=(0.43+1.43+1.09)m=2.95m d、 虹吸平均水位差Ha

Ha=H箱均+H排堰=1.85m-(-0.8)m=2.65m e、 结果校核

根据以上计算，当虹吸上升管和下降管的管径分别选用DN350和DN300时，h=2.95m>Ha=2.65m，说明可资利用的平均冲洗水头小于冲洗过程中系统的水头损失，冲洗强度不能保证。故需要重新调整虹吸管径，分别选用DN400和DN350，经重新计算得

反冲洗时系统的总水头损失为

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h=hf+hj+hs=(0.195+0.914+1.09)m=2.20m

h=2.20f 、 滤池出水管径

二格共用一根出水管，采用DN250钢管，查水力计算表得，v=1.26m/s，水力坡降i=9.96%。

g 、 排水管管径

排水管采用钢筋混凝土圆管，流量Q=150L/s，取管径为DN450，查水力计算表得，v=1.05m/s，水力坡降3.1‰，充满度h/D=0.85。

h、 其他管径

虹吸辅助管管径采用40mm×50mm，抽气管管径40mm，虹吸破坏管管径采用20mm，强制冲洗管管径采用32mm。

3.7 清水池 3.7.1 清水池容积

清水池中除存储调节用水以外，还存放消防用水和水厂生产自用水量，因此 清水池有效容积W(m3)等于

W=W1+W2+W3+W4

式中 W1——调节容积(m3)，取供水量的10%；

W2——消防储水量(m3)，按2h火灾延续时间计算；

W3——水厂冲洗滤池和沉淀池排泥等生产自用水量(m3)，为最高用水量 的8% W4——安全储量(m3)。 每座清水池有效容积计算如下

W1=10%Q=10%×10000m3=1000m3 W2=25×10-3×2×23600m3=360m3

（城镇人口<5.0万，查有关资料附表(城镇、居民区室外消防用水量)得：同一时间内

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火灾次数为2次，一次灭火用水量25L/s）

W3=8%Q=8%×10000m3=800m3 W1+W2+W3=(1000+360+800)m3=2160m

采用两座清水池，每座清水池平面尺寸取长×宽=20m×16m，有效水深为4.0m，超高为0.3m，则每座清水池有效容积W=1280m3(含安全储量W4)。

3.7.2 清水池配管

清水池应配置必要的管道，管材采用钢管。进水管，管径按水厂最高日平均时制水量、设计流速0.9m/s计算，设置高度为池底以上1/3有效深度处；出水管，管径按最高日最高时用水量、设计流速1.0m/s计算；溢水管,管径同进水管，管端为喇叭口，管上不得安装阀门；放空管用管径300mm。

最高日平均时流量为：

Q=5400/24m3/h=225m3/h=0.0635m3/s 最高日最高时流量为： Q=

khQd1.550003m/h312.5m3/h0.087m3/s 2424则每座清水池进水管管径为： d4qv40.0625/2m0.21m，取DN200

3.140.9出水管管径为： d

4qv40.087/2m0.236m，取DN250

3.141.0溢水管管径为DN300。溢水管溢出的水一般都接入水厂雨水管道系统，为防止雨水

管道系统中爬虫等小动物从溢水管口进入水池栖息繁殖，污染水质，将溢流管与下水道断开，并在溢水管出口处包扎尼龙网罩等防护设备。

3.7.3 通气孔及人孔（检修孔）

为使清水池内水保持新鲜和适应水位高低变化的需要，清水池顶上应设置通气管，通气管在数量上要拥有吞吐足量空气的能力，促使空气流通。本工程设置4个通气孔，孔径为200mm。通气孔中的通气管管口高出池顶覆土700mm及1200mm，气孔上有防

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护网以防蛇虫、蚊蝇闯入，其构造还应避免雨水的进入。

设置2个人孔（检修孔），孔径d为1200mm，为人和池内管道、设备等进出水池的通道。人孔位置一般都靠近溢流管和出水管处，以便于管道安装和水池的维修，人孔上缘要高出水池顶覆土面一定距离（取300mm），以防止脏水漏入，人孔安装有可以锁轩的盖板。

扶梯与人孔配套设置，直立靠壁安装，采用铁踏步，采用较好的防腐蚀涂料，还可采用不锈钢梯。

3.7.4 集水坑

集水坑是清水池的出口集水部分，一般比池底深1.0~1.5m，取1.0m。清水池的出水管及放空管由此接出，深度上要使出水管管顶与池底相平，足以充分利用调节容量。平面尺寸2000mm×1000mm。

3.7.5 导流墙

导流是使水流在流动中避免进出水短路、消除死角、加强氯和水体混合、提高消毒效率及进、出水量交替保证水质的必要措施，常利用柱混合、提高消毒效率及进、出水量交替保证水质的必要措施，常利用柱间设置的导流墙来完成。导流墙顶砌筑到清水池的最高水位，使顶部空间保持畅通，有助于空气流通。本工程池内设有三道导流墙，导流墙底部每隔一定距离（本设计为2m）开一个流水孔，尺寸为100mm×200mm，便于排泄洗池废水。为防止氯的腐蚀导流墙采用防腐材料。

3.7.6 水位标示

选用智能超声波液位计，型号：CLS-501，量程：0~8m，精度：0.5。水位仪将水位直接传示到二级泵房值班室及水厂中控室，并有水位报警装置，以利生产调度。 因为最大冰冻深度只有120mm，且清水池一部分在地面上，可以不考虑覆土，但为增加绿化面积，则应有30cm~50cm厚覆土。

3.8、取水工程设计

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取水构筑物位置的选择，应符合城镇总体规划的要求，在保证水质的前提下，尽可

能接近用水地点，以节省投资和经常费用。以此为据，根据现场查看，决定取水口位于太湖边上，取水规模按10000m3/d进行设计。

3.8.1 水泵吸水管、压水管径的确定

由给水排水设计手册吸水管、出水管管径与流速的关系，即直径在250～1000mm时，吸水管流速为1.2～1.6 m/s，压水管流速为2.0～2.5 m/s，查水力计算表得：

若d=250mm，v=2.59m/s，i=43.7‰； 若d=300mm，v=1.78m/s，i=16.3‰

考虑经济运行及水泵扬程的合理利用，吸水管管径为d=300mm，出水管管径为d=250mm。

3.8.2 吸水管进口喇叭管的确定

吸水管进口设喇叭口，以保证流态的稳定，避免发生气蚀现象。在喇叭口下设置格栅笼以拦截大的杂质。吸水管喇叭口直径D(1.25 ~ 1.50)d300~400mm，取350mm，喇叭口流速为0.62m/s。

喇叭口间净距一般采用a(1.50~2.00)D525~700mm,考虑水泵机组的安装距离，两管道中心间距取2500mm。吸水口的最小淹没深度一般淹没深度一般不小于

0.50~1.00mm，即设计喇叭口处标高为-2.50m。

3.8.3 一级泵房的选择

一级泵房设置在厂区内，至网格絮凝池距离L40m，采用管径250mm输水钢管，絮凝池水面的相对标高为4.3m，厂区地面高程为0.00m。

管道局部损失取沿程损失的20%，则管道总损失为： h=1.2iL=1.24010.2‰m=0.50m。

设泵房内管路损失2.0m，絮凝池最高水位4.3m，河流最低水位-1.8m(设地面标高为0.0m)，则水泵所需扬程为 ：

H=(4.3+2.0+0.50+1.8)m=8.60m

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设备按10000m3/d规模配置，即两台250S14A离心泵，一用一备，单泵流量Q=320~450m3/h，扬程H=13.7~8.6m，配用电动机Y200L-4，功率N=30kw。水泵主要参数如表1-3所示。

表1-3 水泵主要参数

流量/(m3/h) 扬程/m 吸上高度/Hs/m 转速/(r/min) 进口直径/mm 出口锥管直径/mm 320~504 13.7~8.6 6.2 1450 250 250 3.8.4 泵房布置

泵房有水泵间、配电值班室组成。主泵房分为两层，设一道楼梯。 （1）机组的布置

水泵机组直线排列，相邻机组的间距之间应有一定宽度的过道，以便工作人员通行，按规范在电动机容量不大于55kw时，净距应不小于0.80m，取0.90m。根据水泵机组计算确定各部分尺寸，泵房平面尺寸定为7.4m6m。

查水泵与电动机样本，250S14（带底座）的基础尺寸： 基础长度 L=L1+(0.20~0.40)=(1.34+0.26)m=1.60m 基础宽度 B=B1+(0.20~0.40)=(0.6+0.30)m=0.90m

基础深度 H=20+(0.15~0.20)=(200.024+0.20)m=0.68m，取0.70m(为基础地脚螺轩的直径)，基础高出室内地坪0.1m。

（2）吸水管、出水管的布置

一级泵站为减少尺寸，一般用蝶阀。安装蝶阀时要注意安装法兰短管，吸水管上阀门一般手动，水泵吸入段采用偏心渐缩管。出水管采用电动阀门。

本设计水泵吸水管上安装DN300钢法兰，DN300手动阀门，DN300250偏心渐缩管；出水管上安装DN250电动阀门，并以DN250管道输送絮凝池。

在进出水管上分别安装-0.25~0.25MPa真空压力表和0~1.0MPa压力表各一只，以检测泵的工作状况。

（3）水泵安装高度计算

一级泵房卧式离心泵安装高度，决定了水泵启动方式和泵房高度。由水泵主要参数

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知，250S14A离心泵的吸上高度Hs为6.2m。

吸水口至一级泵房距离L60m，采用管径300mm输水钢管，管道局部损失取沿程损失的20%，则管道总损失为：h=1.2iL=1.2603.92‰m=0.282m。

吸水井最低水位标高为Z22.0m，二泵吸水管水头损失为0.282m，二泵允许吸上真空高度为Hs6.2m，水泵轴心标高为：Z2Hshs2.06.20.2823.918m，考虑到施工的方便，造价问题，泵房直接建在地面上。

为了安装检修需要，在一级泵房中设SG—1型手动单轨小车一台，起重量为1t。

（4）泵房高度

本泵房为半地下式，泵房所在的室外地坪标高为0.00m，操作平台高出室外地面2.70m，泵房室内地面标高为0.2m，故泵房下部分高度为2.5m。

操作平台以上的建筑高度，根据起重设备及起吊高度、采光等要求，行车梁底板到操作平台楼板的距离为4.0m，从平台楼板到房顶底板净高为5.0m。泵房总高度为7.5m。

泵房具体布置如图

3.8.5 泵房排水设备

由于泵房直接建在地面上，考虑用管沟排水。沿泵房内壁设管沟，将水汇集到集水坑内，再送到厂区排水管中去。

泵房内洗涤盆排水直接排至室外雨水管。

3.9 二级泵房

原水经过絮凝沉淀池、滤池处理后进入清水池，通过吸水井由二级泵房加压后送往城镇配水管网。二级泵房的扩建，水泵按10000m3/d规模配置。

3.9.1 泵的选择

供水时变化系数Kh=1.5，则最高时供水量为15000m3/d，根据任务书，出厂水压为0.32~0.35MPa。选择供水水泵为200S42型三台，两用一备，配Y225M—2电动机，功率55kw。为调节用水不均匀性，其中一台水泵设置变频调速装置，保持供水量与管网

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用水量相一致，以利于降低电耗，节约生产成本。查《给水排水设计手册 材料设备》续册2（参考文献[37]）得表1-4性能参数。

表1-4 水泵主要参数

流量/(m3/h) 扬程/m 吸上高度/Hs/m 转速/(r/min) 进口直径/mm 出口锥管直径/mm 216~342

48~35 3.6 2950 200 150 3.9.2 泵房布置与泵房高度

泵房由水泵间、配电间、值班室等组成。 （1）机组的布置

水泵机组直线单行排列，相邻机组的净距取0.9m。根据水泵机组计算，泵房平面尺寸定为18.4m6.0m。

200S42(带底座时)基础尺寸：

基础长度 L=L1+(0.20~0.40)=(1.234+0.366) m=1.60m 基础宽度 B=B1+(0.20~0.40)=(0.55+0.35)=0.90m

基础深度 H=20φ+(0.15~0.20)=(20×0.024+0.20)m=0.68m，取0.7m，高出室内地坪0.1m。

（2）水泵轴心标高的确定

吸水井至二级泵房距离L5m，采用管径250mm输水钢管，管道局部损失取沿程损失的20%，则管道总损失为：h=1.2iL=1.2510.2‰m=0.062m。 吸水井最低水位标高为Z22.9m，二泵吸水管水头损失为0.062m

，

二泵允许吸上真空高度为Hs2.6m，水泵轴心标高为：

Z2Hshs2.92.60.0620.362m，考虑到吸水安全留有余地，采用水泵轴心标

高为-0.86m。

（3）吸水管、出水管布置

每台水泵吸水管上安装DN250mm手动蝶阀并安装法兰，水泵吸入端采用250mm200mm偏心渐缩管。出水安装150mm200mm同心渐扩管，并装有缓闭止回

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阀、电动蝶阀和手动蝶阀各一只。出水总管为DN300m

0~1.0MPa压力表各一只，在进水管上分别安装0.25~0.25MPa真空压力表和以检

测泵的工作情况。

（4）泵房高度

本泵房为半地下式，泵房所在的室外地坪标高为0.00m，操作平台高出室外地面0.20m,即操作平台标高为0.20m，泵房底板标高为：0.860.440.101.40m ，

式中：0.44水泵底座至轴心的标高，

0.10水泵混凝土基础高出泵房地面的高度。

泵房室内地面标高为-1.4m，故泵房地下部分高度为1.6m。操作平台以上的建筑高度，根据起重设备及起吊高度、采光等要求，行车梁底板到操作平台楼板的距离为4.0m，从平台楼板到房顶底板净高为5.0m。泵房总高度为6.6m。

3.9.3 泵房附属设备

（1）真空引水系统

二级泵房为半地下式，泵房地面标高为 -1.4m，水泵轴心标高约为-0.86m，压力式吸水井高水位时(自由水位标高1.9m，井内顶标高0.3m)自灌引水。选用两台SZ-1型真空泵，一用一备。 （2）排水设备

由于泵房较浅，故沿泵房内壁设排水沟，将水汇集到0.5mm×0.5mm×0.5mm集水坑内，用DN500管道排到厂区排水管中去。泵房内洗涤盆废水直接排至室外雨水口。 （3） 起重设备

为了安装检修需要，在二级泵房中设SG-1型手动单轨小车一台，起重量为1t。因起重量、起重高度小，故泵房地面上高度设计与一级泵房相同。

3.9.4 吸水井

为便于二级泵房水泵的吸水管安装，建压力式吸水井一座（因清水池较高），分两格，中间预留DN400连通管。吸水井相当于一根吸水母管，各吸水管与其连接，使水

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流动压转换成静压，保证各吸水管均匀吸水。压力式吸水井改善了水泵启动条件，减少泵房地下深度。其平面尺寸为6.0m2.5m,井深3.2m，为钢筋混凝土结构。

吸水管管径为DN250mm，出水管管径为DN200m。吸水管进口喇叭管为D1=300mm，喇叭口与井底间距一般采用h1=(0.6~0.8)D1=180~240mm,为安装检修需要，h1还不得小于0.5m，故取h1=0.5m。

为便于水泵吸水，喇叭口间净距a分别取2100mm和1400mm。喇叭管中心线与后墙距离一般采用c=(0.8~1.0)D1200~250mm，同时要满足喇叭口安装的要求，取c=600mm。喇叭管中心线与侧墙距离b=1.50D1=375mm，取1000mm。

吸水井去其他设置，在吸水井两端各开一个1000的人孔。由于压力式吸水井不开口，卫生条件较好，可以保持清水池出水的清洁性，但需要通气设施，故本设计在人孔盖板上采用DN200镀锌管做透气管。吸水房井与二泵房布置如图3-6所示

5.250000.30-0.846000.200.00-0.935-1.405002200-3.56000-2.0

3-8吸水井与二泵房布置图

3.10系统高程设计

水厂处理构筑物高程布置应充分利用原有地形坡度，各构筑物间应采用重力流。构

筑物间的水面高差即流程中的水头损失，包括构筑物、连接管、计量设备的水头损失。

水头损失一般应通过计算确定，也可参照规范进行计算，并考虑水头跌落损失。净水构筑物水头损失见表 (地面绝对标高为0.00m)

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管线的水头损失即流程标高计算（相对标高） 名称 连接管道 一泵房到絮凝池(DN250) 网格絮凝池至斜管沉淀池 斜管沉淀池至无阀滤池 无阀滤池至清水池 清水池至吸水井 构筑物 网格絮凝池 沉淀池内 沉淀池出水系统 水头损失 沿程及局部/m 0.50 0.08 0.15+0.15 0.50 0.20 构筑物/m 0.22 0.50 水位标高/m 5.20 4.98 4.90 4.40 辅助虹吸管管口 无阀滤池 清水池 1.5 4.10 2.60 2.10 1.90

3.11 平面布置

水厂平面布置的内容包括：各构筑物的平面定位，各种管道（处理工艺用的原水管、加药管、沉淀水管、清水管、反冲洗水管、加氯管、排泥管、放空管；水厂自用水管、厂区排水管、雨水管、电缆线、通信线路等），阀门及配件布置，厂区道路、围墙、绿化等。

水厂平面布置要求：

1)高程布置应充分利用原有地形坡度。

2)构筑物间距宜紧凑，但应满足各构筑物和管线的施工要求。

3)构筑物布置应注意朝向和风向，如加氯间和氯库应尽量设置在水厂主导风向的下风向，泵房及其他建筑物应尽量布置成南北方向。

4)生产构筑物间连接管道的布置，应水流顺直和防止迂回。

5)生产构筑物与水厂生产附属构筑物（修理间、车库、仓库等）宜分别集中布置 6)生产构筑物与水厂生活福利设施（食堂等）应分开布置。

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7)并联运行的净水构筑物应配水均匀。

8)加药间、沉淀池和滤池相互间的布置，宜通行方便。 9)水厂排水一般宜采用重力流排放，必要时间可设排水泵站。

10)水厂应考虑绿化，新建水厂绿化占地面积不宜少于水厂总面积的20%。清水池池顶宜采铺设草皮。

11)水厂内根据需要，设置滤料、配管件等露天堆放场所。

12)水厂内设置通向各构筑物和附属构筑物的道路，一般按下列要求设计：主要车行道的宽度，单车道为3.5m，双车道为6m，并应有回车道；人行道的宽度为1.5~2.0m；大型水厂一般可设双车道，中、小型水厂一般可设单车道；车行道转弯半径不宜小于6m。、

13)城镇水厂或设在工厂区外的工业企业各备水厂周围，应设置围墙，其高度一般不小于2.5m。

水厂的工艺流程采用直线布置，管线力求简短，厂区内配以草地、树木等绿化，力争创建一个清新怡人的现代化水厂。

水厂总占地面积5740m2，因地制宜。总平面图中绿化面积约占25%，附属面积约占总面积的15%，总平面布置图如图所示。

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致 谢

经过三个多月的忙碌和工作，本次毕业设计已经接近尾声，作为一个本科生的毕业设计，由于经验的匮乏，难免有许多考虑不周全的地方，如果没有导师的督促指导，以及一起工作的同学们的支持，想要完成这个设计是难以想象的。

通过这次课程设计，我掌握了很多关于给水处理方面的知识，也巩固了所学的其它理论知识，把书本上的理论知识和通过实践接触到的实际结合起来，培养了解决实际工程问题的能力；还对我们给水排水工程专业的任务及目前的形势有了更深刻的了解。

同时，我也发现了我的不足之处，那就是我的专业理论基础还不够扎实，观察不仔细，考虑问题不全面，还需要通过进一步的学习和锻炼来提高自己。

在这里首先要感谢我的导师乔庆云老师。乔老师平日里工作繁多，但在我做毕业设计的每个阶段，从外出实习到查阅资料，设计草案的确定和修改，中期检查，后期详细设计，修改草图等整个过程中都给予了我悉心的指导。老师深厚的专业功底、广博的工程经验，务实、严谨的治学态度和不断追求的开拓精神，使我受益匪浅。除此之外，乔老师祥和的待人处世作风也是我永远学习的榜样，并将积极影响我今后的学习和工作。

其次我要感谢我的父母,在我毕业设计最艰苦的那段日子,是他们给了我最大的精神支持。父母为了我的成长，一直在背后默默的付出和辛勤的工作，他们的养育之恩，我将用自己的一生去回报。

再次要感谢和我一起做毕业设计的小组同学们。在设计期间，学友吴洁、王娟给予了我很多鼓励和帮助，在此深表谢意！然后还要感谢大学四年来所有的老师，为我们打下给水排水专业知识的基础；同时还要感谢所有的同学们，正是因为有了你们的支持和鼓励。此次毕业设计才会顺利完成。

最后感谢环境科学与工程学院和我的母校—扬州大学四年来对我的大力栽培。感谢班主任姚玖珊老师在生活上对我的照顾、关心和帮助。

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参考文献

1． 邰生霞，乔庆云。《给水排水工程设计实践教程》2007，第一版，机械工业出版社，27~200 2． 崔玉川，袁果。《水处理工艺设计计算》1988，第一版，水利电力出版社，255~266 3． 崔玉川。《净水厂设计知识》1985，第一版，中国建筑工业出版社，66~99

4． 钟淳昌。《净水厂设计》1986年，第一版，中国建筑工业出版社，5~17，153~171，276~290，320~463 5． 蒋乃昌。《水泵及水泵站》1998，第四版，中国建筑工业出版社，142~150 6． 《给水排水设计手册》第1、3、11册，第二版，中国建筑工业出版社 7. 《扬州市第五水厂工程-初步设计》第1、3册

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附 录

英文翻译5000字 饮用水供应的评估

一个全面的应用水供应项目包括： 源水保护

水源地与配水系统的安全卫生调查的认识及把一些能对健康造成的风险区分优先次序

取水口的保护措施

针对可预见增长人口的扩充能力 配水系统的日常维修

净化构筑物和配水系统的分类及工作者的培训

饮用水供应的评估形成了与提供给公众最干净、安全、可靠的饮用水所有有关的活动的基础。该评估要确定水源及其潜在危害的特点、这些危害怎样造成了危险及这些危险怎样能最好的被控制。整个饮用水供应工程要包括从对原水的收集到分配到千家万户的所有事。 水源水的选择

实施一个饮用水项目的第一步是确定能够作为饮用水水源的水。在这一步中，应该要进行一个与水源所有关的潜在风险评估。这些要考虑的风险可以包括在整个流域附近生活的野生动物、一些娱乐活动（在水库中划船）、附近的污水处理厂及农业、工业活动等等。整个系统的设计应该把这些风险的影响降到最低。水源水的特征——包括物理的（例如地下水含水层的特征）、生化的及化学的因素和存在的自然和人为的污染物的类型——决定了能把最干净、安全可靠的水送到用户那儿的处理的类型。只要可能，所选择的系统应该能够被应用在处理未预见的污染物。 地下水井、取水口、原水储水池

地下水井、取水口、原水储水池的设计和施工中的关键因素是它们的地址、尺寸、容量及季节变化、停留时间等等。在评估这些因素时，所有潜在的风险及其产生的原因都应该被确定出来，这些风险的等级也应该被估计出来，这样对危险控制的行为的优先次序也就能建立起来了。 处理系统

处理系统应该基于特殊是原水水质而设计。季节变化也应该考虑进去。这些特征包括处理工序、处理构筑物、设备、化学药剂、处理效率及监测行为的等等。一个选择好

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好了的处理方案应该能确定所有潜在的风险及其威胁的等级。 清水池、引入连接和配水系统

清水池和配水系统的设计应该考虑以下因素：系统处理能力、紧急用水存储、消毒接触时间和交叉连接控制。设计也应该遵循当地或省的章程、实例及规范等等等。

阅读材料A 饮用水水质管理

管理控制

管理机构用标准来设立和确定规章制度。自来水厂的设计应该要审核，而且一旦被采用，状况也应该要清晰的概括出来。处理厂应该在现行的基础上检查以确定所需的水质基准。如果这些基准不适合，工序应该被其它的取代来补救这形势。 运行工序

正确的养护运行输水、水处理及配水系统是任何为确保输送高质量饮用水行为的关键部分。运行工序在处理厂之间变化，但是，一般来说，相关监测的必要条件应该要清楚；处理厂应该由受过培训或认证过的人员来监管；这些人员的培训计划应该要可行；设备应该定期检查；以及后勤供应应该是可行的。 监测、记录及记录备份

饮用水质量的监测发生在一系列的水平上。原始记录应该记录所有的行为，其中包括配药的选择、日常的监测、样品分析。总之，管理机构要具体指名监测的要求。 日常的监测就是在预定的时间间隔里，取水厂或水井的取水口的原水及在配水系统中的处理水来鉴定它们的水质。得到的监测结果应该直接上报给饮用水管理机构。当检测结果表明饮用水存在潜在的严重的危害或对水的美观需要改变时，此时先前的检测结果对于报告系统是必不可少的。根据原始记录适当改变饮用水的生化特性，这是特别重要的。其它的检测类型包括在取样处直接检测。因为取自任何所给的系统的一小部分水样应该尽可能去确认。

在自动化的前提下，处理厂可以选择用计算机技术来帮助监测水质和运行状况(例如水压)。在出版社，为了方便供水信息的交流，管理者可以建立供多重人使用的数据库。越来越多的公众想通过互联网来接触给水信息，因为这与他们的健康密切相关。 认证和培训

因为处理厂和配水系统的操作人员在控制公众的饮用水的质量方面有重要的地位，

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所以为了公众的健康，恰当又最新的培训是必不可少的。这个培训应该包括基本的有关消毒方面的教育，以保证公众的健康。

在加拿大和美国，饮用水供应的分类基于大小及运行的复杂性。这些分类是被用作培训处理厂运行人员的基本知识。

运行人员的认证项目应该能有效确保处理厂的运行人员有适合的受教育水平、经历和一定的知识。

运行人员及其他职工有充分的机会保持和提升他们的技能知识。 事故及紧急事件应对计划

每个系统必须有一系列的步骤来应对事故和紧急事件。这些步骤在任何事件发生前要预先制定好。这些计划应该把任何事故都考虑进去，例如原水的损失、主要部分的损坏、电机故障、配水系统或储水池的污染。应对紧急情况的方案应该包括一系列清晰的方案来应对该形势以及与一些权威专家交流。 评估和检查

任何输送干净、安全、可靠的饮用水的系统需要评估以确保系统按照所期待的那样运行。对于加拿大饮用水项目，这些评估确定在这框架内的详细要素能被有效的实施并执行起来。评估的结果作为以后改进的基础。 规范的检查可以在以下方面执行： 配水系统检查 结构检查 运行状况检查 规章制度检查 处理情况检查 管理制度检查 水质数据检查

公众期望政府的工作能透明，尤其是牵涉到他们健康的事件。就像早期的记载，公众是饮用水项目成功的关键。在每一步中，可以把公众牵涉进来的手段有： 使监测结果或概要简单可行的让公众了解，如通过互联网 通知公众正影响他们健康的危险及政府正在为此所作的努力 发布有关饮用水系统的改进措施及其需要注意方面的报告

通过一些措施来教育公众，包括：对微生物污染及疾病消毒的益处；提高标准的价

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值；怎样来预防生活用水水质变坏；提供安全饮用水的真正代价。

让公众机构参与决策——决策对公众健康有影响的步骤，包括新的规章制度的实施。

当建议公众把水烧沸时，一定要告知公众给出这个建议的原因（是在预防还是在应对突发事件），以及告诉他们煮多久才适合。

私人井的拥有者应该被告知他们要对自家水的水质要负责，以及井水应该要被检测。这对饮用地表水的用户也同样适用。饮用者需要知道怎样可以发现在他们的饮用水中发生了微生物污染或化学污染，以及知道怎样正确的丢弃不再安全或废弃的井。

阅读材料B 水质都市化的作用

你可以理解为什么城市饮用水的水质那么的重要。毕竟，现在大部分的美国人居住在城市或城市附近。大城市意味着大发展，这肯定影响着当地水的供给。

不难想象当城市发展了，会发生一些对当地水源水质造成危害的事情。这就是为什么当小城镇变为大城市时大部分的政府会采取一些措施来保护河流、湖泊和含水层。 这儿有一些当城市发展时会影响到到水质的事情： 人口增长

如果你生长在大城市，你将见证每天人口增长带来的效应。当越来越多的人移居到一个地区时，一些设施必须建立起来：住房、道路、商店和商业及工业设施。当发展起来了，不仅会影响土地的使用，而且该地区的水源的压力的也会增加。

在亚特兰大，Ga地区就是最好的例子，因为它是美国发展最快的都市。大部分的增长和建筑物在该座城市的北面，这也是亚特兰大供水的水的主要来源地。这个地区的人口从1950年的一百万增长到了现在的三百多万，而且根本没有减速的迹象。然而，由于给水系统未能很好的应对亚特兰大北部人口的剧增，八十年代后亚特兰大的发展到了限制。而且1997年后，城市面对着每天要排放大量污水的困境，这些污水所含的细菌要比预期的多的多。 侵蚀与沉积

发展到底会怎样影响水源与该处流域的地形密切相关着。大范围的发展意味着大量的土地要清理出来。如果该地区有坡度，泥土也早已被污染，再经常发生降雨，那么水质可能受到污染。

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来自构筑物的污泥流至河流、湖泊可能会导致以下情况：1）过高的浊度（影响着水生植物的生长）会增加净水厂的成本以及使得水更难重新利用；2）沉积阻碍着污水的排放、河流渠道、取水口及破坏着了水生植物的生长。

腐蚀和沉积的控制包括很多短期和长期的手段。种植植物是固定泥土和减少腐蚀的最有效的手段之一。沉积塘被用来截住暴风雨冲走之物和允许其沉积到塘的底部，格栅用来减少附近河流的沉积。按照实际情况，格栅并不总是起到作用。没有正确的设计、安装及维修，沉积负荷可能对河流附近的财产造成危害。 城市径流

在森林和草原的大部分降雨会渗透到土层，并作为地下水存储起来，最后通过泉流向河流。因此，在一些农村地区，大部分的雨水不是立即进入河流，这有助于防止水灾。

当换作是城市，许多灌木和植被被不容易透水的道路、停车场、人行道所取代了。当土壤改变了，曾经能渗透到地下的雨水，现在必须通过下水道收集起来并输送到当地的河流里。这些河流不是“天然设计”去处理大量的雨水，因此它们可能会发生水灾。排水渠负责雨输送到储水池里，常常收集过多的乘积物使其不流到湖泊里。 因此，过多的城市径流怎样对河流造成危害：

1、当水流经一些场地（比如道路、停车场等）时，水会带走许多污染物，例如油脂和垃圾。这些径流一般直接流向河流湖泊。

2、当夏天暴雨来临时，雨水迅速流经高温道路及停车场流到湖泊，可能产生热污染并导致一些鱼类的死亡。

3、利用一些能渗水的铺路材料可能减少暴雨的径流量以及减少来自道路的污染物流入湖泊。

4、管制不渗水的地区的位置和数量可以减少污染物对河流产生的危害。 5、来自道路的沙和融雪剂流入河流后会对其造成危害。 氮

以硝酸盐、亚硝酸盐或铵形势存在的氮是植物生长所必需的。我们呼吸的空气的87%是氮气，而且在美国的一些地区，特别是东北部，某些氮的化合物造成了酸雨。虽然在自然环境中氮气是相当充分的，但是通过污水和化肥也能增加氮的含量。化肥和动物粪便通常应用于农作物增肥。使氮的肥力全不流失是困难又昂贵的。除非在农场里建造了特殊的构筑物，不然雨水会带走许多的这种物质流入附近的河流。不是专门去去除氮的

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污水处理设施也可能导致地表水或地下水的氮元素含量增加。在环境中氮的含量超标可能带来的两个主要问题是：

1、过量的氮可能造成水生植物和水藻的疯狂增长。这些植物的剧烈增长，进而可能污染取水口。当它们腐烂时要耗掉溶解氧。这严重影响了鱼类和水生植物的的呼吸，导致动物和植物种类数量的减少，也影响着我们钓鱼、游泳和划船。 2、在饮用水中有太多的氮可能对婴儿和牲畜有害。 磷

对植物来说，磷是一种重要的元素，但是当在水中磷太多的话，它可能加速河流湖泊的富营养化（即水体中溶解氧的降低造成矿物质和有机氮含量的减少）。在亚特兰大的Ga地区，这已经是一个严重的问题，因为在该城市的南面是一条接受亚特兰大的污水的主要湖泊——西点湖。在亚特兰大的大都市，进入湖泊的磷——主要来自污水处理设施——造成了西点湖高度富营养化。这里一个很重要的标志就是湖里有过多的蓝藻。州法律强制来自污水处理设施磷的排放和限制磷物质的使用，这些措施已经大量减少了在西点湖里磷的含量。

1、亚特兰大的城镇正在扩张和升级现存的污水处理设施来处理正增加的污废水 2、加强来自面源的磷的控制（比如应用于草坪的化肥及动物排泄物的处置）也许对保持或改善在城市旁的河流和湖泊的水质有一定的用处。 污水溢出

一些污水管道直接通入河流可能会导致流域连续的满溢。障碍、不改变容积、管道漏水，这些通常都会导致污水溢到附近的河流。这里有三种污水系统： 1、下水道收集街道、停车场及雨水斗的暴雨，最终排入河流。 2、下水道收集生活和工业污水送入污水处理设施 3、污水与雨水合流送入污水处理厂

在城市里，污水管道满溢是一个普遍的问题。当污水管堵塞或泵站停止工作时，污水管就会满溢。

当雨水量超过处理厂的处理能力时，污水与雨水合流系统就有可能满溢。这过多的径流量含有生活和工业污水、油脂和少量的有毒物质及杀虫剂。 水生病原体

水生病原体包括致病细菌、病毒和原生动物。当人们饮用未处理或处理不充分的水时，病原体就可能传染人们。当今最新的两种病原体是Giardia(贾第鞭毛虫)和

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Cryptosporidium(似隐孢菌)。饮用含有它们的水，可能会对消化系统造成一系列问题，这两种病原体可能威胁到年幼的、年长的或免疫系统已破坏的人群。

一些城市经常监测城市河流来检测细菌的数量，虽然那些细菌对人类没多大危害，但是它们与水生病原体有着相同的来源（动物和人类的排放物）。因此这些无危害的细菌作为那些可能才能存在危害的细菌的指示。从污水处理厂的处理过的水也要检测细菌。在某些相当大的城市里，还增加了一些对饮用水额外的检测。 有毒物质

微量的有毒物质能在食物链中积累并对生命造成危害。在过去，大部分有毒物质来自采矿活动和个人来源，例如污水处理厂和烟囱的排放。一些洲的规章制度对减少来自这些来源的有毒物质起到了一定的效果。金属能吸附它们并沉积下来，因此，它们可能仍然存在于一些城市河流 的河床或河岸里。 可以通过以下途径来减少有毒物质的集中沉积： 1、恰当处置或回收垃圾 2、经常清洗主要街道和停车场 3、把雨水截留在塘里以使沉淀 杀虫剂

杀虫剂是指用来控制有害物的生化物质，例如能杀死昆虫、水草、细菌和蓝藻。杀虫剂主要用在农场，但是在城市，则主要用在与居住及商业用途。当暴雨来袭，来自田地和道路的径流把杀虫剂带入了当地河流，进而危害水生植物，并进入给水系统的取水口。在城市，减少我们饮用水系统里越来越突出的杀虫剂问题的关键是杀虫剂的广泛使用问题。杀虫剂应该只在必要的时候使用。个人使用杀虫剂应该避免把其产物留在公路、水槽和排水沟。

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图纸目录

图 纸 名 称 图 号 1取水泵房工艺图 水初-01 2 净水厂平面布置图 3 高程图 4絮凝沉淀池工艺图 5 无阀滤池工艺图 6 清水池工艺图 7 吸水井、二泵房工艺图 8 净水厂管线布置图

58 水初-02 水初-03 水初-04 水初-05 水初-06 水初-07 水初-08