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農(nóng)村供水與城市供水相比,具有以下特點(diǎn):用水點(diǎn)分散,用水量小,農(nóng)村飲水工程供水規(guī)模較小,多在500m3/d以下,且很分散。(2)以生活飲用水為主,其它用水較少。(3)用水時(shí)間集中,時(shí)變化系數(shù)較大,可達(dá)城市供水時(shí)變化系數(shù)的2~3倍,可間歇供水。(4)管理難度大,經(jīng)營(yíng)較困難。(5)由于農(nóng)村水廠規(guī)模一般較小,水廠多采取間歇運(yùn)行,調(diào)節(jié)構(gòu)筑物的容積較大。(6)農(nóng)村供水的專業(yè)技術(shù)人員比較缺乏,尤其是缺水廠運(yùn)行管理技術(shù)人員,不能很好地掌握水廠的生產(chǎn)規(guī)律,及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決生產(chǎn)中出現(xiàn)的問(wèn)題。第一頁(yè),共303頁(yè)。第一頁(yè),共303頁(yè)。村鎮(zhèn)供水工程的基本流程框圖
水源取水輸送水處理廠輸送
(第一級(jí)泵站)(輸水管)
(第二級(jí)泵站)(輸水管)
配水管網(wǎng)入戶管用戶
(戶外)
村鎮(zhèn)集中供水工程的組成
第二頁(yè),共303頁(yè)。第二頁(yè),共303頁(yè)。
首先應(yīng)估算用水量和給水系統(tǒng)中各單項(xiàng)工程設(shè)計(jì)流量,制定給水系統(tǒng)的組成。取水工程:研究水源的選擇—選擇水源品種,確定取水位置;取用天然水的正確方法和構(gòu)筑物.給水處理:研究在不同的天然水水質(zhì)和不同的用戶對(duì)水質(zhì)的要求,用相應(yīng)的構(gòu)筑物把天然水處理成合乎要求的水.輸水管和配水管網(wǎng):在安全經(jīng)濟(jì)的條件下,如何把原水輸送到水處理廠--配水管網(wǎng)--向用戶供水.第三頁(yè),共303頁(yè)。第三頁(yè),共303頁(yè)。做好前期工作取得可靠的基本資料調(diào)查。調(diào)查水資源、人口、當(dāng)?shù)厣钏郊坝盟俊嬎话踩珕?wèn)題、牲畜養(yǎng)殖場(chǎng)數(shù)量及用水量、地方病、污染、經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)及規(guī)模、電力、交通、建筑材料等??辈臁?辈焖摹⒌匦巍⒌刭|(zhì)情況。收集情況。收集國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展、洪水、干旱、冰情、潮汐、咸水入侵情況?;?yàn)?;?yàn)水質(zhì)情況。第四頁(yè),共303頁(yè)。第四頁(yè),共303頁(yè)。設(shè)計(jì)報(bào)告的主要內(nèi)容綜合說(shuō)明基本情況(水文、地質(zhì))工程任務(wù)和規(guī)模取水構(gòu)筑物設(shè)計(jì)泵站設(shè)計(jì)調(diào)節(jié)構(gòu)筑物設(shè)計(jì)水廠總體設(shè)計(jì)凈水設(shè)計(jì)輸配水設(shè)計(jì)消防設(shè)計(jì)施工組織設(shè)計(jì)淹沒(méi)處理及永久占地環(huán)境保護(hù)設(shè)計(jì)工程管理設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)概算經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)結(jié)論及今后工作意見(jiàn)附件第五頁(yè),共303頁(yè)。第五頁(yè),共303頁(yè)。確定工程設(shè)計(jì)年限、設(shè)計(jì)水平年和設(shè)計(jì)基準(zhǔn)年。設(shè)計(jì)年限宜為10~15年。
設(shè)計(jì)年限第六頁(yè),共303頁(yè)。第六頁(yè),共303頁(yè)。水量:用水情況和用水水平水質(zhì):外觀無(wú)色透明、無(wú)臭、無(wú)味、不含致病微生物以及其他有害健康的物質(zhì),符合?生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)?。水壓:生活用水管網(wǎng)任何一點(diǎn)都一定有壓。為了供應(yīng)用戶用水,生活用水管網(wǎng)必須保證一定的水壓,通常叫做自由水壓,即為從地面算起的最小水壓,其值由給水區(qū)內(nèi)的建筑物層數(shù)確定:單層建筑物為5~10m,二層為10~12m,二層以上每加一層增加3.5~4m。第七頁(yè),共303頁(yè)。第七頁(yè),共303頁(yè)。供水范圍和供水方式根據(jù)當(dāng)?shù)匕l(fā)展規(guī)劃合理確定供水范圍和主要供水對(duì)象。聯(lián)片集中供水、單村或單鎮(zhèn)供水、管網(wǎng)延伸供水有地形條件時(shí),宜選擇重力流方式供水應(yīng)按供水到戶設(shè)計(jì)受條件限制時(shí),可定時(shí)供水(Ⅳ型、Ⅴ型)、分壓供水、分質(zhì)供水第八頁(yè),共303頁(yè)。第八頁(yè),共303頁(yè)。設(shè)計(jì)保證率供水保證率:供水保證率不低于95%為安全,不低于90%為基本安全。取水保證率:干旱年枯水期設(shè)計(jì)取水量保證率,嚴(yán)重缺水地區(qū)不低于90%,其他地區(qū)不低于95%。第九頁(yè),共303頁(yè)。第九頁(yè),共303頁(yè)。1、Ⅰ~Ⅲ型供水工程主要構(gòu)筑物按20~30a一遇洪水設(shè)計(jì)、50~100a一遇洪水校核;Ⅳ型、Ⅴ型供水工程主要構(gòu)筑物按10~20a一遇洪水設(shè)計(jì)、30~50a一遇洪水校核。2、Ⅰ~Ⅲ型供水工程按本地區(qū)抗震設(shè)防烈度提高1度采取抗震措施;Ⅳ型、Ⅴ型供水工程按本地區(qū)抗震設(shè)防烈度采取抗震措施。防洪和抗震第十頁(yè),共303頁(yè)。第十頁(yè),共303頁(yè)。1.我國(guó)的水資源情況1).人均淡水資源占有量低2).水資源短缺3).水資源污染嚴(yán)重資源型缺水污染型缺水管理型缺水一.水源第十一頁(yè),共303頁(yè)。第十一頁(yè),共303頁(yè)。2.水源水質(zhì)
懸浮物:尺寸較大,易于在水中下沉或上?。z體:尺寸很小,在水中長(zhǎng)期靜置也很難下沉.水中存在的膠體通常有粘土、某些細(xì)菌及病毒、腐殖質(zhì)及蛋白質(zhì)、有機(jī)高分子等.懸浮物和膠體是使水產(chǎn)生混濁現(xiàn)象的根源,是飲用水處理的主要去除對(duì)象.溶解物:包括無(wú)機(jī)物和有機(jī)物兩類.有毒、有害無(wú)機(jī)溶解雜質(zhì)及溶解的有機(jī)物也是飲用水處理的重點(diǎn)去除對(duì)象.第十二頁(yè),共303頁(yè)。第十二頁(yè),共303頁(yè)。3、給水水源分類及其特點(diǎn)給水水源地下水源泉水自流水(承壓地下水)潛水(無(wú)壓地下水)地表水源江、河湖泊、水庫(kù)水山溪水、塘水雨水海水第十三頁(yè),共303頁(yè)。第十三頁(yè),共303頁(yè)。(1).地下水源的特點(diǎn)1)水質(zhì)澄清、不渾濁,成無(wú)色狀態(tài);2)水溫穩(wěn)定,變化小,一般在4~5℃;3)分布面廣、儲(chǔ)存形式呈片狀、便于選擇取水點(diǎn);4)不易受地表生物活動(dòng)的污染;5)含礦物成分多,含量高,礦化度和硬度大;6)徑流量/取水量低。第十四頁(yè),共303頁(yè)。第十四頁(yè),共303頁(yè)。(2).地表水源的特點(diǎn)1)混濁度高,尤其表現(xiàn)在洪水期;2)水溫變幅大;3)容易受到地表生物活動(dòng)的污染;4)有機(jī)物和細(xì)菌含量高、有時(shí)還有較高的色度;5)徑流量大,但洪、枯季節(jié)水位水量差異大;6)含礦物質(zhì)較少,礦化度和硬度低、含錳鐵量低。第十五頁(yè),共303頁(yè)。第十五頁(yè),共303頁(yè)。1).潛水潛水是處于地表以下第一個(gè)連續(xù)分布的隔水層以上,具有自由表面的地下水。第十六頁(yè),共303頁(yè)。第十六頁(yè),共303頁(yè)。2).承壓水承壓水是處于兩個(gè)連續(xù)分布的隔水層之間或構(gòu)造斷層及不規(guī)則裂隙中,具有一定水頭壓力的地下水。有時(shí)可形成自流。3).泉水泉水是地下水涌出地表的天然水點(diǎn)。第十七頁(yè),共303頁(yè)。第十七頁(yè),共303頁(yè)。4、給水水源選擇及水源的合理利用原則:1.所選水源應(yīng)水質(zhì)良好,水量充沛,便于防護(hù);選擇地下水為給水水源時(shí),開(kāi)采的水量應(yīng)低于含水層的允許開(kāi)采量。選擇地表水為給水水源時(shí),其枯水期的保證率不得低于設(shè)計(jì)取水量保證率。2.符合衛(wèi)生要求的地下水,應(yīng)優(yōu)先作為飲用水源取用順序:泉水——承壓水——潛水人工回灌3.在有條件的地方,應(yīng)盡量以山泉或地勢(shì)較高的水庫(kù)水為水源,可以靠重力輸水。山泉水一般無(wú)須凈化,且不易受污染。第十八頁(yè),共303頁(yè)。第十八頁(yè),共303頁(yè)。
水源選擇應(yīng)通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后綜合考慮確定。存在多種水源時(shí),選擇水源一般按以下順序選擇:⑴可直接飲用或經(jīng)消毒等簡(jiǎn)單處理后即可飲用的水源,如泉水、深層地下水、淺層地下水、山溪水、無(wú)污染的潔凈水庫(kù)水、和無(wú)污染的潔凈湖水;⑵經(jīng)常規(guī)凈化后即可飲用的水源,如江、河水、受輕微污染的水庫(kù)水及湖泊水等;⑶便于開(kāi)采,但需經(jīng)特殊凈化后方可飲用的地下水源,如含鐵(錳)量超過(guò)《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》的地下水水源、高氟水源。⑷需進(jìn)行深度處理的地表水;第十九頁(yè),共303頁(yè)。第十九頁(yè),共303頁(yè)。二、設(shè)計(jì)用水量及各系統(tǒng)設(shè)計(jì)流量的確定設(shè)計(jì)供水規(guī)模按設(shè)計(jì)水平年的用水量確定設(shè)計(jì)用水量的組成1.生活用水量;2.畜禽飼養(yǎng)用水量;3.企業(yè)用水量和公共建筑用水量;4.消防用水量;5.澆灑道路和綠地用水;6.未預(yù)計(jì)水量及管網(wǎng)漏失水量。第二十頁(yè),共303頁(yè)。第二十頁(yè),共303頁(yè)。
確定供水規(guī)模時(shí),應(yīng)綜合考慮現(xiàn)狀用水量、用水條件及其設(shè)計(jì)年限內(nèi)的發(fā)展變化、水源條件、制水成本、已有供水能力、當(dāng)?shù)赜盟~標(biāo)準(zhǔn)和類似工程的供水情況。
對(duì)于聯(lián)片集中供水工程的供水規(guī)模,應(yīng)分別計(jì)算供水范圍內(nèi)各村、鎮(zhèn)的最高日用水量。第二十一頁(yè),共303頁(yè)。第二十一頁(yè),共303頁(yè)。
1.居民最高日生活用水量按下列公式計(jì)算:W
=Pqf/1000
其中:P=P0(1+γ)n+P1
式中W
—最高日生活用水量,m3/d;
P
—設(shè)計(jì)水平年用水人數(shù),人;
P0—設(shè)計(jì)供水范圍內(nèi)的現(xiàn)狀常住人口數(shù),其中包括無(wú)當(dāng)?shù)貞艏某W∪丝冢?。在設(shè)計(jì)中P0對(duì)那些戶籍雖在本地,但常年在外務(wù)工或工作的人員不應(yīng)計(jì)入。
第二十二頁(yè),共303頁(yè)。第二十二頁(yè),共303頁(yè)。
γ—設(shè)計(jì)年限內(nèi)人口的自然增長(zhǎng)率,可根據(jù)當(dāng)?shù)亟陙?lái)的人口自然增長(zhǎng)率確定;
n—工程設(shè)計(jì)年限,a;
P1—設(shè)計(jì)年限內(nèi)人口的機(jī)械增長(zhǎng)總數(shù)。根據(jù)各村鎮(zhèn)的人口規(guī)劃以及近年流動(dòng)人口和戶籍遷移人口的變化情況按平均增長(zhǎng)法確定,人;
q—最高日生活用水量定額,L/人·d??砂础洞彐?zhèn)供水工程技術(shù)規(guī)范》中的《最高日居民生活用水定額》表確定;第二十三頁(yè),共303頁(yè)。第二十三頁(yè),共303頁(yè)。
2.公共建筑用水量農(nóng)村公共建筑主要指學(xué)校、機(jī)關(guān)、醫(yī)院、飯店、旅館、公共浴室、洗車場(chǎng)、商店等,根據(jù)其性質(zhì)、規(guī)模及其用水定額確定用水量。
條件好的村鎮(zhèn),應(yīng)按《建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范》(GBJ15)確定公共建筑用水定額;條件一般或較差的村鎮(zhèn),可根據(jù)具體情況對(duì)規(guī)范GBJ15中的公共建筑用水定額適當(dāng)折減,一般可按照15~25L/d·人計(jì)算。
缺乏資料時(shí),公共建筑用水量可按居民生活用水量的5%~25%估算,其中村莊為5%~10%,集鎮(zhèn)為10%~15%,建制鎮(zhèn)為10%~25%,其中無(wú)學(xué)校的村莊不計(jì)此項(xiàng)。第二十四頁(yè),共303頁(yè)。第二十四頁(yè),共303頁(yè)。
3.牲畜用水量。農(nóng)戶散養(yǎng)牲畜、家禽不計(jì)用水量。對(duì)于專業(yè)養(yǎng)殖場(chǎng),應(yīng)根據(jù)畜禽飼養(yǎng)方式、種類、數(shù)量、用水現(xiàn)狀和近期發(fā)展計(jì)劃,根據(jù)《村鎮(zhèn)供水工程技術(shù)規(guī)范》,參照工程所在地實(shí)際用水情況確定。第二十五頁(yè),共303頁(yè)。第二十五頁(yè),共303頁(yè)。
4.企業(yè)用水量。企業(yè)生產(chǎn)用水量,應(yīng)根據(jù)企業(yè)類型、規(guī)模、生產(chǎn)工藝、用水現(xiàn)狀、近期發(fā)展計(jì)劃和當(dāng)?shù)氐纳a(chǎn)用水定額標(biāo)準(zhǔn)確定。
5.消防用水量。應(yīng)按照《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》(GBJ16)和《村鎮(zhèn)建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GBJ39的有關(guān)規(guī)定確定。允許短時(shí)間中斷供水的村鎮(zhèn),當(dāng)上述用水量之和高于消防用水量時(shí),確定供水規(guī)??刹粏瘟邢烙盟?。規(guī)模較小的村組供水工程及分散供水工程,可不考慮消防用水。第二十六頁(yè),共303頁(yè)。第二十六頁(yè),共303頁(yè)。
6.澆灑道路和綠地用水量。一般可不計(jì)此項(xiàng)。對(duì)于經(jīng)濟(jì)條件較好或規(guī)模較大的集鎮(zhèn)可根據(jù)需要適當(dāng)考慮。
7.管網(wǎng)漏失水量和未預(yù)見(jiàn)水量。宜按上述用水量之和的15%~25%取值,村莊取較低值、規(guī)模較大的集鎮(zhèn)取較高值。
8.水廠自用水量。應(yīng)根據(jù)原水水質(zhì)、凈水工藝和凈水構(gòu)筑物(設(shè)備)類型確定。采用常規(guī)凈水工藝的水廠,可按最高日用水量的5%~10%計(jì)算;只進(jìn)行消毒處理的水廠,可不計(jì)此項(xiàng)。
第二十七頁(yè),共303頁(yè)。第二十七頁(yè),共303頁(yè)。
最高日用水量應(yīng)為居民生活用水量、公共建筑用水量、畜禽飼養(yǎng)用水量、企業(yè)用水量、管網(wǎng)漏失水量和其它未預(yù)見(jiàn)用水量之和。
第二十八頁(yè),共303頁(yè)。第二十八頁(yè),共303頁(yè)。在確定供水規(guī)模后正確劃分工程類型工程類型ⅠⅡⅢⅣⅤ供水規(guī)模W(m3/d)W>1000010000≥W>50005000≥W>10001000≥W≥200W<200第二十九頁(yè),共303頁(yè)。第二十九頁(yè),共303頁(yè)。
最高日用水量:設(shè)計(jì)年限內(nèi)一年中用水量最大一日的用水量日變化系數(shù):Kd=最高日用水量/年平均日用水量
Kd
變化在1.3~1.6之間最高日最大時(shí)用水量:用水量最大的一天中最大一小時(shí)的用水量時(shí)變化系數(shù)Kh
:Kh=最高日最大時(shí)用水量/最高日平均時(shí)用水量
Kh
通常變化在1.6~3.0之間
第三十頁(yè),共303頁(yè)。第三十頁(yè),共303頁(yè)。給水系統(tǒng)中所有構(gòu)筑物都按最高日用水量計(jì)算。給水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)基礎(chǔ):最高日用水量Qd1、以地表水作為水源設(shè)計(jì)流量:QI=αQd/T(m3/h)
α:水廠自用水量系數(shù)(生產(chǎn)用水)α=1.05~1.10
T:一天內(nèi)運(yùn)行時(shí)間(小時(shí));大型水廠T=24小時(shí)。水廠工作時(shí)間長(zhǎng),設(shè)計(jì)流量↓,規(guī)?!?,節(jié)省投資。農(nóng)村水廠因用水需求小,可考慮不連續(xù)工作,視具體情況而定。取水構(gòu)筑物一級(jí)泵站水廠第三十一頁(yè),共303頁(yè)。第三十一頁(yè),共303頁(yè)。2、以地下水作為水源設(shè)計(jì)流量:QI=αQd/T(m3/h)α:水廠自用水系數(shù)α=1.0或α=1.05~1.10。如果地下水水質(zhì)良好,符合《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB5749-85)的要求,經(jīng)消毒即可時(shí),水廠本身用水量為零,α取1.0;若地下水水質(zhì)不符合《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB5749-85)的要求,需進(jìn)行處理時(shí),水廠自用水系數(shù)根據(jù)所采用的處理工藝確定,取值范圍為α=1.05~1.10。
T:一天內(nèi)運(yùn)行時(shí)間(小時(shí))第三十二頁(yè),共303頁(yè)。第三十二頁(yè),共303頁(yè)。結(jié)論:取水構(gòu)筑物、一級(jí)泵站和水廠等按用水量的最高日平均時(shí)流量計(jì)算。注意:水廠一天工作時(shí)間主要由水廠規(guī)模、取水方式等因素確定。由于農(nóng)村飲水工程供水量較小,可考慮一班或兩班制運(yùn)轉(zhuǎn)。因此,自流引水工程凈水廠按全天運(yùn)行,泵站揚(yáng)水工程凈水廠運(yùn)行時(shí)間可按8~16h來(lái)考慮。對(duì)集中供水工程的管網(wǎng)供水系統(tǒng)一般應(yīng)按全日制供水設(shè)計(jì).
第三十三頁(yè),共303頁(yè)。第三十三頁(yè),共303頁(yè)。其計(jì)算流量按照用水量變化曲線和二級(jí)泵站工作曲線確定。二級(jí)泵站、水塔(高地水池)、管網(wǎng)1.管網(wǎng)不設(shè)水塔時(shí)工況:二級(jí)泵站供水量等于管網(wǎng)用水量,任何小時(shí)的供水量都應(yīng)等于用水量。二級(jí)泵站
管網(wǎng)
輸水管清水池第三十四頁(yè),共303頁(yè)。第三十四頁(yè),共303頁(yè)。結(jié)論:設(shè)計(jì)流量應(yīng)滿足二級(jí)泵站:最高日最高時(shí)用水量輸水管:最高日最高時(shí)用水量管網(wǎng):最高日最高時(shí)用水量要求:①清水池作為調(diào)節(jié)構(gòu)筑物,容積應(yīng)足夠大;②泵站內(nèi)設(shè)計(jì)麻煩,需考慮水泵大小搭配,以適應(yīng)每小時(shí)的用水量變化,并保證水泵在高效范圍內(nèi)運(yùn)轉(zhuǎn)。第三十五頁(yè),共303頁(yè)。第三十五頁(yè),共303頁(yè)。管網(wǎng)中設(shè)網(wǎng)前水塔二級(jí)泵站:分級(jí)工作管網(wǎng):最高日最高時(shí)用水量輸水管(泵站—水塔):水泵最大一級(jí)供水量二級(jí)泵站
管網(wǎng)
輸水管水塔清水池第三十六頁(yè),共303頁(yè)。第三十六頁(yè),共303頁(yè)。三、調(diào)節(jié)構(gòu)筑物---清水池和水塔農(nóng)村水廠由于規(guī)模小,且考慮到管理與停電等因素,某些水廠或泵房采用間歇式運(yùn)行方式,因此一般情況下均要設(shè)置水量調(diào)節(jié)構(gòu)筑物。
1、作用:清水池:調(diào)節(jié)一級(jí)、二級(jí)泵站供水量的差額水塔:調(diào)節(jié)二級(jí)泵站供水量和管網(wǎng)用水量之間的差額2、調(diào)節(jié)容積:等于一天內(nèi)累計(jì)貯存的水量或累計(jì)取用的水量。第三十七頁(yè),共303頁(yè)。第三十七頁(yè),共303頁(yè)。有效容積計(jì)算:①有可靠電源的工程,清水池和高位水池一般按最高日用水量的20%~40%設(shè)計(jì),水塔按最高日用水量的10%~20%設(shè)計(jì);②同時(shí)設(shè)置清水池和高位水池時(shí),清水池按最高日用水量的20%~30%設(shè)計(jì),高位水池按最高日用水量的20%~60%設(shè)計(jì);同時(shí)設(shè)置清水池和水塔時(shí),清水池按最高日用水量的20%~30%設(shè)計(jì),水塔按最高日用水量的10%~20%設(shè)計(jì);第三十八頁(yè),共303頁(yè)。第三十八頁(yè),共303頁(yè)。③向凈水設(shè)施提供沖洗用水的調(diào)節(jié)構(gòu)筑物,其有效容積按最高日用水量的5%~8%增加水廠自用水量;④在供電保證率低的地區(qū),應(yīng)適當(dāng)加大調(diào)節(jié)構(gòu)筑物。設(shè)計(jì)日供水規(guī)模大于200m3/d的,其有效容積按最高日用水量的40%~60%設(shè)計(jì);設(shè)計(jì)日供水規(guī)模小于200m3/d的,其有效容積按最高日用水量的50%~100%設(shè)計(jì);⑤對(duì)運(yùn)行時(shí)間為6~16小時(shí)的水廠,清水池調(diào)節(jié)容積可取較高值。
第三十九頁(yè),共303頁(yè)。第三十九頁(yè),共303頁(yè)。清水池1.形式:圓形、矩形2.管道:(1).進(jìn)水管管徑按最高日工作時(shí)用水量計(jì)算,管口應(yīng)在池內(nèi)平均水位以下。(2).出水管管徑按最高日最高時(shí)用水量計(jì)算。一般采用水泵吸水管直接彎入池底集水坑吸水。(3).溢流管管徑一般與進(jìn)水管相同。管端為喇叭口,并與池內(nèi)最高水位持平。池外出水管應(yīng)設(shè)網(wǎng)罩,管道出口不得裝閥門。當(dāng)溢流管出口經(jīng)常處于排水位以下時(shí),可設(shè)置溢流井排水。第四十頁(yè),共303頁(yè)。第四十頁(yè),共303頁(yè)。(4).排水管管徑可按2h內(nèi)池中水泄空計(jì)算。但最小管徑不得小于100mm,管底應(yīng)與集水坑底持平。如清水池埋深較大,排水有困難時(shí),可在池外設(shè)排水井,用潛水泵從井內(nèi)抽排。為了便于排空池水,池底應(yīng)有一定的坡度,坡向集水坑。(5).通氣管及人孔池頂設(shè)通氣管,管徑一般為100~200mm,進(jìn)氣孔一般高出覆土1m,出氣孔高出覆土1.5m。同時(shí)設(shè)人孔,孔徑一般為700mm,并沿池壁設(shè)鐵爬梯。池頂覆土厚度一般為300mm;若室外平均氣溫為-10~30℃,則覆土厚度為700mm。在地下水位比較高的地區(qū),覆土厚度應(yīng)滿足抵抗浮力的要求。第四十一頁(yè),共303頁(yè)。第四十一頁(yè),共303頁(yè)。第四十二頁(yè),共303頁(yè)。第四十二頁(yè),共303頁(yè)。第四十三頁(yè),共303頁(yè)。第四十三頁(yè),共303頁(yè)。第四十四頁(yè),共303頁(yè)。第四十四頁(yè),共303頁(yè)。水塔1.形式—水塔平面形狀通常做成圓筒形,直徑∶高=1~0.5
2.水塔設(shè)置的管道進(jìn)水管出水管排水管溢流管——不設(shè)閥門第四十五頁(yè),共303頁(yè)。第四十五頁(yè),共303頁(yè)。有效容積:
W=W1+W2W:有效容積,m3W1:調(diào)節(jié)容積,m3W2:消防貯水量,m3,W2=nqxtn:同時(shí)發(fā)生火災(zāi)次數(shù)
qx:一次火災(zāi)室內(nèi)消防用水量
t:火災(zāi)延續(xù)時(shí)間,10min第四十六頁(yè),共303頁(yè)。第四十六頁(yè),共303頁(yè)。四、地下水取水構(gòu)筑物分類第四十七頁(yè),共303頁(yè)。第四十七頁(yè),共303頁(yè)。
管井
大口井
復(fù)合井第四十八頁(yè),共303頁(yè)。第四十八頁(yè),共303頁(yè)。
滲渠
輻射井第四十九頁(yè),共303頁(yè)。第四十九頁(yè),共303頁(yè)。管井構(gòu)造、施工和管理一、管井構(gòu)造管井:因其井壁和含水層進(jìn)水部分均為管狀而得名,通常用鑿井機(jī)械開(kāi)鑿,俗稱機(jī)井。
完整井非完整井管井構(gòu)造:井室井壁管過(guò)濾器沉淀管——過(guò)濾器是否貫穿整個(gè)含水層第五十頁(yè),共303頁(yè)。第五十頁(yè),共303頁(yè)。第五十一頁(yè),共303頁(yè)。第五十一頁(yè),共303頁(yè)。第五十二頁(yè),共303頁(yè)。第五十二頁(yè),共303頁(yè)。(一)井室作用:1.安放各種設(shè)備
2.進(jìn)行維護(hù)管理的場(chǎng)所
3.保護(hù)井口使井水免受污染管井中的抽水設(shè)備深井泵深井潛水泵臥式水泵——由井的出水量、動(dòng)水位、靜水位和井的構(gòu)造來(lái)確定(井徑、井深)第五十三頁(yè),共303頁(yè)。第五十三頁(yè),共303頁(yè)。井室結(jié)構(gòu):深井泵房——泵體和揚(yáng)水管安裝在管井內(nèi),泵座和電動(dòng)機(jī)安裝在井室內(nèi);深井潛水泵房——水泵和電動(dòng)機(jī)安裝在管井內(nèi),控制設(shè)備安裝在井室內(nèi);臥式泵房——水泵和電動(dòng)機(jī)安裝在井室內(nèi);地面式——便于維護(hù)管理,防水、防潮、通風(fēng)、采光條件好;地下式——便于總體規(guī)劃,噪聲小,防凍條件好。第五十四頁(yè),共303頁(yè)。第五十四頁(yè),共303頁(yè)。(二)井壁管1.作用:加固井壁;隔離水質(zhì)不良或水頭較低的含水層;保證施工時(shí),豎直鉆孔方向2.材質(zhì):1)鋼管:適用的井深范圍不受限制2)鑄鐵管:適用的井深<250m3)鋼筋混凝土管、塑料管:適用井深<150m第五十五頁(yè),共303頁(yè)。第五十五頁(yè),共303頁(yè)。(三)過(guò)濾器1.作用:集水保持填礫與含水層的穩(wěn)定防止漏砂和堵塞
——過(guò)濾器是管井最重要的組成部分2.基本要求足夠的強(qiáng)度和抗蝕性良好的透水性保持人工填礫和含水層的滲透穩(wěn)定性
第五十六頁(yè),共303頁(yè)。第五十六頁(yè),共303頁(yè)。3.幾種常用的過(guò)濾器1)鋼筋骨架過(guò)濾器——一般僅用于不穩(wěn)定的裂隙巖、砂巖或礫巖含水層,主要用作其它形式過(guò)濾器的骨架2)圓孔、條孔過(guò)濾器——更多的是作為其他過(guò)濾器的骨架3)纏絲過(guò)濾器,包網(wǎng)過(guò)濾器金屬絲:抗蝕性要求高非金屬絲:抗蝕性強(qiáng)第五十七頁(yè),共303頁(yè)。第五十七頁(yè),共303頁(yè)。4)填礫過(guò)濾器——適于各種含水層,以上述各種過(guò)濾器作為骨架,圍填以與含水層顆粒組成有一定級(jí)配關(guān)系的礫石層,統(tǒng)稱為填礫過(guò)濾器。天然反濾層人工反濾層過(guò)濾器天然反濾層第五十八頁(yè),共303頁(yè)。第五十八頁(yè),共303頁(yè)。反濾層作用:(人工反濾層)保持含水層的滲透穩(wěn)定性——截留骨架顆粒提高過(guò)濾器的透水性改善管井的工作性能提高管井單位出水量延長(zhǎng)使用年限填礫粒徑與含水層粒徑比:保持過(guò)濾器四周為粗顆粒,空隙大,故進(jìn)水面積大,水頭損失小第五十九頁(yè),共303頁(yè)。第五十九頁(yè),共303頁(yè)。填礫厚度:填礫高度:超過(guò)過(guò)濾器頂8~10m,防止管井下沉后出現(xiàn)不對(duì)應(yīng)現(xiàn)象礫石、粗砂、卵石含水層:75~100mm細(xì)粉砂:100~150mm第六十頁(yè),共303頁(yè)。第六十頁(yè),共303頁(yè)。不同含水層適用過(guò)濾器類型第六十一頁(yè),共303頁(yè)。第六十一頁(yè),共303頁(yè)。(四)沉淀管作用:用以沉淀進(jìn)入井內(nèi)的細(xì)小砂粒和自地下水中析出的沉淀物長(zhǎng)度:2~10m井深<20m,沉淀管長(zhǎng)2m井深>90m,沉淀管長(zhǎng)10m
第六十二頁(yè),共303頁(yè)。第六十二頁(yè),共303頁(yè)。大口井:大口井是廣泛應(yīng)用的開(kāi)采淺層地下水的取水設(shè)施。常用井徑為1~3m,單井出水量為500~5000方/d,使用年限一般為10~20年。大口井適用于潛水、承壓水,含水層厚度5~10m、且埋深在10m以內(nèi)的地下水。井深≤15m。完整井只有井壁進(jìn)水,適用于顆粒粗、厚度薄(5~8m)、埋深淺的含水層。含水層厚度較大(>10m)時(shí),應(yīng)做成非完整井。第六十三頁(yè),共303頁(yè)。第六十三頁(yè),共303頁(yè)。大口井具有出水量穩(wěn)定、造價(jià)低、施工方便等優(yōu)點(diǎn),所以被很多地方所采用。大口井適用于潛流水豐富的河床、河漫灘及一級(jí)臺(tái)地、干枯河床、古河道等含水層。第六十四頁(yè),共303頁(yè)。第六十四頁(yè),共303頁(yè)。(1).大口井的組成與適用條件大口井適用于潛水、承壓水,含水層厚度5~10m、且埋深在10m以內(nèi)的地下水。大口井主要由井口、井筒、進(jìn)水部分三部分組成。第六十五頁(yè),共303頁(yè)。第六十五頁(yè),共303頁(yè)。(1)井筒井簡(jiǎn)通常用鋼筋混凝土澆注或用磚、石、預(yù)制混凝土塊、預(yù)制鋼筋混凝土圈砌筑而成,用以加固井壁,防止井壁坍塌及隔離水質(zhì)不良的含水層。大口井的外形有圓筒形、截頭圓錐形、階梯圓筒形等,常用的為圓型。圓型井筒的優(yōu)點(diǎn)是:在施工中易于保證垂直下沉;受力條件好,節(jié)省材料;對(duì)周圍土層擾動(dòng)程度較輕,有利于進(jìn)水。但圓筒形片筒緊貼土層、下沉摩擦力較大。第六十六頁(yè),共303頁(yè)。第六十六頁(yè),共303頁(yè)。(2)井口井口為大口井露出地表的部分。為了避免地面污水從井口或沿井外壁侵入含水層而污染地下水,影響給水水質(zhì),井口應(yīng)高出地表0.5m,并在井口周圍設(shè)置寬為1.5m的排水坡。
第六十七頁(yè),共303頁(yè)。第六十七頁(yè),共303頁(yè)。(3).進(jìn)水部分
進(jìn)水部分:井壁進(jìn)水孔有水平孔與斜形孔兩種型式。大口井混凝土井壁宜采用直徑為50~100mm圓形進(jìn)水孔。
大口井進(jìn)水段井壁孔隙率宜按15~20%設(shè)計(jì)。第六十八頁(yè),共303頁(yè)。第六十八頁(yè),共303頁(yè)。五、地表水取水構(gòu)筑物按水源分:河流、湖泊、水庫(kù)、海水取水構(gòu)筑物活動(dòng)式:浮船式、纜車式按構(gòu)造形式不同固定式:岸邊式、河床式、斗槽式第六十九頁(yè),共303頁(yè)。第六十九頁(yè),共303頁(yè)。一、江河的徑流特征1.江河的水位和流量的特征——徑流變化規(guī)律是取水構(gòu)筑物設(shè)計(jì)的重要依據(jù)水位流量流速設(shè)計(jì)最高水位:按設(shè)計(jì)防洪標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)最低水位:水源情況供水重要性按保證率90~97%的枯水位確定第七十頁(yè),共303頁(yè)。第七十頁(yè),共303頁(yè)。
地表水取水構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)最高水位,—般按設(shè)計(jì)防洪標(biāo)準(zhǔn)確定。設(shè)計(jì)枯水位和設(shè)計(jì)枯水流量的設(shè)計(jì)頻率,應(yīng)根據(jù)水源情況和供水重要性選定。當(dāng)?shù)乇硭鳛槌擎?zhèn)供水水源時(shí).其設(shè)計(jì)枯水位和設(shè)計(jì)枯水流量的保證率,一般可采用90%~97%,嚴(yán)重缺水地區(qū)不低于90%,其他地區(qū)不低于95%;當(dāng)?shù)乇硭鳛楣I(yè)企業(yè)供水水源時(shí),其設(shè)計(jì)枯水流量的保證率應(yīng)技行有關(guān)部門的規(guī)定選取。第七十一頁(yè),共303頁(yè)。第七十一頁(yè),共303頁(yè)。
意義:江河取水構(gòu)筑物位置的選擇是否恰當(dāng),直接影響取水的水質(zhì)和水量、取水的安全可靠性、投資、施工、運(yùn)行管理以及河流的綜合利用。要求:深入現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查研究,根據(jù)取水河段的水文、地形、地質(zhì)、衛(wèi)生等條件,全面分析,綜合考慮,提出幾個(gè)可能的取水位置方案,進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較,從中選擇最優(yōu)的方案。江河取水構(gòu)筑物位置的選擇:第七十二頁(yè),共303頁(yè)。第七十二頁(yè),共303頁(yè)。(1)設(shè)在水質(zhì)較好地點(diǎn)為避免污染,取水構(gòu)筑物宜位于上游的清潔河段,在污水排放口的上游100~150m以上;取水構(gòu)筑物應(yīng)避開(kāi)河流中的回流區(qū)和死水區(qū),以減少進(jìn)水中的泥沙和漂浮物;污水灌溉農(nóng)田、農(nóng)作物施加殺蟲劑等都可能污染水源,也應(yīng)予以注意。第七十三頁(yè),共303頁(yè)。第七十三頁(yè),共303頁(yè)。(2)具有穩(wěn)定河床和河岸,靠近主流,有足夠的水深在彎曲河段上,取水構(gòu)筑物位置宜設(shè)在河流的凹岸;如果在凸岸的起點(diǎn),主流尚未偏離時(shí),或在凸岸的起點(diǎn)或終點(diǎn);主流雖已偏離,但離岸不遠(yuǎn)有不淤積的深槽時(shí),仍可設(shè)置取水構(gòu)筑物。在順直河段上,取水構(gòu)筑物位置宜設(shè)在河床穩(wěn)定、深槽主流近岸處,通常也就是河流較窄、流速較大,水較深的地點(diǎn),在取水構(gòu)筑物處的水深一般要求不小于2.5~3.Om。第七十四頁(yè),共303頁(yè)。第七十四頁(yè),共303頁(yè)。(3)具有良好的地質(zhì)、地形及施工條件取水構(gòu)筑物應(yīng)設(shè)在地質(zhì)構(gòu)造穩(wěn)定、承載力高的地基上;取水構(gòu)筑物不宜設(shè)在有寬廣河漫灘的地方,以免進(jìn)水管過(guò)長(zhǎng);選擇取水構(gòu)筑物位置時(shí),要盡量考慮到施工條件,除要求交通運(yùn)輸方便,有足夠的施工場(chǎng)地外,還要盡量減少土石方量和水下工程量,以節(jié)省投資,縮短工期。第七十五頁(yè),共303頁(yè)。第七十五頁(yè),共303頁(yè)。(4)靠近主要用水地區(qū)取水構(gòu)筑物位置選擇應(yīng)與工業(yè)布局和城市規(guī)劃相適應(yīng),全面考慮整個(gè)給水系統(tǒng)的合理布置。在保證取水安全的前提下,取水構(gòu)筑物應(yīng)盡可能靠近主要用水地區(qū),以縮短輸水管線的長(zhǎng)度,減少輸水管的投資和輸水電費(fèi)。此外,輸水管的敷設(shè)應(yīng)盡量減少穿過(guò)天然或人工障礙物。第七十六頁(yè),共303頁(yè)。第七十六頁(yè),共303頁(yè)。(5)注意人工構(gòu)筑物或天然障礙物取水構(gòu)筑物應(yīng)避開(kāi)橋前水流滯緩段和橋后沖刷、落淤段,一般設(shè)在橋前0.5~1.0km或橋后1.0km以外;取水構(gòu)筑物與丁壩同岸時(shí),應(yīng)設(shè)在丁壩上游,與壩前淺灘起點(diǎn)相距一定距離處,也可設(shè)在丁壩的對(duì)岸;攔河壩上游流速減緩,泥沙易于淤積,閘壩泄洪或排沙時(shí),下游產(chǎn)生沖刷泥沙增多,取水構(gòu)筑物宜設(shè)在其影響范圍以外的地段。第七十七頁(yè),共303頁(yè)。第七十七頁(yè),共303頁(yè)。(6)應(yīng)與河流的綜合利用相適應(yīng)選擇取水構(gòu)筑物位置時(shí),應(yīng)結(jié)合河流的綜合利用,如航運(yùn)、灌溉、排洪、水力發(fā)電等,全面考慮,統(tǒng)籌安排。在通航河流上設(shè)置取水構(gòu)筑物時(shí),應(yīng)不影響航船通行,必要時(shí)應(yīng)按照航道部門的要求設(shè)置航標(biāo);應(yīng)注意了解河流上下游近遠(yuǎn)期內(nèi)擬建的各種水工構(gòu)筑物和整治規(guī)劃對(duì)取水構(gòu)筑物可能產(chǎn)生的影響。第七十八頁(yè),共303頁(yè)。第七十八頁(yè),共303頁(yè)。
固定式取水構(gòu)筑物與活動(dòng)式取水構(gòu)筑物相比具有取水可靠,維護(hù)管理簡(jiǎn)單,適應(yīng)范圍廣等優(yōu)點(diǎn),但投資較大,水下工程量較大,施工期長(zhǎng),在水源水位變幅較大時(shí)尤其突出。固定式取水構(gòu)筑物設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮遠(yuǎn)期發(fā)展的需要,土建工程一般按遠(yuǎn)期設(shè)計(jì),一次建成,水泵機(jī)組設(shè)備可分期安裝。
江河固定式取水構(gòu)筑物第七十九頁(yè),共303頁(yè)。第七十九頁(yè),共303頁(yè)。采用岸邊式取水一般應(yīng)符合如下條件(1)河水主流靠近取水岸,或靠取水岸有穩(wěn)定的主流深槽,即岸邊有足夠的水深,能保證在最低水位時(shí)也可安全取水。(2)具有穩(wěn)定的河床和河岸,避免取水構(gòu)筑物建成后,改變主流位置,而使取水地段產(chǎn)生淤積。(3)岸邊為地質(zhì)條件較好的陡坡,如巖石陡坡,這樣,取水構(gòu)筑物設(shè)在陡岸可減少連接堤岸的工程量,同時(shí)岸堤對(duì)河流水力條件影響較小,不致引起河床變形。
(4)在水位變幅大,特別是急漲快落且流速大的取水河段上,采用豎井式岸邊取水構(gòu)筑物,具有管理操作方便、取水安全可靠等優(yōu)點(diǎn)。(5)水中泥沙、漂浮物和冰凌較嚴(yán)重的河流上不適宜采用自流管取水時(shí)。第八十頁(yè),共303頁(yè)。第八十頁(yè),共303頁(yè)。一、岸邊式取水構(gòu)筑物適用條件:岸邊較陡,主流近岸,岸邊有足夠的水深,水質(zhì)、地質(zhì)條件較好,水位變幅不大由進(jìn)水間、泵房組成(一)岸邊式取水構(gòu)筑物的基本形式合建式——進(jìn)水間與泵房合建分建式——進(jìn)水間與泵房分建第八十一頁(yè),共303頁(yè)。第八十一頁(yè),共303頁(yè)。1.合建式特點(diǎn):進(jìn)水間與泵房合建,設(shè)備布置緊湊,總建筑面積小,吸水管較短,運(yùn)行安全,維護(hù)方便。土建結(jié)構(gòu)復(fù)雜,施工較困難。第八十二頁(yè),共303頁(yè)。第八十二頁(yè),共303頁(yè)。
合建式岸邊取水構(gòu)筑物進(jìn)水間與泵房合建,水經(jīng)進(jìn)水孔進(jìn)入進(jìn)水室,再經(jīng)格網(wǎng)進(jìn)入吸水室,然后由水泵抽送至水廠或用戶。進(jìn)水孔上的格柵用以攔截水中粗大的漂浮物。進(jìn)水間中的格網(wǎng)用以攔截水中細(xì)小的漂浮物。
合建式的優(yōu)點(diǎn)是布置緊湊,占地面積小,水泵吸水管路短,運(yùn)行安全,管理維護(hù)方便;缺點(diǎn)是土建結(jié)構(gòu)復(fù)雜,施工較困難。只有在岸邊水深較大,河岸較陡,同時(shí)河岸地質(zhì)條件良好的地方以及水位變幅和流速較大的河流才可采用。第八十三頁(yè),共303頁(yè)。第八十三頁(yè),共303頁(yè)。第八十四頁(yè),共303頁(yè)。第八十四頁(yè),共303頁(yè)。
(1)基礎(chǔ)呈階梯布置的合建式岸邊取水構(gòu)筑物在河岸地質(zhì)情況較好(岸邊為基巖)的條件下才可采用這種布置形式,以保證不致因進(jìn)水間與水泵間的基礎(chǔ)標(biāo)高不同而引起構(gòu)筑物的不均勻沉陷。由于進(jìn)水間與水泵間的底部標(biāo)高不同,可減小泵房的建筑高度,節(jié)省土建投資,便于施工。但在枯水期低水位時(shí),水泵不能自灌引水需采用抽真空方式或灌注壓力水引水方式,對(duì)運(yùn)行管理不方便。第八十五頁(yè),共303頁(yè)。第八十五頁(yè),共303頁(yè)。第八十六頁(yè),共303頁(yè)。第八十六頁(yè),共303頁(yè)。(2)基礎(chǔ)呈水平布置的合建式岸邊取水構(gòu)筑物進(jìn)水間與水泵間的底在同一標(biāo)高上。在岸邊地質(zhì)條件較差,不宜作階梯形基礎(chǔ)布置時(shí)采用這種形式。這種形式的取水構(gòu)筑物多用臥式泵,安裝在最低設(shè)計(jì)水位以下,使水泵自灌引水啟動(dòng),運(yùn)行管理方便。但由于水泵間高度大,建筑面積(包括相應(yīng)的進(jìn)水間面積)也較大,因而造價(jià)較高,檢修不便,水泵間通風(fēng)條件較差。第八十七頁(yè),共303頁(yè)。第八十七頁(yè),共303頁(yè)。第八十八頁(yè),共303頁(yè)。第八十八頁(yè),共303頁(yè)。2、分建式岸邊取水構(gòu)筑物
適用條件:靠近取水岸,水深岸陡,水位變幅較小,河床與河岸較穩(wěn)定,河岸地質(zhì)條件較差。采用分建式岸邊取水構(gòu)筑物時(shí),在地形及地質(zhì)條件允許的情況下,應(yīng)盡可能縮短水泵房與進(jìn)水構(gòu)筑物之間的距離。如受地形及地質(zhì)的自然條件限制,則要采取必要的結(jié)構(gòu)措施,縮短其間距,減短水泵吸水管路,有利于維護(hù)管理和增加運(yùn)行的安全性。與合建式岸邊取水構(gòu)筑物形式相比,分建式取水構(gòu)筑物顯然水泵吸水管長(zhǎng),水泵啟動(dòng)所需時(shí)間較長(zhǎng),吸水管或吸水底閥漏水時(shí),檢修困難。第八十九頁(yè),共303頁(yè)。第八十九頁(yè),共303頁(yè)??偟膩?lái)看,合建式比分建式較為優(yōu)越。在地質(zhì)和施工條件許可下,尤其是對(duì)于取水量大,保水安全性要求較高的取水工程,應(yīng)盡可能采用合建式。但在地質(zhì)條件差,且施工技術(shù)力量薄弱,施工條件差,對(duì)水下施工有困難的情況下,宣采用分建式。合建式與分建式比較第九十頁(yè),共303頁(yè)。第九十頁(yè),共303頁(yè)。(二)、岸邊式取水構(gòu)筑物的構(gòu)造和計(jì)算1.進(jìn)水間進(jìn)水室吸水室進(jìn)水孔水位變幅>6m,雙層取水口上、下層取水口的水位要求進(jìn)水間分格,一般不少于兩格吸水室:與泵房設(shè)計(jì)相同進(jìn)水室外壁上設(shè)進(jìn)水孔,孔側(cè)設(shè)有格柵進(jìn)水室與吸水室之間設(shè)平板格網(wǎng)第九十一頁(yè),共303頁(yè)。第九十一頁(yè),共303頁(yè)。
在水位變幅大的河流,岸邊式取水構(gòu)筑物為了能在洪水位、常水位及枯水位均可取得含砂量較小的河水,一股在進(jìn)水構(gòu)筑物的外墻上設(shè)置兩層或兩層以上的進(jìn)水孔。底層進(jìn)水孔的下緣一般要高出河底0.5—1.0米.上緣宜低于設(shè)計(jì)最低水位0.50—1.0米。上層進(jìn)水口的上緣則要求低于設(shè)計(jì)洪水位1.00一1.25米以下。為了截留水中粗大的懸浮雜質(zhì)及漂浮物,須在進(jìn)水口設(shè)置格柵。格柵柵條寬一般采用10毫米,柵條間距為30一50毫米。為了進(jìn)一步截留水中的細(xì)小雜質(zhì),可在進(jìn)水間與吸水間之間的縱向隔墻上設(shè)置濾網(wǎng)。第九十二頁(yè),共303頁(yè)。第九十二頁(yè),共303頁(yè)。(1)根據(jù)安全運(yùn)行,檢修和清洗、排泥等要求,進(jìn)水室通常用隔墻分成可獨(dú)立工作的若干分隔。(2)一般每一分隔布置一根進(jìn)水管或一個(gè)進(jìn)水孔口。(3)當(dāng)河流水位變幅不大時(shí),可采用單層進(jìn)水孔口,當(dāng)河流水位變幅超過(guò)6m時(shí),可設(shè)置兩層或三層進(jìn)水孔,上層進(jìn)水孔的上緣應(yīng)在洪水位以下1.0m,下層進(jìn)水孔的下緣至少應(yīng)高出河底0.5m,其上緣至少應(yīng)在設(shè)計(jì)量低水位以下0.3m。(4)當(dāng)取水量大,采用軸流泵或混流泵取水時(shí),進(jìn)水室應(yīng)結(jié)合水泵前池設(shè)計(jì)的要求進(jìn)行設(shè)計(jì),以免影響水泵效率。(5)進(jìn)水孔的高寬比,宜盡量配合格柵和閘門的標(biāo)準(zhǔn)尺寸。(6)進(jìn)水孔口前應(yīng)設(shè)置格柵及閥門槽。
進(jìn)水間設(shè)計(jì)要點(diǎn)第九十三頁(yè),共303頁(yè)。第九十三頁(yè),共303頁(yè)。岸邊式取水泵房的設(shè)汁特點(diǎn)
(1)水泵選擇水泵選擇包括水泵型號(hào)選擇和水泵臺(tái)數(shù)確定。水泵臺(tái)數(shù)過(guò)多,將增大泵房面積和土建造價(jià);水泵臺(tái)數(shù)過(guò)少,不利于運(yùn)行調(diào)度,一般采用3~4臺(tái)。水泵型號(hào)應(yīng)盡量相同,以便互為備用。當(dāng)供水量或揚(yáng)程變化較大時(shí),可考慮大小水泵搭配,以利調(diào)節(jié)。選泵時(shí)應(yīng)以近期水量為主,適當(dāng)考慮遠(yuǎn)期發(fā)展。第九十四頁(yè),共303頁(yè)。第九十四頁(yè),共303頁(yè)。(2)泵房布置泵房的平面形狀有圓形、矩形、橢圓形、半圓形等。矩形便于布置水泵、管路和起吊設(shè)備,而圓形受力條件好,當(dāng)泵房深度較大時(shí),土建費(fèi)用較低。水泵機(jī)組、管路及附屬設(shè)備布置,既要滿足安裝、操作、檢修的方便,為遠(yuǎn)期發(fā)展留有余地,又要盡量減小泵房面積、減低造價(jià)。第九十五頁(yè),共303頁(yè)。第九十五頁(yè),共303頁(yè)。(3)泵房地面層的設(shè)計(jì)標(biāo)高岸邊式取水構(gòu)筑物的泵房地面層(又稱泵房頂層進(jìn)口平臺(tái))的設(shè)計(jì)標(biāo)高,應(yīng)分別按下列情況確定:當(dāng)泵房位于渠道邊時(shí),采用設(shè)計(jì)最高水位加0.5m;當(dāng)泵房位于江河邊時(shí),采用設(shè)計(jì)最高水位加浪高再加0.5m;當(dāng)泵房位于湖泊、水庫(kù)或海邊時(shí),采用設(shè)計(jì)最高水位加浪高再加0.5m,并應(yīng)設(shè)有防止風(fēng)浪爬高的措施。第九十六頁(yè),共303頁(yè)。第九十六頁(yè),共303頁(yè)。(4)泵房的通風(fēng)采暖及附屬設(shè)備泵房應(yīng)有通風(fēng)設(shè)施,深度不大時(shí)采取自然通風(fēng);深度較大時(shí)可采用機(jī)械通風(fēng)。寒冷地區(qū),泵房應(yīng)考慮采暖。為便于泵房?jī)?nèi)設(shè)備的安裝、檢修,需要設(shè)置起吊設(shè)備。當(dāng)水泵啟動(dòng)時(shí)不能自灌時(shí),應(yīng)采用真空泵和水射器引水。地下式或半地下式取水泵房須設(shè)置集水溝和排水泵,及時(shí)排除漏水及滲水。為便于調(diào)度、泵房?jī)?nèi)還應(yīng)設(shè)置通訊、遙控等自動(dòng)化設(shè)施。第九十七頁(yè),共303頁(yè)。第九十七頁(yè),共303頁(yè)。(5)泵房的防滲和抗浮取水泵房的側(cè)壁及底部,要求在水壓作用下不產(chǎn)生滲漏,因此必須注意混凝土的級(jí)配及施工質(zhì)量。取水泵房在岸邊時(shí),將會(huì)受到河水和地下水的浮力作用,因此在設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮抗浮。具體方式可以依靠自重或增加重物抗浮,也可將泵房底板與基巖嵌出或錨固在一起抗浮。第九十八頁(yè),共303頁(yè)。第九十八頁(yè),共303頁(yè)。
利用伸入江河中心的進(jìn)水管和固定在河床上的取水頭部取水的構(gòu)筑物,稱為河床式取水構(gòu)筑物。河床式取水構(gòu)筑物由取水頭部、進(jìn)水管、集水間和泵房等部分組成。
當(dāng)河床穩(wěn)定,河岸平坦,枯水期主流遠(yuǎn)離取水岸,岸邊水深不夠或水質(zhì)較差,而河中心具有足夠的水深或水質(zhì)較好時(shí),宜采用河床式取水構(gòu)筑物。河床式取水構(gòu)筑物第九十九頁(yè),共303頁(yè)。第九十九頁(yè),共303頁(yè)。1.集水間、泵房與岸邊式取水構(gòu)筑物的泵房、進(jìn)水間基本相同2.取水頭部常用的有喇叭管、蘑菇形、魚形罩、箱式、橋墩式、斜板和活動(dòng)式等第一百頁(yè),共303頁(yè)。第一百頁(yè),共303頁(yè)。1)形式喇叭管——適宜中小取水量
——設(shè)有格柵,構(gòu)造簡(jiǎn)單,造價(jià)低第一百零一頁(yè),共303頁(yè)。第一百零一頁(yè),共303頁(yè)。蘑菇形——適宜中小型取水構(gòu)筑物
——頭部高度較大,帶入的泥沙及漂浮物較少魚形罩——適宜于水泵直接取水
——兩端帶有圓錐頭部的圓筒,設(shè)進(jìn)水孔,外形趨于流線型,水體阻力小,進(jìn)水面積大,可有效減少堵塞第一百零二頁(yè),共303頁(yè)。第一百零二頁(yè),共303頁(yè)。箱式——中小型取水構(gòu)筑物
——進(jìn)水孔總面積較大第一百零三頁(yè),共303頁(yè)。第一百零三頁(yè),共303頁(yè)。斜板式——便于沉淀泥沙,適用于粗顆粒泥沙較多的河流第一百零四頁(yè),共303頁(yè)。第一百零四頁(yè),共303頁(yè)。3.進(jìn)水管自流管虹吸管進(jìn)水暗渠進(jìn)水管一般不應(yīng)少于兩條進(jìn)水管的沖洗:防止管內(nèi)淤積順沖反沖進(jìn)水管流速的確定:不淤流速≮0.6m/s
沖洗時(shí)1.5~2.0m/s第一百零五頁(yè),共303頁(yè)。第一百零五頁(yè),共303頁(yè)。河床式取水的類型
1)自流管取水自流管淹沒(méi)在水中,河水靠重力進(jìn)入集水間,集水間可與泵房合建或分建。自流管取水工作可靠,但敷設(shè)自流管時(shí)開(kāi)挖土石方量較大,適用于自流管埋深不大或河岸可以開(kāi)挖敷設(shè)自流管時(shí)。在河流水位變幅較大,洪水期歷時(shí)較長(zhǎng),水中含沙量較高時(shí),可在集水間壁上開(kāi)設(shè)進(jìn)水孔,或設(shè)置高位自流管取上層含沙量較少的水。第一百零六頁(yè),共303頁(yè)。第一百零六頁(yè),共303頁(yè)。選擇自流管取水構(gòu)筑物的位置時(shí),特別要注意在洪水期河流底砂及草情對(duì)取水的影響。在洪水期容易發(fā)生泥砂淤積的河段,如主、支流交匯處,凸岸處或在河水回流區(qū)內(nèi),均不宜布置自流管取水構(gòu)筑物。另外,在高渾濁度的游蕩性河段或河心灘、河心洲發(fā)育的河段,也不宜采用自流管取水。第一百零七頁(yè),共303頁(yè)。第一百零七頁(yè),共303頁(yè)。
2)虹吸管取水河水通過(guò)虹吸管進(jìn)入集水井中,然后由水泵抽走。河水高于虹吸管頂時(shí)可自流進(jìn)水;河水低于虹吸管頂時(shí)需抽真空。
當(dāng)取水構(gòu)筑物的位置處于枯水期主流遠(yuǎn)離取水岸、水位又很低、河流水位變幅較大,以及河灘寬闊、岸坡高而陡、且河床多為堅(jiān)硬的巖石或土質(zhì)的河床如果采用自流管取水,勢(shì)必自流管需要埋設(shè)很深,施工時(shí)要開(kāi)挖大量的土石方,并且要進(jìn)行水下施工或鋪設(shè)自流管道需要穿越防洪堤、防洪墻等水工構(gòu)筑物時(shí),宜采用虹吸管取水。第一百零八頁(yè),共303頁(yè)。第一百零八頁(yè),共303頁(yè)。
利用虹吸管管頂可以高于最低設(shè)計(jì)水位4—6米的特點(diǎn),可大大減少管道的埋沒(méi)深度、節(jié)約土石方工程量、縮短工期、降低工程造價(jià)。采用虹吸管取水,需要安裝一套真空抽氣設(shè)備。水泵啟動(dòng)前,先啟動(dòng)真空泵,將虹吸管道抽真空引水。當(dāng)虹吸管管徑較大且管路較長(zhǎng)或河水在低水位時(shí),真空抽氣時(shí)間較長(zhǎng),亦即水泵起動(dòng)時(shí)間較長(zhǎng),運(yùn)行管理不如自流管取水方便。虹吸管道施工質(zhì)量變求很高,必須嚴(yán)密不漏水。由于管路較長(zhǎng),一旦虹吸進(jìn)水管發(fā)生漏氣現(xiàn)象,查漏檢修也十分困難。第一百零九頁(yè),共303頁(yè)。第一百零九頁(yè),共303頁(yè)。第一百一十頁(yè),共303頁(yè)。第一百一十頁(yè),共303頁(yè)。虹吸進(jìn)水管設(shè)計(jì)要求
為確保安全取水的可靠性,虹吸進(jìn)水管設(shè)計(jì)應(yīng)滿足以下要求:(1)總虹吸高度一般采用4—6米;(2)虹吸管末端應(yīng)伸入集水井最低動(dòng)水位以下1.0米,否則,虹吸作用易遭破壞,難以保證水泵的連續(xù)運(yùn)行。(3)取水頭部應(yīng)保證足夠的淹沒(méi)水深,以防吸入空氣,(4)至少設(shè)計(jì)二根虹吸進(jìn)水管,而每根虹吸管都應(yīng)設(shè)置單獨(dú)的真空管路;(5)虹吸進(jìn)水管一般采用鋼管,管內(nèi)流速一般應(yīng)大于0.6米/秒。第一百一十一頁(yè),共303頁(yè)。第一百一十一頁(yè),共303頁(yè)。3)水泵直接吸水不設(shè)集水間,水泵吸水管直接伸入河中取水。采用水泵吸水管直接取水的河床式取水構(gòu)筑物,一般只限于取水量小,源水水質(zhì)較好的取水工程。第一百一十二頁(yè),共303頁(yè)。第一百一十二頁(yè),共303頁(yè)。第一百一十三頁(yè),共303頁(yè)。第一百一十三頁(yè),共303頁(yè)。水泵吸水管直接取水具有如下特點(diǎn):(1)因無(wú)濾網(wǎng)設(shè)備,同時(shí)為防止水泵葉輪磨損過(guò)快,延長(zhǎng)水泵使用年限,因此只是當(dāng)河水水質(zhì)較好,即河水小泥砂(特別是顆粒粗大的泥砂)、漂浮物、青苔均較少時(shí),宜采用之。(2)應(yīng)盡量采用吸水高度較大的水泵設(shè)備,泵房深度可以減少。同時(shí)由于不設(shè)集水井,施工簡(jiǎn)單,土建工程造價(jià)一般較低。(3)因主流遠(yuǎn)離取水岸、水泵吸水管路較長(zhǎng),故真空引水的時(shí)間也較長(zhǎng)。第一百一十四頁(yè),共303頁(yè)。第一百一十四頁(yè),共303頁(yè)。其它問(wèn)題(1)從安全取水考慮,只宜采用真空引水方式,不宜采用帶底閥的壓力灌水引水方式,否則,吸水底閥在洪水期失靈時(shí),檢修十分困難。(2)吸水管最好采用鋼管,施工要求嚴(yán)密不漏氣。(3)吸水管一般埋設(shè)在河床下,當(dāng)河床為非基巖時(shí),最好采用頂管法施工,否則采用明開(kāi)槽施工。也有不少小型取水工程把水泵吸水管架空在河中樁架之上,吸水頭部裝柵罩,或在取水口周圍攔截漂浮物,布置簡(jiǎn)單,不造圍堰,無(wú)水下工程,施工方便,節(jié)約投資。但只能在不妨礙水上航運(yùn)的情況下才允許采用。第一百一十五頁(yè),共303頁(yè)。第一百一十五頁(yè),共303頁(yè)。第一百一十六頁(yè),共303頁(yè)。第一百一十六頁(yè),共303頁(yè)。
給水處理是將地表水源或地下水源的水質(zhì),處理成符合生活飲用或工業(yè)用水水質(zhì)要求的過(guò)程。因此,水處理工藝流程的選擇將原水水質(zhì)和處理后的水質(zhì)要求而定。原水的水質(zhì)越好,處理的工藝流程可以簡(jiǎn)化,水質(zhì)的要求越易達(dá)到。但是,隨著原水污染的加劇,水中影響健康的有機(jī)和無(wú)機(jī)雜質(zhì)常會(huì)增加,水處理流程必然趨于復(fù)雜,因此選擇質(zhì)優(yōu)量多的水源,以簡(jiǎn)化水處理工藝流程,節(jié)省基建投資和運(yùn)行費(fèi)用是十分重要的,與此同時(shí),進(jìn)行水源保護(hù)以避免污染,保證良好的水源水質(zhì),更是迫切的任務(wù)。五、給水處理第一百一十七頁(yè),共303頁(yè)。第一百一十七頁(yè),共303頁(yè)。
“混凝—沉淀—過(guò)濾—消毒”是生活飲用水的常規(guī)處理工藝。當(dāng)然,根據(jù)水源水質(zhì)的不同,處理工藝也有所不同。第一百一十八頁(yè),共303頁(yè)。第一百一十八頁(yè),共303頁(yè)。
水質(zhì)良好的地下水,可只進(jìn)行消毒處理。原水濁度長(zhǎng)期不超過(guò)20度、瞬間不超過(guò)60度時(shí),宜采用慢濾加消毒或微絮凝加消毒的凈水工藝。原水濁度長(zhǎng)期不超過(guò)500NTU、瞬間不超過(guò)1000NTU時(shí),宜采用混凝、沉淀、過(guò)濾加消毒的常規(guī)凈水工藝。原水含沙量變化較大或濁度經(jīng)常超過(guò)500NTU時(shí),可在常規(guī)凈水工藝前加設(shè)沉砂池。第一百一十九頁(yè),共303頁(yè)。第一百一十九頁(yè),共303頁(yè)。
水源水質(zhì)不符合相關(guān)要求時(shí)采取的凈化措施:微污染地表水可采用強(qiáng)化常規(guī)凈水工藝,或增加預(yù)處理或采取濾后深度處理;含藻水宜用氣浮工藝;鐵、錳超標(biāo)的地下水應(yīng)采用氧化、過(guò)濾、消毒的處理工藝;氟超標(biāo)的地下水可采用活性氧化鋁吸附、混凝沉淀或電滲析等處理工藝;苦咸水淡化可采用電滲析或反滲透等膜處理技術(shù)。第一百二十頁(yè),共303頁(yè)。第一百二十頁(yè),共303頁(yè)。I~I(xiàn)II型工程宜采用凈水構(gòu)筑物,其中III型工程可采用組合式凈水構(gòu)筑物;IV、V型工程可采用慢濾或凈水裝置。第一百二十一頁(yè),共303頁(yè)。第一百二十一頁(yè),共303頁(yè)。第一百二十二頁(yè),共303頁(yè)。第一百二十二頁(yè),共303頁(yè)。凈水構(gòu)筑物應(yīng)設(shè)排泥管、排空管、溢流管和壓力沖洗設(shè)備等。構(gòu)筑物的主要通道上應(yīng)設(shè)有安全防護(hù)措施。與水接觸的各種設(shè)備、材料、藥劑、凈水裝置等,應(yīng)符合衛(wèi)生安全要求。第一百二十三頁(yè),共303頁(yè)。第一百二十三頁(yè),共303頁(yè)。凈水工藝選擇與供水規(guī)模的關(guān)系
凈水工藝流程是指按照水源水質(zhì)和飲用水水質(zhì)要求,所采用的一系列凈水構(gòu)筑物的組合,合理選擇凈水工藝是水廠建設(shè)的關(guān)鍵問(wèn)題。水處理技術(shù)可分為若干工藝單元。這些單元可以單獨(dú)或組合起來(lái)應(yīng)用,這樣就組成了水廠的工藝流程,水處理工藝單元有:自然沉淀、混凝、沉淀、過(guò)濾、消毒、除鐵除錳、軟化以及臭味控制等。以地表水為水源的水廠,通常采用混凝、沉淀、過(guò)濾和消毒的常規(guī)處理工藝過(guò)程,主要去除懸浮物質(zhì)、膠體物質(zhì)和病原微生物,以滿足生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。第一百二十四頁(yè),共303頁(yè)。第一百二十四頁(yè),共303頁(yè)。
地下水為水源時(shí),常規(guī)處理工藝比較簡(jiǎn)單,主要是去除水中可能存在的病原微生物。對(duì)于不含有其他污染物(如鐵、錳、氟、砷等)的地下水,只需消毒就可以達(dá)到飲用水水質(zhì)要求。如果原水水質(zhì)好,就不一定采用常規(guī)工藝,例如,常年渾濁度較低的水源,可省去沉淀過(guò)程采用直接過(guò)濾,深井水可只消毒就可飲用。但如原水水質(zhì)較差,就須在常規(guī)處理以外增加凈水工藝,例如常年泥沙含量較高的水源,需增加預(yù)沉池,污染水源需增加生物濾池或活性炭處理等。鐵、錳和含氟量高的水需經(jīng)特種處理等??傊氃诩夹g(shù)可能和經(jīng)濟(jì)合理的前提下,應(yīng)針對(duì)原水水質(zhì)特點(diǎn),選用合適的工藝流程,以滿足飲用水的水質(zhì)要求。第一百二十五頁(yè),共303頁(yè)。第一百二十五頁(yè),共303頁(yè)。水的硬度高不適宜于使用時(shí),可以用離子交換法或石灰蘇打軟化法去除硬度,這時(shí)可附帶出去鐵和錳,但如只為除鐵除錳采用上述方法是不合適的,一般可用曝氣過(guò)濾法去除鐵錳。除井水有時(shí)需要軟化以符合水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)外,地表水的軟化可在水廠中多加幾種藥劑,如石灰等,通過(guò)常規(guī)處理來(lái)完成。經(jīng)過(guò)處理的水如水質(zhì)不穩(wěn)定,則在管道中流動(dòng)時(shí),可能會(huì)腐蝕金屬管材,或可能在管壁上生成一層碳酸鈣結(jié)垢。為了防止這種情況,可在進(jìn)水中投加石灰,使水中的碳酸鈣含量趨于飽和甚至過(guò)飽和:也可以在軟水中加入二氧化碳,進(jìn)行在碳酸化;另外向水中投加六偏磷酸鈉時(shí),管道內(nèi)壁會(huì)生成一層磷酸鐵保護(hù)模,可以防止結(jié)垢和防止腐蝕。第一百二十六頁(yè),共303頁(yè)。第一百二十六頁(yè),共303頁(yè)。
除臭除味時(shí)需找出產(chǎn)生臭味的原因。因藻類引起臭味時(shí),根本辦法是控制水庫(kù)和蓄水池中藻類的生長(zhǎng)。最經(jīng)濟(jì)和有效的除藻藥劑還是硫酸銅,投加時(shí)藥劑不能過(guò)量,否則會(huì)同時(shí)殺滅魚類。去除地表水臭味的方法是,在水處理流程中的適當(dāng)部位,投加粉末活性炭或經(jīng)過(guò)顆?;钚蕴窟^(guò)濾。投加強(qiáng)氧化劑,如二氧化氯,臭氧等也能去除臭味。根據(jù)原水水質(zhì),可以將以上各單元過(guò)程組合起來(lái),形成整個(gè)水廠的工藝流程,以達(dá)到飲用水應(yīng)有的水質(zhì)。雖然工藝流程可以有各種各樣的組合,但是常見(jiàn)的流程不外是以下幾種:地下水通常只采用消毒;地表水源采用投藥、混合、絮凝、沉淀、過(guò)濾和消毒的常規(guī)工藝;特種處理主要用于去除地下水中的鐵、錳和氟等。第一百二十七頁(yè),共303頁(yè)。第一百二十七頁(yè),共303頁(yè)。選用凈水器時(shí)應(yīng)滿足以下條件:(1)日供水規(guī)模一般不超過(guò)200m3/d;一體化凈水設(shè)備(2)單套設(shè)備凈水能力一般不超過(guò)20m3/h;(3)原水濁度或經(jīng)過(guò)預(yù)沉后濁度較低且變化較小時(shí),水的凈化可選擇凈水器。A、濁度長(zhǎng)期不超過(guò)500NTU、瞬時(shí)不超過(guò)1000NTU的原水,可選擇將絮凝、沉淀、過(guò)濾工藝組合在一起的一體化凈水器。B、濁度長(zhǎng)期不超過(guò)20NTU、瞬時(shí)不超過(guò)60NTU的地表水,可選擇接觸過(guò)濾工藝的凈水器;(4)壓力式凈水器應(yīng)按工作壓力的1.5倍選擇;(5)自流引水工程的凈水器工作時(shí)間按20~22小時(shí)計(jì)算;(6)凈水器工作自用水量按5%計(jì)算。反沖洗周期6~24小時(shí),反沖洗時(shí)間按5~10min,反沖洗強(qiáng)度按照12~15L/s·m2設(shè)計(jì);(7)一般應(yīng)采用凈水器前置消毒,以抑制設(shè)備內(nèi)部微生物生長(zhǎng)。
第一百二十八頁(yè),共303頁(yè)。第一百二十八頁(yè),共303頁(yè)。預(yù)處理1、預(yù)沉原水濁度經(jīng)常超過(guò)500NTU時(shí),先在預(yù)沉池中將粗大顆粒除去。(1)預(yù)沉?xí)r間為8~12小時(shí),有效水深為1.5~3m,超高不宜小于0.3m,池底存泥高度不宜小于0.3m。(2)出水濁度應(yīng)小于500NTU。(3)應(yīng)有清淤措施,分兩格并設(shè)超越管。(4)還可作調(diào)蓄池,有效容積由水源枯水流量確定第一百二十九頁(yè),共303頁(yè)。第一百二十九頁(yè),共303頁(yè)。2、粗濾當(dāng)原水濁度超過(guò)慢濾池要求時(shí),可在慢濾池前采用粗濾池進(jìn)行預(yù)處理。粗濾池分為豎流粗濾池和平流粗濾池。(1)原水含砂量常年較低,粗濾池宜設(shè)在取水口;原水含砂量常年較高或變化較大時(shí),宜設(shè)在預(yù)沉池后。(2)進(jìn)水濁度應(yīng)小于500NTU,出水濁度應(yīng)小于200NTU。(3)設(shè)計(jì)濾速為0.3~1.0m/h,原水濁度較高時(shí)限低值。第一百三十頁(yè),共303頁(yè)。第一百三十頁(yè),共303頁(yè)。
混凝處理是向水中投加凝聚劑,使水中的膠體顆粒和細(xì)小的懸浮物相互凝聚長(zhǎng)大,形成具有沉淀性能良好,尺寸較大的絮狀顆粒(礬花),使之在后續(xù)的沉淀工藝中能夠有效的從水中重力沉淀下來(lái)?;炷A段所處理的對(duì)象:水中的懸浮物和膠體雜質(zhì)。
凝聚劑和助凝劑的選擇與投配第一百三十一頁(yè),共303頁(yè)。第一百三十一頁(yè),共303頁(yè)?;炷壕褪窃谠蓄A(yù)先投加凝聚劑,在凝聚劑的溶解和水解產(chǎn)物作用下,使水中的膠體污染物和細(xì)微懸浮物脫穩(wěn)并聚集為具有可分離性的絮凝體的過(guò)程,其中包括凝聚和絮凝兩個(gè)過(guò)程。凝聚:膠體失去穩(wěn)定性的過(guò)程。絮凝:脫穩(wěn)膠體相互聚集的過(guò)程。第一百三十二頁(yè),共303頁(yè)。第一百三十二頁(yè),共303頁(yè)。
投藥是混凝的必要前提,混合、反應(yīng)是混凝工藝的兩個(gè)參數(shù),結(jié)合原水性質(zhì)選用性能良好的藥劑,創(chuàng)造適宜的化學(xué)和水力條件是混凝工藝上的技術(shù)關(guān)鍵。
第一百三十三頁(yè),共303頁(yè)。第一百三十三頁(yè),共303頁(yè)。(一)、凝聚劑和助凝劑的選擇:1.凝聚劑和助凝劑品種的選擇及其用量,應(yīng)根據(jù)原水懸浮物含量及性質(zhì)、pH值、堿度、水溫、色度等水質(zhì)參數(shù),及原水凝聚沉淀試驗(yàn)或相似條件水廠的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn),結(jié)合當(dāng)?shù)厮巹┕?yīng)情況和水廠管理?xiàng)l件,通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定:第一百三十四頁(yè),共303頁(yè)。第一百三十四頁(yè),共303頁(yè)。自來(lái)水廠常用的凝聚劑主要有:(1)鋁鹽:硫酸鋁(Al2(SO4)3?18H2O)
聚合鋁(堿式氯化鋁)(PAC)(2)鐵鹽:三氯化鐵
TeCl32.高濁度水可選用聚丙烯酰胺作助凝劑。3.低溫低濁水可聚丙烯酰胺或活化硅酸作助凝劑。4.原水堿度較低時(shí),可采用石灰乳液作助凝劑。第一百三十五頁(yè),共303頁(yè)。第一百三十五頁(yè),共303頁(yè)。(二)、凝聚劑和助凝劑的投加:向原水中投加凝聚劑的方法有干投法與濕投法兩種,村鎮(zhèn)水廠宜采用濕投法。濕投法:就是把混凝劑溶解配制成一定濃度的溶液,再投入被處理水中?;炷玫墓腆w藥劑要充分?jǐn)嚢枞芙?并嚴(yán)格控制藥液濃度不超過(guò)5%。混凝藥劑配好后,應(yīng)繼續(xù)攪拌15分鐘,再靜置30分鐘以上方可使用。第一百三十六頁(yè),共303頁(yè)。第一百三十六頁(yè),共303頁(yè)。
1)溶液池容積:第一百三十七頁(yè),共303頁(yè)。第一百三十七頁(yè),共303頁(yè)。
溶解池容積:
W1=(0.2~0.3)W2m3一般建于地下便于操作,池頂高出地面0.2m左右。溶劑腐蝕性強(qiáng)時(shí)要注意防腐。同時(shí)還要考慮池子的殘?jiān)懦⒎趴沾胧?,池底坡度不小?%,超高0.3~0.5m。第一百三十八頁(yè),共303頁(yè)。第一百三十八頁(yè),共303頁(yè)。注意:
溶解池一般采用鋼筋混凝土池體,當(dāng)藥劑量較小時(shí)候,也可以在溶液池上部設(shè)置淋溶斗代替溶解池。溶液池一般以高架式設(shè)置,以便于依靠重力投加藥劑,池周圍應(yīng)有工作臺(tái),池底坡度不小于2%,底部應(yīng)設(shè)置放空管。必要時(shí)設(shè)置溢流管。藥劑的投加濃度一般采用5%~15%(按照商品固體質(zhì)量計(jì)算)。第一百三十九頁(yè),共303頁(yè)。第一百三十九頁(yè),共303頁(yè)。
2)藥劑的配制1.為加速藥劑的溶解,應(yīng)設(shè)攪拌裝置(1)機(jī)械攪拌:以電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)漿板或渦輪攪動(dòng)溶藥;(2)壓縮空氣攪拌:設(shè)有與溶藥直接接觸的機(jī)械設(shè)備,但動(dòng)力消耗大,溶解速度緩慢。由空壓機(jī)提供壓縮空氣,在溶解池底部設(shè)置環(huán)形穿孔布?xì)夤埽唬?)水泵攪拌(4)水力攪拌:壓力水管。效率較低,溶藥不夠充分。近年已較少采用。(5)人工攪拌
第一百四十頁(yè),共303頁(yè)。第一百四十頁(yè),共303頁(yè)。凝聚劑的投加方式:1)泵前投加:藥液投加在水泵吸水管或吸水喇叭口處。這種投加方式安全可靠,一般使用于取水泵房距水廠較近的情況。2)高位溶液池重力投加:當(dāng)取水泵房距水廠較遠(yuǎn)的情況,可建造高架溶液池利用重力將藥液投在水泵壓水管路上。或者投加在混合池入口處。這種投加方式安全可靠,但溶液池位置較高。第一百四十一頁(yè),共303頁(yè)。第一百四十一頁(yè),共303頁(yè)。3)水射器投加利用高壓水通過(guò)水射器噴嘴和喉管之間真空抽吸作用將藥液吸入,同時(shí)隨水的余壓注入原水管中。這種投加方式設(shè)備簡(jiǎn)單,使用方便,溶液池高度不受太大限制,但水射器效率較低,且易于磨損。4)泵投加泵投加有兩種方式:一是采用計(jì)量泵,二是采用離心泵配上流量計(jì)。采用計(jì)量泵不必另備計(jì)量設(shè)備,泵上有計(jì)量標(biāo)志,可通過(guò)改變計(jì)量泵行程或變頻調(diào)速改變藥液投加量,最適合用于混凝劑自動(dòng)控制系統(tǒng)。第一百四十二頁(yè),共303頁(yè)。第一百四十二頁(yè),共303頁(yè)。第一百四十三頁(yè),共303頁(yè)。第一百四十三頁(yè),共303頁(yè)。計(jì)量設(shè)備:藥液投入原水中必須有計(jì)量或定量設(shè)備﹑藥液提升設(shè)備﹑投藥箱和水封箱以及注入設(shè)備等。根據(jù)不同的投藥方式或投藥量控制系統(tǒng),所用設(shè)備也有所不同。常用的計(jì)量設(shè)備有:轉(zhuǎn)子流量計(jì)、電磁流量計(jì)、苗嘴、計(jì)量泵等?!锏谝话偎氖捻?yè),共303頁(yè)。第一百四十四頁(yè),共303頁(yè)?;旌匣旌系囊螅嚎焖俣鶆?,10~30s內(nèi)均勻混合。速度梯度500~1000s-1。要避免特別強(qiáng)烈和長(zhǎng)時(shí)間的混合,否則將惡化礬花的黏附性能和減慢隨后的反應(yīng)過(guò)程?;旌显O(shè)備離后距處理構(gòu)筑物越近越好,盡可能與構(gòu)筑物相連接:如必須用管道連接時(shí),則連接管道內(nèi)流速為0.8~1.0m/s,管道內(nèi)停留時(shí)間不能超過(guò)2分鐘(即管道距離不宜超過(guò)120米)第一百四十五頁(yè),共303頁(yè)。第一百四十五頁(yè),共303頁(yè)。
按照混合方式分類,常用的混合設(shè)備可分為機(jī)械混合和水力混合兩大類。(1)、水泵葉輪混合當(dāng)取水泵房靠近水廠時(shí),可將混凝劑加到吸水管中或吸水喇叭口處,利用水泵葉輪高速轉(zhuǎn)動(dòng)以達(dá)到快速而均勻混合目的。第一百四十六頁(yè),共303頁(yè)。第一百四十六頁(yè),共303頁(yè)。
優(yōu)點(diǎn):1)設(shè)備簡(jiǎn)單2)混合充分,效果較好,無(wú)額外水頭損失3)不另耗動(dòng)能缺點(diǎn):吸水管較多時(shí),投藥設(shè)備要增加,安裝、管理困難,且對(duì)管道和葉輪有腐蝕。近年較少采用。適合取水泵站距絮凝池距離小于150米。第一百四十七頁(yè),共303頁(yè)。第一百四十七頁(yè),共303頁(yè)。(2)、槳板式攪拌機(jī)機(jī)械混合:在池內(nèi)安裝攪拌裝置,以電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)攪拌器使之混合。時(shí)間T=1~2min。優(yōu)點(diǎn):(1)混合效果好(2)水頭損失小缺點(diǎn):(1)需耗費(fèi)動(dòng)(2)管理維護(hù)較復(fù)雜適用于各種規(guī)模的水廠。第一百四十八頁(yè),共303頁(yè)。第一百四十八頁(yè),共303頁(yè)。
(3)、管道混合器混合:將藥劑加入水廠進(jìn)水管中,利用管中水流紊動(dòng)進(jìn)行混合,但必須保證,投藥至反應(yīng)池的管長(zhǎng)應(yīng)不小于50d(d為進(jìn)水管直徑),管中流速不低于1.0m/s,水頭損失不小于0.3~0.4m,混合時(shí)間為30~40秒,如不能滿足這一要求時(shí),應(yīng)設(shè)孔板或文氏管。第一百四十九頁(yè),共303頁(yè)。第一百四十九頁(yè),共303頁(yè)。
1)靜態(tài)混合器2)擴(kuò)散混合器優(yōu)點(diǎn):設(shè)備簡(jiǎn)單、不占地缺點(diǎn):1)當(dāng)流量減少時(shí)可能在管中反應(yīng)沉淀。2)一般的管道混合效果差;采用靜態(tài)混合器效果好,但水頭損失較大。適用流量變化不大的水廠。
第一百五十頁(yè),共303頁(yè)。第一百五十頁(yè),共303頁(yè)。第一百五十一頁(yè),共303頁(yè)。第一百五十一頁(yè),共303頁(yè)。
(4)跌水混合:在進(jìn)水渠、進(jìn)水井或沉砂池出水處設(shè)溢流堰,利用堰后跌水進(jìn)行混合,跌落高度0.5~1.0m,混合時(shí)間小于30~40秒。(5)隔板混合:
有多孔隔板式混合槽分流隔板式混合槽障板式混合槽隔板混合槽中設(shè)隔板3~4塊,利用水流通過(guò)縫隙或孔板的收縮與擴(kuò)散進(jìn)行混合。第一百五十二頁(yè),共303頁(yè)。第一百五十二頁(yè),共303頁(yè)。絮凝、沉淀一般要求1.池型選擇應(yīng)根據(jù)原水水質(zhì)、設(shè)計(jì)規(guī)模、出水水質(zhì)要求、水溫、是否連續(xù)運(yùn)行等因素,結(jié)合當(dāng)?shù)貤l件通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定。2.進(jìn)水壓力較高或變化較大時(shí),宜在絮凝池前設(shè)穩(wěn)壓井;絮凝池與沉淀池合建。3.要均勻配水和集水;出水濁度應(yīng)低于10NTU。4.要有排泥措施?!锏谝话傥迨?yè),共303頁(yè)。第一百五十三頁(yè),共303頁(yè)。(一)絮凝在絮凝反應(yīng)設(shè)備中要求有適當(dāng)?shù)臄嚢杌蛭闪鲝?qiáng)度,平均速度梯度G=20~70s-1,沿池長(zhǎng)方向,隨著礬花的長(zhǎng)大,流速和攪拌強(qiáng)度逐漸減小。絮凝反應(yīng)池的水力停留時(shí)間T=10~30min,GT值104~105。絮凝池和沉淀池一般合建,絮凝池的出水在整個(gè)斷面上穿過(guò)花墻,直接分配到沉淀池的過(guò)水?dāng)嗝嫔稀1苊饬魉偻蝗簧呋虺霈F(xiàn)跌水,以免破壞已經(jīng)形成的礬花。第一百五十四頁(yè),共303頁(yè)。第一百五十四頁(yè),共303頁(yè)。
要求:混合后形成肉眼可見(jiàn)的大、密絮凝體。分類:絮凝池可分為水力和機(jī)械兩類水力攪拌式:速度梯度由水流本身勢(shì)能提供,利用沿程水位差,液體沿程水頭損失所做的功,使液體達(dá)到相應(yīng)的速度梯度。簡(jiǎn)單、方便、適應(yīng)性差。機(jī)械攪拌式:速度梯度由外加機(jī)械能提供,絮凝效果好,穩(wěn)定,維護(hù)管理工作量大。第一百五十五頁(yè),共303頁(yè)。第一百五十五頁(yè),共303頁(yè)。
1、機(jī)械攪拌絮凝池
利用機(jī)械帶動(dòng)葉輪對(duì)水進(jìn)行攪動(dòng),速度梯度由水流旋轉(zhuǎn)線速度差造成。可根據(jù)水質(zhì)和水量的變化而改變轉(zhuǎn)速,故適應(yīng)性強(qiáng),反應(yīng)效果好,國(guó)外80%水廠均采用。第一百五十六頁(yè),共303頁(yè)。第一百五十六頁(yè),共303頁(yè)。
利用電動(dòng)機(jī)經(jīng)減速裝置驅(qū)動(dòng)攪拌器對(duì)水進(jìn)行攪拌,使水中顆粒相互碰撞,發(fā)生絮凝。水流能量消耗來(lái)源于攪拌機(jī)的功率輸入。中、小水廠采用垂直軸式機(jī)械攪拌絮凝池分格串聯(lián),每格一個(gè)攪拌機(jī)。G由大到小。分格數(shù)越多,絮凝效果越好,造價(jià)越高,維修量大。攪拌強(qiáng)度取決于攪拌器轉(zhuǎn)速和攪拌面積。第一百五十七頁(yè),共303頁(yè)。第一百五十七頁(yè),共303頁(yè)。
優(yōu)點(diǎn):反應(yīng)效果好,水頭損失小,可以適應(yīng)水量的變化,便于調(diào)整。缺點(diǎn):與水力攪拌池相比,增加了機(jī)電和機(jī)械裝置的維護(hù)工作量,且部分設(shè)備在水下工作,不便維護(hù)。主要參數(shù):總的停留時(shí)間15~20min,槳板邊緣的線速度從第一級(jí)的0.5m/s降到最后一級(jí)的0.2m/s第一百五十八頁(yè),共303頁(yè)。第一百五十八頁(yè),共303頁(yè)。2、水力攪拌絮凝池1)、穿孔旋流絮凝池
由若干方格(大于6格)組成,各格之間隔墻上沿池壁開(kāi)孔,孔口上、下交錯(cuò)布置,水流沿池壁切線方向進(jìn)入后形成旋流。孔口起端流速0.6~1.0m/s,末端0.2~0.3m/s,時(shí)間T=15~25min。第一百五十九頁(yè),共303頁(yè)。第一百五十九頁(yè),共303頁(yè)。第一百六十頁(yè),共303頁(yè)。第一百六十頁(yè),共303頁(yè)。第一百六十一頁(yè),共303頁(yè)。第一百六十一頁(yè),共303頁(yè)。(1).適用條件:水量變化較小的中、小水廠。其特點(diǎn)是構(gòu)造簡(jiǎn)單,造價(jià)較低和施工方便。缺點(diǎn)是水量變動(dòng)較大時(shí),效果不能保證,且各格的豎向流速低,底部可能會(huì)積泥,可與平流式沉淀池或斜管沉淀池合建。(2).設(shè)計(jì)要求:穿孔旋流絮凝池的絮凝時(shí)間宜為15~25min。進(jìn)口處流速:0.6~1.0m/s
出口處流速:0.2~0.3m/s每格孔口應(yīng)上下交錯(cuò)布置,每組絮凝池分格數(shù)不宜少于6。
第一百六十二頁(yè),共303頁(yè)。第一百六十二
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