球16改后水厂总体布置及高程计算.docx
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球16改后水厂总体布置及高程计算
3.5净水厂人员编制及附属建筑使用面积计算
水厂的辅助建筑按功能分为生产辅助建筑物和生活辅助建筑物两种。
前者包
括化验室、维修间、车库、仓库等；后者包括综合楼、食堂、浴室、职工宿舍、传达室等。
新水厂辅助建筑的土建按远期规模配置，内部设备和生产人员按近期规模配置。
根据《城镇给水厂附属建筑和附属设备设计标准》，水厂的辅助建筑物使用面积和工作人员分布如表3.5所示。
二水厂（新水厂）的人员近期编制定为36人，远期编制43人，人员分布情况如下：
（1）行政办公楼人员共12人，白班；远期12人
（2）中控室共6人，三班倒；远期6人
（3）化验室共5人，白班；远期6人
（4）一、二级泵房调度人员共6人，三班倒；远期6人
（5）维修人员共16人；远期18人
（6）门卫2人；二班倒，远期2人
（7）食堂浴室工作人员6人，远期6人。
综合楼拟建2层，每层360m2；单身宿舍、浴室合建拟建2层，每层180m2；
其他辅助建筑物均按单层来设计，维修车间、车库、仓库合建
表3.5水厂辅助建筑物使用面积及人员编制分布
辅助建筑
物名称
建筑
面积
（m2
）
近期生
产人数
远期生产
人数
平面尺寸
备注
行政办公楼
360
12
12
3012
生产管理及行政办公用房，共2层
化验室
160
5
6
1610
维修车间
（机修间，
泥木工间
150
16
18
1510
机修间、泥木工间、电修间合建
水表间、电
修间合建）
车库
72
107.2
运动场
420
仓库
200
2010
食堂
72
126
传达室
30
2
2
55
单身宿舍、
浴室
360
36
43
1215
共2层
堆场
100
1010
堆场设5%。
的排水坡度，分管配件
堆场及砂石滤料堆场
3.6水厂绿化及道路设计
3.6.1绿化设计
绿化是水厂设计中的一个组成部分，它是美化水厂环境的重要手段。
在建筑物的前坪和道路交叉口附近设置绿地；利用道路与构筑物（或建筑物）之间的带状空地进行绿化布置，形成绿带；水厂主要道路两侧栽植毛白杨、悬铃木等；在净水构筑物附近栽植侧柏等小乔木；在需要围护的地方设置绿篱，主要起隔离、围护和美化作用。
为了使水厂整体效果比较好，建筑物和构筑物的外形设计尽量协调，颜色的选用也应考虑用同一色系。
3.6.2道路设计
水厂道路设计应满足日常交通、物料运输和消防通道等的要求，是水厂平面设计的主要组成。
一般在主要构筑物的附近必须有道路到达，为了满足消防要求和避免施工的影响，某些建筑物之间必须留有一定间距。
道路的设计如下：
（1）主厂道
主厂道是水厂中人员和物料运输的主要道路，与厂外的入厂道路相连接,
直伸向厂区内某一适当地方。
厂内主厂道宽度按6m设计
（2）车行道：
车行道为厂区内各主要建筑物或构筑物间的联通道路，生产及生活所需的各种器材物品，通过车行道运至各个地方。
车行道也按6m设计，综合水厂平面规划，车行道只部分成环状，以便车辆回程。
（3）道路转弯所有道路的转弯半径均为6m
3.7净水厂总体布置设计净水厂总体布置主要是将水厂内各项构筑物进行合理的组合和布置，以满足工艺流程、操作联系、生产管理和物料运输等方面的要求。
布置的原则是流程合理、管理方便、节约土地、美化环境，并考虑留有发展的可能。
本设计水厂总体布置由生产构筑物布置、附属建筑物布置、各类管道布置和厂区道路及绿化布置四部分组成。
3.7.1工艺流程布置设计本设计水厂处理构筑物的流程布置采用常见的直线型布置，依次为配水井、管式静态混合器、折板絮凝平流沉淀池、V型滤池、臭氧接触池、生物活性炭滤池、清水池，详见净水厂平面布置图所示。
从进水到出水整个流程呈直线，这种布置，生产联络管线短、管理方便、有利于日后逐组扩建。
3.7.2平面布置设计当水厂的主要构筑物的流程布置确定以后，即可进行整个水厂的总平面设计，将各项生产和辅助设施进行组合布置。
本设计本着按照功能分区集中，因地制宜，节约用地的原则，同时考虑物料运输、施工和消防要求、远期净水构筑物扩建时的衔接等因素来进行水厂的总平面设计。
平面布置具体如下：
首先，将传达室、综合楼、化验室、食堂、浴室、单身宿舍等建筑物组合为一区，称为生活区。
生活区设置在进门附近，便于外来人员的联系，使生产系统少受外来干扰。
其次，将机修间、维修车间、堆场、仓库等，组合为一区，称为维修区。
具体方位如净水厂总平面图所示；
最后，将处理构筑物与排泥水处理构筑物分开，这样便于管理。
近期设计时，
远期预留地作为绿化用地，当扩建时再进行二期工程建设
水厂平面布置示意详见净水厂平面布置图。
3.7.3水厂管线布置设计
厂区管线一般包括：
给水管线、排水管线、雨水管线、厂内自用水管线、排泥管线、加药管线等。
1.给水管线
给水管线包括原水管线、沉淀水管线、清水管线和超越管线。
给水管道采用钢管，布置方式为埋地式。
2.厂内排水
厂内生产、生活污水与雨水采用分流制，雨水就近排入江中；污水排入城市下水道。
3.加药管线加药、加氯管线做成浅沟敷设，上做盖板。
加药管采用硬聚氯乙烯管；加氯管采用无缝钢管。
4.自用水管线
厂内自用水是指水厂生活用水、泵房、药间等冲洗溶解用水以及清洗水池用水。
厂内自用水从二级泵房出水管接出。
3.7.4高程布置设计计算
3.7.4.1水处理构筑物的高程布置设计计算
1.水头损失计算
在处理工艺流程中，各构筑物之间水流应为重力流。
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。
水头损失应通过计算确定，并留有余地，由于增加深度处理，使整个流程很长，故在适当的地点进行提升。
（1）处理构筑物水头损失
处理构筑物中的水头损失与构筑物的型式和构造有关，具体根据设计手册第
3册表15-13（P868）进行估算，估算结果如表3.5.1所示
表3.5.1净水构筑物水头损失估算值
构筑物名称
水头损失
（m
构筑物名称
水头损失
（m
絮凝池
0.45
沉淀池
0.2
V型滤池
2.0
臭氧接触池
0.1
配水井
0.12
生物活性炭滤池
0.5
（2）连接管线水头损失
连接管线水头损失（包括沿程和局部）应通过水力计算确定，计算常用的公
式为：
式中h1
hhih2il
―沿程水头损失，m;
2v
2g
h2
■局部水头损失,
m；
i
单位管长的水头损失；
l—
连通管段长度，
m；
-一局部阻力系数;
v
连通管中流速,
m/s;
g
重力加速度，1
m/s2。
①配水井至絮凝池连接管线水头损失
a.沿程水头损失
配水井至絮凝池的连接管采用DN600钢管，管长32m。
按n0.013查设计
手册第1册水力计算表得：
v=1.105m/s,水力坡度为i=2.57%o,换算成n0.015时
1000i
2.57
0.0152
0.0132
3.42
浑水管长32m,沿程水头损失为：
hfiL
3.42
320.109m
b.局部水头损失
管路中给水部件及其局部阻力系数为：
进口1个，局部阻力系数!
0.5；
DN60090弯头3个，局部阻力系数21.0133.03；DN60045弯头1个,
30.51，电动闸阀2个，40.0620.12；DN600等径三通2个,
21.50.11.6，出口1个，局部阻力系数61.00。
贝U0.53.030.510.121.616.76
管内流速为v=1.105m/s,贝U管路局部水头损失为：
2
hl2_
2g
1.1052
6.760.421m
29.8
c.总水头损失
hhfhl0.1090.4210.53m
2絮凝池至沉淀池
絮凝池与沉淀池合建，其损失取0.1m。
3沉淀池至V型滤池连接管线水头损失
a.沿程水头损失
沉淀池至V型滤池两根连接管采用DN700钢管，管长l=50m（按最不利情
况计算）。
考虑浑水的因素n0.015，按n0.013查设计手册第1册水力计算表
得：
v=0.815m/s,水力坡度为i=1.19%°换算成相当于n0.015时的i:
2
0.0152
1000i1.1921.58
0.013
浑水管长50m,沿程水头损失为：
hfiL158500.08m1000
b.局部水头损失
管路中给部件及其局部阻力系数为：
进口1个，局部阻力10.5;DN70090
1.00:
则0.54.081.60.1217.30
管内流速为v=0.815m/s,贝U管路局部水头损失为:
hl
22
v0.815
7.300.25m
2g29.8
c.总水头损失
hhfhl0.080.250.33m
4V型滤池至中间提升泵站连接管线水头损失
a）沿程水头损失
V型滤池至中间提升泵站连接管采用DN700钢管，管长12m（按最不利情况
计算），按n0.013查设计手册第1册水力计算表得i=1.19%o,v=0.815m/s,则
V型滤池至中间提升泵站连接管沿程损失为：
119
hfiL120.01m
1000
b）局部水头损失
管路中，进口1个，局部阻力10.5;DN700闸阀2个，20.0620.12,
DN700等径三通（分支流）2个，31.50.11.6;出口1个，局部阻力系数
41.00:
则局部阻力系数总计为：
0.50.121.613.22
管内流速v=0.815m/s,贝U管路局部水头损失为:
hl
2v
2g
3.22
0.8152
29.8
0.11m
c）总水头损失
5中间提升泵站至臭氧接触池连接管线水头损失
a）沿程水头损失
中间提升泵站至臭氧接触池连接管采用DN700钢管，管长20m（按最不利情况计算），按n0.013查设计手册第1册水力计算表得i=1.19%o,v=0.815m/s,则沿程损失为：
119
hfiL120.01m
1000
b）局部水头损失
管路中，进口1个，局部阻力10.5;DN700闸阀2个，20.0620.12,
DN700等径三通（分支流）2个，31.50.11.6;出口1个，局部阻力系数
41.00，90°弯头2个,51.0222.04
则局部阻力系数总计为:
0.52.041.60.1215.26
管内流速v=0.815m/s,贝U管路局部水头损失为:
c）总水头损失
2v
0.8152
hl
5.26
0.18m
2g
29.8
hhfhl
0.01
0.18
0.19m
6臭氧接触池至生物活性炭滤池连接管线水头损失
a）沿程水头损失
臭氧接触池至生物活性炭滤池连接管采用两根DN700钢管，管长42m（按最
不利情况计算），按n0.013查设计手册第1册水力计算表，对应的水力坡度为i=1.19%，v=0.815m/s则算得沿程损失为：
119
hfiL420.05m
1000
b）局部水头损失
10.5;DN70090
管路中给部件及其局部阻力系数为：
进口1个，局部阻力
1.00，则局部阻力系数总计为:
0.56.121.60.1219.34
管内流速v=0.815m/s,贝U管路局部水头损失为:
c）总水头损失
2v
2
0.815
hl
9.34
0.32m
2g
29.8
hhfhl
0.05
0.32
0.37m
7生物活性炭滤池至清水池连接管线水头损失
a）沿程水头损失
生物活性炭滤池至清水池连接管采用DN700ffl管，管长58m（按最不利情况计算），按n0.013查设计手册第1册水力计算表得DN700对应的水力坡度为i=1.19%o,v=0.815m/s,则得沿程损失为：
119
hfiL580.07m
1000
b）局部水头损失
管路中给部件及其局部阻力系数为：
进口1个，局部阻力10.5;DN70090
弯头3个，局部阻力系数21.0233.06；DN700等径三通两个，
31.50.11.6;闸阀2个，40.0620.12;出口1个，局部阻力系数
51.00，则局部阻力系数总计为：
0.53.061.60.1216.28
管内流速v=0.815m/s,贝U管路局部水头损失为：
-V2ccc0.8152c一
h|6.280.21m
2g29.8
c）总水头损失
⑦清水池至吸水井连接管线水头损失
a）沿程水头损失
清水池至吸水井连接管采用采用DN700钢管，管长l=35m（按最不利情况计算）。
按n0.013查设计手册第1册水力计算表得：
v=0.815m/s,水力坡度为i=1.19%。
。
浑水管长35m,沿程水头损失为：
hfiL119350.04m
1000
b.局部水头损失
管路中给部件及其局部阻力系数为：
进口1个，局部阻力,0.5;DN70090
弯头4个，
局部阻力系数2
1.0244.08；
DN700等径三通两个，
31.50.1
1.6;闸阀2个，4
0.0620.12
;出口1个，局部阻力系数
51.00:
贝U
0.54.081.60.12
17.3
管内流速为
v=0.815m/s，贝U管路局部水头损失为：
2hl才
2g
0.8152
7.30.25m
29.8
c.总水头损失
hhfhl0.040.250.29m
2.处理构筑物高程确定
当各项水头损失确定以后，便可进行构筑物的高程布置。
净水构筑的高程布置采用目前常用的高架式布置形式，因为高架式布置时，主要净水构筑物池底埋设地面下较浅，构筑物大部分高出地面，从而造价较低。
新水厂地面坡度较大，其各个构筑物的地面标高，可参考新水厂高程布置图。
本设计取送水泵房吸水井最低水位标高为30.5m,，井底标高为28.m有效水深为5.033m,其最高水位标高为33.733m。
各净水构筑物水位标高由计算确定，计算结果如表3.7.4所示。
.
表3.7.2净水构筑物水位标高计算
名称
水头损失（m）
水位标高
（m）
连接管段
构筑物
沿程及局部
构筑物
配水井
0.12
40.56
配水井至絮凝池
0.53
管式静态混合器
0.5
絮凝池
0.45
39.41
絮凝池-沉淀池
0.1
沉淀池
0.2
38.86
沉淀池至V型滤池
0.33
V型滤池
2.0
38.33
V型滤池至中间提升泵站
0.12
中间提升泵站
提升2.23m
中间提升泵站至臭氧接触池
0.19
臭氧接触池
0.1
38.25
臭氧接触池至生物活性炭滤池
0.37
生物活性炭滤池
实际
2.71
37.78
生物活性炭滤池至清水池至清水池
0.28
清水池水位
34.79
清水池最低水位
30.79
清水池至二泵房吸水井
0.29
吸水井
30.5
3.742排泥水处理构筑物的高程布置设计计算
本设计污泥处理流程如下:
1•水头损失计算
（1）处理构筑物水头损失
处理构筑物中的水头损失与构筑物的型式和构造有关，进行估算，估算结果
如表3.7.4.1所示。
表3.7.4.1净水构筑物水头损失估算值
构筑物名称
水头损失
（m
构筑物名称
水头损失
（m
排水池
0.2
集配水井
0.2
排泥池
0.2
平衡池
0.2
浓缩池
0.8
（2）连接管线水头损失
①滤池至排水池连接管线水头损失
V型滤池废水排入排水池，V型滤池排水渠水面标高33.55m。
a.沿程水头损失
按水单独冲洗时进行计算管径，设计流量570350L/s，选用DN7O0
相应流速为0.91m/s，1000i=1.46，长度取80m则
式中,
沿程损失计算公式为:
hf
6.82沪
hf-输泥管沿程水头损失，m；
1.85
v
Ch
L—输泥管长度，m；
D—输泥管管径，m；
v—污泥流速，m/s。
Ch-哈森-威廉姆斯系数，根据含固率不同而不同，此管段含固率为
0.03%,Ch取99.7。
代入得,
hf6.82
80
117
0.7
1.85
0.91…
0.14m
99.7
b.局部水头损失
管路中,
进口一个10.5,90o弯头4个21.0244.08，电动闸阀2个,
30.062
0.12,等径三通1个，41.0，出口一个51.0，则局部阻力系
数总计为:
123450.54.080.121.01.06.7
管内流速v
0.91m/s,，贝U管路局部水头损失为:
hi
2v
2g
6.7
0.912
0.28m
29.8
c.总水头损失
hfhl0.140.280.42m
排水池中的水经排水泵进入排泥池。
②排水池至排泥池管线水头损失
a）沿程水头损失
排水池每天接受污泥量为42.3m'/d，每天排泥两次，每次排泥量为21.2m‘,
考虑10min排完，则管线设计流量为35.3L/S,选用DN225设计流速为0.9m/s,
按照最不利情况计算，长度85m含固率0.15%,Ch取98.6，则
沿程损失为:
hf
6.82
85
1.17
0.225
1.85
0.9
99.7
0.55m
b）局部水头损失
管路中，进口一个,0.5,90o弯头4个20-8743.48，电动闸阀4个,
30.0640.24,等径三通4个，4（1.50.1）23.2，出口一个51.0，
则局部阻力系数总计为:
23450.53.480.243.21.08.42
管内流速v
0.9m/s，则管路局部水头损失为:
hi
2v
2g
8.42
0.92
0.35m
29.8
c）总水头损失
hfhi0.550.350.9m
③沉淀池排泥沟至集排泥池连接管线水头损失
a.沿程水头损失
排泥沟至排泥池连接管设计流量为两座沉淀池同时排泥时的流量，即
742
148m3/h，选用DN250钢管，设计流速为0.85m/s，长度54m则沿程损
失为:
hf
1.85
6.82—D.Ch
式中,
hf-输泥管沿程水头损失，m
L—输泥管长度，md—输泥管管径，mv—污泥流速，m/s。
Ch-哈森-威廉姆斯系数，根据出水污泥浓度，取为92。
代入得,
1.85
540.85
hf6.82彷0.32m
0.25192
b.局部水头损失
管路中，进口一个
0.5，电动闸阀一个,
0.06,90o弯头3个,
力系数总计为：
1234
0.50.062.163.01.06.72
管内流速v0.85m/s，则管路局部水头损失为:
hi
2v
2g
0.852
6.720.25m
29.8
c.总水头损失
hhfhi0.320.250.57m
4排泥池至集配水井连接管线水头损失：
a.沿程水头损失
排泥池设潜污泵抽升到集配水井，每天间歇性进泥两次，每次进泥时间1h，
污泥流量为Q1384m3/d，每次出流量692m3，两根管，每根管的设计流量为346m3/h96.1L/s，选用DN325设计流速为1.12m/s，管长为4m则沿程损
失为:
hf
6.82
40
117
0.325
1.85
1.12
0.29m
92
b.局部水头损失
管路中，进口一个
0.5，闸阀1个，20.06，90o弯头2个,
1234
50.50.061.743.01.06.3
2v
1.122
hl
6.3
0.4m
2g
29.8
c.总水头损失
3
0.8721.74,三通一个,
43.0，出口一个,
51.0,
hhfhl0.290.40.69m
5集配水井至浓缩池连接管线水头损失
a.沿程水头损失
浓缩池每天进泥一次，进水设计流量为692m3/h，每个池子的进水管流量
346m3/h，选用DN325设计流速为1.12m/s，长度为10m则沿程损失为:
10
hf6^2K
1.85
1.12
0.07m
92
a.局部水头损失
管路中，进口一个1
0.5
，闸阀一个，20.06，90o弯头2个,
30.7821.56,出口一个,
1.0
0.50.061.561.03.12
hl
2v
2g
3.12皿0.20m
29.8
C.总水头损失
hhf
hl0.070.200.27m
6浓缩池至集配水井连接管线水头损失
a）沿程水头损失
浓缩池每池的排泥量为310m3/d，间歇式排泥，历时1h,流量为310m3/h选
含固率为3%，Ch取71。
用DN300，设计流速为1.18m/s。
长度考虑10m，
沿程损失为:
hf6.82
10
0.31.17
1.18
71
1.85
0.14m
b）局部水头损失
管路中，进口一个1
0.5，
闸阀一个,
20.06，90o弯头2个，
30.7821.56,出口一个,
41.0
0.5
0.06
1.56
1.03.12
hl
2g
3.12
1.142
29.8
0.21m
c）总水头损失
7集配水井至平衡池连接管线的水头损失:
a.沿程水头损失
每天进泥两次，每次历时1h，污泥流量为310m3/d310m3/h，选用DN300，
设计流速为
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