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1、5.1.2 工程水源的确定对县城地下水、地面水论证，由于水量不足，水质也不甚理想，不能作为庆元县自来水的城市水源。兰溪桥水闸水，水质好，水量能保证，2万m3/d规模年取水量560万m3，近期水库供水完全能保证。远期5万m3/d规模年取水量1400万m3，只要水库运行调度得当，水库供水功能以城市供水为主，同时运用市场经济杠杆作用，水库水源也可以保证城市用水。兰溪桥水库又有一定水位位能可以利用，水厂运行成本将为降低。近几年县自来水厂已将水库水作为水厂水源，水库也确定：“兴利调节的主次关系依次为城镇供水，水力发电及灌溉”。因此，兰溪桥水库作为庆元县城市水源是可行和理想的。5.2 净水厂厂址论证5.2
2、.1 净水厂厂址的选择原则依照室外给水设计规范，净水厂厂址应满足以下设计要求：（1）给水系统的布局合理；（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）有良好的卫生环境，并便于设立防护地带；（6）少拆迁，不占或少占农田；（7）施工、运行和维护方便。按照以上规范要求，并结合本工程拟选的两处厂址的实际情况分别对其优缺点进行比较和分析。5.2.2 净水厂厂址论证方案A 原厂扩建在现有水厂（白象山厂区）厂址基础上改扩建，近期为2万m3/d，远期达到4万m3/d供水规模。输水、供水重力自流，充分利用水库位能和水厂地形，投资省，运行费用低，管理简单。方案B 近期原厂改建，
3、远期建新厂现有水厂扩建为2万m3/d，远期在县城北山坡上（香烟批发市场北，食用菌研究所东）建3万m3/d新厂，二处水厂供水，供水更为完全，供水管网趋合理。需二套辅助设施。方案C 平地建新厂在县城东，大坡关处建新水厂，规模4万m3/d，可分期建设，现有水厂充分发挥作用，待平地水厂建成后为备用。方 案 比 较内容方案A方案B方案C水库位能利用充分利用充分利用仅用于输水位能送水泵房无无需建运行管理最佳尚佳尚可水厂用地最小较少最多运行费用最省最小远期162万元/年基建费用（万元）200024503250供水安全较好最好最好方案比较说明方案A基建和运行费用最省，管理最不简单，相比不足是一个水厂。作为7万
4、人口的县城，一个水厂供水安全是能保证的。由此厂址选择选用方案A，在原地就地改扩建，达到4万m3/d供水规模的水厂。5.3 输水线路及输水方式的论证5.3.1 输水线路的确定（1）由兰溪桥水库至白象山净水厂，目前已建成1条DN500钢筋混凝土取水管，沿松源溪铺设，新建的自来水厂扩建工程需再设置1条DN500管道取水，该管与已建的取水管并行埋设，长度为4.6km。（2）由白象山净水厂至庆元区大济路蒙洲街，目前已建成1条DN500钢筋混凝土管，由净水厂至庆元区自来水管，新建的自来水厂扩建工程需再设置1条DN600管道输水至大济路蒙洲街，该管与已建的输水管并行埋设，长度为2.4km。（3）由庆元区至屏
5、都镇，从城区随环城公路走向铺设1条400输配水管线，长度为12km。上述三条管线均沿已建成或规划中道路埋设，无论是近期还是远期均是合理的、经济的和安全的。5.3.2 输水方式的、确定根据庆元县自来水厂的系统方案，自来水厂供水采用重力式输送方式，管线为压力管线。在已形成的道路交叉口及规划路口设置闸门井，以备沿途单位接管用水。5.3.3输水管材的选择（1）各种管材特性比较随着新材料、新技术、新工艺的不断出现，给水管道材质也得以快速发展，由原来的几种发展到现在的十多种，目前我国应用于输配水管道系统中的管道种类具有代表性的有灰口铸铁管、钢管、球墨铸铁管、预应力钢筋混凝土管、钢套筒混凝土管、玻璃钢管及硬
6、聚氯乙烯管等。而其他管材有的已经被逐渐淘汰如：石棉水泥管、自应力管等。从我国城市给水管网现状看，大部分城市因受诸多条件限制，目前使用较多的管材是灰口铸铁管及预应力钢筋混凝土管。从使用效果看，灰口铸铁管材料为灰口铸铁，其强度和韧性较低，承受不了较高的外荷载，加之管道连接为刚性接口，因此在供水管网中爆管、泄漏事故屡屡发生。90年代中期，我国许多城市开始逐渐更换、淘汰灰口铸铁管，而代之以期他管材，并有加速趋势。国外工业发达国家从六十年代开始就已经起淘汰灰口铸铁管，普遍采用了球墨铸铁管。钢管在使用中有着施工安装较方便，强度高，管材及管件易加工等优点，但其缺点是刚度小，易变形，易腐蚀，衬里及外防腐要求很
7、严，有时还需作阴极保护，因此综合造价相对较高。UPVC管做为一种新型管材在城市供水中已经开始被逐渐使用，但主要运用于中、小口径管道上。目前国内生产的UPVC管最大口径为DN700。为了便于比较，本设计中对以上管材不再进行进一步比较，而仅对球墨铸铁管、预应力钢筋混凝土管、玻璃钢管进行更深入的比较分析，并得出结论。 球墨铸铁管球墨铸铁管是五十年代逐渐在国外工业发达国家发展起来的新型管材。铁水在浇注前加入镁或稀土镁球化剂，就可使针状石墨变成球状石墨，球墨铸铁因此得名。针状石墨对铁基质产生割裂作用，使之易脆裂，球状石墨则消除了这种破坏作用，使之竖韧。因此，从球墨管材质特性上看，有强度高、延伸率大，抗腐
8、蚀的优点，其使用寿命可达30-50年。目前我国生产的球墨管出厂前均对表面喷锌并涂沥青，使之具有更强的防腐性能，另外，由于球黑管管道接口采用T型柔性接口或K型半柔性接口等形式，不仅便于施工安装，同时可承受一定的非均匀沉降及变形，所以运行安全性得到很大提高。 预应力钢筋砼管预应力钢筋砼管包括一阶段管、三阶段管、钢套筒混凝土管。一阶段管的制管过程是先把作为环向预应力钢丝的钢筋骨架放到装配好的管模中，布置上纵向钢筋，用电热法或机械法使纵向钢筋获得预应力，然后浇注混凝土，此后向特制的橡胶内膜中注水升压，使胶模膨胀，砼外模和钢筋一道膨胀变形，把混凝土中水份排挤掉，此时，环向钢筋获得了预应力，待混凝土凝固强
9、度达到要求后拆下外模即成产品。三阶段管是指一根管材分三个阶段制成，先做成一个带纵向预应力钢丝的混凝土管芯，管芯外缠环向预应力钢丝，然后做水泥砂浆保护层。预应力钢筒混凝土管（PCCP）分为两种：一种是内衬式预应力钢筒混凝土管（PCCP-L），是在钢筒内部衬以混凝土然后在钢筒外面缠绕预应力钢丝，再辊射砂浆保护层；另一种是埋置式预应力钢筒混凝土管（PCCP-E），先将钢筒埋置在混凝土里面，然后在混凝土管芯上缠绕预应力钢丝，再辊射砂浆保护层。以上三种预应力管除有一个共同的特性，即耐腐蚀外，各有其特点：如一阶段管抗压强度高，抗渗性能好，管壁较薄，但由于受工艺条件的限制，修补率较高，经过多年的技术发展。目
10、前我国的部分生产厂家生产的一阶段管不仅结构质量得到很大提高，而且外观质量也有了一个质的飞跃，修补率已经降得很低。三阶段管与一阶段管相比，宜于流动性生产，建厂费用低，但抗渗性能差，修补率高，管体笨重。钢筒混凝土管做为一种新型管道充分发挥了钢材抗拉强度高和混凝土抗压强度高，耐腐蚀的特点。从统计资料看，目前，我国在大口径输配水管道中一阶段管的使用量所占比率最高。 玻璃钢管玻璃钢管即玻璃纤维增强热固性树脂塑料管，是70年代世界上出现的一种新型管道，按制造工艺分为离心浇注法，纤维缠绕法两种，其中纤维缠绕法又可分成连续缠绕及往复缠绕法，以上三种制管工艺可根据要求在生产过程中掺入石英砂而增加结构钢度。玻璃钢
11、管道的管壁结构，通常由两部分组成：结构层由邻苯性不饱和聚脂树脂或改性邻苯性不饱和聚脂树脂。表面加强层管壁的内、外表面，由无碱短切玻璃纤维表面毡和耐蚀、高强的树脂组成。玻璃钢管道虽然可以根据不同的使用条件选用不同的树脂与纤维来满足结构设计要求，但相应的管道造价差别很大。玻璃钢管道有耐腐蚀、重量轻、运输安装方便、摩阻系数小，输送能力高的优点。但其存在对地基处理、回填土土质、回填密实度要求比较高等缺点，如果处理不当，容易引起管道变形，接口受损等问题，影响管道正常使用。从国内外的实际应用情况看，玻璃钢管道主要用于污水输送及取水工程。但用于城市输配水管道时，对它的内衬层要求很高，必须耐磨、有韧性、表面光
12、洁、厚度适当、树脂固化效果好，不允许存在裂纹，否则不仅影响抗渗性，而且结构层中的纤维经长期冲刷就有可能游离于水中，影响输水水质，对人体健康造成损害。下面对以上管材从机械性能、水力特性、管道自重等方面做出比较，详见表。各种管材特性参数统计表性能管材类别球墨铸铁管一阶段管钢筒砼管玻璃钢管密度(t/m3)7.2约3.0约3.01.62.0抗拉强度(Gpa)4205.0 8.5140250屈服强度(Mpa)300210弯曲弹性模量(Gpa)1501701519.3抗压强度(Mpa)50040.242.25纵向延伸率(%)5102.0管壁粗糙系数0.0130.0130.130.009管道单位长度重量(k
13、g/m)593.711981460165.8耐腐蚀特性较好较好较好好工作压力范围Mpa一般2.50.20.60.31.0长期使用对水质的影响较小影响较小影响较小影响较小影响从上表中看出，各种管道因材质不同，在强度、自重、水力特性上各不相同，综合比较而言，强度、延伸率、耐腐蚀性等方面球墨管最优，其他依次为玻璃钢管、钢筒混凝土管、一阶段管；管道自重是施工中运输、安装方便与否的重要因素之一，从表中看出，单位长度管道重量最大为钢筒混凝土管，其他依次为一阶段管、球墨管、玻璃钢管。（2）输水管线管材的选择由于兰溪桥水库至白象山净水厂取水管和白象山净水厂至庆元城区输水管长度较短，压力小且双管铺设，已建成的管
14、线均为钢筋混凝土管，所以，新增的取水管和输水管亦采用钢筋混凝土管局部特殊地段采用钢管，最为经济方便。由庆元城区至联营都镇长12km，地形高差约为40m，所承最大静压约为80m水压，通过以上对各种管材的特性比较看，球墨铸铁管的技术优势最为明显，并且由于该管接口形式可采用“T”型柔性接口，自重适中，所以在管道施工中更体现出运输方便，便于施工，借转角度大等优点，该段输配水管线管材采用球墨铸铁管和与之配套的管件。6取水方案的论证城市水源确定为兰溪桥水库水，根据水厂实际运行情况，水厂已于1997年1月直接从兰溪桥水库取水。目前直接从4#发电机组进水管1000中接出DN600取水管，运行情况良好。从兰溪水
15、库取水有2个方案：方案A直接从水库取水，充分利用水库水位的位能，最低水位为405m，保证重力流输水至水厂。方案A最为经济、运行费用低，管理简单，投资省。不足之处可能影响发电用水。方案B取发电后尾水，在电站尾水池取水。枯水期保持水位在417m以上运行，发电机水头为31m，电站尾水池的最高水位按386m计，水厂净水构筑进水水位为389.00m计，尾水池水位无法自流至水厂，需设取水泵加压输水。方案B运行费用较高，按4万m3/d规模计，每年电费70万元，基建投资增加，管理操作增大。有利之处，不影响发电用水，但对马蹄岙电站用水仍有可能影响。方案比选：考虑到水厂取水量较小，2万m3/d规模仅为0.25m3
16、/s，远期4万m3/d规模也仅为0.5m3/s，对发电机用水影响较小，对发电站效益影响不大。输水管道可以实施重力自流，运行费用低，方案比选仍采用方案A，直接从发电进水管上取水。由于兰溪桥水库已建成，库容不大，水位变化最大为18m，水厂规模也较小，不必从水库直接取水，不设分层取水。7净水厂处理工艺方案比选7.1设计原则（1）遵照国家对环境保护、城市给水和污水治理制度的有关规范、标准及规定；（2）执行全面规划，分期实施的原则；（3）在城市总体规划的指导下，建设输水管道工程和给水厂工程，保护城市水源和环境，充分发挥现有工程设施的作用，做到投资省、效益高；（4）运用技术合理，运行可靠的给水处理工艺，选
17、用先进、高效、能耗低的设备；（5）净水厂采用便于操作和管理的自动化控制技术；（6）对净水厂内的生产废水进行收集并采取回用技术进行处理，达到节水目的。7.2工程项目规模净水厂设计规模4.0万m3/d。取水量4.4万m3/d。分二期实施，每期水量为设计规模的50%，即2.0万m3/d。7.3水质及水压7.3.1水质净水厂出水水质符合生活饮用水卫生标准（GB5749-85）。7.3.2水压净水厂所在地清水池水位高程393.5m与城市管网接入点大济路蒙州街地面高程约为353.3m，要求接入点水压35m水柱。7.4 净水厂工艺方案7.4.1工艺方案一（1）工艺流程 Cl2取水 静态管式 混合 栅条絮凝池
18、 平流沉淀池药 Cl2 Cl2 V型滤池 清水池 输水泵房 城市管网（2）工艺特点a静态管式混合器静态管式混合器具有混合快速，不耗电能，无需机械维护，但水头损失较大。b栅条絮凝池栅条絮凝池具有絮凝效果好，对原水水量、水质冲击负荷适应性强，不需要任何机电设备，水力停留时间短，运行管理方便。c平流式沉淀池平流式沉淀池沉淀效果好且稳定，对水质、水量冲击负荷适应性强，运行管理成本低，但占地面积较大。dV型滤池V型滤池的特点： 采用单层均匀颗粒的砂滤床，在气、水反冲洗后，仍保持均匀，并且滤层不会膨胀；V型滤池的优点： 在整个过滤周期中都能获得优质的出水； 运行周期长，而运行费用低，反冲洗循环次数较少；
19、反冲洗采用气水反冲，因此反冲洗效果好；V型滤池的工作原理 由于滤料采用均质砂滤料，使得深层截污成为可能，不论采用什么型式的滤池，要获得高的滤速，并取得满意的运行效果，只有过滤介质能够深层截污才可实现； 较大的水深确保了滤池的运行过程完全处于正压状态； 带表面冲洗的气水联合反冲洗。滤池在排出表层水后，通过空气和滤后水反冲洗砂滤床，紧接着滤后水进行漂洗。在这两个步骤持续进行期间，表面原水连续不断地进行扫洗，加快了冲洗速度，减少了滤后水冲洗水量，并可得到最好冲洗效果。7.4.2 工艺方案二（1）工艺流程 Cl2取水泵房 混合 机械反应 斜管沉淀池药 Cl2 Cl2 普通快滤池 清水池 输水泵房 城市
20、管网（2）工艺特点a静态管式混合器静态管式混合器具有混合快速,不耗电能，无需机械维护，但水头损失较大。b. 机械反应池反应效果好，水头损失小，抗水量水质负荷能力强，但需机械设备，运行管理费用高。c. 斜管沉淀池斜管沉淀池沉淀效率高，占地少，效果好，工程投资省，但对水质、水量冲击负荷适应性较弱，运行管理成本高，排泥较难。d普通快速滤池普通快速滤池出水水质较好，运行稳定可靠，但滤层截污能力一般反冲洗周期较短。7.5 净水厂工艺方案比选由于两个工艺方案在经济上所占工程费用比例较小，且相差不多，所以对以上两个工艺方案进行技术比较，比较结果详见下表。方案比较一览表序号名称方案I方案备注1生产维护易较难2
21、生产经营费用小大3药 耗较少较少4电 耗较少较少5适宜进水浊度较高适中6出水稳定性高低7抗冲击负荷较强较弱8处理效果好好9操作管理简单适中10占地面积大小通过以上技术比较，方案I技术方面优于方案，因此，本工程净水厂处理工艺确定采用方案I。7.6生产污水处理工艺方案7.6.1生产污水的来源生产污水的来源主要来自沉淀池排泥污水和滤池反冲洗排水，其受进水水质、水量的变化而变化，排水的周期和大小不易确定，完全根据当时进水情况而定，故生产污水的来源是间歇式的。7.6.2生产污水处理工艺方案沉淀池排泥污泥调节池污泥浓缩池贮泥池脱水机房外运8推荐方案主要工程内容8.1.净水厂工艺设计8.1.1总平面布置庆元
22、县自来水扩建工程新建水厂位于原白象山水厂，占地面积1.666ha。水厂总平面地势为东高西低，主要水处理构筑物依地形走势排列，此种布置可充分利用进水水头，使得各构筑物的埋深尽可能减小，并减少厂区内土方的挖填数量。厂区内的道路布置既要满足各构筑物之间和交通需求，又要使整个厂区的绿化布置显得美观大方。沿厂区道路设置了室外消火栓系统。总平面的设计充分考虑为工作人员提供尽可能方便的工作条件和环境。（1）投药混合器投药混合器采用1根管式静态混合器，每根对应一座絮凝池，混合器直径800mm、长5000mm，设2个加药孔。一个投加混凝剂，一个投加液氯。二期另外安装1根。（2）栅条絮凝池设置栅条絮凝池1座2组，
23、每座对应一座平流沉淀池。栅条絮凝池工艺尺寸12.0m6.0m3.3m钢混结构。投加了精制硫酸铝的原水在絮凝池中反应、絮凝，为后续的沉淀做好了准备。栅条絮凝池总絮凝时间T=15分钟。絮凝池考虑其排泥问题，池底设有穿孔排混管。（3）平流沉淀池平流沉淀池与絮凝池合建，设置1座2格。产水量为2.2万m3/d二期另建1座。平流沉淀池每格工艺尺寸为52m6.0m3.5m2格，钢混结构，采用1套虹吸式吸泥机排泥，型号为PHX-12型，功率为N=7.5kw。原水在沉淀池中沉淀后，浊度小于10度，达到滤前水的浊度要求；沉淀池内沉淀区水力水力停留时间为T=1.8h，液面负荷为1.56 m3/ m2.h。（4）V型
24、滤池设置1座V型滤池，水产量2.2万m3/d，二期另建一座。V型滤池建筑尺寸19.30m14.0m4.3m，钢混结构，沉淀池的出水进水入V型滤池，经砂滤层过滤后，达到生活用水卫生标准；滤池分为4格，每格滤层过滤面积30m2；滤速8.0m/h，反冲洗水强度41/m2.s，表面冲洗水强度21/m2.s，送气强度161/m2.s，反冲洗时间812分钟，反冲洗周期1224h；滤池过滤、反冲洗等工作全过程由PLC工业计算机根据出水浊度编制自动控制；滤料采用天然石英砂，料径0.951.35mm，不均匀系数K=1.21.6。（5）清水池设1座，长64.0m、宽12.0m，有效水深H13.5m、有效容积300
25、0m3的钢混结构矩形清水池，用于调节供需平衡。为保证消毒氯气与水的接触时间大于30分钟，池内设导流回廊。清水池除设有进水管、液位计、通风管外，还设有溢流管和放空管。二期另加1座。因厂地面积太小，清水池设在絮凝沉淀地下面。（6）反冲洗设备间反冲洗泵房与鼓风机房合建，设置1座；建筑物尺寸25.29.09.3m，半地下框架结构。与之配套的是一座933.5m吸水井，吸水井为钢混结构。反冲洗设备间中设反冲洗水泵和鼓风机，为滤池的反冲洗提供清水和空气；反冲洗水泵型号为AOSH/50-290A型2台，1用1备，单台流量Q=350m3/h，扬程H=14.5m，功率N=30KW。二期另加一台。鼓风机型号为D36
26、28-30/5000型，2台，1用1备，流量Q=60m3/min，出口压力P=5.0m水柱，功率N=40KW。二期另加一台。气动阀空压机采用Z-0.6/10型，流量为Q=0.6 m3/ min,压力为10kg/cm2，2台，1用1备，单台功率N5.0KW。二期另加1台.起吊设备选用1套DX3-9-20型单梁吊车。（7）加药间设置1座加药间，为原水提供精制硫酸铝絮凝剂；加药间建筑尺寸12.06.05.4m,框架结构；内设4.5m3的溶液池2座；玻璃钢搅拌罐2台，容积V=2m3；计量泵2台，1用1备。二期另玻璃钢搅拌罐1台、计量泵1台。计量泵的投加量根据进水浊度及流量进行复合环式投加,采用PLC系
27、统控制.加药间配1套MD11-6型电动葫芦。（8）加氯间设置1座加氯间，为滤前、滤后及余氯补充提供液氯。加氯间建筑尺寸为17.16.05.4m，框架结构；设自动加氯机2台，1用1备，最大加氯量5mg/l，YL-1000型氯瓶3个；Y型过滤器1个；漏氯报警仪1台。漏氯中和装置1套。二期另加加氯机1台、氯瓶2个。加氯间配1套防爆型MD13-6电动葫芦。（9）污泥调节池污泥调节池为一座矩形钢混结构构筑物，用于接受沉淀池的排泥及滤池反冲洗的排水，池长L=10m、池宽B=8.0m、池深H=3.0m，有效容积V=240m3，内安装1台水下搅拌机，型号为QJGA-4型。电机功率为N=4.0KW。（10）污泥
28、浓缩池污泥浓缩池采用1座直径6m的连续式浓缩池，水力停留时间T=4小时，有效水深4.0m,单池容积V=110m3,各安装1套XNP-6型刮泥机.进泥含水率为99.6%,出泥含水率为96%,泥量为66.0m3/d。（11）储泥池储泥池为1座矩形钢混结构构筑物，池长L=5.4m、池宽B=3.0m、池高H=3.0m，有效容积V=40m3，安装2台，50DAS7-12-0.75型潜污泵,1用1备，电机功率为N=0.75KW。(12)脱水机房脱水机房为1矩形建筑物, 长L=6.0m、宽B=4.5m、高H=4.2m，安装1套螺压脱水机,型号为ROS3.1型,单台功率为N=3.0KW,每台设独立的加药、冲洗
29、设备。每天出泥量约为11 m3，含水率为75%。另，脱水机房侧面建一座长3.0m、宽4.5m、高4.8m推泥棚，用于储存、装运污泥。8.2 净水厂建筑设计自来水厂地理位置三面环山，自然环境优美 ，厂区在设计中体现了以人为本因地制宜的指导思想，力求做到使水厂园林化，富有时代气息。8.2.1 总图布置厂区总用地面积为16664.19平方米，约合25亩。总体布置中在满足工艺要求的前提下，利用道路与绿化自然分为办公区与生产区，使至各得其所，动静相宜；使得人流、车流畅通。 办公区的组成部分为：综合楼（包括车库）、机修车间、亭子、长廊、喷泉小桥流水、建筑小品等。整个厂区主干道为6米，次干道为4米；道路转弯
30、半径6米；厂区除道路、建构筑物以外全部绿化，园林式的厂区环境给人一种美的享受。8.2.2 建筑物面积综合楼（包括车库）1416m、门卫30m、机电木修理车间130m2、 库房60m2、加氯加药间174.6m、反冲洗设备间270.12m、脱水机房73.34m、变配电房171.3m。8.2.3 建筑物构造做法(一)综合楼：地面：台阶、门厅、餐厅、楼梯花岗岩板材；化验，会议兼活动室同质地砖，厨房、浴室、卫生间防滑地砖；办公室，架空木地板；中控室防静电地板；车库水泥砂浆地面。门窗：主入口、餐厅大门为全玻弹簧门，其余均为铝合金弹簧门；所有房间门均为胶合板门带门套；所有窗均为PVC塑钢窗 。内墙：卫生间水
31、泥砂浆抹面瓷砖贴到顶，其余房间混合砂浆纸筋灰面刷乳胶漆；吊顶：餐厅、会议室、中控室考漆龙骨压花石膏板吊顶，卫生间塑料扣板吊顶。其余均为水泥砂浆面刷白色内墙涂料顶棚。 破屋面：深蓝色拉法基瓦屋面。 (二)机电木修里车间 、泵房、加氯加药间、反冲洗设备间、脱水机房、变配电间 地面；车间金刚砂水泥面层，其余均为同质地砖内墙：混合砂浆纸筋灰面刷乳胶漆。外墙：天然毛石贴面。(三)构筑物外墙：浅灰白色岩石粉喷涂。构筑物栏杆采用不锈钢栏杆。建构筑物外墙面统一基调以浅灰色为主，局部配以深色调，坡屋面及檐口统一为深蓝色机瓦材料。整个厂区的建构筑物力求保持统一的风格，使厂区的整体效果既简洁明快、又美观大方，真正成
32、为一个园林化的水厂。8.3 净水厂结构设计8.3.1地理位置水厂拟建于庆元县城东侧，场地基本为山岭地形，场地现状主要为山地，场地土质为上部植被土，其下为山地红壤。8.3.2地层构造地层主要由晚侏罗系火山岩组成。土壤类型多样，土层分布有明显规律，一般海拔800米以上的山地为黄壤，800米以下山地为红壤，局部有黄红壤。8.3.3水文条件庆元属亚热带季风气候，四季分明，光照充足，温暖湿润，雨量充沛。地下水主要受大气降水补给，资源量丰富，因此地下水位较高。8.3.4抗震设计根据全国抗震烈度划分，庆元属抗震设防烈度为6度，按抗震规范要求，水厂内构筑物按7度设防。8.3.5主要建、构筑物布置(1)絮凝沉淀
33、池及清水池清水池和絮凝沉淀池合建，上部为絮凝沉淀池、下部为清水池，一、二期各设置1座，每座2格。每座工艺尺寸为6412m8.2(絮凝沉淀池深3.3米、清水池深4.9，整个池体沿长度方向设三道伸缩缝，为现浇钢筋混凝土结构。池体底板座落于火山岩上，砂砾石基础。（2）V型滤池V型滤池建筑尺寸19.3014.04.30m,现浇钢筋混凝土结构，池体底板座落于火山岩上，砂砾石基础。（3）反冲洗设备间建筑物尺寸25.29.05.5m，半地下框架结构,地下深3.0m。与之配套的是一座9.033.5m吸水井,吸水井为现浇钢筋混凝土结构。砂砾石基础。（4）加氯、加药间加氯、加药间合建为一个建筑物，平面尺寸为29.
34、16.05.7m, 现浇钢筋混凝土框架结构，砂砾石地基钢筋混凝土条形基础基础。（5）污泥调节池污泥调节池为一座矩形现浇钢筋混凝土结构构筑物，池长L=10m、池宽B=8m、池深H=3.3m，砂砾石基础。（6）污泥浓缩池污泥浓缩池采用直径6m的钢混结构圆形水池，现浇钢筋混凝土结构，有效水深4.5m，砂砾石基础。（7）储泥池储泥池为1座矩形钢混结构构筑物，池长L=5.4m、池宽B=3m、池高H=3.9m，砂砾石基础。（8）脱水机房脱水机房为1矩形建筑物, 长L=9m、宽B=4.5m、高H=4.2m，现浇钢筋混凝土框架结构，砂砾石地基钢筋混凝土条形基础基础。8.3.6输水管道工程本工程大部分输水管道座
35、落于山地土基上，均能满足管线承载力要求，因此管道基础均采用砂砾石基础。8.4 供配电设计8.4.1 设计依据和设计范围本设计执行国家、部委颁发的有关电气设计规范、规程，以工艺对生产设备的要求为依据，同时贯彻节能方针，以节能降耗的原则选择电气设备。其设计的范围为厂区内的变配电系统、动力控制系统、室内外照明系统、防雷接地系统、电话通讯系统。8.4.2 供电电源本工程属重要的城市基础设施，为二类电力负荷，因此采用专用的10kV双电源供电，一用一备（备用电源为热备），电源进线开关与母线分段开关设电气闭锁。两路10kV电源均采用架空线路引至自来水厂外终端杆处，再用电缆直埋引入厂内10/0.4kV 变配电
36、所。8.4.3 用电负荷及供配电系统本工程分二期建设，用电计算负荷按二期分别计算。一期厂内电气设备安装容量为406.6kW10kV高压侧计算负荷： 有功功率Pjs=220.53kW无功功率 Qjs=48.12kvar（无功补偿后）视在功率 Sjs=225.72kVA（见一期负荷计算表）二期厂内电气设备安装容量为492.6kW10kV高压侧计算负荷： 有功功率Pjs=282.73kW无功功率 Qjs=97.64kvar（无功补偿后）视在功率 Sjs=299.11kVA（见二期负荷计算表）根据自来水厂内负荷分布情况，拟在厂内靠近反冲洗设备间处建一座 10/0.4kV变配电所，内设高、低压配电室、控
37、制室，二台SC9型315kVA干式变压器，一用一备，变压器负载率为72%。变配电所的10kV和0.4kV系统采用单母线分段结线，全厂各构筑物的配电为放射式。在反冲洗设备间设低压配电室，内设低压配电柜，为本设备间及滤池用电设备供电。在加氯加药间设低压配电室，内设低压配电柜，为本车间的用电设备供电。在污泥脱水间设低压配电室，内设低压配电柜，为污泥处理的用电设备供电。在其它生产构筑物内设置相应的低压配电及控制设施。8.4.4计量及功率因数补偿本工程采用高供高计专用计量形式，在高压配电系统设专用计量柜，同时在进线柜留有接口供安装负荷监控装置用。在0.4kV侧设置用于非生产性照明的计量表，对非生产性照明
38、进行单独计量。为保证功率因数在0.9以上，在0.4kV低压系统采用0.4kV低压电力电容器集中自动补偿方式。经补偿后10kV侧功率因数一期为0.977，二期为0.945。8.4.5 保护与控制在高压开关柜内设置相应的微机型继电保护装置，如变压器柜、进线柜等的速断、过电流等。低压设备的保护利用断路器、接触器、热继电器等自备的过负荷自备的过负荷、断相等功能进行保护。在变配电所的控制室设有微机综保装置的后台机系统，可对变配电所的高低压设备进行控制。高压开关设备分就地和远距离控制两种方式，断路器的操作机构电压为直流220V。厂内380V的异步电动机的控制分两种，直接启动和软启动。大于20kW的电动机采
39、用软启动，小于20kW的电动机采用直接启动，同时设有就地、远距离控制的转换功能（远控分为手动和自动控制）。部分电气设备配备具有通讯功能的元件，可将有关电气数据通过工业现场总线远传至中控室的上微机系统。8.4.6 照明及防雷接地系统本工程照明分三种，室内工作照明、室内事故照明、厂区路灯照明，在变配电所、中控室除工作照明外增设事故照明。在变配电所以及高度大于30米的构筑物屋顶设置避雷带，防止雷电侵入。本工程接地系统采用TN-C-S系统。8.4.7 线路敷设厂区室外配电线路以电缆沟为主，直埋为辅的敷设方式，室内采用桥架明敷设与穿管暗敷设相结合的方式。8.4.8 设备选型高压开关柜选用GZS型金属铠装
40、封闭手车式开关柜，断路器选用VS1 型真空断路器，内配直流弹簧储能操作机构，保护装置配备微机综合保护装置。低压开关柜选用引进国外技术国内生产的MNS型抽出式开关柜，配备国外进口或引进国外先进技术生产的优质元器件，其元器件以模块化组合式为主，其互换性强，以便于元器件的更换及整定值的调整，同时具有过负荷、断相等保护功能。电力变压器选用节能型、维修方便、无油的SC9型干式变压器。8.4.9 电话通讯系统在综合办公楼设电话总机室，内设程控交换机；在调度室、中控室及部分办公室设市内直拨电话，在调度室、中控室、办公室及生产车间设厂内电话分机。8.4.10 其他由于本工程部分工艺设备分二期安装，与之相对应的
41、部分电气控制设备也分别按二期安装。而高压柜、低压柜、变压器、直流屏等电气设备使用年代较长，因此这些电气设备均按远期用电负荷配备，一次安装到位。主要电气设备表序号名 称型号及规格单位数量备注一变配电室1高压开关柜GZS1面10配VS1真空断路器2低压开关柜MNS面73干式变压器SC9-315/10/0.4kV台24直流电源屏50Ah DC220V套15低压电容器柜MNS（100kvar)面2自动补偿6微机控制管理机套1微机综合保护系统二加氯加药间1低压开关柜MNS面2三滤池1低压开关柜MNS面2四污泥处理1低压开关柜MNS面2五其他1动力配电箱台42照明配电箱台68.5 自控与仪表系统设计8.5
42、.1 概述为了保证自来水处理工艺流程，能适应水质的变化，确保自来水处理工艺过程安全、可靠、稳定、高效地运行，使出厂水达到国家饮用水水质的要求；同时降低自来水处理成本，减轻劳动强度，改善操场作环境，促进技术进步，发挥通信网络技术的优势，实现资源共享，以提高生产效率及管理水平，本设计采用了计算机自动控制系统。本设计中自动控制系统方案是在充分考虑了自来水处理工艺要求、自动化水平档次等多种要求基础上，按照先进、可靠、经济、实用、新颖的原则，设计出具有较高自动化控制水平的现代化自来水厂。在本设计中，既考虑操作、管理水平的先进性，使用的灵活性和生产维护简便性，同时也考虑到新技术应用的合理性、经济性和远期充
43、分复合的扩展性。在满足生产管理要求的前提下，尽可能节约和保证投资，以获得良好的技术经济指标，这是本设计方案的宗旨。本工程建设规模一期为2万m3/d，二期为4万m3/d。根据自来水处理工艺过程的特点及对自控系统的要求，采用了分布式自动控制系统。该控制系统，将充分体现计算机网络自动控制系统的技术和自动化管理水平。8.5.2 设计范围庆元县自来水厂扩建工程的自动控制系统、仪表检测系统8.5.3 设计标准和规范工业自动化仪表工程施工及验收规范（GBJ93-86）分散型控制系统的工程设计规定（HG/T20573-95）过程检测和控制流程和用文字和图形符号（GB2625-81）控制室设计规定（HG2050
44、8-92）仪表供电设计规定（HG20509-92）信号报警连锁系统设计规定（HG20511-92）仪表配管配线设计规定（HG20512-92）仪表系统接地设计规定（HG20513-92）8.5.4 设计原则(1)根据工艺流程和设备运行要求设置自动控制和自动调节装置；配置液位、流量、温度、压力（含管网压力）、水质分析、电量检测仪表，采集工艺过程参数及设备运行、控制状态信号、进行数据的传送和显示，完成自来水处理工艺过程的自动控制。(2)采用集中管理，分散控制和就地控制相结合的分布式智能监测、控制方式。(3)建立中央监控系统，设置中央控制室，通过工业现场总线及无线通讯系统实现对整个自来水厂工艺过程及
45、输配水管网压力的实时监控和设备运行管理。(4)在10/0.4 kV变配电所控制室、加氯加药间（设备为成套配置）、滤池控制室、污泥脱水间控制室内，分别设置分布式控制系统的后台机及PLC现场控制站，通过现场总线与中央监控系统通信，实现二级控制系统。(5)在各PLC现场控制站设置操作显示面板HMI，可以进行就地编程、修改和在线诊断等。通过现场总线与中央监控系统连接，既可实现就地控制，也可完成中央控制。(6)主要工艺生产设备的控制采用就地控制、PLC现场控制站控制、中央控制的三层控制模式。 控制方式：现场手动模式：通过就地控制箱或低压配电柜上的按钮实现对设备的启/停操作。遥控模式：即远程手动控制方式。操作人员通过PLC现场控制站操作面板或中央控制室的监控画面用鼠标器或键盘来控制现场设备。自动方式：设备的运行完全由各PLC现场控制站控制，根据自来水厂工艺流程的状况及生产工艺过程和输配水管网检测参数，通过事先编制的控制程序自动完成设备的启/停操作，而不需要人工
