自来水厂设计.doc

第一篇 设计说明书
1 概述
1．1 城市概况
西来镇位于扬中市东南部，与扬中市隔江相望，东西南三面环江，江对面与泰兴隔江相依，北与常州接壤，镇总面积为16.1平方公里，并已建成面积为0.6平方公里的新镇区，全镇总人口约19000人，辖区十一个行政区；西来桥镇是长江冲积地区，其中镇区人口6000人，境内地势平坦，地面高程为吴淞标高4~8米，一马平川，土地肥沃，人杰地灵。镇内水系纵横密布，是一个富裕的鱼米之乡。
西来镇自1982年撤乡建镇以来，镇工农业总产值有了一个突飞猛进的发展，至2004年，镇已实现工农业总产值4.23亿元，其中工业产值3.5亿元，并形成了一个以机械、化工、纺织、铸造为主的工业城镇。目前，在乡镇规划的指导下，正积极培植规模经济，加大投入，确保工业持续发展，但供水问题制约了经济发展。
1. 2城市现有供水设施简介
西来桥镇现有一座设计能力为3500 m3/d的自来水厂，地处全镇西部边缘的面夹江处，她始建于1982年，陆续才建成现在3500 m3/d的规模，占地仅为0.23公顷，该厂水源为紧靠水厂的川水港水源，水厂的工艺形式为水力循环澄清池——无阀滤池的处理形式，分为二套系统，另有三座容积为1100 m3的清水池。随着工业的发展，2002年最高日用水量已达4000 m3/d，且全镇仅有二条管径为200、150 mm旧的供水管道。
根据西来桥自来水厂目前运行的实际情况，西来桥水厂存在以下问题：
（1） 水源水质状况差
（2） 工艺形式比较落后
随着净水工艺科技的发展，近来一些高效、结构简便的处理构筑物相继问世，例如折板反应池、网格栅条反应池，水力循环澄清池已不能满足水量发展的需要。
（3） 设计规模小
由于近几年，乡镇工业突飞猛进的发展，乡镇工业用水和生活用水也发展很快，西来镇1998年最高日用水量已超过3500 m3/d，现有容积已不能满足用水量发展的需要。
（4） 布局不合理，发展受限制
初建水厂时因缺少科学考证、长远规划。3500 m3/d的规模仅有大小不一的七、八坐构筑物，布局比较凌乱，造成厂内管网比较复杂，另外厂占用地仅有0.23公顷，没有留足发展用地。现有原址扩建，已没有建设用地。

（5） 管网布局不合理
由于厂址选择太偏，管道设计偏小，供水能量损失很大，造成边远地区的村镇有用不到水的状况，影响了村民的日常生产和生活。
1. 3 原始设计资料
1．3．1地质条件
属于长江冲击屿地区，境内地势平坦。
1．3．2 气象条件
（1）西来桥镇气候温和，雨量充足，属于温带海洋性气候，年平均气温15度，最高温度41度，最低温度零下15度。
（2）年平均降雨量852.0毫米，最大年降雨量1423.4毫米，最小年降雨量530毫米。
（3）主导风向：东南风。
（4）最大冻土深度：100mm。
1．3．3 最大冻土深度：100mm。
1．3．4 地下平均水位 ：2.0m。
1．3．5 水源资料
根据长江西来桥镇政府及西来桥水利站提供的资料及现场勘测，流经该镇的河流大都受到两侧工业污水污染，水质状况较差，主要河流有川心港，但由于水源未受保护，导致大量污水倾入川心港，根据扬中市卫生防疫站对该厂源水的检测报告，该厂源水大肠杆菌比较多，若水厂再不进行水源的保护，则水源的污染将会越来越严重。
长江扬中段此处江岸稳定、水伸岸定，水源水质符合国家卫生标准（见下表），长江汛期水位最高为吴淞标高7.8米，枯水位为吴淞标高1.8米，平均水位为3.0~3.6米。

表1-1
1．4 工程设计
原有管网已不能满足要求,需对其进行改造扩建,原水厂的供水量也已不能满足要求,由此提出了对扬中西来镇水厂进行改建的工程规划.
首先需对水源进行重新选择确定,对管道进行重新铺设,净水厂改址重建，以保证供水可靠性。
因此，通过本次设计，应使供水满足需求。
设计内容包括取水构筑物和净水厂设计计算。

2 设计水量
2．1 设计用水量
设计用水量定额是确定设计用水量的主要依据，它可影响给水系统相应设施的规模、工程投资、工程扩建的期限、今后水量的保证等方面，所以必须慎重考虑，应结合现状和规划资料并参照类似地区或企业的用水情况，确定用水定额。
城市生活用水和工业用水的增长速度，在一定程度上是有规律的，但如果对生活用水采取节约用水措施，对工业用水采取计划用水、提高工业用水重复利用率等措施，可以影响用水量的增长速度，在确定设计用水量定额时应考虑这种变化。

居民生活用水定额和综合用水定额，应根据当地国民经济和社会发展规划和水资源充沛程度，在现有用水定额基础上，结合给水专业规划和给水工程发展条件综合分析确定。
最高日设计用水量内容包括：城市最高日综合生活用水量（包括公共设施生活用水量）、工业企业生产用水量、工业企业职工的生活用水和淋浴用水量、浇洒道路和大面积绿化用水量、未预见水量和管网漏失水量、消防用水量。由于消防用水量是偶然发生的，不累计到设计总用水量中，仅作为设计校核用。但是对于较小规模的给水工程，消防用水量占总用水量比例较大时，应将消防用水量计入最高日用水量。
2．2 设计水量
根据西来桥镇及城镇总体规划、参照镇江地区乡镇供水的时间经验，西来桥镇供水设计分为两个阶段：
2．2．1近期目标
西来镇总人口为19000人（其中镇区人口6000人）,近期目标即指至2010年，在这期间，居民生活用水量标准以300升/人.日，工业用水量按照生活用水的100%计算，绿化用水按照生活用水的10%计算，再加上其他用水量（包括市政、未预见和管网漏失水量等）。
近期目标用水量（至2010年）：
综合生活用水为Q1=300×19000×0.001=5700 m3/d
工业用水为Q2=Q1=5700 m3/d
绿化用水为Q3=Q1×10%=570 m3/d
未预见和管网漏失水量为Q4=20%×(Q1+Q2+Q3)=2394 m3/d
最高日用水量为Q=Q1+Q2+Q3+Q4=14364 m3/d
2．2．2远期目标
远期目标即指至2015年，人口20000人，在这期间，居民生活用水量标准以350升/人.日，工业用水量按照生活用水的150%计算，绿化用水按照生活用水的15%计算，再加上其他用水量（包括市政、未预见和管网漏失水量等）。
远期目标用水量（至2015年）：
综合生活用水为Q1=350×20000×0.001=7000 m3/d
工业用水为Q2=1.5Q1=10500 m3/d
绿化用水为Q3=Q1×15%=1050 m3/d
未预见和管网漏失水量为Q4=20%×(Q1+Q2+Q3)=3710 m3/d
最高日用水量为Q=Q1+Q2+Q3+Q4=22260 m3/d

3 给水工程规划
3．1 给水工程方案
3．1．1 水源选择
设计中选择给水水源，一般应考虑一下原则：
（1） 所选水源应当水质良好，水量充沛，便于卫生防护。水质良好，要求原水水质符合《生活饮用水卫生标准》中的有关规定或符合《生活饮用水水源水质标准》的规定；水量充沛，要求地下水取水量小于等于允许开采量，地表水取水量小于等于其枯水期的可取水量。水源可取水量既要保证近期用水量，也要满足远期用水量；便于卫生防护，要求所选水源卫生防护地带设置符合《生活饮用水卫生标准》中的有关规定。
（2） 符合卫生要求的地下水，宜优先作为生活饮用水源。
（3） 所选水源可使取水、输水、净化设施安全经济和维护方便。
（4） 所选水源有条件时应集中与分散取水，地下取水与地表取水相结合。
（5） 所选水源具有施工条件。
3．1．2取水位置选择
给水水源确定后，应进一步确定取水位置。对于不同种类的水体，选择取水位置应考虑的因素有所不同，但相同的都尽可能充分利用有利取水条件，避开不利的取水条件。下面叙述取集江河水选位应考虑的因素。
取集江河水选位应注意下列因素：
（1）取水点应避开污水排放口、泥沙沉淀区、河水回流、死水区、咸水的影响，选在水质良好的河段；
（2）取水点应位于河岸、河床稳定，靠近主流，有足够水深的河段；
（3）取水点应具有良好的工程地质、地形和施工条件；
（4）取水点应尽量靠近用水区；
（5）取水点应避开人工或天然障碍物的影响；
（6）取水点应避开冰凌的影响。
实际设计过程中应根据毕业设计任务书提供的水文地质勘查资料，如水文地质图，水文地质剖面图，钻孔柱状图，河流水文、地质、冰冻、河床、地质等资料。综合考虑选位的各种因素，正确地确定取水位置。本设计中选用长江扬中段的水作为原水。
3．1．3水处理工艺选择
从水源厂出来的水，流经配水井，输送到净水厂，进行水处理，从清水池出来的水，经过吸水井和二泵房，输送到各用户。

给水处理厂的设计规模及流程选择：
（1） 给水处理厂的处理水量一最高时平均日流量计，即近期处理规模为1.6×104m3/d（包括水厂自用水量的5%），远期为2.4×104m3/d。水处理构筑物按照近期处理规模设计。
（2） 给水处理厂的主要构筑物拟分为两组。每组的处理规模为0.8×104m3/d，远期再增加一组。处理后的水符合国家的《生活饮用水卫生标准》。
（3） 根据原水水质和处理后水质要求下面列出两个水处理方案，最后经技术经济比较后，确定一个最优方案。
方案一：原水→静态混合器→脉冲澄清池→无阀滤池→清水池→用户
方案二：原水→静态混合器→机械搅拌澄清池→虹吸滤池→清水池→用户
从清水池出来的水，经过吸水井和二泵房，输送到各用户。
3. 2 给水工程设计方案比较
3．2．1技术比较
（1） 静态混合器：虽然当流量降低时，混合效果下降，但其构造简单，无运动部件，安装方便，混合充分且快速均匀。其设计要点，水头损失与设置分流板的级数一般可取3级。
（2） 机械搅拌澄清池：处理效率高，单位面积产水量较大。适应性较强，处理效果较稳定，采用机械刮泥设备后，对高浊度水处理也具有一定适应性。存在的缺点为需要机械搅拌设备，维修较麻烦。脉冲澄清池虽然虹吸式机械设备较为简单，混合充分、布水较均匀，池深较浅便于布置。但是真空式需要一套设备，较为复杂，虹吸式水头损失较大，脉冲周期较难控制，操作管理要求较高，对原水水质和水量适应性较差。脉冲澄清池的缺点远多于机械搅拌澄清池，所以该设计选用机械搅拌加速澄清池。
（3）无阀滤池：它适用于小型水厂。优点是不需设置阀门；自动冲洗；管理方便；可成套定型制作，上马快。存在的缺点是运行过程看不到滤层情况；清砂不便；单池面积较小；反冲洗时要浪费部分水量；变水头等速过滤，水质不如降速过滤。）虹吸滤池的优点是不需大型阀门；不需冲洗水泵或冲洗水箱；易于自动化操作。存在的缺点是土建结构较复杂；池深大，单池面积不能过大，反冲洗时要浪费一部分水量；变水头等速过滤，水质不如降速过滤。
通过技术比较可以看出，对于小型水厂，方案二具有施工简单，配套设备少，处理效果好，管理方便等多种优点，比一方案更适合于乡镇小水厂。

3．2．2 经济比较
（1）机械搅拌澄清池(每座设计水量8000 m3/d）：指标基价296461元/座，水量指标72元/m3·d ，容积指标共1530元/m3。
工艺标准和结构特征：圆形钢筋混凝土机械搅拌澄清池，直径12.5m，总停留时间1.0h，分离室上升流速1.2mm/s，内设机械搅拌，重力排泥。澄清池、机械间柱及屋面板均为现浇钢筋混凝土，一砖外墙，单层钢门窗。搅拌机一套、刮泥机各一套。
每座造价：400×1530=612000 元
脉冲澄清池(每座设计水量8000 m3/d）：指标基价351658元/座，水量指标69元/m3·d，容积指标共1780元/m3。
每座造价：420×1780=747600 元
（2）无阀滤池(设计水量8000 m3/d）：指标基价208929元/座，水量指标39元/m3·d ，滤水面积共17736元/m2。
工艺标准和结构特征：矩形，共2格，单格平面尺寸4.2 m×4.2 m，滤速10 m/h，冲洗强度15 L/(s·m2),冲洗历时4 min，现浇钢筋混凝土，池壁、底板，均厚200mm，预制钢筋混凝土滤板。池上无建筑。
每座造价：F×13736=17.36×17736=307897元
虹吸滤池(设计水量8000 m3/d）：指标基价303134元/座，水量指标35元/m3·d ，滤水面积共16621元/m3。
工艺标准和结构特征：矩形，双排6格布置，每格平面尺寸3.2 m×3.2 m，滤速10m/h，冲洗强度15 L/(s·m2),小阻力布水板配水，滤层结构，石英砂厚700 mm，砾石厚150 mm，现浇钢筋混凝土池壁及池底厚均为200mm，预制钢筋混凝土布水板，洗砂槽及盖板。管廊上部无建筑。
每座造价：F×16621=25.92×16621=420448 元
方案一每组工序造价：747600+420448=1168048元/组
方案二每组工序造价：612000+307897=919897元/组
通过经济比较可以发现，方案二的造价较低，所以选择方案二。
3．2．3综合方案比较：
方案综合评价参照模糊决策的概念，采用定性和定量结合的多目标的系统评价法，根据工程特点，确定八项评价指标，采用5分制评分，同时按评价指标的重要性进行级差量化处理（加权），评价指标项目及加权数，列于表3，评价结果见表4，总得分高的方案就是最佳方案。
各方案评分矩阵评价：评价项目的基准数据按其重要程度进行级差量化处理，本设计中按判别准则的相对重要性分为5等。
表3—1按重要程度的权数分等

重要程度
极重要
很重要
重要
应考虑
意义不大
加权数2n-1
16
8
4
2
1

表3－2 按符合准则程度评分

完善程度
完美
很好
可以通过
勉强
很差
不相干
评分
5
4
3
2
1
0

表3－3 评价指标项目及加权数

序号
评价指标项目
加权
方案一
方案二
1
投资及经营指标（采用最低成本法）
16
3
4
2
土地（特别是农田）的占用
8
3
3
3
水源水质的环境条件
4
3
4
4
需投入的能源能量和节能效果
8
3
4
5
适应水量、水质的变化情况
8
3
3
6
施工量、难易程度及建设周期
4
1
2
7
管理运行的方便程度
2
2
3
8
原有设备的利用程度
2
0
0

表3－4 两方案得分计算结果

方案编号
一
二
总得分
140
174

根据综合评价结果可以看出，明显方案二优于方案一，因而选择方案二，确定工艺流程为：原水→静态混合器→机械搅拌澄清池→无阀滤池→清水池→用户
3．2．4各处理构筑物设计参数的选择
（一）静态混合器
设计和使用要求如下：
（1）混合元件数可为1～4节，流速小时采用上限。
（2）水头损失等于：
h=0.1184Q2n/d4.4
式中 Q—流量，m3/s
d—进水管管径，m
n—混合单元数。
一般，静态混合器的水头损失小于0.5米。
（二） 絮凝沉淀设备：
机械搅拌澄清池是利用转动的叶轮使泥渣在池内循环流动，完成接触絮凝和澄清过程。
机械搅拌澄清池由第一絮凝室、第二絮凝室和分离室组成。在第一和第二絮凝室内，原水中胶体和回流泥渣进行接触絮凝，结成大的絮体后，在分离室中分离。清水向上经集水槽排出。下沉的泥渣一部分进入泥渣浓缩室后经排泥管排除，另一部分沿回流缝再进入第一絮凝室进行絮凝。
机械搅拌澄清池的设计要点及主要参数如下：
（1) 澄清池停留时间为1.2~1.5h。
（2) 进水管流速一般在1m/s左右。三角配水槽断面按1/2设计流量来计算，配水槽和缝隙流速约为0.5~1.0m/s。
（3) 清水区上升流速为0.8~1.1mm/s，低温低浊度水可采用0.7~0.9mm/s，清水区高度为1.5~2.0m。
（4) 第二絮凝室的停留时间，按照回流量计算时（即设计流量的3~5倍）为0.5~1.0min。
（5) 第二絮凝室和导流室流速为40~60mm。
（6) 当池的直径较小，且进水悬浮物量经常小于1000mg/l ,可人工排泥。池底锥角在45度左右。当池的直径较大，或进水悬浮物含量较高时，须有机械刮泥装置。安装刮泥装置部分的池底可作成平底或球壳型。
（7) 小池可用环形集水槽，池的直径较大时应增设辐射型水槽，池径小于6m时可以采用4~6条辐射槽，直径大于6m时可以采用6~8条。环形槽和辐射槽槽壁开孔，孔眼直径为20~30mm，流速为0.5~0.6m/s。集水槽计算流量应考虑1.2~1.5的超载系数，以适应今后流量的增大。

（8) 污泥浓缩斗容积为澄清池容积的1%~4%，根据池的大小设1~4个污泥斗。
（三） 滤池
过滤时，原水由进水配槽经U形进水管流入滤池，滤后水由连通渠上升到冲洗水箱，水箱满后就溢流到清水池。过滤过程中，滤层阻力逐渐增加，虹吸上升管中的水位相应上升，将虹吸管中的空气从虹吸下降管挤出，穿过水封井溢入大气中。水位上升高度到虹吸辅助管管口时，水从辅助管留下，经抽气管抽除虹吸管中的空气,这时虹吸上升和下降管中的水位同时上升,最终两者会合,形成连续虹吸水流,于是冲洗水箱的水通过滤层反冲洗,滤层膨胀,冲洗废水由排水虹吸管经过水封并进入沟渠.当水箱水位降低到虹吸破坏斗以下时,虹吸破坏,冲洗结束,重新开始过滤。，下管
重力无阀滤池的设计要点及主要参数如下：
（1) 滤速、滤料、承托层、冲洗强度等可参照普快滤池，采用小阻力配水系统。
（2) 每格滤池应有单独的进水管，一般和出水管的直径相同。
（3) 两格组合的无阀滤池，为使配水均匀，进水分配箱也分成两格，配水箱每格大小一般为0.6×0.6~0.8×0.8m，每格的配水堰口标高应相同，堰口标高等于虹吸辅助管口标高、进水管中水头损失以及堰口出流水头在0.1~0.15米之间。配水箱可放在前面的澄清池或无阀滤池上。从配水箱接到各格滤池的进水管内流速，一般采用0.5~0.7米/秒。进水管的U形寸水封的底部须低于水封井的水面。
（4) 冲洗水箱容积按照一格滤池冲洗一次所需水量决定。
（5) 冲洗前的期终水头损失等于辅助管口到冲洗水箱最高水位的高差，一般采用1.5米。
（6) 虹吸管的管径由冲洗水箱平均水位与水封井堰口的高差、平均冲洗强度时系统中的总水头损失确定。
（7) 滤池滤料层面以上的直壁高度等于冲洗时滤料最大膨胀高度再加保护高。
（四）消毒设施
水中的微生物大多数粘附在悬浮颗粒上，经过混凝、沉淀、过滤处理后，可以大量去处水中细菌和病毒。但为保证饮用水细菌学指标，消毒过程必不可少。水的消毒处理一般是生活饮用水处理工艺的最后一道工艺。消毒的目的在于杀灭水中的有害病原微生物（病原菌、病毒等）。由于氯消毒经济、有效，消毒灭细菌、灭病毒效果优良，在配水管网中又有剩余作用，使用方便且应用广泛，故本设计中使用氯消毒。

（1）氯气是黄绿色气体，有毒，具刺激性，质量为空气的2.5倍，工程使用时将其压缩成相对密度为1.5的液态形式，装在压力为0.6~0.8Mpa的钢瓶中供应。
（2）为避免氯瓶进水后氯气受潮腐蚀钢瓶，瓶内需保持0.05~0.1Mpa的余压。
（3）氯气不能直接用管道加到水中，必须由加氯机投加。加氯后可安装静态混合器，促使氯和水混合均匀。
（4）为保证稳定的出氯量，一般用自来水喷淋于氯瓶上，供给液氯气化缩吸收的热量，不得用明火烘烤以防爆炸。
（5）投氯时，可将氯瓶放置于磅秤上核对钢瓶内的剩余量，以防止用空，加氯机中的水不得倒灌入瓶。
（6）因为氯气的密度比空气大，应在加氯间低处设排风扇，换气量为每小时8～12次。
（7）氯气的设计用量，应根据相似条件下的水厂运行经验，按最大容量确定，余氯量应符合生活饮用水卫生标准出厂水的游离余氯不低于0.30mg/l，管网末梢不低于0.05mg/l。一般水源的氯前加氯量为1.0~2.0mg/l，滤后水或地下水的加氯量为0.5~1.0mg/l。
（8）水和氯应充分混合，接触时间不应小于30min，杀菌作用随氯和水的接触时间增加而增加，如接触时间短，就应增加投氯量。
（9）为保证不间断加氯，保持余氯的稳定，气源宜一用一备，并设压力自动切换器。
（10）加氯机的作用是保证消毒安全和计量准确，为保证连续工作，其台数应按最大加氯量选用。
（11）加氯间与氯库可单独建造，亦可与加药合建，便于管理，但均应有独立向外开的门，以便运输药剂。
（12）加氯间应靠近加氯点，以缩短加氯管线的长度。

4 给水水源与取水工程
4．1 取水位置选择
给水水源确定后，应进一步确定取水位置。对于不同种类的水体，选择取水位置应考虑的因素有所不同，但相同的都尽可能充分利用有利取水条件，避开不利的取水条件。下面叙述取集江河水选位应考虑的因素。
取集江河水选位应注意下列因素：

（1）取水点应避开污水排放口、泥沙沉淀区、河水回流、死水区、咸水的影响，选在水质良好的河段；
（2）取水点应位于河岸、河床稳定，靠近主流，有足够水深的河段；
（3）取水点应具有良好的工程地质、地形和施工条件；
（4）取水点应尽量靠近用水区；
（5）取水点应避开人工或天然障碍物的影响；
（6）取水点应避开冰凌的影响。
实际设计过程中应根据毕业设计任务书提供的水文地质勘查资料，如水文地质图，水文地质剖面图，钻孔柱状图，河流水文、地质、冰冻、河床、地质等资料。综合考虑选位的各种因素，正确地确定取水位置。本设计中选用长江扬中段的水作为原水。
4．2 取水构筑物选型
4．2．1取水构筑物设计应满足如下原则：
（1) 取水构筑物应保证在枯水季节仍能取水，并满足在设计枯水保证率下取得所需的设计水量。枯水流量的保证率，对由于减少水量而严重影响生产的工业企业的水源，应不低于90~97%，对允许减少生产用水水量的工业企业，其设计枯水流量保证率应按照各有关部门的规定执行。对于城市供水的水源，应根据城市规模和工业大用户的重要性决定，一般可以采用90~97%。村、镇供水的设计枯水流量保证率，可以根据具体情况适当降低。
（2) 当自然状态下河流不能取得所需设计水量时，应修拦河坝或者其他确保可取水量的措施。
（3) 取水构筑物的位置的选择应全面掌握河流的特性，根据取水河段的水文、地形、地质、卫生防护、河流规划和综合利用等条件进行综合考虑。
（4) 在洪水季节取水构筑物应不受冲刷和淹没，设计最高水位和最大流量一般按照100年一遇的频率确定（小型取水构筑物按供水对象可以适当降低）。
在取水构筑物进水口处，一般要求不小于2.5~3.0米的水深，对于小型取水口，水深可以降低到1.5~2.0米，当河道最低水位的水深较浅时，应选用合适的取水构筑物形式和设计数据。
根据所确定的取水位置，应考虑地下水埋深、含水层岩性等因素确定地下水取水构筑。物的形式，应考虑取水河段的水深、水位及其变化幅度，岸坡，河床的形状，河水含沙量分布，冰冻与漂浮物，航运，取水量及安全度等因素确定江河水取水构筑物形式。

4．2．2方案选择
考虑到长江扬中段的工程地质和施工条件，采用合建式岸边取水构筑物，它的特点是：集水井与泵房合建设备布置紧凑，总建筑面积较小；吸水管路短，运行安全，维护方便。适用条件是：河岸坡度较短，且地质条件较好以及水流变幅和流速较大的河流。其底板呈阶梯形布置，它的特点是：集水井与泵房底板呈阶梯形不止；可减小泵房深度，减少投资；水泵启动需要采用抽真空方式，启动时间较长。适用条件是：具有岩石基础或其他较好的地质，可以采用开挖施工。

5 输配水工程
5．1 取水泵站
取水泵站工艺设计步骤和方法分述如下：
（1） 确定设计流量和扬程。
（2） 初步选泵和电动机或其它原动机，包括选择水泵的型号，工作泵和备用泵的台数。由于初选水泵时，泵站尚未设计好，吸水、压水管路也未进行布置，水流通过管路中的水头损失是未知的，所以这时水泵的全扬程不能确切知道，只能假定泵站内管道中的水头损失为某一个数值。一般在初选水泵时，可假定次数为2m左右。
根据所选泵的轴功率及转数选用电动机。如果机组由水泵厂配套供应，则不必另选。
（3） 设计机组的基础。在机组初步选好后，即可查水泵及电动机产品样本，查到机组的安装尺寸（或机组底板的尺寸）和总重量，据此可以进行基础的平面尺寸和深度的设计。
（4） 计算水泵的吸水管和压水管的直径。
（5） 布置机组和管道。
（6） 精选水泵和电动机。根据地形条件确定水泵的安装高度。计算出吸水管路和泵站范围内压水管路的水头损失，然后求出泵站的扬程。如发现初选的水泵不合适，则可以切削叶轮或另行选泵。根据新选的水泵的轴功率，再选电动机。
（7） 选择泵站中的附属设备。
（8） 确定泵房建筑高度。泵房的建筑高度，取决于泵房的安装高度、泵站内有无其起重设备以及起重设备的型号。
（9） 确定泵房的平面尺寸，初步规划泵站总平面。机组的平面布置好以后，泵房（机器间）的最小长度L也就确定了，查有关手册，找出相应管道、配件的型号规格、大小尺寸，按一定的比例将水泵机组的基础和吸水、压水管道上管配件、闸阀、止回阀等画在同一张图上，逐一标出尺寸，一次相加，就可以得出机器间的最小宽度B。
L和B确定以后，再考虑到维修场地等因素，便可最后确定泵站机器间的平面尺寸大小。
采用半地下式取水泵房。近期采用3台IS200-150-250型水泵，两用一备，远期增加两台同型号水泵，三用两备，根据水泵的型号要求选用Y280M-4型三相鼠笼式异步电动机水泵主要性能参数见表5－1。
表5-1 水泵主要参数
流量（m3/h）
扬程（m）
功率（kw）
Hs（m）
重量（kg）
400
20
1450
2.6
180
IS200-150-250型水泵机组基础平面尺寸为1580mm×710mm，采用直线型布置。泵房内选用LX型电动单梁桥式起重机（起重量2T，跨度6.5m，起吊高度12m）。选用两台IP65-40-315型排水泵，主要性能参数见表5－2。
表5-2水泵主要参数
流量（m3/h）
扬程（m）
功率（kw）
n(r/min)
12.5
20
5.5
1450
泵房筒体高度为9.0m，操作平台以上的建筑高度，根据起重设备及起吊高度、电梯井机房的高度、采光及通风要求，吊车梁底板到操作平台楼板的距离为10m，从平台楼板到房顶底板净高为12m。泵房长为28m，宽为8m。

5．2 原水输水工程
根据输送水量、水质、输水距离，输水地形和城乡建设规。由于管道输水适用输送小流量清水、原水，无损耗，不宜污染，故该设计采用管道输水。
输水管渠定线原则：
（1） 沿现有道路或规划道路。
（2） 尽量缩短输水距离。
（3） 充分利用地形高差，优先考虑重力输水。
（4） 尽可能避开障碍物和工程地质条件不良地区。
（5） 减少拆迁，少占农田，不占良田。
（6） 便于施工、运行、维护。

采用两条DN400的钢管并联作为原水输水干管，当一条输水管检修时，另一条输水管应通过75%的设计流量。即Q=16000m3/d×75%=12000m3/d=0.1389m3/s。输水管管径D=(4Q/πv)1/2,为经济流速。
查水力计算表得管内流速v=1.08m/s,i=4.22‰。

5．3调节构筑物：
厂内调节构筑物采用清水池，不设水塔。因缺乏制水曲线和供水曲线资料，故清水池有效容量Wc,可按最高日用水量的10～20%考虑，本设计采用15%
Wc=10%×16000=1600 m3
该水厂设有清水池两个，其水深设为4.0m，超高为0.2m，清水池设置为矩形，长×宽=23.2米×11.80米。
清水池出水处设出水溢流堰，以提高清水池的水位。清水池自滤池进水，进入二泵房低水位吸水井。
清水池配管及布置：清水池应配置必要的管道。进水管：管径按最高日平均时用水量计算；出水管：管径按最高日最高时用水量计算，因二泵设有吸水井，故出水管设置一根，从池底集水坑排管出水；溢水管：管径同进水管，管端为喇叭口，管上不得安装阀门，管的出口设置网罩；排水管：管径按2小时将池中水泄空计算，最小管径不得小于100mm，为了便于排空池水，池底应有一定坡度。
进、出水管的布置，应保证池水经常流动既要保证水流具有一定停留时间，又要防止水流流动不畅溢水管的布置应杜绝一切经溢流管污染池水。
清水池还设有通气孔、检修孔、导流墙、集水坑、人孔等。池顶应覆盖一定厚度的土层以抵抗地下水浮力和满足寒冷地区冬季保温的要求。
流速取0.89m/s，则进水管管径为d=(4q/πv)1/2=(0.0926×4/3.14×0.89)1/2=267mm，取DN400。
清水池进水管直径为400mm，出水管直径为400mm，溢流管与进水管直径相同为400mm。
每个清水池设两个检修孔，检修孔的直径为1000mm。清水池池底设4个通气管，通气管直径为200mm，池顶的覆土厚度为0.7m。

5．4 二级泵站
设计计算依据为设计流量，清水池或吸水管的最高最低水位，管网控制点高程和服务水头，清水输水管和管网水力计算结果。
设计计算方法与内容：
（1） 选泵
（2） 水泵安装高度计算
（3） 泵房平面工艺布置
（4） 泵房高度的确定
（5） 吸、压水管路水力计算
（6） 吸水井设计计算
采用半地下式取水泵房。选水泵型号为IS200-150-400A，两用一备，远期增加两台同型号泵。水泵主要性能见表5-3：
表5-3 水泵主要参数
流量（m3/h）
扬程（m）
进口直径（mm）
转速（r/min）
374
44
250
1450

泵房净宽8m，长30m。
水泵房内有一值班室，高低压配电间，变电间。

6水处理工程
6．1 水处理工艺流程
根据原水水质及其特点，并经过方案比较后，确定本设计的水处理流程为：
原水→静态混合器→机械搅拌澄清池→重力式无阀滤池→清水池→用户
设计混凝设备时，根据国内一些水厂的相关类比调查，甭着使混凝剂不得使处理后的水质对人体健康产生有害的影响和净水效果好，适应性强，使用方便，货源可靠和价格较低的原则，选用碱式氯化铝。
其特点是：温度适应性高，pH适用范围宽（pH=5～9）。
6．2 水处理构筑物
厂内主要的水处理构筑物有机械搅拌澄清池、无阀滤池、清水池、吸水井，其设计参数前面章节中已有叙述，不再多加赘述。

6．2．1投药工艺（混凝剂的配制和投加）
根据原水水质和水温，参考有关净水厂的运行经验，选碱式氯化铝为混凝剂，最大投加量为51.4 mg/l，最低6.7mg/l，平均14.3mg/l，碱式氯化铝投加浓度为15%，采用计量泵湿式投加，不需加助凝剂。
(1) 溶液池
溶液池容积为5.5 m3，设置两个，一用一备，每个容积为W1。
溶液池的形状采用矩形，尺寸为：长×宽×高=3 m×2 m×1.5m。其中高度：有效高度为1.0m，超高取0.5m，置于室内地面上。
(2) 溶解池
溶解池的容积为1.65 m3，采用两格，以便于轮流使用。
溶解池的形状采用矩形，尺寸为：长×宽×高=1.2 m×1.2 m×1.5 m。有效高度取1.2m，超高0.3m，池底坡度采用2.5%。
池底设d=100mm的排渣管一根。
机械搅拌装置采用不锈钢平板叶片桨直径为470mm，桨板深度920mm，质量150kg，搅拌轴用普通碳钢外套塑料管，两端用环氧树脂密封。溶解池置于地下，池底高出室内地面0.5m。
溶解池和溶液池都采用钢筋混凝土结构，内壁衬以聚乙烯板。
设三台活塞式隔膜计量泵（2用1备）
(3) 药剂仓库
药剂仓库与加药间应连在一起，药库平面设计尺寸8 m×7 m，高4.5m，用人力手推车加药，仓库内有磅秤，尽可能考虑汽车运输方便，并留有3.0 ｍ宽的过道。总加药间长×宽=19米×8米（考虑办公人员办公室在内）。
6．2．2机械搅拌澄清池
机械搅拌澄清池分为2组，每组处理规模8000 m3/d，水的总停留时间T总=1.2h。
第二絮凝室及导流室内流速v1=50 mm/s。
第二絮凝室内水的停留时间t=0.6 min。
分离室上升流速v2=1 mm/s。
泥渣回流量按4倍设计流量计。
池的直径为12.0 m，第二絮凝室外径为3.54m，导流室外径为5.1m，池高4.6米。
配水三角槽高×底=0.75米×0.75米，采用孔口出流，缝宽为2厘米。
集水系统采用辐射式集水槽和环形集水槽。
环形集水槽槽宽为0.5m，槽底取平底,水深为0.2m，槽断面高为0.50m（槽超高定为0.3m）
总出水槽槽宽0.7m，槽内水流流速v=0.8m/s，槽底坡降0.2m，槽长2.9m。槽内起点水深为0.2m，终点水深为0.3m。
泥渣浓缩室容积为3.2m3，浓缩斗采用一个，形状为正四棱台，其尺寸采用:上底为2.0m×2.0m，下底为0.7m×0.7m，棱台高1.6m。
采用等距布孔穿孔管排泥，孔口直径d=25mm，孔距s=0.2m穿孔管长20m，孔眼数目231个。输泥管管长l=10m。
排泥周期为16.13s，排泥历时2.4min。
池底中心设放空管，其直径DN=250mm，放空时间为0.68h。
叶轮外径为2.5m，内径为1.25m，叶轮出口宽度取0.15m。
搅拌叶片和叶轮的提升叶片均装8片，按径向布置。
选用电机功率为3.5kw，减速机构采用三角皮带和蜗轮蜗杆。
6．2．3重力式无阀滤池
滤池分两格，主要设计参数见下表：
表6-1 设计参数
参数名称
单 位
数 值
滤速
m/h
V=10
平均冲洗强度
L/s·m2
q=15
冲洗历时
min
t=5
期终允许水头损失
m
H终=1.7
排水井堰口标高
m
-2.26
滤池底板埋深
m
-2.06
单格滤池尺寸为4.2×4.2m，
滤池总高度为4.74m，冲洗水箱高度定为2.29m。
进水分配箱，流速vf采用0.05m/s，尺寸为1m×1m。
进水管管径275 mm，流速vj=0.79m/s，水力坡降ij=3.76‰,管长lj=15 m。
出水管采用与进水管相同的管径Dg=275mm。
滤池出水口（即冲洗水箱水位）高2.43 m，虹吸辅助管管口高4.13 m，进水分配箱堰顶高4.44 m。

虹吸上升管管径为400 mm，流速vhs=2.45 m/s，水力坡降ihs=21.2‰,虹吸下降管管径为350mm， vha=3.15 m/s,iha=46‰。
三角形连通管内流速0.92 m/s,水力坡降il=7.19‰。
排水管管径600mm,滤速vp=1.26 m/s,水力坡降ip=0.0030，充满度h/D=0.80。
虹吸辅助管管径采用40×50mm，虹吸破坏管和强制冲洗管管径均采用20mm。
6．2．4消毒
采用滤后加氯消毒，最大投氯量为a=3mg/L，仓库储量按30d计算，加氯点在清水池前。
采用容量为350kg的焊接液氯钢瓶，其外形尺寸φ350mm,长度为1335mm,共6只，型号采用Y-1000常州洪庄机械厂生产。另设中间氯瓶一只，以沉淀氯气中的杂质，还可防止水流进入氯瓶。
加氯机数量 采用REGAL2100