沾益區德澤鄉集鎮水廠鞏固提升工程設計

蘇繼發

(云南卓一工程咨詢有限公司， 云南 昆明 650000)

沾益區德澤鄉集鎮水廠鞏固提升工程設計

蘇繼發

(云南卓一工程咨詢有限公司， 云南 昆明 650000)

云南省曲靖市沾益區德澤鄉集鎮水廠存在供水能力不足、水質不達標的問題，需更新、改造輸水管和配水管網，配套水處理設備，集中式供水。本文介紹了提升工程設計標準及方法，施工后滿足水量、水質要求，可解決8918人飲水安全，達到農村飲水安全要求。

沾益區德澤鄉集鎮水廠；飲水安全設計；水質處理設備

1 德澤鄉集鎮水廠鞏固提升工程設計背景

德澤鄉集鎮供水水源點為富沖大龍潭，出流量4320m3/d，飲水不安全人口8263人。取水點為富沖大龍潭，輸水管道采用DN100mm鍍鋅鋼管輸水至150m3蓄水池后，采用DN100mm鍍鋅鋼管輸水至用水戶。由于輸水主管、配水管網管徑偏小，供水能力不足，用水保證率低，間斷、分時供水現象突出，不能滿足以需定供要求；加之配水管網和入戶管存在不同建成時期，管網建設經多次拼湊，新舊、多品種管道搭接，運行不正常，運行效果較差，管網老化、銹蝕、破損嚴重，跑、冒、滴、漏現象較普遍。德澤鄉集鎮水廠設有150m3蓄水池1座，無凈水處理設備，原水未經過任何處理后直接供水飲用，菌落總數、總大腸菌群不合格，水質達不到用水要求。德澤鄉集鎮水廠屬水質、水量、用水保證率不達標的集鎮供水水廠，需達到農村飲水安全鞏固提升的水量、水質和用水保證率要求，需制訂具體方案對輸水管、配水管網進行更新改造，建設水處理設備和水廠配套設施，集中式供水，保障遠期8918人供水安全。

2 德澤鄉集鎮水廠鞏固提升工程設計

2.1 設計標準

2.1.1 工程規模的確定

工程規模的確定需滿足水質、水量和用水方便程度要求。水源水質檢驗結果為菌落總數、總大腸菌群超標，按照《生活飲用水衛生標準》(GB 5749—2006)的有關規定，水質經凈化處理后可滿足生活飲用水標準，水源保證率為100%。按照《村鎮供水工程設計規范》(SL 687—2014)確定工程規模，供水規模包括生活用水量、公共建筑用水量、管網漏失量和未預見水量、水廠自用水量等。根據《云南省地方標準(用水定額)》(DB53/T 168—2013)以及沾益區實際情況，農村居民用水定額取90L/(d·人)，集鎮居民用水定額取100L/(d·人)，寄宿師生用水定額取35L/(d·人)。參照相關資料，公共建筑用水量按居民生活用水量的10%計。管網水量損失及其他未預見水量按居民生活用水量與公共建筑用水量之和的10%計。水廠自用水量按最高日用水量的5%計。供水規模(即最高日供水量)為869.98m3/d(占富沖大龍潭出流量的20%)，屬于日供水量1000m3/d>W=869.98m3/d>200m3/d的集中式供水工程，工程類型為Ⅳ型。對受益區村民小組均設置30m3調節水池12座，供村內生活用水1天左右時間。

2.1.2 配水管網工程布置與水壓要求

供水水壓應滿足配水管網中用戶接管點的最小水頭要求，當用戶高于接管點時，應加上用戶與接管點的地形高差。用戶水嘴的最大靜水頭不宜超過40m，超過時宜采取減壓措施。結合受益區用戶地理分布，地形條件，供水系統布置及用水需求量，合理調節各村供水點水壓和水量，盡量合理布置配水主管的管徑。利用原有一座150m3水池，作為德澤集鎮、南村、北村及中小學用水調節水池使用，并兼顧德澤集鎮消防用水水池。對受益區村民小組均設置調節水池，供村內基本生活用水1天左右時間，由200m3清水池向村內供水，共需新建30m3調節水池12座。

2.1.3 地震烈度與設計年限

工程區地震動峰值加速度為0.20g，地震動反應譜特征周期為0.45s，相應地震基本烈度為Ⅷ度，工程類型屬Ⅳ型供水工程，供水工程設計年限取15年，房屋建筑設計年限取50年。

2.2 管網工程設計

2.2.1 輸水管網工程

水源點為富沖大龍潭，設置取水構筑物，通過自流方式進入水廠20m3配水池，經水質凈化處理后匯入200m3清水池，重力式供給德澤集鎮及周邊村莊受益區。輸水管主要由現狀供水管改造和增設輸水管組成，滿足最高日供水量869.98m3。保留現狀DN100mm鍍鋅鋼管(出流量0.0057m3/s)，需增設一根鍍鋅鋼管輸水，管徑K1+793.39為DN150mm、K1+793.39～K3+305為DN80mm，新建主管總長3.305km，出流量0.0063m3/s。

2.2.2 配水管網工程

根據工程設計標準，結合現狀供水情況，對現狀管網出流量進行復核，對于滿足設計要求的管網保留使用，對于不滿足設計要求的管網進行更換。對于新增供水區域，按照供水區域的分布情況，配水管網采用樹狀布置，配水主、支管按設計流量和水頭損失確定管徑，并在適宜位置設置排氣閥、放空閥、及閘閥。水廠至受益區布設兩條輸水干管，第一條為水廠清水池至德澤集鎮老水廠，采用現狀DN100mm鍍鋅鋼管輸水，運行正常，輸送流量0.0057m3/s，主要供給集鎮、中小學、南村、北村、花山村、熱水村等受益戶。第二條為水廠清水池經德澤集鎮至岔河村，新建輸水管道采用DN100mm鍍鋅鋼管鋪設，輸送流量0.0063m3/s，主要供給德澤村委會小石橋、水井、橋頭起、魯租、桃園、熱水村委會岔河、小江、務那噶及老官營村委會大石頭、三家村、老官營、山背后、大凹子等受益區村民小組。配水干管全長9212.37m，配水支管全長12048.8m，入戶管長84450m。

1號干管由老水廠水池分2條支管分別供水至受益村民小組：從老水廠水池至熱水村，途徑山口子村，已建輸水管道為DN65mm鍍鋅鋼管，總長1729.36m，新建輸水管道為DN50mmPE80級聚乙烯管，總長865.34m，接通至熱水村。從老水廠水池至花山村，輸水管道為DN125mm鍍鋅鋼管、PE80級DN50mm聚乙烯管，總長2420.88m。

2號干管全長4388.95m，在樁號K1+717.45處接入支路管道(輸送流量0.003m3/s)，供水至左水沖村，至德澤集鎮老水廠位置設一分水口接通至德澤集鎮老水廠水池，管道沿線設置分水口供水，管線沿途供給大石頭、三家村、老官營、山背后、大凹子等村民小組直至左水沖村(需設置管道加壓泵加壓提升)。該管線全長6371.52m，其中現狀能使用段長為1548.10m，需新建4823.42m。

2.2.3 管網附屬設施

a. 閥門設置。為便于供水管理、維修、供水調度，并在管網各部位出現供水事故而搶修時，把停水范圍控制到最小，按供水需要設置控制閥門。每隔1.0km左右設置排氣閥，直徑取為管道直徑的1/8～1/12。在低洼處設置泄水閥，泄水閥直徑為管道直徑的1/3～1/5。采用井徑為0.6m的閥門井。

b. 調節水池。新建30m3調節池12座，調節水池凈空直徑3.7m，蓄水深度3.2m，安全超高0.2m，邊墻采用C25鋼筋混凝土襯砌，底板采用10cm厚C15素混凝土加20cm厚C25混凝土防滲。池頂蓋板采用C25鋼筋混凝土進行封閉，厚15cm。為便于水池的檢修、清洗，在水池頂部設置直徑為0.8m的進人孔，進人孔內設5號角鋼鋼制爬梯。

2.3 水廠工程設計

2.3.1 水廠布置

水廠擬建在廢棄養殖場，現有200m3水池一座，可作為清水池，以節約投資。水廠地面標高1765m，進水水頭1797.0m，出水水頭1763m，具備重力式供水條件，水質凈化采用重力式一體化凈化器。場內附屬設施布設管理房、重力式一體化凈水器間、加藥加氯間，廠區給排水系統、道路、照明、綠化、圍墻、場地地坪等，水廠占地4.75畝。

2.3.2 水質處理設備設計

水廠設計規模869.98m3/d，宜選擇設備簡單、管理方便、投資少的凈水設備，采用重力式一體化凈水器設備作為水處理設施，需新建配水井、加藥系統、清水池等構筑物。

2.3.2.1 水處理設備選擇

凈水設施選擇重力式一體化凈水設備，選用SLJS—40重力式一體化凈水設備(處理能力36～42m3/h)。原水經過自流進入重力式一體化凈水設備(通過閥門調節進入設備的流量)，同時投加絮凝劑(采用計量泵投加)，在一體化凈水器內反應、沉淀、過濾后，進入清水池，同時通過緩釋消毒器進行消毒(緩釋消毒器的水源取自一體化凈水器處理后的水)，達到生活飲用水標準后進入清水池，供給用戶使用。

2.3.2.2 配水井設計

配水井采用矩形鋼筋混凝土結構，尺寸LB=6.75×6.75m，H=2.50m，超高0.4m。設計容積為20m3。

2.3.2.3 加藥系統設計

溶液池為2座，選用聚合氯化鋁為混凝劑。溶液池(1用1備)尺寸為3.45m×2.3m×1.2m。在溶液池中設置1臺攪拌器，投加系統采用2臺J-ZM125/1.3，Q=45L/h，N=0.75kW的隔膜計量泵。設計平均加藥量39kg/d，混凝劑的最大投藥量a=20mg/L，藥的溶解濃度b=15%，混凝劑每日配置次數n=2。

設計消毒劑為二氧化氯，采用二氧化氯發生器，并設余氯檢測儀對投加量進行反饋以調整投加量，加氯機房設有最大加氯量為2.0kg/h的二氧化氯發生器1套。加二氧化氯系統，設計平均加藥量10kg/d。采用濾前和濾后兩點加氯方式，前加氯點設在配水井內，根據來水水質調整投加量，設計最大投氯量為1.5mg/L，濾后加氯點在清水池進水管上，設計最大投氯量為1.0mg/L。

混合器2套，設計規模60m3/h，流速1.08m/s，水頭損失0.7m。混合采用DN200鋼制QT-101螺旋葉片管道混合器三節，節長260mm，總長780mm，采用法蘭連接，安裝在進水管上。混凝劑投加在管道混合器前段加藥口處。

2.3.2.4 清水池設計

清水池有效容積Ⅳ型工程按最高日用水的25%～40%考慮，水廠已建有清水池容積為200m3，滿足要求，可以使用，不再新建清水池。

2.3.3 場內附屬設計

2.3.3.1 水凈化設備間

水凈化間平面長9.6m，寬5.4m，高4.2m，共一層，均為框架結構。墻體采用蒸壓加氣混凝土砌塊墻圍護結構，地面防滑地磚 、耐酸磚地面。屋面采用卷材防水，為防水保溫不上人屋面。內墻混合砂漿粉刷，面刷乳膠漆。外墻水泥砂漿粉刷，面刷外墻涂料。窗采用塑鋼窗，底層窗戶均加裝防盜網。門采用鋼門、防火門。

2.3.3.2 加藥加氯間

加藥加氯間平面長29.4m，寬4.6m，高4.2m，共一層，均為框架結構。墻體采用蒸壓加氣混凝土砌塊墻圍護結構，地面防滑地磚、耐酸磚地面。屋面采用卷材防水，為防水保溫不上人屋面。內墻混合砂漿粉刷，面刷乳膠漆。外墻水泥砂漿粉刷，面刷外墻涂料。窗采用塑鋼窗，底層窗戶均加裝防盜網。門采用鋼門、防火門。在加氯、加藥間安裝墻式軸流風機，排氣次數不小于8次/小時，以排除和更新房內空氣，通風機采用自動控制。

2.3.3.3 管理用房

管理用房平面長18.3m，寬3.9m，高3.6m，共兩層，框架結構。墻體采用燒結普通磚承重結構，地面采用防滑地磚地面。屋面采用卷材防水，為防水保溫不上人屋面。內墻混合砂漿粉刷，面刷乳膠漆。外墻水泥砂漿粉刷，面刷外墻涂料。窗采用塑鋼窗，底層窗戶均加裝防盜網。門采用鋼門、防火門。

2.3.4 自動控制與水質檢測設備

2.3.4.1 自動控制設計

按照先進、適用、可靠、便于維護、操作方便等設計原則進行自動化儀表設計。控制系統實現信號采集、回路調節、電氣聯鎖、順序控制等功能，操作人員通過操作站實現各種控制調節和管理功能。儀表檢測和控制主要內容：原水流量、壓力、PH、濁度、溫度顯示、清水池水位控制、沉淀、出水回水流量、余氯顯示、PAC藥劑投加量、加氯量。

2.3.4.2 水廠計量裝置及管理

為加強水廠生產及供水管理，水廠設置一次計量和二次計量儀表，一、二次計量儀表均采用超聲波流量計。1次計量與2次計量之差為水廠自用水量，根據該原水水質，水廠自用水量應在供水規模的8%以下，水廠自用水量是否正常，是反映沉淀、過濾工藝管理是否正常的依據。水費實際收方量與2次計量之差，反應管理水平及管網漏損率，一般管網漏損率為供水規模的8%～10%左右為正常。一、二次計量儀表(超聲波流量計)的數據信號均輸送到值班室。

2.3.4.3 水質檢測設備

設置常規四項指標化驗室(濁度、色度、大腸菌群、菌落總數)，加強水廠化驗室建設和化驗儀器等設備的配置。

3 結 語

本文基于沾益區德澤鄉集鎮水廠現狀，在不滿足水量、水質和用水方便程度的情況下，圍繞管網設計和水廠設計兩方面進行介紹。保留原輸水主管DN100鍍鋅鋼管，輸水主管增設一根鍍鋅鋼管，管徑K1+793.39為DN150、K1+793.39～K3+305為DN80，總出流量達0.012m3/s，日供水量869.98m3/d，更新和改造配水管網，并配備30m3調節水池12座，滿足水量和用水保證率要求。在水廠設計方面，主要考慮水質處理設備、場內附屬物和自動控制與水質檢測設備，以滿足水質要求和管理功能要求。項目總投資為678.53萬元(其中建筑工程373.09萬元，機電設備及安裝工程51.16萬元，金屬結構及安裝工程145.92萬元，臨時工程3.99萬元，獨立費用57.93萬元，預備費31.60萬元，占地14.85萬元)，解決德澤集鎮8918人飲水安全，可滿足農村飲水安全鞏固提升的水量、水質和用水保證率要求。

[1] 范美師, 何向英. 淺談會澤縣人畜飲水項目的實踐[J]. 中國農村水利水電, 2006(11)： 133-134.

[2] 范美師. 基于可持續發展的會澤縣農村飲水安全建設[J]. 云南水力發電, 2011(5): 125-127.

Consolidation and improvement project design of Zhanyi District Deze Township Jizhen water factory

SU Jifa

(YunnanZhuoyiEngineeringConsultingCo.,Ltd.,Kunming650000,China)

Yunnan Qujing Zhanyi District Deze Township Jizhen Water Factory has the problems of insufficient water supply ability and substandard water quality. The water diversion pipe and water distribution pipe network should be updated and transformed. Water treatment equipment should be equipped to realize centralized water supply. In the paper, the improvement of engineering design standards and methods is introduced. Water quantity and water quality requirements are satisfied after construction. Safe water drinking can be solved for 8918 people, and rural drinking water safety requirements can be reached.

Zhanyi District Deze Township Jizhen Water Factory; safe drinking water design; water quality treatment equipment

10.16616/j.cnki.10-1326/TV.2017.08.010

TV52

A

2096-0131(2017)08- 0033- 04