黃瓜山凈水廠升級改造實例

王磊

摘 ? 要：基于農村飲水安全全面鞏固升級的理念，針對重慶市某城鎮(zhèn)水廠工藝升級改造，采取了提水管道利舊的合理性、工藝的升級優(yōu)化、廠區(qū)排污的最適性等方法，有效地提高原有供水工程的利用率，實現了利益最大化。基于黃瓜山小型凈水廠升級改造工程的設計經驗和工程實踐，系統(tǒng)介紹了水廠利舊的合理性，為其他凈水廠改、擴建工程提供一些參考。

關鍵詞：升級改造 ?水廠 ?利舊的合理性 ?利益最大化

中圖分類號：TU982.29 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-098X（2019）02（b）-0029-02

至2015年底，適應我國當前農村經濟社會發(fā)展要求和農民需求的農村飲水安全階段性任務將全面完成。但保障農村飲水安全是一項長期任務，且階段性、動態(tài)性、反復性、復雜性、艱巨性特征明顯。為了解決農村飲水安全中存在的供水規(guī)模偏小、供水保證率不高、凈水設施不齊備、管網漏損率較高、入戶率和水質合格率偏低等問題，采取的技術措施主要包括了改造常規(guī)處理工程、新建排泥水處理工程、新建清水池工程、更換主管道、一級支管道等。進行以上工程時，存在管道的重復性建設、擴建廠區(qū)的新征土地、老舊設施同步改造、供區(qū)停供產生的供水矛盾等難題。因此，在滿足水質提標、節(jié)能減排和安全可靠的前提下進行利舊的合理性、利益最大化已成為升級改造工程亟需解決的難題之一。

1 ?建設背景

原黃瓜山水廠自2006年，制水規(guī)模500m3/d，已經運行10多年。隨著旅游產業(yè)的城鎮(zhèn)生活水平的高速發(fā)展，為適合各產業(yè)的需水要求，需擴大制水規(guī)模至5000m3/d。由于供區(qū)主要在城區(qū)邊，加之原廠址周邊為居民，擴建難度很大，故在坡腳另一小水廠邊擴建，擴建規(guī)模至5000m3/d。原有水廠工藝流程見圖1。

升級改造包括新建5000m3/d的水源提水工程、生物預警池、常規(guī)處理、廠區(qū)污水處理工程。

2 ?升級改造工程

2.1 水源提水工程

為滿足本工程的水量要求，水源由大溝水庫換為孫家口水庫，孫家口水庫以城市供水為主，兼顧農村居民的人畜飲水、防洪等綜合效益的工程。孫家口水庫壩址以上集雨面積10.32km2，水庫總庫容1064萬m3，正常蓄水位334.00m相應庫容1008萬m3，死水位324m，相應庫容98.00萬m3，校核水位334.35m。經計算，孫家口水庫來水量456.56萬m3，本次年需水量133.83萬m3，水源水量滿足要求。

衛(wèi)星水庫（地面高程：304.87m）至孫家口水庫（地面高程：334m）2011年修建了補水壓力管道，采用DN600球墨鑄鐵管道，中途修建中轉水池+毛家坡泵房，為了實現基礎設施最大化，本次提水管道利用孫家口衛(wèi)星水庫到孫家口水庫的應急補水管道回流至一環(huán)路城郊用戶小區(qū)公路邊（對中間已建毛家坡二次加壓泵房旁通管改造），新建D325×9.5無縫鋼管L=3600m提水至黃瓜山水廠（479m）。（備注：本次占用了衛(wèi)星水庫到孫家口水庫的應急補水管道，本次提水與孫家口水庫應急補水協調，每天補水8h，水量1833m3/d，作為應急用水，能夠滿足補水與提水協調的方案供水，故在躍進水庫邊設置進出水管道以及附件，同時更換躍進水庫已建深井泵房內多級泵Q=229m3/h，H=80m，P=110kW兩臺（一用一備）以及配套電氣設備。）

2.2 工藝優(yōu)化

為了滿足本工程的建設目標，對凈水廠工藝做了以下幾方面的重點優(yōu)化：

增設生物預警池，預警池一側采用玻璃鋼結構，以便觀測生物異常狀況。

柵條絮凝斜管沉淀池在我國目前常用的給水標準圖集中一般是聯建的，水流在由絮凝池直接進入沉淀池時流速發(fā)生變化，水流層面產生擾動，絮凝體容易破碎，影響沉淀的效果。

由于廠區(qū)在坡上，距離已建污水主管較遠，高差較大，故采用有壓污水管道排污，即廠區(qū)雨污合流至儲污池，有壓管道排至已建污水檢查井。

升級改造后的工藝流程見圖2所示。

2.3 集約化平面布置

一期工程用地位于整個廠區(qū)的東部，占地面積約為1484m2（2.22畝）。二期增加5000m3/d規(guī)模生產構筑物布置于廠區(qū)的西部地塊，新增占地2861m2（4.28畝）。按水廠平面布置中凈水處理工藝流程以及廠區(qū)地形綜合考慮，在廠址內由東向西一字型布置。凈水廠總平面布置見圖3。由于鄉(xiāng)鎮(zhèn)水廠的特殊性，原有水廠（500m3/d）工程的排泥水未按照工藝要求處理，本次新建按排泥水處理系統(tǒng)處理，建設污水儲存池，利用有壓管道接入已建市政污水檢查井，進入污水處理廠處理達標后排放。

2.4 構筑物集約化布置

（1）新建配水井1座，鋼筋混凝土結構。設計規(guī)模Q=5000m3/d，水力停留時間：T=2.0min，平面尺寸為4.2m×1.5m，總高度6.6m，有效水深3.0m，配水井排泥采用液動池底閥排泥。

（2）新建柵條絮凝斜管沉淀池一座，分兩格，采用鋼筋混凝土結構。柵條絮凝和斜管沉淀池合建，設計規(guī)模Q=5000m3/d，平面尺寸為8.5m×14.6m，高度4.7m。

（3）新建重力式無閥濾池一座，分兩格，采用鋼筋混凝土結構。設計規(guī)模Q=5000m3/d，濾速v=9.00m/h，沖洗時間t=5min，沖洗強度q=15L/s·m2，平面尺寸7.45×3.6m。

（4）新建清水池一座，分兩格，采用鋼筋混凝土結構。設計規(guī)模Q=1697m2，平面尺寸20.70m×20.00m，高度4.3m。

（5）新建回收水池一座，采用鋼筋混凝土結構。每座回收水池有效容積為72m3，平面尺寸8.0m×4.0m，總高度4.5m，有效水深2.3m。

（6）新建加氯加藥間一座，采用磚混結構。加氯加藥間平面尺寸為15.0m×9.0m，層高3.6m。加氯加藥間根據地形采用基礎架空層，架空層內可以堆放管材。

（7）改造裝修配電間一座，改造面積51.43m2（由原水廠加氯加藥間裝修再次利用）。

（8）利用原來管理房。管理房由一層改造成兩層，管理房平面尺寸為11m×7.2m，總建筑面積158m2，總建筑高度為7.2m，上樓梯步布置在房間外。

3 ?集約化設計特點及效益

由于水廠用地受客觀條件限制，在設計中高效利用土地是工程設計的主要難點之一。本次升級改造以科研為先導，以結合廠區(qū)實際情況為基礎，二期采用的柵條絮凝與斜管沉淀池，斜管沉淀池占地小，排泥量小，節(jié)約了占地和污泥濃縮池的占地位置;二期不新建管理房和配電間，管理房改造原有管理房，配電間是原有加氯加藥間改造，既解決了新增用地矛盾，又降低了投資。通過利舊的合理性，達到了利益最大化。

4 ?結語

針對水廠原址升級改造的用地難題，可從豎向強化、緊湊疊合、平面模塊等方面制定出全流程、全立體、全廠界的凈水廠集約化處理設計方法，包括采用高效新工藝、優(yōu)化組合工藝、拓展單元功能、緊湊布置總圖、利用三維空間、開發(fā)綜合池體等，實現水質提標、節(jié)能減排和安全可靠等多重建設目標。

參考文獻

[1] 王如華.現有城鎮(zhèn)水廠技術升級改造面臨的主要問題及對策[J].凈水技術，2012，31（4）：4-6，83.

[2] 王晏.城鎮(zhèn)給水廠集約化設計實例[J].工業(yè)用水與廢水，2014，45（3）：63-67.