利辛縣城地表水廠二期工程設計

郎林

(上海市政工程設計研究總院集團第六設計院有限公司,安徽 合肥230031)

1 項目概況

安徽省利辛縣城地表水廠一期工程已建成，設計處理規模4萬m3/d，處理工藝為“預處理+常規處理+深度處理”，其中預處理工藝臭氧處理，常規處理工藝為“機械混合折板絮凝平流沉淀池+V型濾池”，深度處理工藝為“臭氧-活性炭濾池”。本工程為二期工程，是在一期工程的基礎上進行設計，規模為6萬m3/d，總規模為10萬m3/d，自用水系數為5%。

2 總體方案

本工程新建1座凈水廠，工程設計規模為6萬m3/d；新建3座調峰增壓泵站，調峰總規模為6000m3/d，調峰水池總容積為2000m3；新建5條路的配水干管，管徑為DN500～DN800，總長度約32.5 km。

圖1

3 凈水廠工程

3.1 取水工程

一期工程中取水工程中的土建和設備均按10萬m3/d一次性建成和配置，因此本工程與一期工程共用取水頭部、輸水管線及取水泵房。

3.2 凈水工藝

結合一期工程處理工藝，本工程處理工藝采用一期的處理工藝，即“預處理+常規處理+深度處理”。

3.2.1 預處理

預處理采用臭氧處理，臭氧的主要作用為：去除藻類；去除鐵等重金屬；減少三鹵甲烷；減少三鹵甲烷的前提物質；氧化硫化物等。預臭氧接觸池2座，每座處理規模為3萬m3/d。預臭氧接觸池長度為7.45 m，寬度為2.80 m，有效水深7.10 m，超高0.7 m。臭氧投加量0～1.0 mg/L，接觸時間5min。臭氧投加方式采用射流擴散器，通過增壓泵提供動力。

3.2.2 混合折板絮凝平流沉淀池

本工程混合方式采用機械混合，并在葉輪負壓處投加絮凝劑，藥劑隨水流螺旋上升、翻轉、下降至絮凝池，充分混合。豎流式折板絮凝的特點是其絮凝效果好、能耗低、緩沖能力強、積泥較少等特點[1]。平流沉淀池的優點主要是具有緩沖能力強、施工簡單、造價低等。根據規范[2]及國內凈水廠運行效果可知[3]，平流沉淀池沉淀時間宜為2h；出水溢流率應不大于200m3/（m?d），從而保證礬花不被出水夾帶。集約化設計，將混合池、絮凝池及沉淀池合建。混合折板絮凝平流沉淀池2座，單座處理規模為3萬m3/d，單座構筑物總平面尺寸為90.16 m×9.00 m，混合時間50s，絮凝時間24min，沉淀時間112min，水平流速10.5 mm/s。

混凝劑采用堿式氯化鋁（PAC），助凝劑采用聚丙烯酰胺（PAM）。其中，混凝劑投加量為45～75mg/L，按10%堿式氯化鋁計；助凝劑投加量為0.15 mg/L，按0.1 %聚丙稀銑胺計。

3.2.3 砂濾池

V型濾池采用氣水反沖洗及表面掃洗，沖洗效果良好，節約反沖洗用水，出水效果穩定、耐沖擊負荷強[4]。考慮到一期工程已建1座V型濾池及管廊，因此本工程濾池設計1座濾池，與一期共用管廊，并對稱設計，建成運行時，兩座V型濾池處理規模均按5m3/d運行。建設一組濾池，分6格。單格過濾面積41.84 m2，尺寸為12.38 m×3.38 m，有效水深為3.55 m。設計濾池為7.04 m/h，強制濾速為8.45 m/h。

3.2.4 清水池

由于一期工程已建2座清水池，有效容積為6000m3，故本工程清水池調節容積按10%設計，設計為1座，有效容積為6000m3。清水池平面尺寸為58.18 m×25.2 m，有效水深為4.0 m。

消毒劑采用次氯酸鈉，主加氯投加量為2.5 mg/L，投加位置為清水池進水總管，補加氯投加量為0.5 mg/L，投加位置為吸水井進水管。

3.2.5 二級泵房

二級泵房在一期中已建成，本工程采用大泵僅替換一期工程中的小泵并新增1臺大泵，共計5臺大泵，其中2臺為變頻泵，單排布置。大泵流量1260m3/h，揚程42m，效率70%，功率220kW。

3.2.6 深度處理

3.2.6.1 中間提升泵房

中間提升泵房在一期中已建成，本工程新增2臺潛水軸流泵，其中1臺庫備，泵參數：流量1094m3/h，揚程7.2 m，功率37kW。

3.2.6.2 后臭氧接觸

后臭氧的主要作用為：殺滅細菌、病毒及寄生蟲等；氧化酚類等有機物；脫色、除嗅；節約管網中氯氣等余氯投加劑；提高可生化性等。后臭氧接觸池2座，每座處理規模為3萬m3/d。預臭氧接觸池長度為7.45 m，寬度為2.80 m，有效水深7.10 m，超高0.7 m。臭氧投加量2.0 mg/L，接觸時間20min。臭氧投加方式可采用微孔曝氣盤。

3.2.6.3 活性炭濾池

普通快濾池運行成熟可靠、運行管理簡單等[5]，但采用“普通快濾池+氣水聯合反沖洗”型式，其濾板采用“整澆濾板+長柄濾頭”。考慮到一期工程已建1座V型濾池及管廊，因此本工程濾池設計1座濾池，與一期共用管廊，并對稱設計，建成運行時，兩座V型濾池處理規模均按5m3/d運行。建設一組濾池，分6格。單格過濾面積41.84 m2，尺寸為12.38 m×3.38 m，有效水深為5.55 m。設計濾池為7.00 m/h，強制濾速為8.45 m/h。

3.2.7 污泥處理

一期工程中，污泥處理構筑物土建及設備安裝均按10萬m3/d一次性建成和配置完成，處理工藝為“調節+濃縮+脫水+處置”，采用重力濃縮和離心脫水。本工程與一期工程共用污泥處理構筑物。

4 調峰增壓泵站工程

縣城老城區位于縣城東側，現狀配水管網管徑偏小，且地表水廠位于縣城西側，造成縣城用水高峰期時水量不足的問題，因此本工程考慮在縣城東側新建3座調峰增壓泵站，用以緩解縣城高峰期用水問題。調峰增壓泵站在用水低峰期時，儲存調節所需的清水，在用水高峰期時，向配水管網中供水，從而提高高峰期供水量。本工程采用智能一體化設備型調峰增壓泵站，主要由于其具有施工便捷性、節省占地、環保、節水等優點。

1#調峰增壓泵站安裝一臺智能一體化調峰增壓泵房，配備2只水箱，單只尺寸為15m×15m×3m（H），有效容積為1000m3；配2臺大泵，泵參數為：Q=250m3/h，H=34m，N=45kW；2臺小泵，泵參數為：Q=125m3/h，H=34m，N=22kW，3用1備，其中大泵備用。新建一間配電間及加藥間，消毒劑采用次氯酸鈉，設備安裝規模為3000m3/d。

2#和3#調峰增壓泵站均安裝一臺智能一體化調峰增壓泵房，配備2只水箱，單只尺寸為10m×10m×3m（H），有效容積為500m3；配2臺大泵，泵參數為：Q=125m3/h，H=33m，N=22kW；2臺小泵，泵參數為：Q=62.5 m3/h，H=33m，N=11kW，3用1備，其中大泵備用。新建一間配電間及加藥間，消毒劑采用次氯酸鈉，設備安裝規模為1500m3/d。

5 配水管網工程

地表水廠一期工程和二期工程位于縣城西側，而縣城老城區位于縣城東側，縣城老城區現狀大部分地區已敷設有給水管網，但現狀管網管徑偏小，管網轉輸體量也較小。考慮到本工程凈水廠建成后，為了將10萬m3/d的清水配送至縣城用水區域，因此本工程沿縣城5條主干道新建配水干管，管徑為DN500～DN800，管道總長約32.5 km，形成呂字形環狀管網，將新建的配水干管與現狀供水管網連接，從而滿足縣城用水區域用戶用水量需求。

配水管道材質選擇球磨鑄鐵管，現場施工安裝方便，施工周期短，施工質量易控制，同時球墨鑄鐵管可承受一定的非均勻沉降及變形，建成后安全性高。由于PE管的價格優勢，且其具有勻質性好、性能穩定、抗沖擊性能好、安全性高、加工工藝方便、施工方式較為靈活等優點，本工程在DN200及以下的管道及定向鉆孔施工的管道采用PE管。

6 結論

6.1 凈水廠設計處理規模為6萬m3/d，處理工藝采用“預處理+常規處理+深度處理”，污泥處理工藝采用“調節+濃縮+脫水+處置”。

6.2 調峰增壓泵房采用智能一體化設備型的型式，總調節規模為6000m3/d，儲水箱有效容積為2000m3。

6.3 配水管網形成呂字形環狀管網，管材采用球墨鑄鐵管和PE管。