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1、溫州市新陽(yáng)岙水廠設(shè)計(jì)介紹
摘要:針對(duì)多水源不同水質(zhì)的原水處理和廠址選擇的考慮,顯示了工藝設(shè)計(jì)的布局合理、功能區(qū)分明確、管理操作方便、建設(shè)和運(yùn)行費(fèi)用低的特點(diǎn)。
關(guān)鍵詞:自來(lái)水廠,工藝設(shè)計(jì),節(jié)能低耗
張德躍1,崔東平2
(1.中國(guó)市政工程華北設(shè)計(jì)研究院,天津 300074;2.吉林建筑工程學(xué)院,吉林長(zhǎng)春 2130021)
中圖分類號(hào):TU991.1
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:C
文章編號(hào):1000-4602(1999)12-0036-03
溫州市位于浙江省東南部,甌江下游南岸,新陽(yáng)岙水廠工程規(guī)模20×104m3/d,1999年1月建成通水。
1 取水工程
2、
新陽(yáng)岙水廠水源以澤雅城市專用水庫(kù)為主(甌江水為輔),總庫(kù)容5647×104 m3, 調(diào)節(jié)庫(kù)容4 746×104m3,水庫(kù)正常水位108.6m,死水位60m。水庫(kù)水質(zhì)為Ⅱ類,水源地距凈水廠約20km。
由于澤雅水庫(kù)為山區(qū)水庫(kù),庫(kù)區(qū)面積較小,水位差大,綜合考慮取水的優(yōu)質(zhì)、安全及工程造價(jià),采用分層取水方式。取水口位于大壩右岸與溢洪道左岸之間,采用分層豎井進(jìn)水口,共分三層,取水閘門中心標(biāo)高分別為55、70、85 m,洞口尺寸為2.0m×2.0m,每層取水口均設(shè)有攔污柵。
每個(gè)取水口均由隧道通向取水豎井,再由取水豎井通向輸水隧道。取水井、取水豎井均利用天然山體打出隧洞后襯鋼筋混凝土。
3、
2 輸水工程
自水源地至新陽(yáng)岙水廠丘陵和平原各占一半,若輸水系統(tǒng)全部采用管道,則需增加投資(1.2~1.5)億元。經(jīng)多方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確定:丘陵地區(qū)采用壓力隧道輸水;平原地區(qū)采用壓力管道輸水。
自取水豎井起,輸水隧洞總長(zhǎng)9.17km,分兩段,長(zhǎng)度分別為4887.5、4 280.9 m,隧洞開挖洞徑為3.0m,襯砌后洞徑為2.4 m,隧洞底坡度0.05%~0.1%。為防止水錘產(chǎn)生的危害,在隧洞出口附近設(shè)一圓筒式阻抗調(diào)壓井,井徑2.4m,上部擴(kuò)大段6.0m,襯砌厚度0.5 m。
平原部分采用鋼制管道。以曹平泵站為界,以西采用DN2000mm鋼管(輸水能力60×104m3/
4、d);以東采用DN1600mm、DN1400 mm雙管分壓輸水(總輸水能力60×104 m3/d)。
3 水廠廠址確定
新陽(yáng)岙水廠廠址選在老陽(yáng)岙水廠附近標(biāo)高54.0m的山坡上,可實(shí)現(xiàn)水庫(kù)水自流至水廠,中途不需加壓。溫州市為東西長(zhǎng)、南北短的狹長(zhǎng)型城市,根據(jù)管網(wǎng)平差結(jié)果,水廠出水水位>50 m時(shí)市區(qū)各點(diǎn)均能滿足服務(wù)壓力要求。同時(shí)水廠選在山上,不占良田,地質(zhì)條件好,工程造價(jià)低,且可充分利用老水廠道路和輔助設(shè)施,交通方便,工程效益顯著。
4 水源調(diào)度
水庫(kù)水位>85.0m時(shí)(有效庫(kù)容3 500×104 m3,復(fù)蓄指數(shù)2.0),原水可自流至新、老陽(yáng)岙水廠;水庫(kù)水位低于85.0m時(shí)
5、(有效庫(kù)容1246×104m3),水庫(kù)水可供至東部地區(qū)的西山、東向水廠,新、老陽(yáng)岙水廠由曹平泵站加壓供水(甌江水)。
5 凈化工藝
凈化工藝主要目的為去除水中的濁度(水庫(kù)水以低濁為主,甌江水以高濁為主)和藻類。考慮水庫(kù)水位變化大,為保證水廠正常運(yùn)行,增設(shè)了自動(dòng)調(diào)壓裝置。主要工藝流程見(jiàn)圖1。
5.1 調(diào)壓閥靜態(tài)混合器間
為保證水廠正常運(yùn)行的恒定壓力要求,原水進(jìn)廠后先經(jīng)調(diào)壓閥調(diào)壓,由PLC根據(jù)原水流量、閥前閥后壓力信號(hào)自動(dòng)控制,調(diào)節(jié)壓力誤差<±1%。靜態(tài)混合器采用三級(jí)管道式,為使藥劑混合均勻,混合器的前端設(shè)置了環(huán)形布藥器,布藥均勻,效果好。
5.2 配水井、反應(yīng)沉淀疊合清水
6、池
合理設(shè)計(jì)的疊合池可節(jié)約用地,同時(shí)也可充分利用流程中的富裕水頭。設(shè)計(jì)規(guī)模20×104 m3/d。
配水井設(shè)計(jì)停留時(shí)間為30s(兩組4池)。為使水位穩(wěn)定和有挖潛的可能,配水井出水端設(shè)置了調(diào)節(jié)堰板;同時(shí)為防止調(diào)壓閥誤操作和失控,配水井一端設(shè)置了溢流井及調(diào)節(jié)堰板。
反應(yīng)池采用平行通道豎流式折板反應(yīng)池(兩組4池),每池設(shè)計(jì)能力5.5 ×104 m3/d, 分三檔反應(yīng),其流速分別為0.36、0.18、0.09m/s;反應(yīng)時(shí)間為15 min;單池平面尺寸為13.30m ×13.80 m;反應(yīng)池底設(shè)穿孔排泥管,為防止排泥管的堵塞,每根排泥管均設(shè)置了壓力水沖洗設(shè)施。
沉淀池采用平流
7、沉淀池(兩組4池),每池中間設(shè)導(dǎo)流墻并有連通孔。設(shè)計(jì)參數(shù)為:沉淀時(shí) 間2h,水平流速12.6mm/s,有效水深3.5m。沉淀池進(jìn)水采用穿孔花墻布水;出水采用淹沒(méi)式圓孔指形集水槽集水,每池六槽,長(zhǎng)20m,其負(fù)荷為5L/( m·s);排 泥采用泵吸式虹吸吸泥機(jī),為提高排泥效率和減少排泥量,排泥機(jī)由PLC控制,可根據(jù)池底泥位控制吸泥機(jī)的行程和空返;沉淀池底設(shè)有放空管。
反應(yīng)沉淀池下面為清水池(兩組4池)。每池容積為6800m3,有效水深4.5m。清水池進(jìn)水端設(shè)有進(jìn)水堰,可保證液氯與濾后清水有足夠的時(shí)間接觸消毒。清水池中設(shè)有導(dǎo)流墻及連通孔、疊梁門人孔,上部布有通氣管和通氣孔,池的兩側(cè)設(shè)有檢修井和
8、溢流井。
5.3 濾站
濾站采用氣水反沖均質(zhì)濾料濾池,設(shè)計(jì)規(guī)模20×104 m3/d。中間設(shè)置管廊(室內(nèi)),濾池(室外)雙排對(duì)稱布置,共12個(gè)濾池24格,單池平面尺寸為2×(4m×11m)。主要設(shè)計(jì)參 數(shù):濾速8.7m/s;氣沖強(qiáng)度54m3/(m2·h),歷時(shí)2min;氣沖加水沖,氣沖強(qiáng)度54 m3/(m2·h),水沖強(qiáng)度15 m3/(m2·h),歷時(shí)4 min;水沖加表洗,水沖強(qiáng)度15 m3/(m2·h),表洗強(qiáng)度7.5m3/(m2·h),歷時(shí)2 min,共8min;沖洗周期24~48 h;先氣沖、氣水沖、后為 水沖加表洗。濾料采用均質(zhì)石英砂,濾料和承托層組成如表1。
表1 濾料和
9、承托層數(shù)據(jù)
濾料
粒徑(mm)
不均勻系數(shù)
厚度(mm)
石英砂
0.9±0.03
d60/d10
1400
礫石
3--5
100
濾池為小阻力配水系統(tǒng),采用成品鋼筋混凝土濾板。每池設(shè)置濾板2×44塊,每塊板平 面尺寸980 mm×980mm,厚100 mm,上有長(zhǎng)柄濾頭56個(gè)。濾站的過(guò)濾和氣水反沖過(guò)程全部自控,現(xiàn)場(chǎng)操作臺(tái)設(shè)在管廊上,濾站一側(cè)設(shè)有操作室,也可由中控室操作。
5.4 加氯間
加氯間按20×104 m3/d規(guī)模設(shè)計(jì),平面尺寸為33.6m×9.0 m,水廠內(nèi)三點(diǎn)加氯,采用全真空加氯機(jī)。主要設(shè)計(jì)參數(shù)和控制方式:前加氯采用流量比例投加,投加
10、量2.5mg/L;后加氯 采用流量余氯復(fù)合環(huán)投加,投加量2.5mg/L;補(bǔ)氯采用負(fù)反饋投加,投加量1.0 mg/L。氯庫(kù)氣源采用壓力式自動(dòng)切換系統(tǒng),可實(shí)現(xiàn)不間斷加氯;此外,加氯間還設(shè)置了氯吸收裝置。
5.5 加藥間
加藥間按20×104 m3/d規(guī)模設(shè)計(jì),平面尺寸為54.0m×12.0m。加藥間內(nèi)設(shè)有混凝劑投加系統(tǒng)和助凝劑投加系統(tǒng)?;炷⒅幰旱呐浔葷舛确謩e為溶解池20%、溶液池10%,機(jī)械攪拌;溶解、溶液均各設(shè)兩池,根據(jù)液位自動(dòng)切換。藥液的投加均由PLC自動(dòng)控制,精確投加?;炷齽└鶕?jù)原水的流量、濁度、pH值、溫度、模擬小斜管參數(shù)、沉淀池出水濁度進(jìn)行復(fù)合環(huán)控制;助凝劑采用流量比例
11、投加。
6 結(jié)語(yǔ)
溫州市新陽(yáng)岙水廠自1999年1月投產(chǎn)以來(lái),運(yùn)行正常,特別是調(diào)壓、凈化系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可 靠,經(jīng)濟(jì)效益顯著,具有如下特點(diǎn):
?、偎畯S廠址選擇合理,不占良田,充分利用水庫(kù)位能,引水、凈水、配水均為自流;
②運(yùn)行費(fèi)用低,節(jié)約能源,千噸水電耗<2 kW,這在國(guó)內(nèi)是不多見(jiàn)的;
?、蹖?duì)于高位差水庫(kù),在經(jīng)歷了由108 m至88 m的變化之后,水廠內(nèi)調(diào)壓后壓力值自動(dòng)穩(wěn)定 在(571.3±2.0)kPa,實(shí)現(xiàn)了全過(guò)程自控,保證了水廠的正常運(yùn)行,且調(diào)壓閥 噪音小,表明調(diào)壓系 統(tǒng)設(shè)計(jì)成功;
?、軐?duì)于多水源多水質(zhì)原水(水庫(kù)20~50NTU,甌江1 600~2 000 NTU
12、),平行通道豎向流 式折板反應(yīng)池反應(yīng)效果良好,礬花形成明顯,有層次,沉淀池出水濁度一般<3 NTU;
⑤采用氣水反沖均質(zhì)濾料濾池效果十分良好,出廠水經(jīng)檢驗(yàn)符合國(guó)家飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn),且 出水濁度一般<0.2 NTU;
⑥濾池反沖洗水均勻回流至配水井,不影響反應(yīng)效果,減少了自用水量,全廠自用水<2%;
?、咚畯S總投資省,在加氯、加藥、濾站等設(shè)備及所有儀表、自控、監(jiān)控(可視系統(tǒng))全部 引 進(jìn)和進(jìn)行簡(jiǎn)單污泥處理的情況下,20×104 m3/d規(guī)模水廠總投資9 000萬(wàn)元,單方水投 資僅450元/m3,這在國(guó)內(nèi)現(xiàn)代化水廠建設(shè)中是偏低的。
綜上所述,溫州市新陽(yáng)岙水廠布局合理,功能區(qū)分明確,管理操作方便,建設(shè)和運(yùn)行費(fèi)用低 ;工藝流程選擇恰當(dāng),設(shè)備設(shè)施檔次高,出廠水質(zhì)水壓水量均滿足設(shè)計(jì)要求,用戶反應(yīng)良好。