付愛平
(沈陽市沈北新區(qū)防洪工程維護(hù)費(fèi)征收管理辦公室,沈陽110121)
根據(jù)實(shí)地調(diào)查,采用最高日用水量標(biāo)準(zhǔn)法確定本供水工程的供水量,數(shù)值詳見表1。
表1 供水量現(xiàn)狀表(2006年)
居民生活用水量按下式計(jì)算:
式中:W 為居民生活用水量;P 為設(shè)計(jì)用水人口;P0為供水范圍內(nèi)的現(xiàn)狀常住人口數(shù),其中包括無當(dāng)?shù)貞艏某W∪丝?,?R 為設(shè)計(jì)年限內(nèi)人口的自然增長率,可根據(jù)當(dāng)?shù)亟陙淼娜丝谧匀辉鲩L率確定(約為1.2‰);n 為工程設(shè)計(jì)年限;P1為設(shè)計(jì)年限內(nèi)人口的機(jī)械增長總數(shù),可根據(jù)各村鎮(zhèn)的人口規(guī)劃以及近年來流動人口和戶籍遷移人口的變化計(jì)算,按平均增長法確定,人;q 為最高日居民生活用水定額,L/(人·d)[1]。計(jì)算得:P = 24298(1 +r)n=24739;W =1731.7。具體計(jì)算情況見表2。(其它計(jì)算均按照現(xiàn)有的增長率計(jì)算)。
表2 最高日用水量標(biāo)準(zhǔn)法
用表2 中2021年的合計(jì)供水量的15%作為未預(yù)見水量和管網(wǎng)漏失水量。因此本供水工程最高日設(shè)計(jì)用水量Qd為:
根據(jù)城市最高日用水量Qd和城市綜合用水時變化系數(shù)Kh,可按下式計(jì)算最高時設(shè)計(jì)用水量Qh:
上兩式中:Qd為最高日設(shè)計(jì)用水量;Qh為最高日最高時設(shè)計(jì)用水量;Kh為綜合用水時變化系數(shù)。
輸水工程設(shè)計(jì)內(nèi)容包括:管徑確定和水泵選擇。
管徑的確定采用經(jīng)濟(jì)流速法,計(jì)算公式為:
式中:D 為管道內(nèi)徑,m;Q 為計(jì)算管段設(shè)計(jì)流量,m3/s;Ve 為經(jīng)濟(jì)流速,取1.5m/s。
2.1.1 支管管徑確定
因?yàn)槊垦劬脑O(shè)計(jì)取水流量均為60 m3/h,所以管徑均一致。以1#井為例計(jì)算管徑。
選擇管徑Φ 125 mm。
2.1.2 主管管徑確定
選擇管徑Φ250 mm。
水泵選擇內(nèi)容包括:設(shè)計(jì)揚(yáng)程和水泵選型。
2.2.1 設(shè)計(jì)揚(yáng)程
以最不利工作點(diǎn)為典型設(shè)計(jì),選擇滿足凈水車間要求壓力為設(shè)計(jì)依據(jù),因此選擇供水最遠(yuǎn)的1#井輸水進(jìn)行計(jì)算[2]。
沿程水頭損失計(jì)算公式為:
局部水頭損失計(jì)算公式為:hj= 10%hf
式中:hf為沿程水頭損失,m;hj為局部水頭損失,m;f為管材摩阻系數(shù);L 為管道長度,m;Q 為管道流量,m3/h;m 為流量指數(shù);d 為管道內(nèi)徑,mm;b 為管徑指數(shù)。
1)干管沿程水頭損失。
2)支管沿程水頭損失。
3)管道總輸水損失。
4)設(shè)計(jì)揚(yáng)程按下式計(jì)算
式中:H 為設(shè)計(jì)揚(yáng)程,m;Zd為水源動水位與管網(wǎng)管道中心線之間的高差,m;H 為管道總輸水損失,m;Z 為管道中心線水平面與凈水池最高點(diǎn)水位的高差,m;△H 為過濾設(shè)備所需水頭,m,(取為25m);△h 為安全水頭,m,(取為3 m)。
其中Zd= 24 m,H總= 7.95 m,Z = -0.45 m,△H =25m,△h =3m。
所以H =59.5 m。
2.2.2 水泵選型
根據(jù)設(shè)計(jì)流量Q = 60 m3/h,設(shè)計(jì)揚(yáng)程H =59.5m,因此潛水泵選擇型號為200QJ64—62/4,流量為64 m3/h,揚(yáng)程為62 m,配套電動機(jī)功率為18.5 kW。啟動裝置JJ1B—380/18.5 自耦減壓啟動柜,配套電纜規(guī)格3 ×102,其性能指標(biāo)見表3。
表3 潛水泵性能指標(biāo)表
凈水廠設(shè)計(jì)內(nèi)容主要包括以下4個方面:
本工程源水為地下水。源水除鐵、錳含量超標(biāo)外,其它各項(xiàng)水質(zhì)符合國家標(biāo)準(zhǔn),利用常規(guī)地下水處理工藝可以保證出水水質(zhì)達(dá)到國家飲用水標(biāo)準(zhǔn)。所以確定工藝流程為:
興隆臺地區(qū)地下水豐富,無污染源,除鐵、錳超標(biāo)外,水質(zhì)其它指標(biāo)符合生活飲用水取水標(biāo)準(zhǔn)。在興隆臺地區(qū)選擇水源,除鐵、錳就是必須解決的事情。
本工程擬建一套除鐵、錳水處理系統(tǒng),出水符合生活飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)GB5749 -2005。工程本著除鐵、錳水處理系統(tǒng)的配置在能夠滿足自來水水質(zhì)的要求的前提下,以“盡可能降低投資成本、節(jié)約能源、方便操作、安全可靠”的原則,于是確定如下的技術(shù)方案,其工藝流程見圖1。
圖1 工藝流程示意圖
說明:
1)水泵:將水泵入到除鐵、錳過濾器中。
2)曝氣溶氧裝置:除鐵、除錳要求充分曝氣,本方案采用壓縮空氣進(jìn)行曝氣,空氣壓縮機(jī)型號為STORM—05L,產(chǎn) 氣 量 為 1.2 m3/min、 壓 力為0.7 MPa[3]。
3)壓力式溶氣反應(yīng)罐:為了達(dá)到一定的溶氣反應(yīng)時間。本方案采用壓力式溶氣反應(yīng)罐進(jìn)行溶氣反應(yīng)。壓力式溶氣反應(yīng)罐的尺寸為Φ800 ×1700。
4)除鐵、錳過濾器:除鐵、錳過濾器共6 臺,為壓力式、鋼制玻璃鋼防密結(jié)構(gòu),尺寸為Φ 2 800 mm ×4 500 mm,采用錳砂濾料、濾層厚度為1 200 mm。濾料粒徑0.6 ~1.2 mm[4]。承托層厚度600 mm,材質(zhì)為錳礦石和卵石。自動控制除鐵、錳過濾器的過濾、反洗和正洗工作狀態(tài)。
5)濾速:本除鐵、錳池的濾速為6.3 m/h,校核濾速為9.45 m/h。
6)過濾工作周期及反沖洗:工作周期為24 ~48h,反沖洗采用輔助沖洗方式,利用水源井水泵進(jìn)行沖洗,以期終損失水頭2.0 為標(biāo)準(zhǔn),沖洗強(qiáng)度20 L/(s·m2),膨脹率25%,沖洗時間10 ~15 min。
凈水廠內(nèi)的清水池調(diào)節(jié)容積按設(shè)計(jì)日供水量的20%左右計(jì)算,設(shè)計(jì)日最高供水量為3 500 m3/d,因此,清水池設(shè)計(jì)容積取為800 m3。
清水池為地下式,采用矩形鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。清水池平面尺寸為17.2 m × 13.0 m,有效深度為3.8m。清水池內(nèi)設(shè)導(dǎo)流墻,以防短流。池頂覆土厚700 mm。水池通風(fēng)帽高出覆土900 mm和1 400 mm兩個高度。
二級泵房設(shè)計(jì)最高日供水量為3 500 m3/d??紤]互為備用供水安全的原則,供(配)水水泵選4 臺(三用一備),直線型布置。
二級泵房設(shè)計(jì)最高日供水量為3 500 m3/d??紤]互為備用供水安全的原則,供(配)水水泵選4 臺(三用一備),直線型布置。
二級泵房為半地下式,地面以下為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),地面以上為磚混結(jié)構(gòu),地下室面積71.2 m2,地上建筑面積73.71 m2。
地下部分平面尺寸(軸中)10.84 m ×6.0 m,深2.65 m。地上部分平面尺寸(軸中)10.84 m ×6.0 m,凈高4.5 m,共二間。其中泵室上部為凈化設(shè)備間,主要放置二氧化氯發(fā)生器。另一個為控制室,主要放置配電和控制設(shè)備。
[1]寇立娟,陳韜,楊世鵬,楊樹生. 天津市農(nóng)村集中供水工程探討[J]. 天津農(nóng)業(yè)科學(xué),2009,15(03):14 -16.
[2]常永生,王強(qiáng). 談沈北新區(qū)農(nóng)村集中供水工程建設(shè)[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技,2009(02):296.
[3]靳崇濤,李水娜,張白鶴. 對農(nóng)村集中供水工程的建議[J]. 科技資訊,2010(29):47.
[4]楊彥青. 集中供水工程促進(jìn)小城鎮(zhèn)建設(shè)- -子長縣玉家灣村建設(shè)集中供水工程小記[J]. 陜西水利,2003(05):41.