劉軼

摘 要 合川區(qū)第二自來(lái)水廠一期工程采用兩級(jí)混凝沉淀池+雙閥濾池+液氯消毒的凈水工藝，其出水水質(zhì)指標(biāo)均能滿足《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB5749-2006）。二期擴(kuò)建工程設(shè)計(jì)規(guī)模5萬(wàn)m3/d，凈水工藝和出水水質(zhì)要求同一期工程，通過(guò)對(duì)二期擴(kuò)建工程的工藝參數(shù)、工程投資、綜合電耗等方面的介紹，可為以后類似自來(lái)水廠擴(kuò)建工程的設(shè)計(jì)提供借鑒作用。

關(guān)鍵詞 自來(lái)水廠；擴(kuò)建工程；混凝沉淀池；雙閥濾池

合川區(qū)第二自來(lái)水廠位于釣魚(yú)城街道辦事處巴灣村東岳廟北側(cè)，占地面積59.41畝，設(shè)計(jì)總處理規(guī)模10萬(wàn)m3/d（分為一、二期工程），其供水服務(wù)區(qū)域包括合陽(yáng)、南屏、大學(xué)城、花灘、東渡（含釣魚(yú)城）、小安溪、南溪—沙溪片區(qū)等。一期工程設(shè)計(jì)處理規(guī)模5萬(wàn)m3/d，采用兩級(jí)網(wǎng)格混凝沉淀池+雙閥濾池的凈水工藝，出水水質(zhì)各項(xiàng)指標(biāo)均能達(dá)到《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB5749-2006）要求，其中出水濁度≤0.5NTU。

本次二期擴(kuò)建工程在廠區(qū)預(yù)留用地內(nèi)建設(shè)實(shí)施，設(shè)計(jì)處理規(guī)模5萬(wàn)m3/d，其凈水工藝和出水水質(zhì)要求與一期工程相同。項(xiàng)目已于2014年11月開(kāi)工建設(shè)，2015年12月建成投運(yùn)。

1 原水和出水水質(zhì)

1.1 原水水質(zhì)

合川區(qū)第二自來(lái)水廠以嘉陵江水為原水，根據(jù)一期工程歷年生產(chǎn)運(yùn)行數(shù)據(jù)，雖然原水含沙量高、豐水期會(huì)出現(xiàn)高濁現(xiàn)象，但各項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)均能達(dá)到《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838-2012）II類標(biāo)準(zhǔn)，水質(zhì)滿足二期擴(kuò)建工程取水要求。

1.2 出水水質(zhì)

二期擴(kuò)建工程出水水質(zhì)要求與一期工程相同，執(zhí)行《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB5749-2006）。

2 凈水工藝選擇

二期擴(kuò)建工程仍采用一期工程的兩級(jí)混凝沉淀池+雙閥濾池+液氯消毒凈水工藝。但同時(shí)考慮到草街水庫(kù)成庫(kù)后可能導(dǎo)致藻類繁殖對(duì)原水水質(zhì)造成影響，本次二期擴(kuò)建工程在預(yù)沉池前端增設(shè)了預(yù)加氯的應(yīng)對(duì)措施。二期擴(kuò)建工程凈水工藝流程見(jiàn)圖1。

3 廠區(qū)平面設(shè)計(jì)

合川區(qū)第二自來(lái)水廠一期工程建設(shè)時(shí)已按10萬(wàn)m3/d規(guī)模征地，本次二期擴(kuò)建工程在廠區(qū)預(yù)留用地范圍內(nèi)建設(shè)實(shí)施，新增構(gòu)筑物主要包括配水井、網(wǎng)格混凝斜管預(yù)沉池、網(wǎng)格混凝斜管沉淀池、雙閥濾池、清水池、加藥間及藥庫(kù)等。二期擴(kuò)建工程構(gòu)筑物按凈水工藝流程自西向東與一期工程平行布置，廠區(qū)平面布置見(jiàn)圖2。

4 取水工程設(shè)計(jì)

一期工程原設(shè)計(jì)河床標(biāo)高、枯水位標(biāo)高、取水頭部中心標(biāo)高、廠區(qū)混合池水面標(biāo)高分別為180.66m、186.40m、182.35m、257.26m，取水泵房一期一階段安裝臥式離心泵（Q=1000m3/h，H=80m）2臺(tái)，一用一備。但后來(lái)因位于合川區(qū)境內(nèi)草街鎮(zhèn)附近嘉陵江干流河段上的草街航電樞紐工程建成運(yùn)行后，汛期排沙最低水位為198.50m，最低水位較成庫(kù)前上升了12.1m，使一期一階段配置的2臺(tái)臥式離心泵（揚(yáng)程80m）揚(yáng)程偏高，影響水泵運(yùn)行效率，故在一期后續(xù)工程降低了新增原水取水泵的揚(yáng)程，選用了Q=2250m3/h，H=64m，P=500kW水泵（大）1臺(tái)，原水取水泵配置為：Q=2250m3/h，H=64m，P=500kW水泵（大）1臺(tái)、Q=1000m3/h，H=80m，P=315kW水泵（?。?臺(tái)。按此配置方式，一期工程最大供水時(shí)運(yùn)行單臺(tái)大泵或者同時(shí)運(yùn)行2臺(tái)小泵（小泵運(yùn)行效率低，不利于節(jié)能降耗）。

4.1 原水引水管

一期工程建有D820×14原水引水管（鋼管）2根，單管長(zhǎng)度150m。按一、二期工程共10萬(wàn)m3/d規(guī)模并考慮自用水系數(shù)，當(dāng)原水引水管雙管運(yùn)行時(shí)，流速為v=1.24 m/s、水力坡度為i=0.0022、水頭損失約為0.49m；當(dāng)一根引水管發(fā)生事故或檢修，單根引水管按70%流量[1]運(yùn)行時(shí)，流速為v=1.74m/s、水力坡度為i=0.0043、水頭損失約為0.95m。

4.2 原水輸水管

原水取水深井泵房位于廠區(qū)東南角，一期工程已敷設(shè)1根DN700原水輸水管道（鋼管）由原水取水深井泵房至配水井，管道長(zhǎng)度237m，本次二期擴(kuò)建工程新增1根DN900原水輸水管。若按與一期工程原水輸水管相同水力坡度i=0.00456（水頭損失約1m）計(jì)算，新增DN900原水輸水管可輸送原水9.8萬(wàn)m3/d，加上一期工程已建原水輸水管共計(jì)可輸送原水約15萬(wàn)m3/d，能夠完全滿足一、二期工程的原水取水要求，同時(shí)也為遠(yuǎn)期擴(kuò)能創(chuàng)造原水取水條件。

新增DN900原水輸水管采用鋼管（壁厚10mm，加強(qiáng)防腐），并根據(jù)管道高程設(shè)置低點(diǎn)排泥、高點(diǎn)排氣設(shè)施。

4.3 取水泵配置

原水取水深井泵房設(shè)計(jì)4臺(tái)水泵機(jī)組機(jī)位，一期工程已安裝3臺(tái)單級(jí)雙吸離心泵，其中Q=2250m3/h，H=64m，P=500kW水泵（大）1臺(tái)、Q=1000m3/h，H=80m，P=315kW水泵（?。?臺(tái)，按此配置方式，最大供水時(shí)運(yùn)行單臺(tái)大泵或者同時(shí)運(yùn)行2臺(tái)小泵。

依據(jù)4.1、4.2原水引水管和輸水管水力計(jì)算結(jié)果，原水取水深井泵房現(xiàn)有大泵（揚(yáng)程64m）揚(yáng)程合適，能夠滿足二期擴(kuò)建后的原水取水揚(yáng)程要求。故可繼續(xù)利用原水取水深井泵房的現(xiàn)有水泵，僅在本次二期擴(kuò)建工程增加Q=2250m3/h，H=64m，P=500kW水泵1臺(tái)。原水取水深井泵房水泵配置為：Q=2250m3/h，H=64m，P=500kW水泵（大）2臺(tái)、Q=1000m3/h，H=80m，P=315kW水泵（?。?臺(tái)。按此配置方式，最大供水時(shí)同時(shí)運(yùn)行兩臺(tái)大泵，備用2臺(tái)小泵；或者同時(shí)運(yùn)行1臺(tái)大泵和2臺(tái)小泵，備用1臺(tái)大泵，但因小泵揚(yáng)程偏大，需根據(jù)水位情況采用更換合適直徑的葉輪。

5 廠區(qū)工程設(shè)計(jì)

5.1 配水井

結(jié)合遠(yuǎn)期擴(kuò)建綜合考慮，本次二期擴(kuò)建工程一次性新建15萬(wàn)m3/d規(guī)模配水井1座，其平面尺寸為5.1x10.2m，有效水深為4.0m。

5.2 網(wǎng)格混凝、斜管預(yù)沉池

二期擴(kuò)建工程新建網(wǎng)格混凝池和斜管預(yù)沉池（合建）1座，設(shè)計(jì)規(guī)模5萬(wàn)m3/d，其平面尺寸為18.10×15.25m。主要設(shè)計(jì)參數(shù)如下：

①網(wǎng)格混凝池：共設(shè)孔室16格，絮凝反應(yīng)時(shí)間6.3min；單格平面尺寸2.0×2.25m，有效水深4.00m，有效容積288m3。

②斜管預(yù)沉池：池深5.5m，清水區(qū)液面設(shè)計(jì)負(fù)荷17.1m3/m2·h（折合上升流速4.75mm/s）；斜管采用φ30mm乙丙共聚塑料管，斜管長(zhǎng)度1m，安裝角度60°；池內(nèi)設(shè)置300×550mm不銹鋼集水槽13條，槽長(zhǎng)7.56m。

5.3 網(wǎng)格絮凝、斜管沉淀池

二期擴(kuò)建工程新建網(wǎng)格混凝池和斜管沉淀池（合建）1座，設(shè)計(jì)規(guī)模5萬(wàn)m3/d，其平面尺寸為20.2×28.6 m。主要設(shè)計(jì)參數(shù)如下：

①網(wǎng)格混凝池：共設(shè)孔室21格，絮凝反應(yīng)時(shí)間15.4min；單格平面尺寸2.60×2.60m，有效水深4.50m，有效容積638.82m3。

②斜管沉淀池：池深5.5m，清水區(qū)液面負(fù)荷7.6m3/m2·h（折合上升流速2.11 mm/s）；斜管采用φ25mm乙烯共聚塑料管，斜管長(zhǎng)度1m，安裝角度60°；池內(nèi)設(shè)置250×510mm不銹鋼出水槽18條，槽長(zhǎng)9.1m。

5.4 雙閥濾池

二期擴(kuò)建工程新建雙閥濾池1座，設(shè)計(jì)規(guī)模5萬(wàn)m3/d，分8格（雙排布置），其平面尺寸為21.9m×21.4m。主要設(shè)計(jì)參數(shù)如下：

①設(shè)計(jì)濾速6.8m/h，單格平面尺寸6.6×5.1m，單格過(guò)濾面積33.66m2。

②采用均質(zhì)石英砂濾料，粒徑范圍0.8～1.2mm，均勻系數(shù)K80=1.3，濾層厚750mm，承托層采用2～32mm礫石，厚580mm。

③設(shè)計(jì)過(guò)濾周期24小時(shí)；采用水泵沖洗，沖洗強(qiáng)度14L/s·m2，沖洗歷時(shí)6min。沖洗水泵設(shè)在送水泵房?jī)?nèi)，一期工程已安裝2臺(tái)，1用1備用，二期擴(kuò)建工程不需再增加反沖洗泵。

5.5 清水池

一期工程建有清水池2座，有效容積共計(jì)5000m3。 二期擴(kuò)建工程新建清水池1座，其平面尺寸為47.2×29.6m，有效水深3.7m，池深4.0 m。二期工程擴(kuò)建后，清水池總調(diào)節(jié)容積共計(jì)9800 m3，占水廠供水規(guī)模的9.8%。

5.6 送水泵房

一期工程清水送水泵房和濾池反沖洗泵房合建，其中土建工程已按10萬(wàn)m3/d規(guī)模建成，設(shè)備按5萬(wàn)m3/d規(guī)模安裝。泵房?jī)?nèi)共設(shè)泵位7個(gè)，一期工程安裝清水送水泵4臺(tái)和反沖洗泵2臺(tái)，其中清水送水泵配置為：Q=1950m3/h、H=32m、P=250kW水泵1臺(tái)，Q=1000m3/h、H=32m、P=110kW水泵2臺(tái)，Q=400m3/h，H=35m、P=55kW水泵1臺(tái)；濾池反沖洗泵配置為：Q=1650m3/h、H=15m、P=110kW水泵1臺(tái)、Q=1450m3/h，H=15m，P=110kW水泵1臺(tái)。

二期擴(kuò)建工程廢棄Q=400m3/h，H=35m、P=55kW清水送水泵并新增2臺(tái)Q=1950m3/h、H=32m、P=250kW水泵。按此配置方式，最大用水時(shí)同時(shí)運(yùn)行3臺(tái)Q=1950m3/h、H=32m、P=250kW水泵，備用2臺(tái)Q=1000m3/h、H=32m、P=110kW水泵，可以完全滿足清水送水要求。

5.7 加藥間及藥庫(kù)

二期擴(kuò)建工程新建10萬(wàn)m3/d規(guī)模加藥間及藥庫(kù)1座，并將一期工程加藥間改造作為助凝劑投加間。

采用液體PAC作為絮凝劑，按投加量10～30mg/L計(jì)，加藥間內(nèi)設(shè)置計(jì)量泵6臺(tái)，其中配水井設(shè)置2臺(tái)（一用一備）、沉淀池設(shè)置4臺(tái)（三用一備），單臺(tái)計(jì)量泵流量1000L/h、壓力2.0～3.0Bar。

5.8 加氯間

一期工程加氯間（包含氯庫(kù)及漏氯吸收間）土建部分已經(jīng)按10萬(wàn)m3/d規(guī)模建設(shè)，其平面尺寸為12.9×7.2m，內(nèi)設(shè)柜式自動(dòng)真空加氯機(jī)2臺(tái)（10kg/h和4kg/h各1臺(tái)）。本次二期擴(kuò)建工程新增加10kg/h加氯機(jī)1臺(tái)；氯庫(kù)設(shè)4個(gè)氯瓶（2用2備），單瓶容量1000kg，可以保證15天液氯儲(chǔ)存量[1]。

除新增加氯機(jī)外，加氯間增設(shè)了室內(nèi)消火栓、低吸高排風(fēng)機(jī)、洗眼器、搶修器材及防護(hù)用品等輔助設(shè)施。

6 項(xiàng)目投資及運(yùn)行能耗

6.1 項(xiàng)目總投資

二期擴(kuò)建工程項(xiàng)目總投資5284.82萬(wàn)元，其中：建設(shè)投資5013.06萬(wàn)元（工程費(fèi)用4096.87萬(wàn)元、工程建設(shè)其他費(fèi)用677.47萬(wàn)元、預(yù)備費(fèi)238.72萬(wàn)元）、建設(shè)期貸款利息218.77萬(wàn)元、鋪底流動(dòng)資金52.99萬(wàn)元。

6.2 綜合電耗

按5萬(wàn)m3/d規(guī)模計(jì)，二期擴(kuò)建工程日綜合耗電量為15190KWh（包括原水取水、清水送水及其他電耗），年綜合耗電量為650萬(wàn)KWh；以日供水51.84km3.Mpa計(jì)，二期擴(kuò)建工程單位電耗為293KWh/km3.Mpa。

6.3 藥耗

液體PAC投加量按10mg/L計(jì)，二期擴(kuò)建工程的液體PAC年耗藥量為540t；液氯投加量按2mg/L[2]計(jì)，二期擴(kuò)建工程的年液氯耗量為39.42t。

7 結(jié)束語(yǔ)

合川區(qū)第二自來(lái)水廠二期擴(kuò)建工程于2015年12月建成投運(yùn)，運(yùn)行兩年多來(lái)，出水各項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)均優(yōu)于《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB5749-2006）。

二期擴(kuò)建工程建成投運(yùn)后，合川區(qū)第二自來(lái)水廠的供水能力達(dá)10萬(wàn)m3/d，能夠完全滿足近期服務(wù)區(qū)域的供水需求，可為合川區(qū)的城市建設(shè)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供用水保障。

參考文獻(xiàn)

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