利辛县城地表水厂二期工程设计

郎林

(上海市政工程设计研究总院集团第六设计院有限公司,安徽 合肥230031)

1 项目概况

安徽省利辛县城地表水厂一期工程已建成，设计处理规模4万m3/d，处理工艺为“预处理+常规处理+深度处理”，其中预处理工艺臭氧处理，常规处理工艺为“机械混合折板絮凝平流沉淀池+V型滤池”，深度处理工艺为“臭氧-活性炭滤池”。本工程为二期工程，是在一期工程的基础上进行设计，规模为6万m3/d，总规模为10万m3/d，自用水系数为5%。

2 总体方案

本工程新建1座净水厂，工程设计规模为6万m3/d；新建3座调峰增压泵站，调峰总规模为6000m3/d，调峰水池总容积为2000m3；新建5条路的配水干管，管径为DN500～DN800，总长度约32.5 km。

图1

3 净水厂工程

3.1 取水工程

一期工程中取水工程中的土建和设备均按10万m3/d一次性建成和配置，因此本工程与一期工程共用取水头部、输水管线及取水泵房。

3.2 净水工艺

结合一期工程处理工艺，本工程处理工艺采用一期的处理工艺，即“预处理+常规处理+深度处理”。

3.2.1 预处理

预处理采用臭氧处理，臭氧的主要作用为：去除藻类；去除铁等重金属；减少三卤甲烷；减少三卤甲烷的前提物质；氧化硫化物等。预臭氧接触池2座，每座处理规模为3万m3/d。预臭氧接触池长度为7.45 m，宽度为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，接触时间5min。臭氧投加方式采用射流扩散器，通过增压泵提供动力。

3.2.2 混合折板絮凝平流沉淀池

本工程混合方式采用机械混合，并在叶轮负压处投加絮凝剂，药剂随水流螺旋上升、翻转、下降至絮凝池，充分混合。竖流式折板絮凝的特点是其絮凝效果好、能耗低、缓冲能力强、积泥较少等特点[1]。平流沉淀池的优点主要是具有缓冲能力强、施工简单、造价低等。根据规范[2]及国内净水厂运行效果可知[3]，平流沉淀池沉淀时间宜为2h；出水溢流率应不大于200m3/（m⋅d），从而保证矾花不被出水夹带。集约化设计，将混合池、絮凝池及沉淀池合建。混合折板絮凝平流沉淀池2座，单座处理规模为3万m3/d，单座构筑物总平面尺寸为90.16 m×9.00 m，混合时间50s，絮凝时间24min，沉淀时间112min，水平流速10.5 mm/s。

混凝剂采用碱式氯化铝（PAC），助凝剂采用聚丙烯酰胺（PAM）。其中，混凝剂投加量为45～75mg/L，按10%碱式氯化铝计；助凝剂投加量为0.15 mg/L，按0.1 %聚丙稀铣胺计。

3.2.3 砂滤池

V型滤池采用气水反冲洗及表面扫洗，冲洗效果良好，节约反冲洗用水，出水效果稳定、耐冲击负荷强[4]。考虑到一期工程已建1座V型滤池及管廊，因此本工程滤池设计1座滤池，与一期共用管廊，并对称设计，建成运行时，两座V型滤池处理规模均按5m3/d运行。建设一组滤池，分6格。单格过滤面积41.84 m2，尺寸为12.38 m×3.38 m，有效水深为3.55 m。设计滤池为7.04 m/h，强制滤速为8.45 m/h。

3.2.4 清水池

由于一期工程已建2座清水池，有效容积为6000m3，故本工程清水池调节容积按10%设计，设计为1座，有效容积为6000m3。清水池平面尺寸为58.18 m×25.2 m，有效水深为4.0 m。

消毒剂采用次氯酸钠，主加氯投加量为2.5 mg/L，投加位置为清水池进水总管，补加氯投加量为0.5 mg/L，投加位置为吸水井进水管。

3.2.5 二级泵房

二级泵房在一期中已建成，本工程采用大泵仅替换一期工程中的小泵并新增1台大泵，共计5台大泵，其中2台为变频泵，单排布置。大泵流量1260m3/h，扬程42m，效率70%，功率220kW。

3.2.6 深度处理

3.2.6.1 中间提升泵房

中间提升泵房在一期中已建成，本工程新增2台潜水轴流泵，其中1台库备，泵参数：流量1094m3/h，扬程7.2 m，功率37kW。

3.2.6.2 后臭氧接触

后臭氧的主要作用为：杀灭细菌、病毒及寄生虫等；氧化酚类等有机物；脱色、除嗅；节约管网中氯气等余氯投加剂；提高可生化性等。后臭氧接触池2座，每座处理规模为3万m3/d。预臭氧接触池长度为7.45 m，宽度为2.80 m，有效水深7.10 m，超高0.7 m。臭氧投加量2.0 mg/L，接触时间20min。臭氧投加方式可采用微孔曝气盘。

3.2.6.3 活性炭滤池

普通快滤池运行成熟可靠、运行管理简单等[5]，但采用“普通快滤池+气水联合反冲洗”型式，其滤板采用“整浇滤板+长柄滤头”。考虑到一期工程已建1座V型滤池及管廊，因此本工程滤池设计1座滤池，与一期共用管廊，并对称设计，建成运行时，两座V型滤池处理规模均按5m3/d运行。建设一组滤池，分6格。单格过滤面积41.84 m2，尺寸为12.38 m×3.38 m，有效水深为5.55 m。设计滤池为7.00 m/h，强制滤速为8.45 m/h。

3.2.7 污泥处理

一期工程中，污泥处理构筑物土建及设备安装均按10万m3/d一次性建成和配置完成，处理工艺为“调节+浓缩+脱水+处置”，采用重力浓缩和离心脱水。本工程与一期工程共用污泥处理构筑物。

4 调峰增压泵站工程

县城老城区位于县城东侧，现状配水管网管径偏小，且地表水厂位于县城西侧，造成县城用水高峰期时水量不足的问题，因此本工程考虑在县城东侧新建3座调峰增压泵站，用以缓解县城高峰期用水问题。调峰增压泵站在用水低峰期时，储存调节所需的清水，在用水高峰期时，向配水管网中供水，从而提高高峰期供水量。本工程采用智能一体化设备型调峰增压泵站，主要由于其具有施工便捷性、节省占地、环保、节水等优点。

1#调峰增压泵站安装一台智能一体化调峰增压泵房，配备2只水箱，单只尺寸为15m×15m×3m（H），有效容积为1000m3；配2台大泵，泵参数为：Q=250m3/h，H=34m，N=45kW；2台小泵，泵参数为：Q=125m3/h，H=34m，N=22kW，3用1备，其中大泵备用。新建一间配电间及加药间，消毒剂采用次氯酸钠，设备安装规模为3000m3/d。

2#和3#调峰增压泵站均安装一台智能一体化调峰增压泵房，配备2只水箱，单只尺寸为10m×10m×3m（H），有效容积为500m3；配2台大泵，泵参数为：Q=125m3/h，H=33m，N=22kW；2台小泵，泵参数为：Q=62.5 m3/h，H=33m，N=11kW，3用1备，其中大泵备用。新建一间配电间及加药间，消毒剂采用次氯酸钠，设备安装规模为1500m3/d。

5 配水管网工程

地表水厂一期工程和二期工程位于县城西侧，而县城老城区位于县城东侧，县城老城区现状大部分地区已敷设有给水管网，但现状管网管径偏小，管网转输体量也较小。考虑到本工程净水厂建成后，为了将10万m3/d的清水配送至县城用水区域，因此本工程沿县城5条主干道新建配水干管，管径为DN500～DN800，管道总长约32.5 km，形成吕字形环状管网，将新建的配水干管与现状供水管网连接，从而满足县城用水区域用户用水量需求。

配水管道材质选择球磨铸铁管，现场施工安装方便，施工周期短，施工质量易控制，同时球墨铸铁管可承受一定的非均匀沉降及变形，建成后安全性高。由于PE管的价格优势，且其具有匀质性好、性能稳定、抗冲击性能好、安全性高、加工工艺方便、施工方式较为灵活等优点，本工程在DN200及以下的管道及定向钻孔施工的管道采用PE管。

6 结论

6.1 净水厂设计处理规模为6万m3/d，处理工艺采用“预处理+常规处理+深度处理”，污泥处理工艺采用“调节+浓缩+脱水+处置”。

6.2 调峰增压泵房采用智能一体化设备型的型式，总调节规模为6000m3/d，储水箱有效容积为2000m3。

6.3 配水管网形成吕字形环状管网，管材采用球墨铸铁管和PE管。