东源县黄村镇自来水厂工程构筑物设计

陈 旭

（东源县河湖保护中心，广东 东源 517000）

广东省东源县黄村镇大部分村没有实现集中供水，许多村的饮用水水质存在问题，存在地下水铁、锰、亚硝酸盐、氮、氟、砷等有害物质超标问题，部分村地表水受到污染，造成色度、浑浊度、臭味、可见物等超标。为解决黄村镇各村的供水水质超标等问题，建设黄村镇自来水厂工程。

1 水厂总体布置

本工程根据黄村镇整体规划，地形特征采用集中式供水，水厂单独设计。生产构筑物布置，按工艺流程多组净水构筑物平行布置；净水装置及构筑物竖向布置，应利用原有地形、坡度以减少水头损失。出厂水检测，设置在线浊度计、余氯分析仪等仪表，Ⅱ型工程应设检验室。

厂区总平面布置基本上按功能划分为：生产（水处理）及管理生活区两部分，各区之间以绿带和道路分隔。本工程自来水厂新工程总占地面积8000m2，厂区所在设计地面标高270m。

2 构筑物设计

本自来水厂新工程供水规模为9500m3/d，水厂的自用水率5%。

2.1 沉淀池设计

水厂斜管沉淀池，设计日处理水量为2×218.75m3/h。

（1）沉淀池面积

斜管沉淀池液面负荷：5.0～9.0m3/（m2·h），本工程取值为7m3/（m2·h），沉淀池面积按下式计算：

经过计算，沉淀池面积最低为2×31.25m2，根据本工程地理位置综合整体工艺池的建设，确定沉淀池平面尺寸为2m×8.0m×6.3m（深×长×宽）。

斜管内切直径取30mm，长度为1m，倾角为60°。

（2）沉淀时间

按照相关规范，斜管结构占用面积按3%计。沉淀池水上升流速为：

根据规范要求，清水区高度大于或等于1.0m，配水区高度大于或等于1.5m。

本工程斜管沉淀池中的斜管采用六角形，其内径为30mm，长度为1.0m，倾角60°。斜管区高度h=Lsin60°=0.87m。清水区高度取为1.2m，配水区高度取为1.5m。穿孔排泥斗槽高度为0.6m，保护高度为0.3m，池体总高度为：

斜管沉淀池底部设1个集泥槽，采用DN200的镀锌钢管穿孔排泥管排泥。为使反应旋流絮凝过程完成后形成的絮体不致破碎，将絮凝反应池与沉淀池合建。

2.2 过滤池

由水源水质化验结果，选用虹吸滤池，冲冼效果好，出水水质好，时间短耗水量小。设计计算：

本工程共设计滤池4个，单个正方形滤池边长取3.5m。滤池总高度取值为5.6m。

虹吸管管径：虹吸上升管采用DN280，虹吸下降管采用DN450，可满足要求。

本工艺池采用双层滤料净水系统，所以滤料选用石英海砂（配加部分天然锰砂），砂粒粒径d0=0.6～1.2mm，k80=1.8。

2.3 反冲洗水箱

设计强度15～17L/（s·m2）；设计容积7.25m×5.35m×2.1m（长×宽×高）。

为了节约投资，便于操作，方便管理，结合拟建水厂的地理位置，建议将反应旋流池、沉淀池、过滤池和反冲洗水箱，合建成一个建筑物。

2.4 清水池

（1）清水池

清水池有效容积采用2000m3（22%）。新建清水池为一座圆形池，经过实地勘察测量发现，黄村镇从水厂至下游黄村圩镇周边的行政村高差较大，需要用到减压装置，经过综合考虑，为保证用水量充足、安全，在铁岗村和万和村中间的黄竹径山头山，设置一座清水减压池，减压池根据下游六个村供水规模的最高日供水量计算，需清水池有效容积应为1000m3。

（2）结构形式

清水池为钢筋混凝土结构。池壁采用C25钢筋混凝土，钢筋采用Ⅱ级，箍筋采用Ⅰ级。新建清水池设计参数见表1。

表1 新建清水池设计参数表

3 水质净化设计

3.1 混合

本设计采用水力混合即管式静态混合器混合。混凝剂选择：采用聚合氯化铝（碱式氯化铝）为凝聚剂。该药品使用性强pH值范围在5.0～9.6之间。

通过计算，同时为调制方便，溶液池容积为2.0m3。

溶液池采用正方形，其1.0m×1.0m×1.0m（长×宽×高）。共设置两个。

溶解池容积：W2=W1=1.0m3

投加量：3mg/L

投放方式：计量泵压力投加。

3.2 絮凝

絮凝设施采用穿孔旋流池，絮凝效果较好，维修量少，国内广泛采用。日处理能力9500m3/d，厂自用水率5%。

设计水量为：

絮凝池共设置两套，单个池处理水量为218.75m3/h。各格平面尺寸为矩形，分两排布置，格池数共10个，为2排，单格平面尺寸为1.1m×1.1m。设计池高5.6m，超高0.2m，池内有效水深为4.6m。絮凝池池底用单斗斗底排泥。

絮凝池每格间,由上到下对角交错的孔相通，第一、二格间进口流速宜为0.6～1.0m/s，取0.7m/s，最后一格出口流速取0.2m/s。设计流速：V=0.6～0.2m/s，反应池内流速由大逐渐变小。

3.3 消毒

加氯间设防毒面具和洗涤池，并在纵向安装低位轴流风机，保证良好的通风条件，氯库按30d用量考虑，在加氯间内应设有设氯气过滤器、自动切换器、减压阀等装置及漏氯自动报警器（双探头）。加氯设备性能参数见表2。

表2 加氯设备性能参数表

常用的消毒药有液氯、二氧化氯、氯胺及臭氧等。液氯成本低，有持续的消毒能力，但原水有污染时宜产生有害衍生物，适用于源水无有机污染时消毒，或有氧化工艺后消毒。臭氧消毒能力最强，且没有有害副产品产生，但电耗大、成本高、管理复杂，无持续消毒作用。采用二氧化氯可以避免生氯酚味和三卤甲烷等副产物，其氧化消毒效果好，生产成本虽比氯气高，但臭氧低，生产工艺及其设备维护也比较简单，适用于单独作为轻度有机污染的预氧化工艺。消毒设备与检测设备参数见表3。

表3 消毒设备与检测设备参数

4 供水建议

本自来水厂供水范围较广，在水厂附近有上漆村一个居民小组，最高住户处高程约为285m，水厂地面高程267.4m，此处需设置配水加压泵；另黄村镇三洞村高程约为171m，而三洞村供水管经过减压,供不到三洞村，需在黄村居委会三洞水河边，新建加压泵房供水；高速服务区高程为186m，情况同三洞村。根据这三个供水点的情况，建议进行加压供水。

建议建设辅助生产建筑物，包括办公用房和辅助用房。办公用房主要为材料仓库和办公用房，分别存放水厂药品、管材配件、设备备件，办公用品等；辅助用房，集中设置员工宿舍楼、配电房、泵房等。