東源縣黃村鎮(zhèn)自來水廠工程構(gòu)筑物設(shè)計(jì)

陳 旭

（東源縣河湖保護(hù)中心，廣東 東源 517000）

廣東省東源縣黃村鎮(zhèn)大部分村沒有實(shí)現(xiàn)集中供水，許多村的飲用水水質(zhì)存在問題，存在地下水鐵、錳、亞硝酸鹽、氮、氟、砷等有害物質(zhì)超標(biāo)問題，部分村地表水受到污染，造成色度、渾濁度、臭味、可見物等超標(biāo)。為解決黃村鎮(zhèn)各村的供水水質(zhì)超標(biāo)等問題，建設(shè)黃村鎮(zhèn)自來水廠工程。

1 水廠總體布置

本工程根據(jù)黃村鎮(zhèn)整體規(guī)劃，地形特征采用集中式供水，水廠單獨(dú)設(shè)計(jì)。生產(chǎn)構(gòu)筑物布置，按工藝流程多組凈水構(gòu)筑物平行布置；凈水裝置及構(gòu)筑物豎向布置，應(yīng)利用原有地形、坡度以減少水頭損失。出廠水檢測(cè)，設(shè)置在線濁度計(jì)、余氯分析儀等儀表，Ⅱ型工程應(yīng)設(shè)檢驗(yàn)室。

廠區(qū)總平面布置基本上按功能劃分為：生產(chǎn)（水處理）及管理生活區(qū)兩部分，各區(qū)之間以綠帶和道路分隔。本工程自來水廠新工程總占地面積8000m2，廠區(qū)所在設(shè)計(jì)地面標(biāo)高270m。

2 構(gòu)筑物設(shè)計(jì)

本自來水廠新工程供水規(guī)模為9500m3/d，水廠的自用水率5%。

2.1 沉淀池設(shè)計(jì)

水廠斜管沉淀池，設(shè)計(jì)日處理水量為2×218.75m3/h。

（1）沉淀池面積

斜管沉淀池液面負(fù)荷：5.0～9.0m3/（m2·h），本工程取值為7m3/（m2·h），沉淀池面積按下式計(jì)算：

經(jīng)過計(jì)算，沉淀池面積最低為2×31.25m2，根據(jù)本工程地理位置綜合整體工藝池的建設(shè)，確定沉淀池平面尺寸為2m×8.0m×6.3m（深×長(zhǎng)×寬）。

斜管內(nèi)切直徑取30mm，長(zhǎng)度為1m，傾角為60°。

（2）沉淀時(shí)間

按照相關(guān)規(guī)范，斜管結(jié)構(gòu)占用面積按3%計(jì)。沉淀池水上升流速為：

根據(jù)規(guī)范要求，清水區(qū)高度大于或等于1.0m，配水區(qū)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，其內(nèi)徑為30mm，長(zhǎng)度為1.0m，傾角60°。斜管區(qū)高度h=Lsin60°=0.87m。清水區(qū)高度取為1.2m，配水區(qū)高度取為1.5m。穿孔排泥斗槽高度為0.6m，保護(hù)高度為0.3m，池體總高度為：

斜管沉淀池底部設(shè)1個(gè)集泥槽，采用DN200的鍍鋅鋼管穿孔排泥管排泥。為使反應(yīng)旋流絮凝過程完成后形成的絮體不致破碎，將絮凝反應(yīng)池與沉淀池合建。

2.2 過濾池

由水源水質(zhì)化驗(yàn)結(jié)果，選用虹吸濾池，沖冼效果好，出水水質(zhì)好，時(shí)間短耗水量小。設(shè)計(jì)計(jì)算：

本工程共設(shè)計(jì)濾池4個(gè)，單個(gè)正方形濾池邊長(zhǎng)取3.5m。濾池總高度取值為5.6m。

虹吸管管徑：虹吸上升管采用DN280，虹吸下降管采用DN450，可滿足要求。

本工藝池采用雙層濾料凈水系統(tǒng)，所以濾料選用石英海砂（配加部分天然錳砂），砂粒粒徑d0=0.6～1.2mm，k80=1.8。

2.3 反沖洗水箱

設(shè)計(jì)強(qiáng)度15～17L/（s·m2）；設(shè)計(jì)容積7.25m×5.35m×2.1m（長(zhǎng)×寬×高）。

為了節(jié)約投資，便于操作，方便管理，結(jié)合擬建水廠的地理位置，建議將反應(yīng)旋流池、沉淀池、過濾池和反沖洗水箱，合建成一個(gè)建筑物。

2.4 清水池

（1）清水池

清水池有效容積采用2000m3（22%）。新建清水池為一座圓形池，經(jīng)過實(shí)地勘察測(cè)量發(fā)現(xiàn)，黃村鎮(zhèn)從水廠至下游黃村圩鎮(zhèn)周邊的行政村高差較大，需要用到減壓裝置，經(jīng)過綜合考慮，為保證用水量充足、安全，在鐵崗村和萬和村中間的黃竹徑山頭山，設(shè)置一座清水減壓池，減壓池根據(jù)下游六個(gè)村供水規(guī)模的最高日供水量計(jì)算，需清水池有效容積應(yīng)為1000m3。

（2）結(jié)構(gòu)形式

清水池為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。池壁采用C25鋼筋混凝土，鋼筋采用Ⅱ級(jí)，箍筋采用Ⅰ級(jí)。新建清水池設(shè)計(jì)參數(shù)見表1。

表1 新建清水池設(shè)計(jì)參數(shù)表

3 水質(zhì)凈化設(shè)計(jì)

3.1 混合

本設(shè)計(jì)采用水力混合即管式靜態(tài)混合器混合。混凝劑選擇：采用聚合氯化鋁（堿式氯化鋁）為凝聚劑。該藥品使用性強(qiáng)pH值范圍在5.0～9.6之間。

通過計(jì)算，同時(shí)為調(diào)制方便，溶液池容積為2.0m3。

溶液池采用正方形，其1.0m×1.0m×1.0m（長(zhǎng)×寬×高）。共設(shè)置兩個(gè)。

溶解池容積：W2=W1=1.0m3

投加量：3mg/L

投放方式：計(jì)量泵壓力投加。

3.2 絮凝

絮凝設(shè)施采用穿孔旋流池，絮凝效果較好，維修量少，國內(nèi)廣泛采用。日處理能力9500m3/d，廠自用水率5%。

設(shè)計(jì)水量為：

絮凝池共設(shè)置兩套，單個(gè)池處理水量為218.75m3/h。各格平面尺寸為矩形，分兩排布置，格池?cái)?shù)共10個(gè)，為2排，單格平面尺寸為1.1m×1.1m。設(shè)計(jì)池高5.6m，超高0.2m，池內(nèi)有效水深為4.6m。絮凝池池底用單斗斗底排泥。

絮凝池每格間,由上到下對(duì)角交錯(cuò)的孔相通，第一、二格間進(jìn)口流速宜為0.6～1.0m/s，取0.7m/s，最后一格出口流速取0.2m/s。設(shè)計(jì)流速：V=0.6～0.2m/s，反應(yīng)池內(nèi)流速由大逐漸變小。

3.3 消毒

加氯間設(shè)防毒面具和洗滌池，并在縱向安裝低位軸流風(fēng)機(jī)，保證良好的通風(fēng)條件，氯庫按30d用量考慮，在加氯間內(nèi)應(yīng)設(shè)有設(shè)氯氣過濾器、自動(dòng)切換器、減壓閥等裝置及漏氯自動(dòng)報(bào)警器（雙探頭）。加氯設(shè)備性能參數(shù)見表2。

表2 加氯設(shè)備性能參數(shù)表

常用的消毒藥有液氯、二氧化氯、氯胺及臭氧等。液氯成本低，有持續(xù)的消毒能力，但原水有污染時(shí)宜產(chǎn)生有害衍生物，適用于源水無有機(jī)污染時(shí)消毒，或有氧化工藝后消毒。臭氧消毒能力最強(qiáng)，且沒有有害副產(chǎn)品產(chǎn)生，但電耗大、成本高、管理復(fù)雜，無持續(xù)消毒作用。采用二氧化氯可以避免生氯酚味和三鹵甲烷等副產(chǎn)物，其氧化消毒效果好，生產(chǎn)成本雖比氯氣高，但臭氧低，生產(chǎn)工藝及其設(shè)備維護(hù)也比較簡(jiǎn)單，適用于單獨(dú)作為輕度有機(jī)污染的預(yù)氧化工藝。消毒設(shè)備與檢測(cè)設(shè)備參數(shù)見表3。

表3 消毒設(shè)備與檢測(cè)設(shè)備參數(shù)

4 供水建議

本自來水廠供水范圍較廣，在水廠附近有上漆村一個(gè)居民小組，最高住戶處高程約為285m，水廠地面高程267.4m，此處需設(shè)置配水加壓泵；另黃村鎮(zhèn)三洞村高程約為171m，而三洞村供水管經(jīng)過減壓,供不到三洞村，需在黃村居委會(huì)三洞水河邊，新建加壓泵房供水；高速服務(wù)區(qū)高程為186m，情況同三洞村。根據(jù)這三個(gè)供水點(diǎn)的情況，建議進(jìn)行加壓供水。

建議建設(shè)輔助生產(chǎn)建筑物，包括辦公用房和輔助用房。辦公用房主要為材料倉庫和辦公用房，分別存放水廠藥品、管材配件、設(shè)備備件，辦公用品等；輔助用房，集中設(shè)置員工宿舍樓、配電房、泵房等。