集鎮飲水安全工程建筑物設計要點分析

田茂兵

(印江水務局，貴州印江555208)

集鎮飲水安全工程建筑物設計要點分析

田茂兵

(印江水務局，貴州印江555208)

隨著板溪鎮國民經濟的增長，集鎮人口的增多，人民群眾生活水平的提高，各項建設事業的蓬勃發展，原有的飲水工程的供水能力遠遠不能滿足人民群眾生活、生產對飲用水水質、水量的需求。因此，該集鎮飲水安全問題十分突出，嚴重地制約了當地的經濟及社會發展，群眾盼望解決飲水安全問題的心情十分迫切。文章闡述了集鎮飲水安全工程水處理廠建筑物設計要點。

飲水;安全;工程;水處理廠;建筑物;設計

1 工程概況

印江自治縣板溪鎮集鎮飲水安全工程位于印江自治縣城北部，距縣城16 km，工程區對外交通情況較好，印江至工程區共20 km，其中印江至秀山縣級公路16 km，4 km為鄉村砂石路。項目區居民主要分散坐落在高程530～620 m。

根據集中連片、充分發揮現有水利工程效益、采取集鎮覆蓋周邊的原則，按照我縣“十二五”規劃，逐步解決飲水不安全人數，項目區主要以板溪集鎮為主，考慮板溪鎮集鎮的發展，輸水管、水處理廠規模按1.5萬人設計。板溪集鎮飲水安全工程將逐步解決沿板溪河兩岸居住的渠溝、凱塘、沙坡、板溪集鎮、文武、泉溪、上洞、下洞、大坪、井溪(石家寨)、坪底11個村鎮22個自然村寨10 582人的飲水安全問題。根據《村鎮供水工程技術規范》(SL310—2004)規定劃分，板溪集鎮飲水安全工程供水規模為5000≥W≥1000(m3/d)，為Ⅲ型。根據各類建筑物的相應的設計規范和供水對象的重要程度，板溪集鎮飲水安全工程等級劃分為Ⅳ級。

板溪飲水安全工程取水口高程600.000 m，水處理廠清水池池底高程589.08 m，Φ315輸水PE塑管長4 200 m，供水規模為2 557 m3/d，取水規模為2 685 m3/d。現有人口10 582人，總規模按13 862人(含學生)設計，一期工程規模按居民5 100人、學生2 110人設計。水廠位于板溪集鎮附近的石梁河，建管理房一幢，建600 m3清水池一座，建投藥消毒房一幢，對水質處理采用2臺一體式水處理設備并聯凈化和采用投藥消毒處理，調節池按村寨的自然地理位置布置，配水管網根據居民房屋的自然分布呈樹狀鋪設。

2 水處理廠建筑物設計

2.1 凈水工藝的確定

根據水質化驗，原水27項指標中25項指標符合飲用水標準規定要求。按規范，只需對水源采取過濾凈化處理措施加消毒處理措施就可直接供用戶。按工程供水規模，選用處理能力80 m3/h的凈水設備2臺并聯運行對原水凈化處理。在進行工藝流程的布置時主要采用的方式是直線流水形式，也就是根據地形情況將其從高到低進行布置［1］。在進行凈水的過程中，如果原有水的渾濁度經過檢測之后發現在10 mg/L以下，并且在短時間內≤15 mg/L時，那么可以不需要在反應沉淀池中進行處理，可以直接進行消毒以及過濾。

2.2 水廠的總體設計

其廠址的選擇同時滿足下列要求:①充分利用地形高程，靠近用水區和可靠電源;②與村鎮建設規劃相協調;③不受洪水與內澇威脅;④有良好的工程地質條件;⑤少撤遷，少占良田良土;⑥施工、運行管理方便。

凈水廠廠區總平面布置基本上按功能劃分:分為生產(水處理)區及生活區。廠區內布置有管理房，水處理設備、蓄水池、消毒加藥房。

在對水廠進行布置時，主要原則是緊湊布置、節省占地、功能齊全、方便管理。廠區占地面積800 m3，其中生產區面積300 m2，生活區面積500 m2，管理房建筑面積48 m2。

2.3 蓄水池設計

本工程調節構筑物采用獨立的蓄水池。按規范規定，設立單獨的蓄水池可按最高日用水量的20%～40%設計，本工程最高日用水量為2 557 m3/d，按最高日用水量的20%設計，本工程構筑物容積應＞511 m3，本次設計選用600 m3蓄水池，蓄水池采用地埋方式。

2.4 反應沉淀池設計

將水源直接通過引水管并且與相關凈水藥劑進行充分的混合之后便進入到反應池中。在反應池中，主要根據藥劑的原因以及作用，水在反應池中的主要活動是將水中的污物進行絮凝。

在本工程中，主要采用的反應沉淀池的形式是穿孔旋流反應斜管沉淀池，它的主要組成部分是很多個小格，每個小格通過相關串聯形成，每一個小格之間的連接主要采用的是孔口進行連接，并且孔口的斷面在不斷的進行擴大［2］。每一個小格的孔口主要布置形式是左右以及上下之間進行互相交替的形式。水源流入到反應沉淀池中發生旋流，并且通過各個小格之間的串聯作用，將反應的程度進行擴大和加深，使得水中產生絮凝。在本工程中，反應沉淀池的總體反應時間為15 min，總水頭損失0.3 m。

2.5 過濾池設計

以本工程的供水規模以及水源的水質為依據，本工程主要采用的過濾池的形式為虹吸過濾池。虹吸濾池主要是利用真空系統對進水虹吸管以及排水虹吸管進行控制。每一座濾池主要是由很多個小格組成，主要采用的配水系統為小阻力配水系統，并且對濾池自身的進出水進行利用對自身進行沖洗，這樣可以減免使用水泵等工具。

2.5.1 標準圖集選型

由本工程的凈水廠的設計規模可以對過濾池的流量進行合理的確定。在本工程中每一個濾池主要由4個小格組成，在水源進行過濾池進行過濾之前，如果水的渾濁度低于20 mg/L，并且在短時間內不會高于50 mg/L，那么在經過過濾之后應該保證水的渾濁度控制在5 mg/L以下。

2.5.2 主要設計數據

在本工程濾池設計中，采用的過濾速度為10 m/s;平均沖洗強度15 L/m2·s。本工程主要采用兩層濾料進行過濾，上層濾料選擇白煤，厚度大約為45 cm，下層濾料為石英砂，厚度大約為25 cm。

2.6 清水池設計

在本工程清水池設計中，主要采用的是長方向鋼筋混凝土結構，在清水池中主要安裝的設備由進出水管、排污管、通風管等。在進行清水池設備布置時，主要將進出水管布置在清水池的兩端，保證水能夠在清水池中進行不斷的循環流動［3］。并且還需要在清水池中加入適量的氯對水池中的水進行消毒。具體為:①清水池容積W:按經驗容量取日供水量的20%計算，采用半埋式矩形鋼筋混凝土結構;②按相關工程凈水廠的設計規模確定國家標準圖集中相應的矩形鋼筋混凝土清水池;③池頂活荷載標準值取2.0 kN/m2，池邊活荷載標準值取5.0 kN/m2;結構為矩形現澆鋼筋混凝土結構，混凝土標號墊層為C10、池體為C25，池體抗滲標號為S6。有關施工安裝要求詳見規范和設計說明;④按以下公式確定相關高程。

濾池進水水面高程=沉淀池出水水面高程-連通管水頭損失。

3 結語

綜上所述，進行集鎮飲水安全工程建設已經迫在眉睫，而在工程建設中，一項非常重要的工作就是進行水處理廠的建筑物設計，只有充分了解工程的規模以及水源的狀況才能夠有效的進行水處理廠的綜合設計，水處理廠建筑物設計是相對比較復雜的，因而在設計中需要考慮各個方面的因素，保證設計的合理性。

［1］王慶榮.定襄縣西笏口集中供水工程設計分析［J］.山西水利科技，2007(04):56-57.

［2］楊建軍.農村供水工程設計與水源技術處理［J］.科學之友:B 版，2007(11):34-35.

［3］郭澤林，黃志平.談水處理廠的豎向設計方法［J］.低溫建筑技術，2003(02):89-90.

S277

B

1007-7596(2014)05-0048-02

2013-12-16

田茂兵(1964-)，男，土家族，貴州印江人，工程師，從事水利工程建設與管理工作。