自來水廠給排水設計原則問題

梁先覺

摘 要：隨著社會的進步和人民對生活環境要求的提高，人們對給排水工程的設計除了要求有合理、先進的工藝流程，能生產出高質量的水，還需要整個廠區有一個整潔優美的環境和賞心悅目的建筑形態。這就必須對給排水工程的原有設計方法和程序思路有一個較大的改變，應把設計的全過程看成是一個持續發展的、不斷開放的、經常變化的動態體系，以確保設計出一個優秀工程來。

關鍵詞：自來水廠；給排水設計；原則問題

1 水廠設計原則

有關水廠設計原則，在設計規范中已作了全面規定。重點提出以下幾點：（1）水處理構筑物的生產能力，應以最高日供水量加水廠自用水量進行設計，并以原水水質最不利情況進行校核。水廠自用水量主要用于濾池沖洗及沉淀池或澄清池排泥等方面。自用水量取決于所采用的處理方法、構筑物類型及原水水質等因素。城鎮水廠自用水量一般采用供水量的5%～10%，必要時應通過計算確定。（2）水廠應按照近期設計，考慮遠期發展。根據使用要求和技術經濟合理等因素，對近期工程既可做分期建造的安排。對于擴建、改建工程，應從實際出發，充分發揮原有設施的效能，兵營考慮與原有構筑物的合理配合。（3）水廠設計中應考慮各構筑物或設備進行檢修、清洗及部分停止工作時，仍能滿足用水要求。例如，主要設備（如水泵機組）應有備用量。城鎮水廠內處理構筑物一般雖不設備用量，但通過適當的技術措施，可在涉及允許范圍內提高運行負荷。（4）水廠自動化程度，應本著提高供水水質和供水可靠性，降低能耗、藥耗，提高科學管理水平和增加經濟效益的原則，根據實際生產要求，技術經濟合理性和設備供應情況，妥善確定。（5）設計中必須遵守設計規范的規定。如果采用現行規范中尚為列入的新技術、新工藝、新設備，則必須通過科學論證，確證行之有效，方可付諸工程實際。但對于確行之有效、經濟效益高、技術先進的新工藝、新設備和新材料，應積極采用，不必受先行設計規范的約束。

2 水廠給排水設計原則問題

近年來給排水工程設計的經驗教訓告訴人們必須在設計的觀念上要有一個較大的革新，或者說必須有一個新的認識才能真正確保給排水工程的設計質量的提高，即良好的功能和良好的建筑形象的高度統一。良好的功能可為生產和管理人員創造舒適安全和整潔優美的環境，從而提高勞動生產率；而良好的建筑形象也是一種功能，這種功能不光是物質上的還有精神上的。

水廠建筑的特點：一是工業建筑范疇，但不能忽略其美觀；二是建筑物匍伏于地，尺度不大，并且形式單調均一分散、變化不大；三是構筑物所占比重特大，表現在體量悶沉、笨重，而且一般布置在廠區平面顯眼的中心位置；四是污水處理廠氣味重而難聞；五是為使水廠的環境更加接近自然，需有大面積的綠化。因此，水廠的建筑設計的意義倒并不完全在于如何做好工藝（這是很重要的），如何畫出一張美麗的圖畫，而在于其理想的目標能得以實現，完美的構思能得以表達，合理的功能能得以兌現，以及優雅的環境能得以體現。為了達到這個目的，水廠的建筑設計首先應該在確實掌握豐富的信息、詳實的資料的條件下，在加強內部工種聯系的前提下，在正確的設計原則指導下和正確的方式組織下，有步驟、有計劃地應用現代化的科學方法和先進的技術手段去加以制訂（其中還要特別重視國外的各種先進經驗）。我們不能把設計的全過程看成是一個封閉——自立門戶的模式；單——就事論事的模式，穩定——成不變的模式；而應該看成是一個持續發展的、不斷開放的、經常變化的動態體系，才能確保設計出一個完美的優秀工程。

3 構筑物和清洗

3.1 沉淀池的清洗、排泥。在大中型水廠，反應-沉淀池多采用隔板反應-平流式沉淀池，其排泥問題應引起重視。反應室內一般積泥甚少，排泥間除大清洗外，不經常啟用。平流沉淀池內，花墻兩側積泥最多，有時堆達池深的1/3以上。墻前（過渡區）多無排泥設施，墻后面排泥機又無法吸到，應在此兩處增設小型排泥設備，如潛污泵等，定時排泥。墻側近處、池底設排泥槽或排泥斗，作為大清洗用。沉淀池出口積泥雖然相對較少，但最易影響出水水質，而排泥機的吸泥口又無法吸到，建議沿池尾墻壁內側澆筑一混凝土斜坡，坡度50～60°。出口端的積泥隨時可順坡滑卸1～2m外，這樣就可被吸泥機吸走。沿池的排空閥兼有大清洗時排泥沙功能，故閥的間距不宜超過30m，以縮短清掃的距離，縮短沖洗水槍水龍帶的長度。如用斗式排泥，凡連續運行的反應-沉淀池，泥斗坡度不要小于55°，以便用池內水頭排污。對于水質較好，泥沙含量很少的水庫水，山溪水等水源的反應-沉淀池，一般只在汛期水渾時運行。斗底坡度可以小到20～30°，作為停池清洗之用。為保證斗式排泥不被堵塞，可在泥斗排泥管進口處接DN50的壓力水管，或在排泥管出口排泥閥內側（迎水面）接一DN50壓力水管，一旦不通則以水沖開，很快就能排泥。

3.2 濾池反沖洗排水回收。近年來，新設計的水廠多將濾池反沖洗排水集中排入回收池，經回收泵送回源水管中再用。但必須使回收水含泥濃度保持基本穩定，做到均衡輸送。若時清時渾，時大時小，時送時停，人工加礬無法掌握，即使自動投加，亦不好控制，最后索性廢止不用，這已為經驗所證實。基于上述原因，回收工藝必須：（1）池中設攪拌設備（如潛水攪拌泵），使含泥濃度穩定。（2）每小時回流水量，按全民總沖洗水量的1/24考慮。（3）回收池容量不宜過大，可按可能出現的連續沖洗濾池格數和總排水量考慮，或按日總沖洗水量的1/5考慮，但不能小于單格濾池沖洗排水量。過大不但會造成污泥沉積，而且占用場地。（4）回收系統不宜放在加礬間和沉淀池之間。該處是加礬人員經常往返的通道，一旦阻斷，影響生產管理，故應結合排污設施，另行布置。（5）回收池上應設蓋板，池內不需分格，既便于管理，也減少造價；一旦發生故障，可以暫停運行，廢水則可直接排入排污系統。濾池反沖洗排水的回收可以節省水廠自用水量，減少水資源浪費。但若水源距水廠很近，由于回收水泵小，泵效率較低，單位電耗相對較大，很可能大于取水單位電耗，或兩者相當，同時回收系統還增加了設備的管理維護。若濾池使用氣水沖洗，沖洗水量減少，也可能節水不明顯，所以，回收與否應從整體上考慮。

3.3 清水池清洗及配管。凡較深的地下水池（如礬液儲池，清水池等）清洗時宜用潛水泵抽提排水，不能用地下排水管以重力排水。清水池的排空管應該取消。溢流管除高出廠區地面的可按具體情況考慮外，其余的都應取消。溢流管看似安全，其實弊端不少，它的存在正好給臟水臟氣留下了進庫的捷徑。有的在管頭出口蒙上紗網，甚至裝上拍門，仍然阻止不了細菌、臟水、臟氣的入侵。水廠運行中，下水道污水倒入清水池的事例，歷歷可數。如把溢流管省掉，有些人擔心清水池頂蓋在滿灌時無法承受內壓而損壞，其實這個顧慮是多余的。清水池溢水首先從人孔出流，人孔高出庫頂僅0.8～1.0m，此時清水池頂面的水壓不超過1m水頭，頂板本身結構以及池頂尚有0.5～0.7m的復土，構不成危險。這已為眾多的實例所印證。同時發生一兩次溢水事故后，值班人員必然重視水池水位的控制，使類似事故不再發生，況且清水池一般均有水位自動監控報警儀表，就更不用擔心了。

4 結語

水廠的設計是一個復雜的系統工程，設計中除要求投資省、技術先進外還要充分考慮施工安裝、生產管理等諸多方面，因此難免出現一些問題或考慮不周的地方，只要我們對每一個環節認真研究，并深入現場不斷總結經驗，就可避免失誤，使設計更趨完美。

參考文獻

[1] 中華人民共和國衛生部.生活飲用水水質衛生規范[Z].2001.

[2] 中華人民共和國行業標準.一類水司水質標準[Z].2000.