黃瓜山凈水廠升級(jí)改造實(shí)例

王磊

摘 ? 要：基于農(nóng)村飲水安全全面鞏固升級(jí)的理念，針對(duì)重慶市某城鎮(zhèn)水廠工藝升級(jí)改造，采取了提水管道利舊的合理性、工藝的升級(jí)優(yōu)化、廠區(qū)排污的最適性等方法，有效地提高原有供水工程的利用率，實(shí)現(xiàn)了利益最大化。基于黃瓜山小型凈水廠升級(jí)改造工程的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和工程實(shí)踐，系統(tǒng)介紹了水廠利舊的合理性，為其他凈水廠改、擴(kuò)建工程提供一些參考。

關(guān)鍵詞：升級(jí)改造 ?水廠 ?利舊的合理性 ?利益最大化

中圖分類(lèi)號(hào)：TU982.29 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1674-098X（2019）02（b）-0029-02

至2015年底，適應(yīng)我國(guó)當(dāng)前農(nóng)村經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展要求和農(nóng)民需求的農(nóng)村飲水安全階段性任務(wù)將全面完成。但保障農(nóng)村飲水安全是一項(xiàng)長(zhǎng)期任務(wù)，且階段性、動(dòng)態(tài)性、反復(fù)性、復(fù)雜性、艱巨性特征明顯。為了解決農(nóng)村飲水安全中存在的供水規(guī)模偏小、供水保證率不高、凈水設(shè)施不齊備、管網(wǎng)漏損率較高、入戶率和水質(zhì)合格率偏低等問(wèn)題，采取的技術(shù)措施主要包括了改造常規(guī)處理工程、新建排泥水處理工程、新建清水池工程、更換主管道、一級(jí)支管道等。進(jìn)行以上工程時(shí)，存在管道的重復(fù)性建設(shè)、擴(kuò)建廠區(qū)的新征土地、老舊設(shè)施同步改造、供區(qū)停供產(chǎn)生的供水矛盾等難題。因此，在滿足水質(zhì)提標(biāo)、節(jié)能減排和安全可靠的前提下進(jìn)行利舊的合理性、利益最大化已成為升級(jí)改造工程亟需解決的難題之一。

1 ?建設(shè)背景

原黃瓜山水廠自2006年，制水規(guī)模500m3/d，已經(jīng)運(yùn)行10多年。隨著旅游產(chǎn)業(yè)的城鎮(zhèn)生活水平的高速發(fā)展，為適合各產(chǎn)業(yè)的需水要求，需擴(kuò)大制水規(guī)模至5000m3/d。由于供區(qū)主要在城區(qū)邊，加之原廠址周邊為居民，擴(kuò)建難度很大，故在坡腳另一小水廠邊擴(kuò)建，擴(kuò)建規(guī)模至5000m3/d。原有水廠工藝流程見(jiàn)圖1。

升級(jí)改造包括新建5000m3/d的水源提水工程、生物預(yù)警池、常規(guī)處理、廠區(qū)污水處理工程。

2 ?升級(jí)改造工程

2.1 水源提水工程

為滿足本工程的水量要求，水源由大溝水庫(kù)換為孫家口水庫(kù)，孫家口水庫(kù)以城市供水為主，兼顧農(nóng)村居民的人畜飲水、防洪等綜合效益的工程。孫家口水庫(kù)壩址以上集雨面積10.32km2，水庫(kù)總庫(kù)容1064萬(wàn)m3，正常蓄水位334.00m相應(yīng)庫(kù)容1008萬(wàn)m3，死水位324m，相應(yīng)庫(kù)容98.00萬(wàn)m3，校核水位334.35m。經(jīng)計(jì)算，孫家口水庫(kù)來(lái)水量456.56萬(wàn)m3，本次年需水量133.83萬(wàn)m3，水源水量滿足要求。

衛(wèi)星水庫(kù)（地面高程：304.87m）至孫家口水庫(kù)（地面高程：334m）2011年修建了補(bǔ)水壓力管道，采用DN600球墨鑄鐵管道，中途修建中轉(zhuǎn)水池+毛家坡泵房，為了實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)設(shè)施最大化，本次提水管道利用孫家口衛(wèi)星水庫(kù)到孫家口水庫(kù)的應(yīng)急補(bǔ)水管道回流至一環(huán)路城郊用戶小區(qū)公路邊（對(duì)中間已建毛家坡二次加壓泵房旁通管改造），新建D325×9.5無(wú)縫鋼管L=3600m提水至黃瓜山水廠（479m）。（備注：本次占用了衛(wèi)星水庫(kù)到孫家口水庫(kù)的應(yīng)急補(bǔ)水管道，本次提水與孫家口水庫(kù)應(yīng)急補(bǔ)水協(xié)調(diào)，每天補(bǔ)水8h，水量1833m3/d，作為應(yīng)急用水，能夠滿足補(bǔ)水與提水協(xié)調(diào)的方案供水，故在躍進(jìn)水庫(kù)邊設(shè)置進(jìn)出水管道以及附件，同時(shí)更換躍進(jìn)水庫(kù)已建深井泵房?jī)?nèi)多級(jí)泵Q=229m3/h，H=80m，P=110kW兩臺(tái)（一用一備）以及配套電氣設(shè)備。）

2.2 工藝優(yōu)化

為了滿足本工程的建設(shè)目標(biāo)，對(duì)凈水廠工藝做了以下幾方面的重點(diǎn)優(yōu)化：

增設(shè)生物預(yù)警池，預(yù)警池一側(cè)采用玻璃鋼結(jié)構(gòu)，以便觀測(cè)生物異常狀況。

柵條絮凝斜管沉淀池在我國(guó)目前常用的給水標(biāo)準(zhǔn)圖集中一般是聯(lián)建的，水流在由絮凝池直接進(jìn)入沉淀池時(shí)流速發(fā)生變化，水流層面產(chǎn)生擾動(dòng)，絮凝體容易破碎，影響沉淀的效果。

由于廠區(qū)在坡上，距離已建污水主管較遠(yuǎn)，高差較大，故采用有壓污水管道排污，即廠區(qū)雨污合流至儲(chǔ)污池，有壓管道排至已建污水檢查井。

升級(jí)改造后的工藝流程見(jiàn)圖2所示。

2.3 集約化平面布置

一期工程用地位于整個(gè)廠區(qū)的東部，占地面積約為1484m2（2.22畝）。二期增加5000m3/d規(guī)模生產(chǎn)構(gòu)筑物布置于廠區(qū)的西部地塊，新增占地2861m2（4.28畝）。按水廠平面布置中凈水處理工藝流程以及廠區(qū)地形綜合考慮，在廠址內(nèi)由東向西一字型布置。凈水廠總平面布置見(jiàn)圖3。由于鄉(xiāng)鎮(zhèn)水廠的特殊性，原有水廠（500m3/d）工程的排泥水未按照工藝要求處理，本次新建按排泥水處理系統(tǒng)處理，建設(shè)污水儲(chǔ)存池，利用有壓管道接入已建市政污水檢查井，進(jìn)入污水處理廠處理達(dá)標(biāo)后排放。

2.4 構(gòu)筑物集約化布置

（1）新建配水井1座，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。設(shè)計(jì)規(guī)模Q=5000m3/d，水力停留時(shí)間：T=2.0min，平面尺寸為4.2m×1.5m，總高度6.6m，有效水深3.0m，配水井排泥采用液動(dòng)池底閥排泥。

（2）新建柵條絮凝斜管沉淀池一座，分兩格，采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。柵條絮凝和斜管沉淀池合建，設(shè)計(jì)規(guī)模Q=5000m3/d，平面尺寸為8.5m×14.6m，高度4.7m。

（3）新建重力式無(wú)閥濾池一座，分兩格，采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。設(shè)計(jì)規(guī)模Q=5000m3/d，濾速v=9.00m/h，沖洗時(shí)間t=5min，沖洗強(qiáng)度q=15L/s·m2，平面尺寸7.45×3.6m。

（4）新建清水池一座，分兩格，采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。設(shè)計(jì)規(guī)模Q=1697m2，平面尺寸20.70m×20.00m，高度4.3m。

（5）新建回收水池一座，采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。每座回收水池有效容積為72m3，平面尺寸8.0m×4.0m，總高度4.5m，有效水深2.3m。

（6）新建加氯加藥間一座，采用磚混結(jié)構(gòu)。加氯加藥間平面尺寸為15.0m×9.0m，層高3.6m。加氯加藥間根據(jù)地形采用基礎(chǔ)架空層，架空層內(nèi)可以堆放管材。

（7）改造裝修配電間一座，改造面積51.43m2（由原水廠加氯加藥間裝修再次利用）。

（8）利用原來(lái)管理房。管理房由一層改造成兩層，管理房平面尺寸為11m×7.2m，總建筑面積158m2，總建筑高度為7.2m，上樓梯步布置在房間外。

3 ?集約化設(shè)計(jì)特點(diǎn)及效益

由于水廠用地受客觀條件限制，在設(shè)計(jì)中高效利用土地是工程設(shè)計(jì)的主要難點(diǎn)之一。本次升級(jí)改造以科研為先導(dǎo)，以結(jié)合廠區(qū)實(shí)際情況為基礎(chǔ)，二期采用的柵條絮凝與斜管沉淀池，斜管沉淀池占地小，排泥量小，節(jié)約了占地和污泥濃縮池的占地位置;二期不新建管理房和配電間，管理房改造原有管理房，配電間是原有加氯加藥間改造，既解決了新增用地矛盾，又降低了投資。通過(guò)利舊的合理性，達(dá)到了利益最大化。

4 ?結(jié)語(yǔ)

針對(duì)水廠原址升級(jí)改造的用地難題，可從豎向強(qiáng)化、緊湊疊合、平面模塊等方面制定出全流程、全立體、全廠界的凈水廠集約化處理設(shè)計(jì)方法，包括采用高效新工藝、優(yōu)化組合工藝、拓展單元功能、緊湊布置總圖、利用三維空間、開(kāi)發(fā)綜合池體等，實(shí)現(xiàn)水質(zhì)提標(biāo)、節(jié)能減排和安全可靠等多重建設(shè)目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)

[1] 王如華.現(xiàn)有城鎮(zhèn)水廠技術(shù)升級(jí)改造面臨的主要問(wèn)題及對(duì)策[J].凈水技術(shù)，2012，31（4）：4-6，83.

[2] 王晏.城鎮(zhèn)給水廠集約化設(shè)計(jì)實(shí)例[J].工業(yè)用水與廢水，2014，45（3）：63-67.