【文章內容簡介】 m3/d， 遠期總規(guī)模為 萬 m3/d， 供水 加壓泵站規(guī)模近 期為 萬m3/d， 遠期為 萬 m3/d。 水源工程二水廠改造部分：改造供水能力 6 萬m3/d 二泵房一座，兩期供水能力 3萬 m3/d凈水構筑物。 19 5 工程設計 總體方案 對第二水廠陳舊的凈水工藝進行改造，分二期拆除舊澄清池、虹吸濾池，新建網(wǎng)格絮凝池、斜管沉淀池、氣水反沖洗濾池，新建構筑物每期供水能力 3 萬 m3/d；改造供水能力 6 萬 m3/d送水泵房一座，使二、四水廠在市區(qū)形成供水環(huán)網(wǎng)；新建加壓站一座，泵站選定在襄隆路入口萬山加油站旁，占地 規(guī)模約 22 畝， 服務范圍包括襄南路沿線（衛(wèi)東、尹集）區(qū)域和襄隆路沿線（隆中）周邊區(qū)域及臥龍鎮(zhèn)。 管網(wǎng)改造的目標是：將市 區(qū)管網(wǎng)的水加壓后轉輸至隆中、尹集兩區(qū)域，西線及南線兩系統(tǒng)因泵揚程相差較大，擬采取獨立分區(qū)分壓供水。輸配水系統(tǒng)供水能力近期 萬 m3/d，遠期 萬 m3/d；改造檀溪路至加壓站進水輸水管道，通過加壓站向襄隆路沿線至隆中、臥龍區(qū)域（簡稱西線）及襄南路沿線至衛(wèi)東、尹集兩個區(qū)域（簡稱南線）供水，供水管線建設 公里，改造襄城西南區(qū)域供水管網(wǎng)。 工程內容 襄城西南區(qū)域供水工程主要工程內容包括： 對二水廠凈水工藝進行全面改造，將二水廠分區(qū)供水的模式改造為單一的市區(qū)供水，然后由加壓泵站將市區(qū) 管網(wǎng)水加壓轉輸至襄城西南用水區(qū)域； 新建西南區(qū)域供水加壓泵站； 檀溪路至加壓站輸水管道、加壓站至西線襄隆路沿線（隆中、臥龍鎮(zhèn)）、南線襄南路沿線（衛(wèi)東、尹集）輸配水管道的改造。 20 二水廠改造工程 二水廠現(xiàn)狀 二水廠始建于 1968年，主要供水區(qū)域為襄城老城區(qū)及襄城西南部衛(wèi)東、萬山等山區(qū)，設計供水能日為供水量 萬 m3/d，山區(qū)供水壓力在 ～，老城區(qū)供水壓力為 ～ ，兩套系統(tǒng)各自獨立。 二水廠凈水采用澄清池及虹吸濾池工藝，分兩組，每組 規(guī)模 m3/d， 有生產性各構筑物：澄清池、虹吸濾池、清水池各兩座，送水泵房一座，加氯間、加礬間各一座，排水泵房一座（位于廠外）。 由于二水廠建于特殊時期，上馬倉促，主體構筑物質量差，破損已很嚴重。公司近年來逐步對取水泵房、加氯間、加礬間及排水泵房進行了改擴建。二水廠總占地面積 公頃，生產性用地 公頃，其他為職工宿舍區(qū)，水廠西側緊鄰襄城古城墻，其余三邊為居民區(qū)，已無擴建用地，只能在現(xiàn)有場址上進行分期改造。 凈水廠改造的基本要求及設計原則 、供水能力，二水廠改造總 規(guī)模仍為 m3/d。 ，二水廠改造期間不能全面停產，必須維持 萬 m3/d 的供水能力，因此，只能分為兩組，先后拆除、新建。 。 ，選用的處理工藝綜合考慮技術先進、成熟、運行高效、穩(wěn)定可靠、維護管理方便、工程投資省、運行成本低等多種因素。 ，廠內設備盡可能選用質量好、性價比高、效率高的通用設備。 ，實現(xiàn)全自動控制，以提高供水的安全性，同時 減少工人的勞動強度。 21 、節(jié)約用地，擴大綠化面積， 同時 使工藝流程順暢、管道迂回少、水頭損失小。 工程建筑風格力求統(tǒng)一，簡潔明快，美觀大方，并與廠區(qū)周圍景觀相協(xié)調。 ，以最低的綜合費用達到要求的出水水質。應充分考慮下列主要因素： ：對原水的水質應作長期的觀察，如有條件應對平水期、豐水期和枯水期的水質要加以分析比較。 ：除必須符合國家現(xiàn)行的水質標準外，還應結合今后水 質可能的提高作出相應考慮。 ：隨著水質要求的提高，或者原水水質的變化，可能會對今后給水工藝提出新的要求，因此選擇的工藝要求對今后的發(fā)展具有較大的適應性。 ：要使工藝過程能達到預期的處理目標，操作管理人員具有十分重要的作用。同樣的處理設備由于操作人員的不同可能產生不同的效果。因此在工藝選擇時，應盡量選擇符合當?shù)亓晳T和使用要求的凈水工藝。 ：不同處理工藝對于占地或地基承載力等會有不同的要求，因此在工藝選擇時還應結合建設場地可能提供的條件進行綜合考慮 。 ：經濟條件是工藝選擇中的一個十分重要的因素。有些工藝雖然對提高水質具有較好的效果，但是由于投資較大或運行費用較高而難以被接受。 凈水構筑物的比較與選擇 22 本次改造工程需對現(xiàn)有反應、沉淀、過濾處理構筑物進行改造重建，吸水井、送水泵房進行改造換泵，清水池保留。改造工程場地狹小，且不能中斷生產運行，凈水工藝的選取，必須從二廠實際情況出發(fā)，選擇經濟、可靠、安全的工藝。 二水廠以漢江為水源，有多年的水質資料積累，原水水質良好，除汛期濁度較高外，其他時段濁度較低。根據(jù)二水廠及襄樊市各水廠多年來 的運行經驗，采用常規(guī)處理工藝。 混合是整個絮凝過程的重要環(huán)節(jié)，目的在于使投入水中的混凝劑能迅速而均勻地擴散于水體，使水中的膠體脫穩(wěn)，提高凝聚效果。 混合方式可分為水力混合和機械混合兩大類。水力有管道混合、管式靜態(tài)混合器混合、混合池混合等，機械混合有水泵混合、槳板式機械混合等。 機械混合設備由于有水下部件，機械混合效果好，且不受水量、水溫、濁度等因素的影響，能耗也較低，但需設混合池并增加機械設備，操維護工作量較大，維修麻煩，有時甚至要停水，影響生產，目前國內采用較少。 管式靜態(tài)混合器不須外加動力，具有 切割分流，反向分流，旋渦混流等三個作用，混合效率達 94％以上。管式靜態(tài)混合器具有混合效率高，效果好；構造簡單，維護工作量??；以及減少占地等優(yōu)點 ， 尤其是取樣方便，有利于自動化管理， 在國內水廠中被廣泛使用。 襄樊已建水廠采用管式靜態(tài)混合器，混合效果很好，因此本工程推薦采用管式靜態(tài)混合器。 絮凝在常規(guī)水處理工藝上占有很重要的地位，絮凝效果的好壞對最終出水水質影響很大。實現(xiàn)絮凝階段的高速、高效成為水處理界研究的熱點。水中的膠體顆粒脫穩(wěn)后，在絮凝設施中形成粗大密實且沉降性能良好的絮 23 體顆粒。為使微絮體良好 成長，絮凝設施要有良好的水力條件，操作運行合理直接影響到最終的出水水質。 機械絮凝 雖然 處理效果較好，能適應水量、水質、水溫的變化，能耗藥耗也較低，但由于國產機械設備加工、維護工作量大，機械設備故障率高，一般用戶維修能力有限，不能及時搶修，影響絮凝效果，而進口設備質量較優(yōu)，但價格較高，因此機械絮凝未能在我國普及。目前，國內常見的絮凝形式主要為水力絮凝。 水力絮凝工藝主要有以下種類： 孔室 工藝、隔板工藝、折板工藝、網(wǎng)格工藝及微渦流絮凝工藝。 傳統(tǒng)孔室、隔板絮凝形式效果較穩(wěn)定，而且構造簡單，施工方便，目前國內水廠中應 用較多。隔板絮凝池在流量變化不大情況下，絮凝效果有保證。隔板絮凝池優(yōu)點是構造簡單，管理方便。缺點是流量變化大時，絮凝效果不穩(wěn)定，其直線型的構造，水流條件不理想，能量消耗中的無效部分比較大，故需較長絮凝時間，池子容積較大。 折板絮凝池可以分為同波折板或異波折板。水流在同波折板之間曲折流動或在異波折板之間縮、放流動，形成眾多的小渦旋，提高了顆粒碰撞絮凝效果。在折板的每一個轉角處，兩折板之間的空間可以視為多格單元反應器串連，接近推流型反應器。與隔板絮凝池相比，水流條件改善。折板絮凝池 構造較復雜，水量的變化影響絮凝 效果，適合大型水廠。 網(wǎng)格絮凝池設計成多格豎流式。每格安裝若干層網(wǎng)格。各格之間的隔墻上、下交錯開孔。每格的網(wǎng)格數(shù)至出水端逐漸減少，一般分 3 段控制。前端為密網(wǎng)，中段為疏網(wǎng)，末端不安裝網(wǎng)格。當水流通過網(wǎng)格時，形成渦旋，造成顆粒碰撞。水流通過格間孔洞流速及過網(wǎng)流速逐漸減少。網(wǎng)格絮凝池所造成的水流紊動接近于局部各向同性紊流，各向同性紊流理論應用于網(wǎng)格絮凝池更為合適。網(wǎng)格具有結構簡單，節(jié)省材料，水頭損失?。?～）及絮凝效果較好等優(yōu)點，應用較廣泛。 24 二水廠的絮凝擬采用 網(wǎng)格絮凝池 。 沉淀或氣浮 的目的是去除懸浮物，使出水達到待濾水的水質要求。 平流沉淀池 平流沉淀池是全國大中型水廠應用最多的池型，構造簡單，處理效果好，礬耗低，對水量和水質變化的適應性好，運行管理方便。對大型工程而言，平流沉淀池的綜合造價較斜管池低，其缺點是其占地面積較大。 考慮用地較為緊張，因此本工程不予考慮。 斜管沉淀池 斜管沉淀池 沉淀效率高，池體小，土建造價低，占地少，對原水水質變化有一定適應性，主要不足是斜管耗用材料多，易老化，需定期更換，維護麻煩。 高效沉淀池 沉淀池在經歷了平流沉淀、斜管（板）沉淀池和機械加速（脈沖）澄清之 后，出現(xiàn)了一種新型的沉淀池 ── 高效沉淀池。 高效沉淀池是由法國得利滿公司研制的一種采用斜管沉淀及污泥循環(huán)方式的快速、高效的沉淀池。高效沉淀池由三個主要部分組成：一個 “ 反應池 ” 、一個 “ 預沉池 ── 濃縮池 ” 以及一個 “ 斜管分離池 ” 。在該池中進行物理 ── 化學反應，或在池中進行其他特殊沉淀反應。 高效沉淀池是集機械混合、機械絮凝、污泥濃縮、濃縮污泥回流、斜管分離于一體的高效沉淀池。它具備了斜管沉淀池、機械攪拌澄清池的優(yōu)點，處理效果好，表面負荷高，占地面積小 。 高效沉淀池 國內、外進口設備昂貴。 氣浮池 沉淀屬于重力沉降范疇 ，而氣浮則與之相反，氣浮工藝采用導入無數(shù) 25 微氣泡使其粘附于絮粒上，從而大幅度降低絮粒的整體密度，并借助氣體上升速度強行使其上浮，以此來實現(xiàn)固、液快速分離，在處理低濁高藻的原水時十分有效。 與沉淀相比氣浮具有以下特點： 對絮粒的大小及重度的要求比沉淀、澄清為低，一般情況下能節(jié)省混凝劑投加量及減少絮凝時間； 由于氣泡的粘附，使絮粒與水的比重差增大，可以縮短水與泥渣的分離時間，使單位池面的產水量提高，氣浮池的容積與占地可以減少； 無數(shù)微氣泡幾乎能網(wǎng)捕所有不同粒度的絮體雜質，因此可以避免沉淀、澄清常見的 “ 跑礬花 ” 現(xiàn)象 ，使出水水質有較大幅度的提高。 但氣浮池存在一定的缺點，主要有： 氣浮池表面的浮渣有礙觀感，甚至感覺上有臭味； 氣浮池排渣廢水進入水體后也會產生浮渣，且難以處理對環(huán)境造成很壞影響； 氣浮池產生微氣泡需要增加動力消耗，需另設泵房提供壓力水，不但投資增加，而且增加管理難度和運行成本。 因此本工程不考慮采用氣浮工藝。 通過上述比較，可以看出 高效沉淀池 處理效果最好，但其工程造價較貴，考慮到本工程的具體情況，從可靠性和節(jié)約工程投資考慮，采用 斜管沉淀池。 給水處理中的過濾一般是指通過過濾介質的表面或濾層截留水 體中懸浮固體和其他雜質的過程。對于大多數(shù)地面水處理來說，過濾是消毒工藝前的關鍵性處理手段，對保證出水水質具有重要的作用。 由于過濾流向、濾料材料和級配、閥門設置、配水系統(tǒng)型式以及沖洗 26 方式不同，濾池的形式多種多樣，其主要差別在于濾料和沖洗方式兩點。目前工程上采用較多的有虹吸濾池、雙閥濾池和氣水沖洗濾池 (V 型濾池 )等。 虹吸濾池不需大型閥門，不需另設沖洗設施，造價低，易操作，但由于沖洗強度不易控制，沖洗效果較差，導致出水水質不夠穩(wěn)定。今后國家對出廠水水質要求越來越高，從長遠發(fā)展來看不宜采用。 過去國內一般大、中 型水廠使用雙閥濾池的較多，近年來，氣水沖洗濾池日益受到自來水行業(yè)的青睞，已被廣泛采用，運行效果良好。我院曾在同等規(guī)模，同等單池面積下，對兩種形式的濾池進行過投資比較，在氣水沖洗濾池沖洗設備、閘門及自控系統(tǒng)按進口設備考慮，雙閥濾池全部采用國產設備的條件下，氣水沖洗濾池的造價約高出雙閥池 15％－ 30％。 雙閥濾池在國內雖有較多的應用，但其濾料級配一般為傳統(tǒng)的級配，其截污能力不如均粒濾料理想 ，由于 采用單層石英沙，總厚度 緊 為 800mm，進水濁度較高時，過濾效果不好， 因此一般出水濁度不及氣水沖洗濾池，而且雙閥濾池沖洗 強度大，耗水量大。 氣水沖洗濾池的主要特點是濾料的粒徑均勻，厚度大而粒徑粗，這樣具有較大的截污能力，以保證出水水質和延長沖洗周期。由于濾料的改變，相應要求沖洗方式的改變，采用的氣水反沖、微膨脹的沖洗，保證了濾料的截污得到充分清除。采用表面掃洗的形式可使沖洗水有效排除，另外過濾的恒水位以及沖洗過程的自動化更使濾池體現(xiàn)出先進水平。 過濾形式是保證水廠出水水質的重要工藝過程 ， 本工程推薦選用較先進，自動化程度高的氣水沖洗濾池。 方案一： m3/d+ m3/d 方案 根據(jù)廠區(qū)用地狹小的情況，該方案采用孔室反 應斜管沉淀池 +氣水反沖洗濾池工藝，對現(xiàn)有兩組構筑物輪流拆除重建，每次實施 萬 m3/d。該 27 方案每組新建構筑物有： 萬 m3/d 孔室反應斜管沉淀池一座，氣水反沖洗濾池一座。反沖洗泵必須設置在送水泵房內。 該方案見平面布置（一）及流程圖 (一 )。 方案二： m3/d 方案 該方案采用高效反應沉淀池 +氣水反沖洗濾池工藝，一次性完成 萬m3/d 規(guī)模的改造。該方案新建構筑物有： 萬 m3/d 高效反應沉淀池一座，氣水反沖洗濾池一座，反沖洗泵房及結合井各一座。 萬 m3/d 規(guī)模生產構筑物一次建成，需拆除現(xiàn)有 一組凈水構筑物和簡易宿舍一排、花壇一座。另一組現(xiàn)有構筑物施工期間正常運行，改造工程完工后，該組構筑物可永久拆除。 表 51 兩方案綜合技術經濟比較表 方案 項目 方案一