【導讀】某供水工程可行性研究報告。某市政設計研究院有限責任公司I

　　

【正文】 高，要求進水流道滿足一定的長度要求 ，流道分隔較多 ，能耗高 高 ，安裝檢修難度 較 大 高 投資 1128 萬元（一次性投資） 960 萬元（一次性投資） 節(jié)電 萬元 /年 某 供水工程可行性研究報告 某 市政設計研究院有限責任公司 34 引水輸水工程 從 取 水 水 源到凈水廠 引水輸水管線全長約 ，目前尚沒有建成的道路 ，故本工程 引 水輸水管擬 采用直線穿越大堤，沿農(nóng)田一次 敷設。 管材的選擇對供水質(zhì)量、工程造價和供水安全的影響很大，因此，合理的選 擇管材十分重要。下面就目前市場上通用的幾種管材的特點性能進行比較 。 （ 1）鋼管 屬于市場廣泛采用的輸水管材， 供水安全可靠性好， 強度較高，不易爆管， 且加工制作方便，可加快工程施工進度，尤其適合頂管工程，過河、過路等部位。缺點是需要做內(nèi) 外防腐處理 。 （ 2）球墨鑄鐵管 屬于近年較為常用的輸水管材。承受內(nèi)、外壓的能力較高，且管接頭采用柔性橡膠接口，施工方便。市場上成品管材較多，施工時不需另外做防腐處理。缺點是管接頭及管配件需向廠家購買，不便于現(xiàn)場施工方案調(diào)整。管道自重較大，遇到過河、過溝處仍需換成鋼管。運輸較困難， 管材價格高。 （ 3）預應力鋼筋砼管 屬于較為傳統(tǒng)的壓力輸水管材，使用安裝經(jīng)驗較多，不需內(nèi)外防腐，且價格較便宜，接口為柔性接口， 但 管道重量重， 運輸施工困難，且易爆管。 （ 4） HOBAS 管 （玻璃鋼夾砂管） 屬于近幾年來的新型管材，耐腐蝕，重量輕，內(nèi)壁光滑，摩阻系某 供水工程可行性研究報告 某 市政設計研究院有限責任公司 35 數(shù)較小，在同等水量和揚程下，管徑可適當減小一級。施工方便，便于搶工期。缺點是對敷設要求較高，要求回填土的密度達 90％以上，故使用場合受限制。 綜合 以上 管材性能 的比較，考慮到 本工程取水規(guī)模較大，且一次性施工，安全可靠性要求高， 同時工期要求 緊 ， 本次管材擬采用 鋼管、球墨鑄鐵管、預應力砼管進行比選。其技術(shù)經(jīng)濟比較詳見表 四種管材的經(jīng)濟特性表 表 注：表中綜合造價均按 DN1800 管徑計算。水力坡降均按 10 萬m3/d 規(guī)模核算，并考慮了局部阻力系數(shù)。當管徑增大，綜合造價也相應提高。 通過以上技術(shù)經(jīng)濟的綜合比較，工程綜合造價球墨鑄鐵管最高，預應力鋼筋砼管最 便宜， HOBAS 管 和鋼管位居中間。由于本工程對于化工園區(qū)供水有著極其重要的意義，供水安全問題尤為重要，結(jié)合技術(shù)性能、價格、施工管理經(jīng)驗等多方考慮，本工程引水輸水管線推薦采用鋼管。 本工程取水量總規(guī)模 60 萬 m3/d。為保證供水可靠性和不間斷性，取水頭部和引水管一次建成。選用兩根 DN1800 鋼管，壁厚為 18mm。 管材 項目 鋼管 球墨鑄鐵管 HOBAS 管 預應力鋼筋砼管 綜合造價 元 /m 9400 9600 8200 6400 摩阻系數(shù) i=? i=? i=? i=? 某 供水工程可行性研究報告 某 市政設計研究院有限責任公司 36 沉管段 50m，頂管段 1650m。 凈水廠工程 凈水工藝流程選擇 長江水量充沛，自凈能力強。水質(zhì)符合地面水環(huán)境標準 Ⅱ 類標準。根據(jù) 某 提供的水口源水水質(zhì)資料 ，濁度： 20～ 800mg/L， PH： 6～ 9，色度： 5 度，水溫： 24℃ ， COD： ，臭和味： 0 級。 化工園區(qū)預測的供水對象，與建設方和有關部門共同研究，確定本次工程出水水質(zhì) 達到國標 GB5749－ 85 有關水質(zhì)標準（除細菌學指標外） 。 （ 1） 根據(jù)長江的原水特征，其有機污染較低，為降低投資，本方案不考慮深度處理，僅考慮常規(guī)處理工藝流程。 （ 2） 凈水工藝選擇中，除了從衛(wèi)生角度考慮外，主要對象為去除水中懸浮物（濁度）。 （ 3） 根據(jù)懸浮物的含量，采用常規(guī)的絮凝－沉淀－過 濾工藝可以滿足處理的要求；當懸浮物含量過高時可采用添加助凝劑和加強排泥措施解決。 （ 4） 為了使出水水質(zhì)符合國家標準，對各處理階段要求的控制濁度值為：沉淀水﹤ 7NTU，過濾水（出廠水） ≦ 1NTU。 （ 5） 考慮到國家對環(huán)境保護要求的日益提高，水廠的排泥廢水擬通過濃縮、脫水進行污泥處理。 （ 6） 根據(jù)水質(zhì)情況及當?shù)刎浽辞闆r，混凝劑以液體 堿式氯化鋁為主。 某 供水工程可行性研究報告 某 市政設計研究院有限責任公司 37 （ 7）考慮到化工園區(qū)供水對象目前的不確定性，與有關方面進一步溝通，確定本次工藝流程為生活給水處理工藝除去消毒工藝環(huán)節(jié)。 凈水工藝方案的擬定應針 對長江黃天蕩的原水水質(zhì)特點，以最低的基建投資和經(jīng)常運行費用達到要求的出水水質(zhì)。為此應充分考慮下列主要因素： （ 1）常規(guī)水處理工藝 所謂“常規(guī)水處理”包含有兩層含義：其一是指被處理原水在水溫、濁度、含砂量以及污染物含量方面均在常見值范圍以內(nèi)；另一層含義是指所采用的處理工藝僅限于混凝、沉淀（氣浮）、過濾和消毒。 因此，常規(guī)水處理工藝系指對一般濁度的原水采用混凝、沉淀（或氣?。⑦^濾、消毒的凈水過程，以去除濁度、色度、細菌和病毒為主的處理工藝。盡管常規(guī)水處理工藝有其一定的局限性，但仍是給水處理中最常用和最基本的處 理方法。 為了改善濾池過濾性能，可根據(jù)原水情況考慮投加助濾劑，以提高去除率，降低出水濁度，但運行周期則相應縮短。若出水水質(zhì)不能滿足水質(zhì)穩(wěn)定要求時，還應投加水質(zhì)穩(wěn)定劑，以使出水水質(zhì)達到穩(wěn)定要求。 （ 2）強化常規(guī)水處理 常規(guī)水處理工藝的主要目的是去除水中濁度、色度和致病微生物。實踐表明，隨著濁度的降低，原水中的有機物也可得到一定程度的去除。盡管由于原水水質(zhì)的不同，對有機物的去除效果也會有一定差異，但一般均可達到 20%左右。 強化常規(guī)水處理工藝就是在基本維持原有常規(guī)處理構(gòu)筑物不變某 供水工程可行性研究報告 某 市政設計研究院有限責任公司 38 的情況下，通過強化混凝和強化過濾等 措施，在除濁的同時增加對有機物等的去除。 與臭氧──活性炭以及生物預處理工藝相比，強化常規(guī)水處理工藝具有投資省、流程簡單、構(gòu)筑物少、占地少以及經(jīng)常運行費用低等優(yōu)點，更適合對原有系統(tǒng)的改造，但其去除有機物的效果相對較差。 （ 3）低溫低濁水處理工藝 在氣候寒冷地區(qū)，冬季地表水水溫降到 0～ 3℃，濁度降到 10～20NTU 左右，這種低溫低濁度水很難處理，如仍用常規(guī)給水處理工藝，即使加大投藥量，也難以達到飲用水水質(zhì)標準。我國南方地區(qū)冬季也存在相對的低溫低濁問題。 城市水廠水處理主要通過下 述工序來實現(xiàn)：混凝、絮凝、沉淀和過濾。為了取得良好的凈水效果，各個處理工藝都應保證應有的條件或工藝參數(shù)。低溫季節(jié)時，水質(zhì)條件與夏秋季節(jié)相比有較大的變化，水溫低到 0～ 3℃，濁度低到 10～ 30NTU，堿度高， pH 值低，色度高約 15～ 20 度，以致難以保證處理效果。為此，在探討低溫季節(jié)水質(zhì)難以處理的原因時，首先應了解低溫季節(jié)水質(zhì)的某些特點。在水處理過程中，當向水中投加凝聚劑后，凝聚與絮凝作用非常緩慢，形成的絮體細小、輕松，不易下沉，使絮凝沉淀和過濾效果很差，濾后水濁度一般在 7～ 10NTU 以上，有的竟高達 20NTU。 經(jīng)理論分析，低溫低濁度水難以處理的原因是多方面的，但水溫低的影響是主要的因素。試驗表明，水溫每升高 10℃，絮凝速率要增高 2 倍，在冬季水溫低至 0～ 2℃時，凝聚與絮凝效果很差。在絮凝沉淀過程中，顆粒細小的懸浮物和膠體雜質(zhì)卻在水中長期處于分散懸浮狀態(tài)，具有“膠體穩(wěn)定性”。這主要是由于微粒的布朗運動、膠體顆粒間的靜電斥力某 供水工程可行性研究報告 某 市政設計研究院有限責任公司 39 和膠體顆粒表面的水化作用所造成的，因而水中膠體微粒能否相互接近直至結(jié)合成絮體，主要取決于動力、斥力和引力這三種力的綜合作用，其中布朗運動的動能主要同水溫有關，靜電斥力和范德華引力的勢能卻與微粒間距成 反比關系，所以從混凝沉淀理論上看，水溫低對絮凝沉淀的影響是很大的，是主要的因素。 此外，水溫對凝聚劑的水解反應也有明顯的影響，水溫低對無機鹽類凝聚劑（鋁、鐵鹽）的水解速度極為緩慢，再加上水溫低時，水的粘度大，也會增加水流剪力，不利于微粒碰撞、凝聚和絮體成長，從而減慢了沉淀速度?；谏鲜龇治觯鉀Q低溫、低濁度水處理的技術(shù)難題，就應從改變凝聚劑的性質(zhì)、促進絮體形成、提高濁度促進泥渣吸附等方面著手，提高混凝沉淀效果，才能從根本上解決問題。 從上節(jié)分析可知：低溫季節(jié)時 3 個處理過程都受影響。 但其中主要矛盾是絮凝過程效果不佳。在絮凝過程中，最終未能生成較大的絮體，低濁度的因素起重要影響。問題應從兩方面解決。 一是加強混凝過程，促使水中微粒逐漸生成粗大的絮體以便為后續(xù)的沉淀、過濾創(chuàng)造良好條件。為此，應選擇合適的構(gòu)筑物，投藥除投加凝聚劑外，還應投加某些輔助藥劑以改善絮凝效果，這類藥劑稱為助凝劑。常用的助凝劑有活化硅酸、聚丙烯酰胺等。使用時，各有一定的工藝要求，并且與原水水質(zhì)有密切關系，必須因地制宜，通過實踐確定投加率和投加點。 二是利用泥渣的剩余活性，相當于增加了水中顆粒的數(shù)目，故可保證有較充分的碰 撞機會，消除低濁度引起的不足。在這方面具體措施有兩個，一個是將過濾反沖洗廢水回流到混合池內(nèi)與原水混合，另一個是將沉淀（或澄清池）泥渣回流到絮凝池內(nèi)。 某 供水工程可行性研究報告 某 市政設計研究院有限責任公司 40 這兩種方法有一個共同點，即都是設法將水中微粒變成大顆?；蛭接诖箢w粒上以便截留分離。 、高效的絮凝方法 絮凝效果對低溫低濁水處理尤為重要，以往的絮凝池，如隔板絮凝池、穿孔旋流絮凝池、折板絮凝池等，在處理低溫低濁水中不夠理想。 我國近年來應用紊流理論發(fā)展起來的新池型－－網(wǎng)格絮凝池，已在很多工程中得到應用，尤其在低溫低濁水處理中，它能形成良好絮凝條件， 可降低凝聚劑用量，縮短絮凝時間，較好地克服和緩和低溫低濁對水處理效果的影響，受到人們的關注。 （ 4）浮沉法 氣浮凈水技術(shù)在我國已推廣使用近 20 年。這種方法處理低溫低濁水雖然效果良好，但當原水濁度達 100NTU 以上時，效果甚差，不能適應全年水質(zhì)變化。采用浮沉池可以解決這一難題。 浮沉池并不是氣浮與沉淀兩種工藝的前后串聯(lián)，而是在斜板（管）沉淀池的基礎上，安裝了氣浮設備，成為兼有氣浮池和沉淀池兩種作用的池型。根據(jù)冬、夏季不同原水水質(zhì)的混凝和絮體分離特性，靈活運用與當時水質(zhì)相適應的可變的處理工藝。即當?shù)蜏氐蜐峄蛟孱?大量繁殖季節(jié)，絮體顆粒不容易下沉，浮沉池以氣浮方式運行；當夏季原水水溫和濁度升高時，則改為沉淀方式運行。充分發(fā)揮了氣浮與沉淀兩種工藝的優(yōu)勢，提高了固液分離的速度和質(zhì)量。 （ 5）生物預處理 生物預處理是微污染原水的可行處理方案之一。以微污染原水與廢水相比，盡管污染物的種類和濃度有所不同，但水的生物可處理性是相接近的，所以廢水生物處理中的生物膜法，如生物濾池、生物轉(zhuǎn)某 供水工程可行性研究報告 某 市政設計研究院有限責任公司 41 盤、生物接觸氧化池和生物流化床等，均可用來處理微污染原水，但因原水中的基質(zhì)濃度比廢水中為低，兩者的設計和運行參數(shù)應有差別。 常規(guī)水處理工藝雖在保證飲 用水水質(zhì)方面起著重要作用，但并不能去除水源水中的天然有機物和微量有機污染物。而生物預處理可以去除常規(guī)處理時不易去除的污染物，如氨氮、合成有機物和溶解性可生物降解有機物等。不過，常規(guī)處理工藝不管有無生物預處理，并不能改變水源水的致突變性，處理前后水的致突變性沒有明顯的差別。近年來，在常規(guī)處理之前設置生物預處理池的工藝，已在個別水廠中采用。 生物預處理去除微污染技術(shù)，在國內(nèi)有代表性的處理構(gòu)筑物有生物接觸氧化池和淹沒式顆粒填料生物接觸氧化池（簡稱生物陶粒濾池）兩類。 （ 6）深度處理 深度處理，也稱后處理，主要有臭 氧、活性炭、膜處理等。 水源受到污染的水廠，其處理方法世界各國較多采用氧化和吸附工藝，主要是應用臭氧和活性炭，以彌補常規(guī)處理的不足，使多種多樣的污染物，尤其是有機污染物得以去除。應用活性炭吸附，方法是在濾池內(nèi)同時放入石英砂和顆?；钚蕴?，組成雙層濾料濾池；也有濾池之后設置活性炭吸附池，通常采用后一種方式。 而通過膜處理的水可以較完全地去除微污染物，包括有機污染物和消毒副產(chǎn)物，改善了色度、濁度、臭味和微生物等多項指標。 某 供水