【正文】 設(shè)要結(jié)合遠(yuǎn)期的用水量，在 初期 時，管道流速偏低 供水加壓 不需要 需設(shè)供水加壓泵站 尾水排放 近期可就近排放至豐徐運河，遠(yuǎn)期需處理 近期可 就近排放 至 大沙河，遠(yuǎn)期需處理 占地、拆遷 用地與規(guī)劃一至 需要變更 用地規(guī)劃 運行管理 水廠與取水泵站分開建設(shè)，管理人員略多，管理 稍 不便 水廠、取水泵站可以合建， 集中管理，管理成本 較 低 從以上方案分析可以得出，第一方案 地面 水廠離配水區(qū)域較近，配水壓力較低， 原水輸送管 道 規(guī)模比 方案二 清水輸送管 道的 規(guī)模小 ；第二方案 地面 水廠位于 水庫岸 邊，取水方便，可以避免原水管的水力損失， 但 水廠離配水區(qū)域的較遠(yuǎn)， 需要增加一級供水加壓，能耗增多。另外， 方案一可以充分利用原有的供水管道，近期投入的資金少，而方案二 清水輸送管道 的敷設(shè)要結(jié)合 遠(yuǎn)期的用水量，在水量還未達到遠(yuǎn)期用水量時，管道流速偏低 ，投入的資金 較 大 。 綜合以上比較，本報告 推薦方案一的水廠選址，即 將 水廠設(shè)在縣城 開發(fā)區(qū)南端。 . 取水工程 . 取水頭部比選 1） 取水頭部 位置比選 方案一：取水頭部 設(shè)在 大沙河水庫 草廟涵洞處，大沙河西堤與截滲溝之間。大沙河水庫水通過草廟涵洞進入，并在出口處建一蓄水池，在蓄水池中安裝取水頭部。 工程方案論證 28 根據(jù)業(yè)主提供的大沙河水庫斷面圖可知，地面標(biāo)高為 ，截滲溝底標(biāo)高為 ，水庫中泓底標(biāo)高為 ，而水庫 97％保證率枯水位為 ，所以要想在 大沙河西堤與截滲溝 之間建 取水頭部則需在大堤西側(cè)建一蓄水池，并 與水庫聯(lián)通，保證取水頭部能夠安全取水。 這樣做主要優(yōu)缺點如下： 主要優(yōu)點：無需開挖大堤 ； 無需再建吸水井； 施工相對容易； 取水口位置審批方便。 主要缺點：需要建一蓄水池；由于草廟涵洞起著灌溉的 作用，這樣就需要新建一閘門與原來 的 灌溉 渠道相聯(lián)；此外，蓄水池 截斷了 原 截滲溝，使兩側(cè)的水系不能 正常 溝通 ；由于水源水對 水質(zhì) 的要求較高，就需要在蓄水池周圍做好防滲工作； 蓄水池調(diào)節(jié)容量有限 ，一旦污染將很難補救，這勢必會為以后的管理運行帶來一系列的問題；此外如果泥沙含量較高將會造成淤積，為日后 清淤 帶來困難。 方案二：取水 口 設(shè)在大沙河水庫華山閘南 1km 左右處，頭部 建在大沙河水庫的中泓，通過頂管施工在大堤下面敷設(shè)兩根管道，水由管道自流進入水泵吸水井，這種方法的主要優(yōu)缺點如下： 主要優(yōu)點：無需開挖大堤 ； 取水相對安全 ； 運行管理方便 ； 占地少，投資少。 主要缺點：需要經(jīng)過上級主管部門的審批；對頂管施工精度要求較高，還有一定的水下工程量，施工難度相對較高；需要了解庫底泥沙變化情況合理選擇取水口的位置，防止取水口被阻塞 。 從 取水 安全、 可靠的角度，本工程推薦采用方案二。 2）取水頭部形式比選 根據(jù)當(dāng)?shù)厮畮?水文特性和河 床的情況，擬選擇兩種取水頭部形式，即箱式和管式。這兩種形式各有利弊，前者取水安全性好，后者工程投資相對較低。考慮到 該 水庫岸線穩(wěn)定、水下地形坡度較緩，而且 取水頭部標(biāo)志明顯，檢修 應(yīng) 比較方便，投資也 應(yīng) 較省，擬采用管式取水頭部。 因水深較淺，采用水平式管式取水頭部。 . 取水泵站比選 1）取水泵房形式的比較 有 分建式和合建式兩種方式。 分建式即吸水井與泵房布置分開建設(shè)，如果采用臥式泵，則泵房可充分利用泵的吸水高程來提高泵房的底板標(biāo)高，這樣泵房可采用大開挖施工，吸水井采用沉井施工。缺 點是構(gòu)筑物總面積大，施工難度較大，維護管 理及運行安全性較差。 合建式即吸水井與泵房合二為一，其優(yōu)點是二個構(gòu)筑物合為一個構(gòu)筑物，水泵吸水管短，安裝管理也方便。缺點是單體建筑面積較大，泵房較深，一般需采用沉井施工。如果選用潛水泵，吸水井與泵房是真正的合二而一，不用另設(shè)泵房，可解決構(gòu)筑物面積大的問題。 本設(shè)計推薦 分 建式方案。 2）水泵泵型比較 根據(jù)本工程的水源和渾水輸水距離的情況，可考慮選擇臥式離心泵及潛水泵。 兩種方案的技術(shù)比較如下： 表 方案 特點 臥式離心泵 方案 潛水泵方案 優(yōu) 點 ，具有成熟的運行檢修經(jīng)驗。 。 、能滿足不同工況需要 ，可靠。 ，占地面積小，地下深度淺，土建費用低。 。 潛水泵的能力。 大型潛水泵需進口。 缺 點 ，占地面積大。 ，土建費用高。 、出水管路布置復(fù)雜。 1．進口大型潛水泵價格相對較高。 ，需送廠家維修。 綜合比較以 上各因素， 臥式離心 泵具有 運行安全可靠、維修方便 等優(yōu)點 ，此外 ， 還可以充分利用水泵的 最大吸上真空高度，來減少泵房深度， 從而減少工程造價， 因此本設(shè)計推薦采用 臥式離心泵 方案。 . 原水 輸水工程 . 原水 輸水方式比選 原水輸送考慮兩種輸水方式：河道輸水和管道輸水。 方案一： 河道輸水： 大沙河水庫至地面水廠之間有 一條 豐徐運河 。 將豐徐運河修整后可用做原水輸水河道。 大沙河水經(jīng)取水泵站提升后，流入豐徐運河，沿河流 送 至地面工程方案論證 30 水廠，再經(jīng)泵站提升進入水廠處理。 方案二： 管道輸水：在大沙河水庫和水廠間敷設(shè)兩條原水輸水管。大沙河水經(jīng)取水泵站提升后 ，通過管道輸送直接進入水廠處理。 河道輸水方案對于輸水段投資較省，僅需將豐徐運河修整即可，但卻需要 在進入地面水廠前 增加一座原水泵站，增加了日后運行成本。 河道輸水、蒸發(fā)、漏失量很大，將使取水成本增加。 同時，原水是在河道內(nèi)輸送的，沿途經(jīng)過五個村莊和農(nóng)田，存在被沿途取用和污染的可能。 管道輸水方案管道投資較高。但能保證供水的安全可靠性。同時，原水僅需一次提升， 沿途漏失較少， 運行與管理成本也較低。 經(jīng)過以上比較，管道輸水方案優(yōu)點突出，本報告建議采用管道輸水。 . 原水 輸水管道工程 線路 比選 大沙河水庫到縣城地面水廠敷設(shè)管 道走向有兩個方案可選：方案一，管道沿豐徐公路 路邊 敷設(shè)；方案二，管道沿豐徐運河 堤岸外側(cè) 敷設(shè)。 方案一，沿豐徐公路敷設(shè) 管道 方案二，沿豐徐運河敷設(shè) 管道 管道長度 約 約 復(fù)雜程度 沿路障礙較少，工程 較簡單 沿河種 植樹木 較多， 需挖樹及 開挖農(nóng)田 ，需農(nóng)業(yè)賠償。 施工方便 交通方便、施工簡單 、工期短 需修 建 工作便道 ，工期長 工程造價 略低 略高 維護管理 方便 巡視檢修 不便 巡視檢修 城市水廠對于城市正常運轉(zhuǎn)有著重要影響，因此原水輸水的安全性尤為重要。 通過以上比較，沿 豐徐公 路敷設(shè) 原水 輸水管道 具有工期短、維護管理方便等優(yōu)點 ，更易保證供水安全，因此本報告推薦采用方案一，原水管道沿豐徐公路敷設(shè) 。 . 原水輸水管材比選 目前常用的 輸水管材 主要 有鋼管、球墨鑄鐵管、玻璃鋼夾砂管、預(yù)應(yīng)力砼管、鋼套筒砼管等， 現(xiàn)就各種管材的優(yōu)缺點 比較如下： 各種管材綜合比較表 表 管材 優(yōu)點 缺點 鋼管 (SP) 供水安全可靠、加工方便、不易爆管 價格較高、防腐處理復(fù)雜 預(yù)應(yīng)力砼管(PCP) 價格低、不需防腐 較易損壞漏水、 安全性能差、自重大、阻力系數(shù)大 鋼套筒砼管(PCCP) 安全性能好、價格較低、不需防腐 自重大、對基礎(chǔ)要求高、阻力系數(shù)大 玻璃鋼夾砂管(RPMP) 阻力系數(shù)小、耐溫性能略好、無需防腐、自重輕 剛度較低、抗老化性能較差、內(nèi)層涂料容易脫落 聚乙烯管 (PE) 口徑小、阻力系數(shù)小、無需防腐、自重輕 剛度較低、耐溫性抗老化性能較差、對抗浮要求高、無大管徑管材 球墨鑄鐵管(DIP) 強度高、韌性好、 耐腐蝕、抗氧化、耐高壓、安裝方便 價格偏高、自重較大 結(jié)合安全問題、水力特性、施工安裝、工程造價以及 本工程 渾水管長度較長（約）等因 素綜合考慮，本報告推薦渾水輸水管 主要 采用玻璃鋼夾砂管 。 . 凈水廠工程 . 凈化工藝流程的選擇 凈水處理工藝的主要任務(wù)是降低濁度及殺死細(xì)菌。針對水處理的需要，凈水工藝采用既先進適用，又經(jīng)濟合理的形式，并力求運行管理方便，安全可靠。 根據(jù)原水水質(zhì)和省內(nèi)其他水廠的凈水工藝，以及我院多年來對水廠的設(shè)計經(jīng)驗，確認(rèn)大沙河原水經(jīng)過常規(guī)水處理工藝后，可以達到國家規(guī)定的生活飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn) 凈水廠擬采用常規(guī)混凝沉淀及過濾處理工藝，流程如下： 工程方案論證 32 圖 凈水處理工藝 流程圖 . 凈 水方案 選型 一． 混合 混合是使投加的混凝劑迅速擴散于水體并使膠體脫穩(wěn)的重要措施，良好的混合對降低藥耗、提高絮凝效果有很大作用。 混合方式基本分為機械和水力兩大類。前者如水泵混合和漿板式機械混合；后者如管道混合、管式靜態(tài)混合器和管式噴射式混合。 機械混合具有混合效果好、適應(yīng)能力強、水力損失小等優(yōu)點，但需建混合池并增加機械設(shè)備，管理維護較復(fù)雜。 管道混合不需專門設(shè)備，一次投資及運行費用最省，但管道混合藥劑不易分布均勻，混合效果較差，且流量變化時，混合效果差異較大；管式噴射式混合器構(gòu)造簡單，不須 外加動力，混 合效果好，檢修比較方便，但噴口容易堵塞；管式靜態(tài)混合器 設(shè)備簡單，占地少，不須外加動力，具有切割分流、反向回流以及漩渦混流等三個作用，混合效率達 94％以上，已在很多工程中采用，效果顯著，不過水頭損失 較 大。 本設(shè)計認(rèn)為管式靜態(tài)混合器不占地、造價低，在同類水廠中已廣泛采用，效果良好，故推薦采用。 二． 絮凝 絮凝是使混合后的原水在水流的作用下使微絮粒相互接觸碰撞，以形成更大絮粒的過程， 目前，國內(nèi)外常見的絮凝形式主要為機械絮凝和水力絮凝。 機械絮凝處理效果較好，能適應(yīng)水量、水質(zhì)的變化，能耗也較低。其缺點是機械設(shè)備維修養(yǎng)護 量大，造價較高。大型設(shè)備數(shù)量多，維護工作繁重 ， 當(dāng)設(shè)備發(fā)生故障時若不能及時搶修，將影響絮凝效果。這也是機械絮凝未能在我國普及的主要原因。 水力絮凝傳統(tǒng)的形式折板、網(wǎng)格 （柵條） 和近年出現(xiàn)的微渦流絮凝技術(shù)等。 現(xiàn)就各種絮凝形式的優(yōu)缺點比較如下： 1）網(wǎng)格（柵條）：網(wǎng)格絮凝 池 是應(yīng)用紊流理論，當(dāng)水流通過網(wǎng)格（柵條）的孔隙時，水流收縮，過網(wǎng)孔后水流擴大，從而形成良好的絮凝 條件 的絮凝方式 。 網(wǎng)格絮凝池具有絮凝時間短，效果佳，構(gòu)造簡單，安裝方便的特點，并且對水量變化具有一定的適應(yīng) 性。缺點是絮凝池結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜，施工難度大。 2)折板：折板絮凝池是利用在池中加設(shè) 一些擾流單元以達到絮凝所要求的紊流狀態(tài)，使能量損失得到充分利用，從而達到一定的絮凝效果的絮凝方式，折板絮凝池具有絮凝時間短，絮凝效果好的特點，且對水量變化具有一定的適應(yīng)性。 缺點是折板構(gòu)造較復(fù)雜。 3)微渦流： 水的渦旋流動增加流速梯度和紊動程度，促進水中膠體擴散與絮體碰撞，提高絮凝效率。渦流尺寸越小，越接近絮體尺寸（ mm級），效果越顯著。第一代機械攪拌和隔板等絮凝池為大渦流（米級），第二代穿孔旋流、折板和波紋板等絮凝池為小渦流（分米級），第三代網(wǎng)格絮凝池為微渦流（厘米級）。而專 利產(chǎn)品微渦流絮凝器產(chǎn)生的微渦流的數(shù)量和效果要更優(yōu)于網(wǎng)格絮凝池。 微渦流絮凝器為空心殼體結(jié)構(gòu)，表面開有小孔，當(dāng)水流以適當(dāng)流速流過小孔時，在殼體內(nèi)外產(chǎn)生大量微小渦流，根據(jù)現(xiàn)代混凝理論，微渦流有利于水中細(xì)小顆粒的遷移與碰撞絮凝，提高反應(yīng)效率。 與孔室旋流、柵條、折板和網(wǎng)格這幾種傳統(tǒng)形式絮凝相比較，微渦流絮凝具有它的優(yōu)點： 工程方案論證 34 a. 絮凝反應(yīng)效率較高； b. 由于微渦流絮凝器內(nèi)部的接觸絮凝作用，形成了立體的接觸絮凝區(qū)，使絮體質(zhì)量得到改善，沉淀效率提高； c. 由于絮凝器內(nèi)部積累的大量活性絮體的緩沖作用，使凈水系統(tǒng)抗沖擊負(fù)荷能力大大增強， 低溫低濁水處理的難題也基本得到解決； d. 采用微渦流絮凝的池體簡單，絮凝器采用 ABS 塑料制造，類似污水處理中的填料，施工安裝簡單，可縮短工期； e. 由于絮凝器內(nèi)含大量活性泥渣，不會因排泥而走失，所以對排泥操作的要求降低，短時間停產(chǎn)也不必?fù)?dān)心泥渣沉結(jié)，恢復(fù)生產(chǎn)后立即啟動使用即可達到水質(zhì)要求； 采用微渦流絮凝技術(shù)后，相對傳統(tǒng)絮凝，絮凝劑與自用水量消耗大大降低，微渦流絮凝器更可以長期使用不必定期更換。 本工程水源為水庫水， 由于水庫內(nèi)水體流速極為緩慢，自然沉淀作用明顯，水體濁度較低，濁度組成多為不易沉淀組分，因此 絮凝方式的 選擇至關(guān)重要，本報告 暫按折板絮凝池設(shè)計， 建議在下一步工作 中再做詳細(xì)比較 。 三． 沉淀 沉淀池型式的選擇應(yīng)根據(jù)源水水質(zhì)、水量、水廠平面和高程布置要求，并結(jié)合絮凝池型式等因素確定。 目前國內(nèi)大中型水廠采用最多的是斜管沉淀池 和 平流沉淀池。 斜管沉淀池的主要優(yōu)點是沉淀效率高