【導讀】濟南市工程咨詢院I. 農(nóng)村居民安全飲用水工程

　　

【正文】 地層。 根據(jù)地下水的埋藏條件及含水層的巖性特征，該地區(qū)的地下水可分為淺層松散巖類孔隙水、深層碳酸巖類巖溶水。 淺層孔隙 水一般埋藏在 140 米以淺，含水層巖性以粉細沙、中細沙為主，富水性一般。主要的補給方式是大氣降水以及黃河側(cè)向滲流，主要的排泄方式是人工開采。據(jù)調(diào)查， XXXXXXXX 縣目前農(nóng)田灌溉、生活用水及部分工業(yè)用水，主要取用淺層孔隙水。 深層巖溶水主要分布在 XXXXXXXX 斷層以南，埋深在 310—— 330 米，隱伏在松散層之下。奧陶系灰?guī)r裂隙、巖溶發(fā)育，連通性好，富水性中等到強。單位涌水量 223—— 1633 米 3/日，水化學類型為 HCO3—— Ca Mg 型，礦化度 克 /升，可溶性固體總量 386 毫克 /升，水質(zhì)良好。 深層巖 溶水的補給來源主要是東南部山區(qū)的側(cè)向徑流補給，由東南向西北徑流，遇XXXXXXXX 斷層阻隔而轉(zhuǎn)向東北緩慢 徑流 。對 XXXXXXXX 來說，深層巖溶水屬于客水資源，當 XXXXXXXX 沒有開采或開采量較小時，深層巖溶水會流向下游而出境，當?shù)厮Y源利用率不高。 淺層孔隙水和深層巖溶水兩個含水層組中間發(fā)育有幾層總厚度 150 米左右的半固結(jié)粘水層，為不透水層，它阻隔了深層水與淺層水的水力聯(lián)系，從理論來說開采深層水對淺層水沒有影響。 濟南市工程咨詢院 16 水質(zhì)要求應(yīng)符合《 生活飲用水衛(wèi)生標準 》 GB57492020 要求。 綜上所述，區(qū)內(nèi)地下水主要為 淺層孔隙水和深層巖溶水。 XXXXXXXX 縣自來水公司第二水廠水源地是以深層巖溶水為開采目的層，與淺層孔隙水無水力聯(lián)系。 水源地保護平面圖 見附圖 3。 廠址選擇 本項目按下列原則選擇廠址： （ 1）交通運輸、水、電、通信等基礎(chǔ)設(shè)施完善； （ 2）符合 XXXXXXXX 市 XXXXXXXX 總體規(guī)劃布局； （ 3）非居民密集居住區(qū)； （ 4）為今后發(fā)展擴建留有空間。 本項目為 XXXXXXXXXXXXXXXX 農(nóng)村居民安全飲用水工程 。通過以上分析，工廠將廠址定在 XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX 城區(qū)、 XXXXXXXX 遼河路10 號 , 選擇該地域建設(shè)水廠，距離原水廠和蔣官屯距離適中，能提高綜合供水能力，運行管理更為方便。廠區(qū)的周圍社會環(huán)境為工廠的發(fā)展可以提供良好的條件。具體位置詳見附圖 1：廠區(qū)及管網(wǎng)鋪設(shè)地理位置 圖 。 濟南市工程咨詢院 17 5 廠區(qū)工程建設(shè)方案 廠區(qū)工程簡介 是在現(xiàn)有水廠的基礎(chǔ)上，對水廠進行擴建和改造，更新現(xiàn)有的消毒設(shè)備和化驗室設(shè)備，通過改造，將現(xiàn)有 3 萬噸 /日供水能力提高到 6 萬噸 /日，新增 3 萬噸 /日，力爭實現(xiàn)出廠水自檢，檢測能力達到專業(yè)檢測機構(gòu)標準，其中增加水水源為XXXXXXXX 自來水公司第二水廠。 水處 理工藝流程圖 水源水需要經(jīng)過一定的處理工藝，才能變成可飲用的自來水。目前XXXXXXXXXXXXXXXX 恒潤有限責任公司采用的工藝流程大致如下： 1）合適的水源水。 2）用管道輸送至一級泵房（取水泵房）并在一級泵房前加氯以殺滅藻類、植物其他生物。 3）通過一級泵房將水送至廠內(nèi)處理系統(tǒng)中。經(jīng)過混合反應(yīng)、沉淀、過濾、消毒等處理工藝，每一工藝配以相應(yīng)的構(gòu)筑物（如沉淀池、濾池、清水池等）。 4）濾后消毒（加 二氧化 氯），投加了消毒劑的水經(jīng)清水池。 5）經(jīng)過二級泵房（輸水泵房）加壓輸送到城市管網(wǎng)中，供生活飲用和生產(chǎn)使用 。 工藝流程示意圖見圖 51。廠區(qū)平面布置圖見附圖 2：廠區(qū)平面圖。 水源水 一級泵房 混合反應(yīng)池 沉淀池濾池加氯間清水池加二氧化氯二級泵房城市管網(wǎng) 圖 51 工藝流程示意圖 濟南市工程咨詢院 18 廠區(qū)擴建工程 擬上設(shè)備 根據(jù)本次 項目 內(nèi)容，為適應(yīng)供水泵站 新增 3 萬 噸 /日 供水能力 ， 在原有廠區(qū)，擬上設(shè)備如下 ： 表 51 擬上項目主要設(shè)施 表 序號 設(shè)備名稱 規(guī)格型號 數(shù)量 備注 1 消毒設(shè)備 －－ 8 套 2 化驗設(shè)備 －－ 1 套 水 廠 改 造 改造化驗室 －－ 1 座 擴建泵房 －－ 1 座 清水池 －－ 2 座 改造安全供水系統(tǒng) －－ 1 套 消毒 生活飲用水必須消毒。可采用的消毒方法為：液氯 (Cl2)、二氧化氯 (ClO2)消毒、臭氧 (O3)消毒及紫外線消毒。也可采用上述方法的組合。臭氧 (O3)消毒及紫外線消毒由于消毒成本過高，且無持續(xù)消毒能力，因此在大中型供水工程中一般不考慮。 氯消毒主要通過次氯酸的氧化作用來殺滅細菌，次氯酸是很小的中性分子，能擴散到帶負電的細菌表面，通過細菌的細胞壁穿透到細菌內(nèi)部，并起氧化作用，破壞細菌的酶系統(tǒng)而使細菌死亡，但是對于水中的病毒、寄生蟲卵的殺滅效果較差，需要在較高 CT 值（消毒劑濃度乘以接觸時間）才能達到理想的除菌效果 。 由于氯消毒的操作使用簡單。便于控制，消毒持續(xù)性好，余氯的測定也很容易，并且氯消毒的價格不高，所以很快在飲用水行業(yè)推廣應(yīng)用。目前為止，在公共給水系統(tǒng)中，氯消毒成為最為經(jīng)濟有效且應(yīng)用最廣泛的消毒工藝。然而，氯在水中的作用是相當復雜的，它不僅可以起氧化反應(yīng)，還可與水中天然存在的有機物起取代或加成反應(yīng)而得到各種鹵代物。研究發(fā)現(xiàn)氯在進行飲用水預氧化和消毒 濟南市工程咨詢院 19 時與水中某些有機物如腐殖酸、富里酸等發(fā)生氧化反應(yīng)，同時發(fā)生親電取代反應(yīng)，產(chǎn)生易揮發(fā)的和不易揮發(fā)的氯化有機物如三鹵甲烷 (THMs)等，這些鹵代有機化合物 二氧化氯的 消毒機理主要是氧化作用，能較好殺滅細菌、病毒，且不對動植物產(chǎn)生損傷，殺菌作用持續(xù)時間長，受 pH 影響小，可除臭、去色。二氧化氯是一種強氧化劑，對細菌的細胞壁有較好的吸附和穿透性能，可以有效地氧化細胞酶系統(tǒng)，快速地控制細胞酶蛋白的合成，因此在同樣條件下，對大多數(shù)細菌表現(xiàn)出比氯更高的去除效率，是一種較理想的消毒劑，它兼有氯和臭氧消毒的許多優(yōu)點。其缺點是產(chǎn)生亞氯酸根離子，二氧化氯本身也有害，且不能貯存，需現(xiàn)場制備。 二氧化氯的氧化能力要比氯和過氧化氫強，而比臭氧弱。二氧化氯具有廣譜殺菌性，它對一般的細菌殺滅作用強于 或不差于氯，對很多病毒的殺滅作用強于氯，且其消毒效果基本不受 pH 的影響。二氧化氯可以與多種無機離子和有機物發(fā)生作用。因此，二氧化氯在消毒的同時，還可以去除水中的多種有害物質(zhì)。二氧化氯可以將水中溶解的還原態(tài)鐵、錳氧化，對去除鐵和錳很有效，同時對于硫化物、氰化物和亞硝酸鹽也有一定的氧化去除效果。 與所有消毒劑一樣，二氧化氯在凈水過程中也會產(chǎn)生副產(chǎn)物。它的副產(chǎn)物包括兩部分：一部分是被其氧化而生成的有機副產(chǎn)物；另一部分是本身被還原以及其它原因而生成的無機副產(chǎn)物。與氯相比，二氧化氯凈化的有機副產(chǎn)物較少且毒性較輕；二氧 化氯主要的消毒副產(chǎn)物為亞氯酸鹽和氯酸鹽，它們對人體健康有潛在的危害，世界衛(wèi)生組織對亞氯酸鹽在水溶液中的質(zhì)量濃度建議控制在 200ug／L 以下，而對氯酸鹽的毒性還在進一步的研究之中。 根據(jù)上述分析，本設(shè)計方案暫推薦采用 二氧化氯 消毒。 水泵的配置 泵房內(nèi)水泵配置方案如下： 雞毛隨水源地共安裝 11 臺水泵，具體臺數(shù)及參數(shù)如下 ： 5 臺 11 kW 水泵 （ Q= 40 m3/h， H=， N=11kW） ； 5 臺 kW 水泵 （ Q=40m3/h， H=， N=） 1 臺 15 kW 水泵 （ Q=80m3/h， H=， N=15KW） 濟南市工程咨詢院 20 軍王屯安裝 1 臺水泵，參數(shù)如下 ： Q=80 m3/h， H=52 m， N=15 kW 主要思路如下： 考慮到泵站建設(shè)完成后前期一段時間內(nèi)，由于受管網(wǎng)建設(shè)，以及供水范圍等的限制，早期供水量可能偏小，輸水管線尚有足夠的余壓可供利用。所以在輸配水管道間設(shè)置聯(lián)通管，超越泵站，也有利于泵站的事故檢修等。 泵站出站水壓、水泵組合等技術(shù)參數(shù)，需在規(guī)劃管網(wǎng)平差成果正式確定后，結(jié)合供水區(qū)域內(nèi)現(xiàn)狀實際情況在初設(shè)階段進一步優(yōu)化比選。 電氣設(shè)計 本工程電氣負荷等級為二級，引入兩路 6kV 電源，保證電力供應(yīng)的可靠性，一路為 6kV 常用電源，另一路為備用電源，實行電氣和機械連鎖， 6kV 架空線路引至本泵站終端桿后，改為電纜敷設(shè)至高壓配電間，生產(chǎn)負荷電源為380V/220V。當供電局不能提供二路高壓電源時，采用自備柴油發(fā)電機組作為備用電源。 用電負荷及變壓器選擇： 經(jīng)負荷計算 ,近期總裝機容量 850KW， 變壓器選擇為 一 臺 GK04092722 奧克斯箱型交流金屬封閉開關(guān)設(shè)備。 功率因數(shù)補償： 采用低壓側(cè)集中自動補償方式，補償后的功率因數(shù)為 以上。 計量方式： 6kV 高壓配電系統(tǒng)中設(shè) 專用計量柜 (高供高計 )，為便于管理，在水泵機組、生活樓等處另設(shè)單獨計量 。 繼電保護： 對變壓器采用速斷，過負荷，單相接地，溫度保護 。 對 6kV 進線采用帶時限速斷保護 . 對 6kV 聯(lián)絡(luò)采用速斷保護 . 對 380V 低壓采用短路，過載保護 . 配電設(shè)備選型及布置： 高壓柜采用 SM6 系列固定式金屬封閉環(huán)網(wǎng)開關(guān)柜，高壓系統(tǒng)兩路 6kV 電源， 濟南市工程咨詢院 21 一用一備，機械聯(lián)鎖。 低壓配電柜采用 GCK 系列開關(guān)柜。 變配電間為高壓柜、低壓柜、變壓器同室布置格局，可靠、簡潔，維護方便。 電纜敷設(shè)方式： 室內(nèi)采用電纜和電線穿管或走橋架敷設(shè) ，室外一般采用 YJV221KV 型電纜沿電纜溝敷設(shè)或直接埋地敷設(shè)。 起動及控制方式： 大功率設(shè)備采用變頻或軟啟動方式，其它均采用直接起動 .控制采用就地控制和 PLC 控制相結(jié)合方式。 室外照明采用桿高 3～ 米的庭園燈，燈源為 150W 高壓鈉燈，美觀、明亮。 加壓泵房、加氯間、變配電間、辦公樓、生活樓等采用防雷保護。 1接地保護采用 TNCS 系統(tǒng)。 自控設(shè)計 總則 加壓泵站對儀表和控制設(shè)備的配置和選型力求實用可靠，技術(shù)先進，控制完善，利于管理，以保證整個系統(tǒng)的可靠性?？刂品矫?的主要內(nèi)容是：（ 1）加氯系統(tǒng)的控制。（ 2）泵房機組的 PLC 控制。 控制方案 在泵房控制室設(shè)工控機一臺、觸摸屏一臺。 泵房控制室工控機及觸摸屏上均能實現(xiàn)的主要功能有：在有授權(quán)的情況下，對受控設(shè)備進行自動或遠程控制。顯示泵站工藝區(qū)域畫面及受控設(shè)備工況，用鼠標點擊即可轉(zhuǎn)換查看；重要參數(shù)突變及設(shè)備故障報警提示；各類報表打?。粩?shù)據(jù)分析、儲存、查詢。 1） 上位機主要顯示畫面： 平面布置圖、工藝動態(tài)流程圖、電氣主接線圖、單臺水泵電機監(jiān)控圖、加氯動態(tài)工藝流程圖、各類報警圖，實時或歷史趨勢圖。 2） 檢測和控制對象 檢測： 配電房進線線路合閘狀態(tài)、配電房進線總電流、各機組開停狀態(tài)、各機組遠程 /就地狀態(tài)、各機組閥門狀態(tài)、出水總管壓力、進水總管壓力、進水總 濟南市工程咨詢院 22 管流量、出水總管流量、出水總管余氯、出水總管濁度、進水總管余氯、各清水池及吸水井水位、變頻（軟起）機組的相關(guān)運行信息（各機組三相電流、電壓、有功功率、無功功率、有功電度、無功電度、功率因數(shù)、頻率、運行時間等）、加氯量、 二氧化氯協(xié)調(diào)消毒發(fā)生器 遠程 /就地、 二氧化氯協(xié)調(diào)消毒發(fā)生器 運行的其它信息、氯瓶重量、漏氯報警信息、漏氯吸收裝置的相關(guān)運行信息、進水調(diào)節(jié)閥的相關(guān)運行信息、機組真空狀況。 3） 控制對象： 機組開停及變頻機組運行頻率，閥門開閉， 二氧化氯協(xié)調(diào)消毒發(fā)生器 。 4） 進水調(diào)節(jié)閥的控制 手動狀態(tài)下，根據(jù)人工設(shè)定值調(diào)節(jié)進水閥門的開啟度；自動狀態(tài)下，根據(jù)清水池水位自動調(diào)節(jié)進水閥門的開啟度。當清水池的水儲滿時，完全關(guān)閉進水閥門。 控制方式 一、 機組的控制 1）根據(jù)出水壓力及用水量情況選擇起動一臺 200KW 變頻泵組，或者起動一臺 75KW 變頻泵組，實現(xiàn)變頻恒壓供水。（遠期為選擇起動一臺 280KW 變頻泵組，或者起動一臺 200KW 變頻泵組，實現(xiàn)變頻恒壓供水） 2）配置機旁控制箱六只，設(shè)有機旁箱操作 、 PLC 操作兩種操作方