惠陽市給水工程設計

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簡介： 廣東惠陽市給水工程以西枝江和東江為水源，經長距離(20.7km)輸水至凈水廠(40×104m3/d)進行處理。設計中因地制宜地選用工藝流程，對相關的閘閥充分利用氣動控制技術，并根據實際運行效果探討了設計的不足之處。工程投產一年來，出水水質穩(wěn)定，在進水濁度≥200NTU時，出水濁度≤0.2NTU。
關鍵字：長距離輸水 凈水廠設計

馮明謙，李彥春，郭輝榮，林小超，羅偉，張明杰
(中國市政工程西南設計研究院，四川成都61 0081)

　　中圖分類號：TU991.02
　　文獻標識碼：C
　　文章編號： 1000-4602(2001)02-0046-02　

　　惠陽市瀕臨南海，與深圳市相鄰。90年代以來，由于經濟發(fā)展迅猛，原建水廠水源的水量、 水質已不能滿足城市發(fā)展的需要。為了從根本上解決飲水問題，決定利用芬蘭政府貸款，以西枝江、東江為水源，興建一座規(guī)模為40×10⁴m³/d的凈水廠，配套完成20.7km原水輸水、8km清水輸水工程及自動化控制系統(tǒng)。一期工程于1999年2月投產以來運行良好，出水濁度≤0.2NTU。

　　1 取水工程

　　根據總體流量分配，西枝江豐水期能滿足水廠水量要求，枯水期要由東江補充水源才行。故一期(20×10⁴m³/d)以西枝江為水源，二期則以西枝江和東江水作為水源。
　　取水頭部按40×10⁴m³/d設計，為箱型樁結構，頭部腔體鋼制，灌注樁固定。箱體平面尺寸為16.8m×5.6m，高為4.0m，內分四格，兩側進水窗口上柵條的間距為100mm，傾角45°，過柵流速v＝0.21m/s，箱體內每格安裝一根方變園的異型喇叭管(方管尺寸為1600mm×1200mm，DN1000)。
　　引水管按40×10⁴m³/d設計，采用DN1400的自流引水鋼管四根，流速v＝1.63m/s，管長L＝42.2 m，采用反向沖洗方式清淤。
　　取水泵房為園形合建式，直徑為27m，±0.00層以下是井筒集水井(深19.3m)，泵房深為17.4m，上部建筑層高為6.34m。集水井內分為兩格，每格設置CZB—2000型垂直蓖式清污機二臺。泵房內設32SA—10AI/1120型取水泵五臺(四用一備)，Q＝6 000m³/h。
　　輸水管兩根(一期一根)，間距為4.5m，以DN1600鋼筋混凝土管為主，鋼管為輔，并設連通管五根。

　　2 凈水工程

　　根據西枝江水含砂量小、最高濁度＜1000NTU的實際情況，采用絮凝→沉淀→過濾工藝(如圖1)。

　　采用前加氯防止藻類繁殖；采用后氯胺消毒方式增強消毒效果，防止THM生成，并節(jié)省運行費。在高濁度(≥200NTU)時，按絮凝→沉淀→過濾方式運行，在低濁度時超越沉淀池，按微絮凝過濾方式運行。凈水構筑物按工藝流程一字形對稱布置，水流順暢，水頭損失小。在挖填方平衡的基礎上，主要構(建)筑物的基礎建在老土上。
　　折板絮凝平流沉淀池一、二期各兩座，每座按10×10⁴m³/d設計，平面尺寸為112.1m×22.8m，內分二格，每格5×10⁴m³/d，絮凝池深為5.1m，絮凝時間為15min，采用穿孔管和角閥排泥；沉淀池深為4.0m，水平流速為17mm/s，停留時間為1.5h，采用虹吸機排泥。
　　V型濾池每座20×104m³/d，一、二期各一座。平面尺寸為43.48 m×40.38m，內分10格，每格凈尺寸為8.2m×13.99m，有效面積為98m²，池深為4.1m，v＝9.2m/h。 石英砂濾料d10＝0.90mm，濾料層厚度為1.2m，承托層厚度為0.05m，粒徑為2～4mm。每格濾池設一套PLC控制系統(tǒng)，自動控制濾池運行。
　　投加石灰系統(tǒng)全套引進芬蘭設備，設干投機(一臺)和變頻調節(jié)蠕動泵，石灰最大投加量為14mg/L。
　　PAC投加系統(tǒng)采用原液投加(含10%Al₂O₃)，投加量2～25 mg/L，由原水流量和混合器出 水游動電流分析儀(SCD)自動控制投加量。
　　加氯系統(tǒng)分預加氯和后加氯兩部分，預加氯投加量為2～4mg/L，按原水流量比例控制。后加氯量為1～2mg/L，按濾池出水流量和水中余氯反饋控制。
　　加氨系統(tǒng)一期引進首都公司FC4844A型落地式流量比例加氨機二臺(一用一備)，二期增設一臺(二用一備)，每臺投加能力為10 kg/h。加氨量按水中含氯量的1/3～1/6比例自動投加。
　　回收水沉淀池一座內分兩格，平面尺寸為43.35m×17.5m。前段為平流沉淀池(深為4.0 m)，后段為集水池(深為6.0m)，集水池上部建筑層高4.2m。沉淀池設一臺泵吸式排泥機，集水池內安裝潛水泵兩臺。
　　自控系統(tǒng)設計由廠級中央監(jiān)控計算機和現場級高性能、中型PLC組成控制局域網，由現場級PLC和設備級小型PLC組成控制導網，包括廠級監(jiān)控工作站、取水泵站、取水變配電站、消毒 與加藥系統(tǒng)站、反應沉淀池站、V型濾池站、廠變配電以及送水泵站等8個現場控制站。

　　3 設計特點

　?、僖虻刂埔说剡x用工藝流程。從西枝江源水的實際水質出發(fā)，采用“絮凝→沉淀→過濾”和“微絮凝過濾”兩種方式運行，且效果很好。當原水濁度≥200NTU時，按絮凝→沉淀→過濾工藝運行。此時沉淀池出水＜2NTU，濾池出水＜0.2NTU。
　?、谧孕性O計V型濾池。為了有效利用國外貸款，只引進了氣動閘板、出水蝶閥及一次儀表 ，其余均為自行設計，且一年來運行穩(wěn)定、效果良好。
　?、廴珡S自動化程度高，水廠加藥、消毒、沉淀排泥、濾池及沖洗、調速泵的運行均實現自動化。該系統(tǒng)亦為我院自行設計。
　?、艹浞掷脷鈩蛹夹g。配水井的池底閥、絮凝池的角閥、V型濾池的氣動閥和加藥間的氣動閘板等均采用空壓機氣源的氣動控制，既干凈又節(jié)約了水資源。

　　4 問題討論

　　①取水點最枯水位。由于取水點上游工農業(yè)用水量的增加和調蓄能力的相對不足，現狀枯水位與幾年前相比有下降趨勢。今后在設計取水設施時，應重視最枯水位可能會降低的因素，采取工程措施使取水更安全可靠。
　?、谌∷玫呐渲?。初步設計時，配置了二臺小泵以適應初期供水量最小的情況。施工圖設計時，為了節(jié)約投資，減小了泵房面積，相應地取消了二臺小泵。運行表明，大泵難以適應供水量偏小的工況，宜采用大小泵搭配或安裝調速電機等措施來適應供水市場的變化。
　　③SCD信號不穩(wěn)定。從混合后的絮凝池前端取水樣送至SCD儀，常出現信號波動較大的現象，其原因有待進一步探討。
　?、艽┛着渌▔Φ\花的影響。原水經折板絮凝后形成了較大的礬花，礬花流經穿孔配水花墻時，存在被打碎的現象。從孔口大小和流速方面分析，設計孔口大小為200mm×200mm ，流速為0.11m/s，實際運行時流量增大，孔口流速也增大為0.15m/s。因此，流速增 大可能是礬花變碎的原因之一，今后應從降低孔口的流速、提高施工質量等方面采取措施。

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