惠陽市給水工程設(shè)計(jì)

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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(jīng)長距離(20.7km)輸水至凈水廠(40×104m3/d)進(jìn)行處理。設(shè)計(jì)中因地制宜地選用工藝流程，對相關(guān)的閘閥充分利用氣動控制技術(shù)，并根據(jù)實(shí)際運(yùn)行效果探討了設(shè)計(jì)的不足之處。工程投產(chǎn)一年來，出水水質(zhì)穩(wěn)定，在進(jìn)水濁度≥200NTU時(shí)，出水濁度≤0.2NTU。
關(guān)鍵字：長距離輸水 凈水廠設(shè)計(jì)

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(shè)計(jì)研究院，四川成都61 0081)

　　中圖分類號：TU991.02
　　文獻(xiàn)標(biāo)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(jīng)濟(jì)發(fā)展迅猛，原建水廠水源的水量、 水質(zhì)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(chǎn)以來運(yùn)行良好，出水濁度≤0.2NTU。

　　1 取水工程

　　根據(jù)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(bǔ)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(shè)計(jì)，為箱型樁結(jié)構(gòu)，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(nèi)分四格，兩側(cè)進(jìn)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(nèi)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(shè)計(jì)，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(nèi)分為兩格，每格設(shè)置CZB—2000型垂直蓖式清污機(jī)二臺。泵房內(nèi)設(shè)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(shè)連通管五根。

　　2 凈水工程

　　根據(jù)西枝江水含砂量小、最高濁度＜1000NTU的實(shí)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(qiáng)消毒效果，防止THM生成，并節(jié)省運(yùn)行費(fèi)。在高濁度(≥200NTU)時(shí)，按絮凝→沉淀→過濾方式運(yùn)行，在低濁度時(shí)超越沉淀池，按微絮凝過濾方式運(yùn)行。凈水構(gòu)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(chǔ)上，主要構(gòu)(建)筑物的基礎(chǔ)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(shè)計(jì)，平面尺寸為112.1m×22.8m，內(nèi)分二格，每格5×10⁴m³/d，絮凝池深為5.1m，絮凝時(shí)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(shí)間為1.5h，采用虹吸機(jī)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(nèi)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(shè)一套PLC控制系統(tǒng)，自動控制濾池運(yùn)行。
　　投加石灰系統(tǒng)全套引進(jìn)芬蘭設(shè)備，設(shè)干投機(jī)(一臺)和變頻調(diào)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(yù)加氯和后加氯兩部分，預(yù)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(jìn)首都公司FC4844A型落地式流量比例加氨機(jī)二臺(一用一備)，二期增設(shè)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(nèi)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(shè)一臺泵吸式排泥機(jī)，集水池內(nèi)安裝潛水泵兩臺。
　　自控系統(tǒng)設(shè)計(jì)由廠級中央監(jiān)控計(jì)算機(jī)和現(xiàn)場級高性能、中型PLC組成控制局域網(wǎng)，由現(xiàn)場級PLC和設(shè)備級小型PLC組成控制導(dǎo)網(wǎng)，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(yīng)沉淀池站、V型濾池站、廠變配電以及送水泵站等8個現(xiàn)場控制站。

　　3 設(shè)計(jì)特點(diǎn)

　?、僖虻刂埔说剡x用工藝流程。從西枝江源水的實(shí)際水質(zhì)出發(fā)，采用“絮凝→沉淀→過濾”和“微絮凝過濾”兩種方式運(yùn)行，且效果很好。當(dāng)原水濁度≥200NTU時(shí)，按絮凝→沉淀→過濾工藝運(yùn)行。此時(shí)沉淀池出水＜2NTU，濾池出水＜0.2NTU。
　?、谧孕性O(shè)計(jì)V型濾池。為了有效利用國外貸款，只引進(jìn)了氣動閘板、出水蝶閥及一次儀表 ，其余均為自行設(shè)計(jì)，且一年來運(yùn)行穩(wěn)定、效果良好。
　　③全廠自動化程度高，水廠加藥、消毒、沉淀排泥、濾池及沖洗、調(diào)速泵的運(yùn)行均實(shí)現(xiàn)自動化。該系統(tǒng)亦為我院自行設(shè)計(jì)。
　　④充分利用氣動技術(shù)。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(jī)氣源的氣動控制，既干凈又節(jié)約了水資源。

　　4 問題討論

　?、偃∷c(diǎn)最枯水位。由于取水點(diǎn)上游工農(nóng)業(yè)用水量的增加和調(diào)蓄能力的相對不足，現(xiàn)狀枯水位與幾年前相比有下降趨勢。今后在設(shè)計(jì)取水設(shè)施時(shí)，應(yīng)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。
　　②取水泵的配置。初步設(shè)計(jì)時(shí)，配置了二臺小泵以適應(yīng)初期供水量最小的情況。施工圖設(shè)計(jì)時(shí)，為了節(jié)約投資，減小了泵房面積，相應(yīng)地取消了二臺小泵。運(yùn)行表明，大泵難以適應(yīng)供水量偏小的工況，宜采用大小泵搭配或安裝調(diào)速電機(jī)等措施來適應(yīng)供水市場的變化。
　?、跾CD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(xiàn)信號波動較大的現(xiàn)象，其原因有待進(jìn)一步探討。
　　④穿孔配水花墻對礬花的影響。原水經(jīng)折板絮凝后形成了較大的礬花，礬花流經(jīng)穿孔配水花墻時(shí)，存在被打碎的現(xiàn)象。從孔口大小和流速方面分析，設(shè)計(jì)孔口大小為200mm×200mm ，流速為0.11m/s，實(shí)際運(yùn)行時(shí)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(yīng)從降低孔口的流速、提高施工質(zhì)量等方面采取措施。

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