惠阳市给水工程设计

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简介： 广东惠阳市给水工程以西枝江和东江为水源，经长距离(20.7km)输水至净水厂(40×104m3/d)进行处理。设计中因地制宜地选用工艺流程，对相关的闸阀充分利用气动控制技术，并根据实际运行效果探讨了设计的不足之处。工程投产一年来，出水水质稳定，在进水浊度≥200NTU时，出水浊度≤0.2NTU。
关键字：长距离输水 净水厂设计

冯明谦，李彦春，郭辉荣，林小超，罗伟，张明杰
(中国市政工程西南设计研究院，四川成都61 0081)

　　中图分类号：TU991.02
　　文献标识码：C
　　文章编号： 1000-4602(2001)02-0046-02　

　　惠阳市濒临南海，与深圳市相邻。90年代以来，由于经济发展迅猛，原建水厂水源的水量、 水质已不能满足城市发展的需要。为了从根本上解决饮水问题，决定利用芬兰政府贷款，以西枝江、东江为水源，兴建一座规模为40×10⁴m³/d的净水厂，配套完成20.7km原水输水、8km清水输水工程及自动化控制系统。一期工程于1999年2月投产以来运行良好，出水浊度≤0.2NTU。

　　1 取水工程

　　根据总体流量分配，西枝江丰水期能满足水厂水量要求，枯水期要由东江补充水源才行。故一期(20×10⁴m³/d)以西枝江为水源，二期则以西枝江和东江水作为水源。
　　取水头部按40×10⁴m³/d设计，为箱型桩结构，头部腔体钢制，灌注桩固定。箱体平面尺寸为16.8m×5.6m，高为4.0m，内分四格，两侧进水窗口上栅条的间距为100mm，倾角45°，过栅流速v＝0.21m/s，箱体内每格安装一根方变园的异型喇叭管(方管尺寸为1600mm×1200mm，DN1000)。
　　引水管按40×10⁴m³/d设计，采用DN1400的自流引水钢管四根，流速v＝1.63m/s，管长L＝42.2 m，采用反向冲洗方式清淤。
　　取水泵房为园形合建式，直径为27m，±0.00层以下是井筒集水井(深19.3m)，泵房深为17.4m，上部建筑层高为6.34m。集水井内分为两格，每格设置CZB—2000型垂直蓖式清污机二台。泵房内设32SA—10AI/1120型取水泵五台(四用一备)，Q＝6 000m³/h。
　　输水管两根(一期一根)，间距为4.5m，以DN1600钢筋混凝土管为主，钢管为辅，并设连通管五根。

　　2 净水工程

　　根据西枝江水含砂量小、最高浊度＜1000NTU的实际情况，采用絮凝→沉淀→过滤工艺(如图1)。

　　采用前加氯防止藻类繁殖；采用后氯胺消毒方式增强消毒效果，防止THM生成，并节省运行费。在高浊度(≥200NTU)时，按絮凝→沉淀→过滤方式运行，在低浊度时超越沉淀池，按微絮凝过滤方式运行。净水构筑物按工艺流程一字形对称布置，水流顺畅，水头损失小。在挖填方平衡的基础上，主要构(建)筑物的基础建在老土上。
　　折板絮凝平流沉淀池一、二期各两座，每座按10×10⁴m³/d设计，平面尺寸为112.1m×22.8m，内分二格，每格5×10⁴m³/d，絮凝池深为5.1m，絮凝时间为15min，采用穿孔管和角阀排泥；沉淀池深为4.0m，水平流速为17mm/s，停留时间为1.5h，采用虹吸机排泥。
　　V型滤池每座20×104m³/d，一、二期各一座。平面尺寸为43.48 m×40.38m，内分10格，每格净尺寸为8.2m×13.99m，有效面积为98m²，池深为4.1m，v＝9.2m/h。 石英砂滤料d10＝0.90mm，滤料层厚度为1.2m，承托层厚度为0.05m，粒径为2～4mm。每格滤池设一套PLC控制系统，自动控制滤池运行。
　　投加石灰系统全套引进芬兰设备，设干投机(一台)和变频调节蠕动泵，石灰最大投加量为14mg/L。
　　PAC投加系统采用原液投加(含10%Al₂O₃)，投加量2～25 mg/L，由原水流量和混合器出 水游动电流分析仪(SCD)自动控制投加量。
　　加氯系统分预加氯和后加氯两部分，预加氯投加量为2～4mg/L，按原水流量比例控制。后加氯量为1～2mg/L，按滤池出水流量和水中余氯反馈控制。
　　加氨系统一期引进首都公司FC4844A型落地式流量比例加氨机二台(一用一备)，二期增设一台(二用一备)，每台投加能力为10 kg/h。加氨量按水中含氯量的1/3～1/6比例自动投加。
　　回收水沉淀池一座内分两格，平面尺寸为43.35m×17.5m。前段为平流沉淀池(深为4.0 m)，后段为集水池(深为6.0m)，集水池上部建筑层高4.2m。沉淀池设一台泵吸式排泥机，集水池内安装潜水泵两台。
　　自控系统设计由厂级中央监控计算机和现场级高性能、中型PLC组成控制局域网，由现场级PLC和设备级小型PLC组成控制导网，包括厂级监控工作站、取水泵站、取水变配电站、消毒 与加药系统站、反应沉淀池站、V型滤池站、厂变配电以及送水泵站等8个现场控制站。

　　3 设计特点

　　①因地制宜地选用工艺流程。从西枝江源水的实际水质出发，采用“絮凝→沉淀→过滤”和“微絮凝过滤”两种方式运行，且效果很好。当原水浊度≥200NTU时，按絮凝→沉淀→过滤工艺运行。此时沉淀池出水＜2NTU，滤池出水＜0.2NTU。
　　②自行设计V型滤池。为了有效利用国外贷款，只引进了气动闸板、出水蝶阀及一次仪表 ，其余均为自行设计，且一年来运行稳定、效果良好。
　　③全厂自动化程度高，水厂加药、消毒、沉淀排泥、滤池及冲洗、调速泵的运行均实现自动化。该系统亦为我院自行设计。
　　④充分利用气动技术。配水井的池底阀、絮凝池的角阀、V型滤池的气动阀和加药间的气动闸板等均采用空压机气源的气动控制，既干净又节约了水资源。

　　4 问题讨论

　　①取水点最枯水位。由于取水点上游工农业用水量的增加和调蓄能力的相对不足，现状枯水位与几年前相比有下降趋势。今后在设计取水设施时，应重视最枯水位可能会降低的因素，采取工程措施使取水更安全可靠。
　　②取水泵的配置。初步设计时，配置了二台小泵以适应初期供水量最小的情况。施工图设计时，为了节约投资，减小了泵房面积，相应地取消了二台小泵。运行表明，大泵难以适应供水量偏小的工况，宜采用大小泵搭配或安装调速电机等措施来适应供水市场的变化。
　　③SCD信号不稳定。从混合后的絮凝池前端取水样送至SCD仪，常出现信号波动较大的现象，其原因有待进一步探讨。
　　④穿孔配水花墙对矾花的影响。原水经折板絮凝后形成了较大的矾花，矾花流经穿孔配水花墙时，存在被打碎的现象。从孔口大小和流速方面分析，设计孔口大小为200mm×200mm ，流速为0.11m/s，实际运行时流量增大，孔口流速也增大为0.15m/s。因此，流速增 大可能是矾花变碎的原因之一，今后应从降低孔口的流速、提高施工质量等方面采取措施。

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