重庆市石柱县黄水镇水厂设计.pdf

第5 卷第2 期2 0 1 1 年4 月供水技术W A T E RT E C H N O L O G YV 0 1 5N o 2A p r 2 0 1 1彝举棼爨零廖鹕辑祭劫囊工程实例甏噌 崴s 酞鬯b 鑫i 啦掣重庆市石柱县黄水镇水厂设计左智敏，梁明嗥，李文，姚乐，胡颖(重庆中设工程设计有限公司，重庆4 0 0 0 2 3)摘要：根据水源水质、老水厂工艺、地形地貌特点确定了黄水镇60 0 0m 3 d 新水厂的工艺流程，介绍了主要构筑物的设计参数，对比分析了场平优化设计方案。设计充分利用了新、旧水厂的供水量和水压，采用水泵加压与重力联合供水方式，既满足功能要求，又节约了投资运行成本。关键词：城镇水厂；常规工艺；厂区平场；水泵加压；重力供水中图分类号：T U 9 9 1 0 2文献标志码：C文章编号：1 6 7 3 9 3 5 3(2 0 1 1)0 2 0 0 5 6 0 4d o i：1 0 3 9 6 9 j i s s n 1 6 7 3 9 3 5 3 2 0 11 0 2 0 1 81 项目背景黄水镇位于石柱县东北部，距重庆主城2 4 0k m，距石柱县城6 3k m。全镇东西长约1 2k m，南北宽约3 7k m。黄水镇地势相对较高，平均海拔为l5 5 1 4m，最高海拔为l9 3 4m，最低海拔为12 0 0m。黄水镇现有水厂一座，设计规模为l5 0 0m 3 d。水厂位于石柱县东北边缘黄水镇，厂区标高在15 8 3m 左右。水源为黄水湖水库三级坝，水源取水点标高约为l5 3 6m，三级湖枯水位为l5 3 2 4 0m，洪水位为l5 3 5 3 0m，采用水泵提升取水。黄水镇现有供水管网长度约为9 5k m，管径为D N 5 0 D N 2 5 0。黄水镇原有水厂规模小，运行年限较长，设施老化严重。随着黄水镇旅游项目的开发，旅游高峰季节需水量约为35 0 0m 3 d，原有水厂已不能满足现有的用水要求。因此，对黄水镇新水厂进行设计，在原有l5 0 0m 3 d 规模的基础上，新水厂设计规模为60 0 0m 3 d。原有供水设施由于条件限制，待新水厂建设完善后，通过改造对主城进行供水。2 水源状况新水厂水源为黄水湖水库。黄水湖分四级，库容为1 7 0 1 0 4m 3，集雨面积约为1 0k m 2，区域内森林茂密，植被覆盖良好，多年平均流量为0 0 8 1m 3 s。水厂设计取水点位于黄水湖三级坝处，三级坝库容为2 1x1 0 4m 3，有足够的蓄水条件。取水点距水厂约2 3 0m，取水点标高为15 3 6m。黄水湖三级坝水质情况见表1 1|。表1 水厂水源水质指标监测值类水质标准p H8 1 l6 9溶解彩(m g L“)7 5 25高锰酸盐指数(m g L。)1 7 26化学需氧餐(m g L“)1 0 42 0B O D 5(m g L。)1 2 04氨氮(m g L。1)O 1 2 41 0总磷(m g L 一)0 0 3 20 0 5总氮(m g L。1)O 3 81 0氟化物(m g L“)0 1 6 61 0粪大肠菌群(个L 一)8()0 01 00 0 0铁(m g L“)0 1 00 3锰(m g L 一)0 0 1O 1S S(m g L。)1 1 60 1从表l 可以看出，原水大部分水质指标满足地表水环境质量标准(G B3 8 3 8-2 0 0 2)I I 类水质要求。因此，黄水湖三级坝水量、水质均满足新水厂饮用水源用水要求。3 净水工艺黄水镇新水厂地处黄水场镇西北约1k m 处的大梁上，位于原有老水厂的西面，厂址标高为15 6 1 15 8 3m。5 6 万方数据2 0 1 1 年4 月左智敏，等：重庆市石柱县黄水镇水厂设计第5 卷第2 期黄水镇主要发展以旅游、商贸为主的第三产业，以特色农副产品加工为主的第二产业。工业主要为与辣椒、长毛兔、黄连、莼菜特色种植业关联的加工产业。水厂出水指标须达到生活饮用水卫生标准(G B5 7 4 9-2 0 0 6)要求。结合原水水质、老水厂工艺、黄水镇地形地貌特点，新水厂工艺采用如图1所示的常规处理工艺。C I O，P A C粟一鬃銮恤刻鬣警配水管网H 二泵房H 清水池网格絮凝一斜管沉淀池C 1 0 2I无阀滤池图1 水厂工艺流程4 主要构筑物取水泵房新水厂设置在老水厂旁，地面标高为l5 8 2m。黄水湖三级湖枯水位为l5 3 2 4 0m，因此，水源需要经过提升送至净水厂。取水头部为喇叭口带格栅，设有两个取水头部，进水孔过栅流速取0 2 8m s，栅条厚度为1 0m m，净距为5 0m m，堵塞系数k。=0 7 5，进水孔面积为0 2 1m 2。取水泵房流蹙按最高日平均时流量加水厂自用水量计算，为63 0 0m 3 d。原水输水管采用2 根D N 2 5 0 钢管，长约2 4 6m。水泵吸水管采用D N 2 0 0钢管，长约1 0m。为了满足枯水位取水要求，计算得出枯水位时水泵扬程为6 7 9 8 8m。结合计算水量和扬程，设计选用3 台1 5 0 S 7 8 型水泵(Q=1 2 6m 3 h，H=7 0m，田=7 0)，2 用l 备。泵电机功率为5 5k W。设计水泵为自灌式，为保证吸水要求和防洪安全，底层平台标高为l5 3 1 6 4 7m，泵房室外地坪标高为15 3 6 8m。考虑满足设备安装、拆卸、维修要求，泵房设计尺寸为1 8 2m 6 6m。配水井配水池设计规模为63 0 0m 3 d。配水井分为3格，每格尺寸为2 8m 2 7m，有效水深为2 5m。管式静态混合器设两个管式静态混合器，每个混合器的设计流量为0 0 3 64 5m 3 s，进水管管径为D N 3 0 0，进水流速为1 1 6m s。改进型网格絮凝池一斜管沉淀池改进型网格絮凝池一斜管沉淀池设置两组，网格絮凝池和斜管沉淀池由过渡区连为一体。每组网格絮凝池分为6 格，每格平面尺寸为1 1m 1 1m，池深3 3m，絮凝时间约为1 0m i n。每格内设格栅，格栅由钢骨架、塑料条制成。网格板条宽3 5m m，格栅分为3 段：前段2 格、中段2 格、末段2 格。前段网孔尺寸为2 5m m 2 5m m，每边设板条1 6 根，安装4 层；中段网孔尺寸取3 0m m 3 0m m，每边设板条1 5 根，安装3 层；末段网孔尺寸取3 5m m 3 5m m，每边设板条1 4 根，安装2 层。每座斜管沉淀池平面尺寸为5 4mX3 3m，池深4 5m。斜管斜长为1 0m，清水区上升流速为2 5m m s，斜管采用0 4m m 塑料板热压成的正六角管，内切圆直径d=3 0m m，长L=10 0 0m m，水平倾角p=6 0 0。进水采用穿孑L 配水孔板配水，出水采用2 条穿孔集水槽。无阀滤池无阀滤池修建2 座，单池平面尺寸为4 0m 4 0m，有效过滤面积为1 5 4 8m 2，设计滤速为9 0m h，池深5 1 2m。采用石英砂、粉煤灰双层滤料，上层为无烟煤，厚3 0 0m m，粒径为0 8 1 8m m；下层为石英砂，厚4 0 0m l n。滤池承托层厚2 0 0m m，砾石粒径自上而下为(2 4)，(4 8)，(8 1 6)和(1 62 5)m n l，每层厚度均为5 0m m。采用预制钢筋混凝土滤板和A B S 短柄滤头。反冲洗强度取1 5L(m 2 s)，冲洗历时5m i n，反冲洗正常工作周期为2 4h。滤池设计最大水头损失为1 7 0m。清水池清水池设计容积按最高日供水量的2 0 考虑，共2 座，钢筋混凝土结构。每座清水池尺寸为1 2m1 2m 4 5m，容积为6 4 8m 3，有效水深为4 2m。加药间投药间为单层建筑，平面尺寸为1 8m 9m 3 6m。投药间内设有两座尺寸为2 1m 1 5m 1 2m 的溶液池，同时安装成套加药设备，用于投加碱式氯化铝，投药量为1 0 0L h，包括溶液箱2 个、计量泵2 台、控制柜1 个及其他配套l 套。混凝剂靠重力投加到混合池人口处，实现人工投药。加氯间加氯间含加氯设备间、C 1 0：发生室、盐酸储罐室、氯酸钠储罐室和投料室。设计平面尺寸为9 65 7 万方数据第5 卷第2 期供水技术2 0 1 1 年4 月m 8 7 6m 3 6m，加氯间值班室里装有2 台C 1 0 2发生器。C l O：平均投加量为1 0m g L，最大投加量为2 0m g L。氯酸钠贮罐和盐酸分别位于不同库房，盐酸库房内设有酸泄漏收集槽。氯酸钠贮存房、盐酸贮存房、二氧化氯发生器房设有风机，每小时换气8 1 2次，并设余氯自控仪表。工作间设有快速洗浴龙头，设备间配有二氧化氯泄漏报警装置、防毒、安全工具箱，设备间与贮存库房毗邻。二泵房水厂供水区域海拔在l5 0 3 一l5 7 8m 之间，管网最不利点标高为15 8 0m。新水厂清水池最低水位为l5 7 8 8 0n l，老水厂清水池最低水位为l5 8 0m。该工程的控制水压需满足管网最不利点6 层建筑物供水压力要求，即2 8m 服务水头。供水区域西南侧标高为l5 3 6m 左右，用水主要为农家乐、养殖场，需水量约为15 0 0m 3 d；南侧供水标高为l5 6 0 15 7 8m，主要为城镇居民生活用水。原老水厂水量、水压都满足西南侧用水需求，因此设计确定西南片区采用老水厂重力供水，南侧采用新水厂水泵提升的联合供水方式。二泵站输水量按二泵站供水线的最大一级供水量计算。二泵站设计流量为3 0 6 1 lm 3 h，管网最不利点距水厂约3 7k m，标高为l5 6 0m，自由水头取2 8m，计算得出水泵所需的扬程为3 3m。根据水量和扬程计算结果，选用3 台1 5 0 S 5 0 B 型水泵(Q=1 6 0r n 3 h，H=3 5m，竹=7 2 5)，2 用1 备。水泵为自灌式，考虑满足设备安装、拆卸、维修要求，泵房尺寸取1 2 3 6mX 6 6m。5 水厂设计特点新旧水厂结合黄水镇原有水厂供水规模为l5 0 0m 3 d，采用常规水处理工艺，水源为黄水湖水库三级坝。新水厂水源为黄水湖水库三级坝，取水泵房位于老水厂取水泵房旁。新水厂单体建构筑物位于原老水厂西南侧，利用老水厂综合楼、出厂道路。该设计不仅在厂区道路、厂区标高上与现有水厂衔接，其供水方式、供水工艺、人员安排、建筑物外体装饰风格，都考虑与原有水厂的风格相适应，尽可能让新旧水厂在风格上、功能上达到相互相容、协调统一。场平优化设计水厂占地约39 6 6 6 7m 2，场地南北西低、中间高，自然地面为15 6 2 15 8 3m。老水厂地面标高为l5 8 2 l5 8 3m，出厂道路标高为15 8 3m。新水厂综合楼、出厂道路充分利用老水厂。地勘资料显示，场地地质构造位于扬子准地台(I1)重庆台坳(I I1)的万州凹褶束(1)之石柱向斜的南东翼，场地现状整体稳定。拟建清水池地面标高为15 6 2 15 7 5m；配水井、絮凝沉淀池、无阀滤池地面标高在l5 8 0 一l5 8 4m 之间。根据厂区工艺流程、厂区消防道路标高、现有地形、排水、洪水位、土方平衡等要求提出两种场平方案。方案一：新建厂区建(构)筑物室外地坪标高与出厂道路标高统一，在15 8 2 15 8 3m 之间。该方案具有厂区交通方便、美观、管理方便的优点，但不足之处在于清水池西北角填方量大，最高处近2 0m，回填后周围需设支挡结构，采用衡重式挡墙和桩板式挡墙，投资偏大。支挡平面布置及竖向布置见图2。图2 方案一厂区平面布置方案二：主要构筑物室外地坪标高按地形坡向设计，清水池架空，底部绿化；加药间、加氯间外挡墙内移，挡墙与红线之间绿化，按原地面坡向设计，清水池、加药间、加氯间周围修建高2m 的围墙。该方案具有回填量少、支挡结构简单的优点，不足之处是厂区清水池架空，厂区阶梯偏多，交通不便。支挡采用衡重式挡墙，平面布置及竖向布置见图3。5 8 万方数据2 0 1 1 年4 月左智敏，等：重庆市石柱县黄水镇水厂设计第5 卷第2 期方案一和方案二的工程量以及经济分析比较见表2，其中费用主要计算支挡、填方量以及清水池架空部分。表2 场平方案对比分析名称方案一方寞一重力式挡墙约1 4 0m，重力式挡墙长约2 2 0m，丁程平均高约9m平均高约7m桩板式挡墙长约9m，高2 5m 同墙长约1 4 3m量最高约2 0m清水池架宅最高约6 5m平均填方深约1 0m平均填方深约4m费用9 9 3 6 2 力兀3 6 1 7 2 万元根据对比，从技术管理方面考虑，方案一比方案二方便，但从施工便利和经济方面分析，方案二优于方案一。因此该设计充分利用地形地貌，综合比较选择方案二作为厂区平场方案。重力供水与加压供水相结合该工程充分利用老水厂和新水厂供水量、出水压力。老水厂出水水位为l5 8 0m，供水规模为l5 0 0m 3 d，能满足镇域西南侧用水要求；新水厂清水池最低水位标高为15 7 8 8 0m，水厂南侧最不利点标高为l5 8 0 0 0m，考虑水头损失、出水压力要求，水厂出厂自由水压应不小于3m，需要加压供水。因此该设计充分利用水厂、供水区域地形、地貌，对老水厂、新水厂的供水区域进行划分，采用重力供水和水泵加压的联合供水方式。6 结语石柱黄水镇新水厂建设在原有老水厂西南面，地形地貌差异较大。水厂设计在厂区道路、供水工艺、建筑物外体装饰风格方面与现有水厂相互相容，并充分结合现有地形地貌、出厂水压力，采用特有的场平布置、供水方式，既满足了功能要求，又节约了投资运行成本。参考文献：【1 石柱县黄水镇供水工程项目环境影响报告 R E-m a i l：7 8 7 4 2 8 8 9 2 q q 1 2 0 1 1 1收稿日期：2 0 1 1 0 l 一2 l努力创建节水型城市实施可持续发展5 9 万方数据重庆市石柱县黄水镇水厂设计重庆市石柱县黄水镇水厂设计作者：左智敏，梁明嗥，李文，姚乐，胡颖作者单位：重庆中设工程设计有限公司,重庆,400023刊名：供水技术英文刊名：WATER TECHNOLOGY年，卷(期)：2011,05(2)参考文献(1条)参考文献(1条)1.石柱县黄水镇供水工程项目环境影响报告 本文链接：http:/