水厂可行性分析报告出版.doc

第1章 总 论1.1 项目名称、地点及建设单位1.1.1 项目名称*1.1.2 项目地点*1.1.3 建设单位*1.2 项目背景开鲁县位于内蒙古通辽市西部，介于东经1202512150、北纬4318 4419之间，东与科尔沁区毗邻，西与翁牛特旗、阿鲁科尔沁旗接壤，南与奈曼旗、科左后旗相连，北与扎鲁特旗、科左中旗交界。全县总区域面积4488平方公里，县内地势平坦，现有耕地面积141万亩，林地面积172万亩，草牧场面积277万亩。*是开鲁县人民政府所在地，是全县政治、经济、文化中心。全镇总区域面积820平方公里，其中耕地面积24.2万亩，总人口107000人，3.4万户，现辖50个行政村，1个蔬菜大队，共79个自然村。目前城市供水水源全部取自地下水，*现有水厂2座，2010年的供水能力达到2.2万吨/日，2020年的供水能力达到3.2万吨/日。经过近几年的发展建设，城市的供水水量能够满足城市的用水需求，但是由于水源全部取自地下水，地下水的水质铁锰含量超过了国生活饮用水水质标准，目前水厂没有除铁除锰的工艺设施，致使超标的水直接送入供水管网，严重影响了居民的生活质量，损害了人们的身体健康，因此必须对水源地下水进行水质提升处理，增加除铁除锰处理设施。同时，随着近几年来城市的不断发展，城区范围逐渐南扩，使得供水管网设施的建设跟不上城市的发展，该地区的用水需求无法满足，阻碍了经济的发展。据此，开鲁县自来水公司委托我院编制了*水质提升处理及管网扩建工程可行性研究报告，2012年5月上旬，我院工程技术人员到*进行现场踏勘，并收集基础资料，与开鲁县自来水公司有关领导及技术人员进行了详细的调查研究，在此基础上编制了本可行性研究报告。本工程内容主要包括：1、净水厂水质提升处理工程，其中第一净水厂处理规模为0.5万m3/d；第二净水厂近期规模为1.7万m3/d，远期处理规模为1.7万m3/d，本次水质提升处理设施按近期工程建设。2、新建配水管线 13.80公里。工程总投资为3488.41万元人民币，资金全部地方自筹。1.3 设计依据及主要设计资料1.3.1 设计依据本工程设计依据如下：1、中华人民共和国水法；2、中华人民共和国水污染防治法及中华人民共和国水污染防治法实施细则；3、城市给水工程规划规范（GB50282-1998）；4、室外给水设计规范（GB50013-2006）；5、室外排水设计规范（GB50014-2006）；6、生活饮用水卫生标准（GB5749-2006）；7、城市给水工程项目建设标准建标（1994）574号；8、给水排水管道工程施工及验收规范（GB50268-2008）；1.3.2 主要设计资料本工程主要设计资料如下：1、开鲁县县中心城区控制性规划 (20062020年)2、工程水文地质勘察报告3、开鲁县*地形图（1:1000）4、现状水源水质检验报告。1.4 工程设计原则本工程设计将体现如下设计原则：1、在符合城市总体规划的前提下，确定合理的处理规模和系统方案，做到工程总体布局合理，实施计划可行。2、根据水源井水质特点，在技术可行、经济合理的前提下，充分利用现状地形和有利条件，采用新工艺、新材料、新技术和新设备，贯彻节能方针，尽量降低制水成本，实现先进性、合理性、可靠性的有机统一，确保出水水质，尽快发挥工程的社会效益、经济效益和环境效益。1.5 城市概况1.5.1 地理位置 开鲁县位于内蒙古通辽市西部，介于东经1202512150、北纬4318 449之间，东与科尔沁区毗邻，西与翁牛特旗、阿鲁科尔沁旗接壤，南与奈曼旗、科左后旗相连，北与扎鲁特旗、科左中旗交界。*是开鲁县人民政府所在地。全镇总土地面积2371平方公里，其中耕地面积23511公顷，灌溉面积9273公顷。*位于开鲁县的西南部。京通、集通铁路和国道303线东西向通过镇区，国道111从东西向通过。东距通辽市科尔沁区82公里，南距沈阳市365公里，东距长春市395公里。1.5.2 自然条件 1、地质地貌*地处西辽河冲击平原西部，地貌成因属堆积类型，为西辽河水系的沉积河漫滩，风水搬运和堆积作用形成了平原与沼坨相间的现代地貌。*区西南高、东北低，南北两侧为沼坨，中间呈槽形地带，沼坨高者海拔250m，地处233m，一般平均地面标高为240m左右，自然坡降较缓，一般在千分之一左右。中部有西辽河和新开河横贯境内，沿河两岸为广阔平坦的冲击平原，是开鲁县的主要农业区。北部、中东部由西向东有三条逶迤起伏的沙沼，属科尔沁沙地的一部分，沙地为垄断沙丘与甸子地相间分布的地貌特征。2、气候开鲁县地处中温带干旱半干旱地区，属典型的大陆性温带半干旱季风气候。气温：年平均气温5.7-6.4之间，最高为7月份，月平均气温23.3-24，最低为1月份，月平均气温-13.4- -14.76.4，极端气温最高41.7，最低-30.4；年积温为3098-3580。降水量：降水较少，多年平均降雨量为342.7mm，主要集中在夏季6-8月份，多年最小降雨量为244.5mm。蒸发量：多年平均蒸发量为2078mm，湿润度为54%。风向与风速：县城主导风向为西北风，年平均风速为4.1m/s，春季风速最大，平均风速4.9-5.5m/s。10月份至翌年4月份最多风向为西北风，6-8月份最多风向为南风，5-9月份为过渡月份；5级以上最大风日为113.4天，8级以上大风向日为21.7天；风沙日年平均36.3天，沙暴日数年平均8.6天。霜冻期：平均无霜期为143-144天，初霜期9月29日，终霜期5月8日，最长171天，最短126天；最大冻土深度为1.5m。日照：县域总的气象特点是日光充足，降水偏少，风沙频繁；年平均日照时数3056.7-3096.1小时。1.5.3 经济发展*是开鲁县人民政府所在地，是全县政治、经济、文化中心。全镇总区域面积820平方公里，其中耕地面积24.2万亩，总人口107300人，3.4万户，现辖50个行政村，1个蔬菜大队，共79个自然村。*处于东北经济区中心地带，国道303线、开保公路，横贯全境，连接国道304线、国道111线油路东西贯通，集通铁路穿境而过，距全国铁路六大编组站的通辽站和能起降中型客机的通辽机场仅80公里，距沈阳、长春、哈尔滨三个中心工业城市和大连、营口、锦州三个海港码头较近，乘车皆可半日到达。全镇现有耕地24.2万亩，沼地40余万亩，林地12.3万亩，是国内重要的玉米生产种植基地，年产玉米2.5亿斤以上。耕地除适宜种植玉米外，还适宜种植高粱、小麦、水稻等大田作物及红干椒等各类蔬菜作物。全镇农业基础设施条件较好，农田均可使用地下水浇灌。全镇农区畜牧业发展迅速，畜禽总量逐年膨胀，畜牧业防疫体系健全。目前全镇育肥牛存栏近万头，羊存栏9.8万只，生猪存栏10.1万口，养殖蛋鸡30万只，养殖白鹅120万只，养殖奶牛超过4000头，并基本实现专业化和规模化养殖。近年来，*通过招商引资，一批投资超过千万元的项目纷纷入驻。投资5500万元的天之华有限公司一期工程年产3万吨酒精项目将于今年7月试车生产；新华化工糠醛项目产销两旺，年产一万吨酒精车间已进入生产状态；西玛泰乳业奶白酒项目设备已安装完毕，即将投入生产；恒鑫化工将于5月份正式生产；宏丰农机、鑫鲁裘革运转良好；大型木器、红干椒加工项目等一批在建项目也将在年内全部投入生产，同时中小企业遍布全镇，工业经济正成为*的主导产业目前全镇共有农村集贸市场3个，杨秀峰红干椒市场、无公害蔬菜营销协会、蛋鸡协会、养羊协会、养猪协会、养兔协会等专业市场及专业经济合作组织、中介机构团体数十个。1.5.4 城市性质开鲁县的城市性质为：以发展农副产品加工业为主导的通辽市西部中心城市。1.6 供水现状1.6.1 水源及净水厂现状 开鲁县*现有净水厂两座，均采用地下水。第一净水厂建于1982年，设计供水规模5000 m3/d，厂区总占地面积约0.45公顷。供水水源总计4眼深井，其中1号井位于自来水公司内，2号井位于利民街南侧，环城西路东侧，3号井位于新开大街南侧与环城西路东侧；4号井位于新开大街南侧，民主路西侧。3眼井地面标高基本在240m左右，静水位在地下5.8m，动水位在地下9.8m，单井出水量为120m3/h。1号井和 2号井水泵装机功率为25kw，扬程分别为48m和52m，4号井水泵装机功率为18.5kw。水厂内建有清水池2个，每个容积500m3，此外还建有加氯间1座。当初设计水源井出水进入净水厂清水池，加氯消毒后经送水泵房配送给用户。现有水源地铁锰离子超过国家饮用水水质标准，铁平均为1.41mg/l，锰平均为0.22mg/l。 水厂送水泵房内现安装3台离心泵，2用1备单台水泵的流量为108-174m3/h，功率为30kw，扬程为39-46m。水泵采用变频调速的方式供水，泵房内尚有最初设计时的水泵位置，由于净水厂建在城区内，受水源地的影响，第一净水厂没有条件增加流量，故而远期水泵没有安装，本次工程中将2台净化间滤池的反冲洗水泵安装在现在闲置的水泵安装位置。加氯间内安装2套二氧化氯发生器，有效氯产量为0.2kg/h，功率为1.1kw，1用1备。第二水源净水厂1、第二净水厂水源地 水源地近期为冯家水源，远期为牛家水源。两组水源井平行布置，排距1.5km。垂直地下水流方向布置6眼管井，单井设计水量2362.50 m3/d。井径为200mm，井深为150m，井距750m，每眼井平面布置20mx20m。深井泵房平面尺寸为3.6mx2.4m，地下深2.1m，钢筋混凝土结构。每座深井泵房内设深井泵一台，水泵参数为Q=90m3/h ,H=60m,N=22kw。2、第二净水厂 第二净水厂位于城区西南部的小王家，故也称小王家净水厂。该净水厂规模按照2015年1.7万m3/d综合考虑，并预留2020年总规模2.7万m3/d发展的需要。厂区总占地面积3.0公顷。净水厂现有的主要构筑物如下：（1）清水池2座，单池有效容积1000m3,其中储存消防水量324 m3。矩形清水池采用钢筋混凝土结构，平面尺寸15.9mx15.9m，总高度4.0m，有效水深3.8m。（2）送水泵房建筑按远期规模设计，设备按近期规模考虑。送水泵房内现有离心泵3台，2用1备，水泵参数为Q=257m3/h ,H=53m,N=55kw。采用变频调速的方式供水。送水泵房平面尺寸为24mx7.5m，半地下式。地下为钢筋混凝土结构，深2.7m；地面上高5.1m，为砖混结构，配电值班室的平面尺寸为15.4mx6m，层高5.1m。泵房内预留有4台水泵的安装位置，本次工程安装2台反冲洗水泵，远期供水时考虑将现有水泵更换，同时增加2台水泵，以便满足远期送水规模的要求。（3）二氧化氯投加量按05mg/l计，本期安装2套二氧化氯发生器，有效氯产量为0.5kg/h，功率为1.1kw，1用1备。1.6.2 供水管网现状*区的供水管网建设主要经历了两个阶段。第一阶段的配水管网建设始于1984年，1986年全部完工，最大直径DN300mm，管材为铸铁管，总长度为1200m。其他铸铁配水干管分别为DN200mm 5600m；DN150mm 2800m；DN100mm 4100m。另有部分给水UPVC管DN225mm 700m；DN160mm 700m；DN110mm 400m。其余均在DN75以下。由于第一阶段敷设的管线年代久远，管道腐蚀严重，跑冒滴漏现象严重，因此*在2005年12月实施的内蒙古开鲁县*给水改扩建工程进行了一部分的管网建设。该工程对原有的供水管线进行了改造，同时修建了新的管道。但是随着城镇的不断发展，城区规模的不断扩大，现有的供水管线已经不能满足用户的需要。主要干管现状管线见下表： 现状供水管线一览表 序号所在位置管径（mm）管长（m）管材1新华街民主路-幸福路DN200215UPVC2新开大街城西-曙光路DN2001904UPVC3辽河大街城西-曙光路DN200-3003046UPVC4长青街环城西路-白塔路DN2001516UPVC5东风街环城西路-幸福路DN200435UPVC6民主路育新街-建设路DN2001236UPVC7解放路环城北路-新开大街DN2001142UPVC辽河大街-建设街8幸福路向阳街-新华街DN200341UPVC9团结路环城南路-向阳街DN2001685UPVC 10曙光路向阳街-新华街DN200326UPVC11白塔路东风街-建设街DN200429UPVC12工农路辽河大街工农小学以南DN200565UPVC13过路管DN1003079UPVC合计159191.7 工程建设的必要性*水质提升处及管网扩建工程不仅可提高人民生活水平，同时可为*经济的可持续发展创造了良好的条件。现代化城镇建设需要相应的供水配套基础设施，随着国民经济的发展和人民生活水平的不断提高，城镇供水问题已成为社会经济发展和人民生活稳定的重要制约因素。提高水厂的供水能力和水质，满足城镇发展所需的水量要求，经济效益和社会效益显著。加快城区供水管网改造，完善基础设施建设，进一步增强城市载体功能。有利于水资源的合理开发、综合利用，充分发挥供水工程的整体功能和综合效益。该工程投产后可以大大改善城区供水水质，因此社会效益显著，因此，建设*水质提升处及管网扩建工程是十分迫切和必要的。 80 第2章 工程方案论证2.1 工程规模及设计水量的确定2.1.1 居民需水量预测 1、城市用水区人口数的确定根据开鲁县*城镇总体规划（2005-2020）及*政府提供的资料，2010年镇区现状人口8.4万人，近期（2015年）*区人口为10万人，远期（2020年）*区人口为13万人。据此对*用水量进行预测。2、用水普及率的确定当新水源工程上马后，供水量大量增加，配水管网覆盖面积显著增大，城镇用水普及率将很大提高。规划用水普及率2015年96%，2020年98%。 3、居民综合生活用水量确定依据室外给水设计规范（GB500132006），综合生活用水定额（二区）的中小城市用水定额并结合*的实际情况，确定*最高日综合生活用水定额：2015年120L/capd；2020年130L/capd。居民综合生活用水量见表2-1。居民综合生活用水量预测 表2-1 年限项目2015 2020居民综合生活用水量标准（L/人*d） 120130总人口（万人） 1013 用水普及率（） 96 98需水量（万m3/d） 1.15 1.652.1.2 工业需水量预测 根据开鲁县*城镇总体规划可知，开鲁县*工业产值2015年5.11亿元， 2020年10.6亿元 。万元产值消耗水量的大小，影响因素较多，根据工厂的性质，生产的工艺流程，生产规模的大小，生产设备的先进程度，生产人员的熟练程度，管理人员的技术水平，工业用水的重复利用率，及废水回收程度等因素有关。根据开鲁县*的实际情况，宜建立节水型工业为主精神。万元产值消耗水量不宜太大。根据城市总体规划，万元产值耗水量2015年为65m3/万元， 2020年为55m3/万元。工业用水量预测 表2-2 年限项目 20152020工业总产值（亿元/年） 5.11 10.6万元产值综合耗水量（m3/万元）65 55重复利用率（）45 50需水量（万m3/d）0.50 0.802.1.3 浇洒道路和绿地用水量浇洒道路和绿地用水量应根据路面、绿化、气候和土壤等条件确定，本次设计按生活用水量和工业用水量之和的8%计，则2015年的浇洒道路和绿地用水量为0.13x104吨/天，2020年的浇洒道路和绿地用水量为0.20x104吨/天。2.1.4 管网漏失量管网漏失量按上述三项用水量之和的10%计，则2015年的管网漏失量为0.18x104吨/天， 2020年的管网漏失量为0.26x104吨/天。2.1.5 未预见水量未预见水量按上述四项用水量之和的10%计，则2015年的未预见水量为0.20x104吨/天， 2020年的未预见水量为0.29x104吨/天。2.1.6 消防用水量2015年10万人，同时间内火灾次数为2次，每次灭火用水为45l/s，火灾延续时间为2h，补充消防水时间为24h，则消防用水量为648m3。2020年15万人，同时间内火灾次数为2次，每次灭火用水为45l/s，火灾延续时间为2h，补充消防水时间为24h，则消防用水量为648m3。2.1.7 城市总用水量综合以上各项，城市总用水量见表2-3。 总用水量预测 表2-3 年限项目 2015 2020居民综合生活需水量（万m3/d）1.151.65工业需水量（万m3/d）0.500.80浇洒道路和绿地用水量（万m3/d）0.130.20管网漏失水量（万m3/d）0.180.26未预见水量（万m3/d）0.200.29总需水量（万m3/d）2.163.202.1.8 供水规模及时变化系数 根据以上的水量预测可知，开鲁县*供水管网的供水规模为2015年2.20x104吨/天， 2020年3.20x104吨/天。根据开鲁县*的用水情况，管网时变化系数取1.5。2.2 水资源论证2.2.1 地表水源论证在开鲁县附近主要有两条大河，即西辽河和新开河。 西辽河发源于赤峰市境内山区的老哈河，在麦新镇十三排村处入境。西辽河在*南5km处自西向东流，河道宽度为1000m，河道比降为1/1000-1/20000。流域表土多沙及沙壤土，植被较差，加上干旱及风沙的影响，河流含沙量较大。河床由于为细沙土，极不稳定。洪水前后河道断面变化比较大。西辽河每年至少有1月、2月、5月、10月、11月、12月为断流时间，对于西辽河这样季节河流不可能作为*的水源地。新开河位于*北部，最近距离为25km，属季节性河流。该河上建有引水闸7座、水闸96座，其他水工建筑物136座。干渠43条，全长268.2km，支渠163条，全长512.3km。多年平均径流量为4.80亿m3。新开河在频率为50%、75%、90%时1月、2月、12月月平均流量为0，因此新开河也不能作为*的水源地。2.2.2 地下水资源论证一、含水层空间结构及水力联系由*水质提升处理及管网扩建工程水文地质勘查报告可知，开鲁县地下水含水层主要由第四系沉积物、第三系砂砾岩组成。第四系沉积物厚度达137-202m，沉积物岩性80-90%为各种砂砾石、中粗石、中细砂、西砂，形成本区含水性良好的含水层。区内具有供水意义的主要含水层为第四系中更新统大清沟组巨厚（88-162m）砂层。该含水层特点是以砂层为主，在水平与垂直方向上有颗粒粗细差异，粘性土夹层大部分很薄，这就决定了本区地下水为孔隙潜水特点，水量丰富。本区富水性在3000-5000m3/d，个别地方大于5000m3/d。一般单井涌水量(降深5m)均大于60m3/h,大者可达328 m3/h。其次为下更新统白山组冰水沉积砂砾石层，与上述的大清沟组砂层组成统一的含水层组，埋藏于120-140m以下，分布于南部和西部，一般厚20-50m。该层透水性能好，水量丰富。整个第四系含水层中没有完整连续的隔水层，可以看作一个统一的含水体。二、含水层的补给条件本区地下水的补给主要有降水补给、地表水渗透补给、区外地下径流补给、地表灌溉、开采回归补给。三、降水入渗补给本区土壤包气带岩性为粉细砂、砂壤土、亚砂土，极有利于降水入渗。依据通辽市水文勘测局通辽市中部平原区地下水参数计算可知，该地区多年平均降水入渗系数为0.22，降水入渗是该地区最主要的地下水补给来源。四、侧向径流补给本区内存在着流向自南西向北东的天然地下径流。从本区近10年平均等水位线图上看，本区西边界的地下水水利坡度已达到千分之一左右，地下径流补给已成为仅次于降水入渗补给的第二大补给源。五、河水入渗补给（1）西辽河入渗补给西辽河为本区的南边界，本区内西辽河全长24公里。西辽河多年平均径流量为7.345亿立方米，将论证区地下水多年平均等水位线与西辽河水位标高比较可知，西辽河水位标高高于论证区地下水多年平均水位线，说明西辽河对本区有入渗补给条件。（2）新开河入渗补给新开河为本区的北边界。区内新开河全长18公里，多年平均径流量4.8亿立方米，将论证区地下水多年平均等水位线与新开河水位标高比较可知，新开河水位标高高于论证区地下水多年平均水位线，说明新开河对本区有入渗补给条件。2.2.3 水量平衡根据通辽市开鲁县*供水工程水文地质勘查报告可知，该项目区多年平均综合补给量为10050万m3/a，1993-2002年的十年平均综合补给量为9710.7万m3/a；多年可开采系数建议采用0.7-0.8之间，按此计算可开采量为8040-7035万m3/a之间，平均年可开采量为7437万m3/a。根据预测，论证区内2010年需水量为5671.2万m3，其中城镇为1380.2万m3，均小于平均年可开采量7437万m3/a，说明水资源是可以满足项目区需水要求的。2.2.4 水质评价该地区地下水水质为重碳酸型、低矿化度水，PH在7.0-8.3之间，总硬度在97.1-324之间，平均为211。95%的地下水为C1ca型水。在评价区范围内，地下水阴离子以HCO3-为主，阳离子以Ca2+为主，主要离子浓度表现为HCO3-（Ca2+ Mg2+）。水中铁离子平均浓度为1.45mg/l，锰离子平均浓度为0.22mg/l，铁锰离子浓度超标。2.3 净水厂工程方案论证2.3.1 净水厂厂址的选择由于本工程主要内容为水质提升处理，水厂已经存在，因此不再对水厂位置的选择进行论证。2.3.2 净水方案论证2.3.2.1 原水水质依据开鲁县卫生监督所的水质化验结果可见，本工程水源深井水铁离子平均浓度为1.45mg/l，锰离子平均浓度为0.22mg/l，铁锰离子浓度超标，其它各项指标均符合国家生活饮用水卫生标准（GB 5749-2006），的要求。经过除铁除锰净化处理后，可以满足集中式饮水及其它用水要求。2.3.2.2 出水水质要求城市生活用水水质需满足生活饮用水卫生标准（GB5749-2006）的要求，公共建筑非生活用水、浇洒道路、绿化、消防、及少数部门工业用水除外，但考虑城市供水共用一个配水系统，因此本工程新建净水厂出水水质应达到生活饮用水卫生标准（GB5749-2006）的要求。2.3.2.3 除铁除锰工艺流程的确定地下水除铁大体分为三种处理方法：曝气氧化法、氧化剂氧化法和接触过滤氧化法。自然氧化法是原水经曝气，利用空气中的氧气将二价铁氧化为三价铁，即Fe(OH)3悬浮物，经投药混凝、沉淀、过滤后去除；氧化剂氧化法与自然氧化法相似，区别在于采用高锰酸钾、氯气等氧化剂替代原水自然空气曝气方法，以加速将二价铁氧化为三价铁，即Fe(OH)3悬浮物，经投药混凝、沉淀、过滤后去除；接触氧化法是原水经曝气后，含有二价铁及溶解氧的原水直接快速进入滤池，二价铁吸附于滤料表面，然后被溶解氧氧化为三价铁得以去除。根据室外给水设计规范要求，当地下水中同时、锰时，原水含铁量低于6mg/L，锰含量低于1.5 mg/L时，可采用接触氧化过滤法，原水曝气-单级过滤直接去除。由于本工程原水含铁量低于6mg/L，锰含量低于1.5 mg/L，所以本工程采用接触氧化法；曝气、一级过滤就可以满足出水水质要求。2.3.2.4 滤池形式比选国内目前常用的滤池形式有：普通快滤池、多层滤料滤池、虹吸滤池和V型滤池（均粒滤料滤池）等。其机理都是以石英砂、无烟煤等粒状滤料层截留水中悬浮杂质，从而使水获得澄清的工艺过程，使出水达到饮用水标准。普通快滤池是使用历史最久的池型，以其良好的过滤效果一直得到广泛应用，但普通快滤池在反冲洗过程中滤料总是相互混杂，影响滤池的过滤效果，采用单一滤料可改变这种状况；虹吸滤池可以靠水力作用自动完成反冲洗，但冲洗强度受廊道水位的限制，往往冲洗不彻底，使过滤周期缩短。近些年来，随着我国自控技术的提高，一些控制过程复杂，过滤效率更高的池型得到了发展，其中之一就是V型滤池，该工艺是我国20世纪80年代末从法国Degremont公司引进的技术。V型滤池是快滤池的一种形式，因其进水槽呈V字型而得名，也叫均粒滤料滤池（其滤料采用均质滤料，即均粒径滤料）。根据本工程的水质、水量特点，本工程推荐采用普通快滤池作为过滤单元的处理构筑物。2.3.2.5 废水回收工艺在净水厂的净化处理中，水厂滤池冲洗用水量约为净水厂供水量的2.0%，为实现水资源的可持续发展，本工程在有条件的净水厂内采取生产废水回收措施，以减少水量损耗。本工程通过设置回收水池，收集滤池反冲洗水，经过一定的停留时间，使废水中含有的较大颗粒得以沉降，如反冲洗跑漏的滤料等。2.4 管材选择 2.4.1 常用管材为使本工程管材选用合理，在本设计进行之前，结合本工程实际情况，对供水工程中常用的几种管材进行了专门的调研及分析。1、钢管：钢管是给水工程中常用的管材，其具有机械程度高、可承受较高压力、制作及焊接技术成熟、检验手段也日趋完善且取材方便等优点。而且规格不受管材限制、敷设方便、适应性强。适用于承压高或地形复杂、过障碍等处。采用钢管突出的问题之一是管道腐蚀及其防护。一般在进行内、外防腐处理的同时，还应采取必要的电化学防腐措施，才能更安全可靠。2、玻璃钢管玻璃钢管在近几年开始应用于给水工程中，其具有重量轻、强度高、耐腐蚀等优点，而且无需另作防腐，便于运输和施工，水力性能优良。3、球墨铸铁管是常用的给水管材，其机械强度好，在抗拉、抗弯、耐冲击、耐震动等方面有优势，适应性强；出厂已做好内外防腐，耐腐蚀性好。接口采用橡胶圈接口，柔性较好，有标准配件。在配水管网工程中已广泛采用了口径DN1200以下的球墨铸铁管。大口径球墨铸铁管（大于DN1200mm）价格较钢管高。4、UPVC管硬聚氯乙烯管重量轻，耐腐蚀，水流阻力小，价格不高，采用胶圈接口，施工方便。小口径管道价格较其他管材低，在配水管道工程中应用逐步普及。不过只是局限于500mm以下的管道。对于大于500mm以上的管道还有待于实际工程中的进一步验证。 5、高密度聚乙烯管（PE管）高密度聚乙烯给水管耐腐蚀，不结水垢、不滋生微生物，无毒洁净、对水质无污染；具有良好的抗震、抗地基不均匀沉降性能；自重小，运输及安装方便；标准长度6m12m，接口采用承插口连接，接头少、减少渗漏机率；管壁光滑耐磨，输水压力损失小。管材造价比UPVC管高。2.4.2 管材比较每种管材都有各自的优点和缺点，在选用管材时，必须根据工程所需管道的内水压力、外部荷载、流量、环境介质以及各种管材的材质和适用条件，采用符合要求、经济合理而有安全可靠的管材。下面对上述几种管材进行价格和供水安全性等方面的比较，管道工作压力按1.0MPa考虑，管径DN300mm，长度2km；钢管外防腐采用环氧煤沥青，内防腐采用无毒环氧瓷漆，焊接接口；球墨铸铁管外防腐采用沥青涂层，内防腐采用水泥砂浆，承插胶圈接口；PE管、UPVC管和玻璃钢管不作内、外防腐层，采用承插胶圈接口和粘接。1、供水安全性有关调查结果显示，在输配水工程的运行中供水安全性最佳的是钢管和球墨铸铁管，PE管、UPVC管和玻璃钢管次之。从供水安全性上考虑，输配水管道的首选管材一般是钢管和球墨铸铁管。2、管道施工安装由于管道材质不同，管道重量和刚度不同，接口方式不同，对管道基础和回填土的要求不同，防腐层制作的方法和场所不同，所以各种管道的施工安装方便程度也不同。安装最快捷的是球墨铸铁管，PE管、UPVC管和玻璃钢管次之，最后是钢管。3、检修速度实践证明，钢管的检修速度最快，其次是球墨铸铁管以及PE管、UPVC管和玻璃钢管。4、使用寿命永久性埋地给水管道必须保证50年以上的使用寿命。上述5种管材50年的使用寿命已被实践证明是可以达到的，但钢管必须采用具有相应寿命的防腐标准。无毒环氧瓷漆防腐层具有附着牢固，极难脱落的特点，据英国E.WOOD公司提供的资料，采用无毒环氧瓷漆防腐层的钢管的预计使用寿命可超过75年。化学材质的玻璃钢管是近几十年来才发展起来的新型管材，寿命必须考虑材质的时间因素，通过试验和实践，对其物理力学性能的老化现象已经掌握，只要按照标准中规定的许可应力、应变等指标进行正确设计计算，采用要求的管材级别，50年的使用寿命是可以保证的。5、管道综合造价对于供水工程项目，输配水管道的投资在整个工程投资中占很大的比重，在水量、水压等其它要求都能满足的条件下，选用经济合理的管材对于节省整个工程投资有很大意义。管道综合造价比较（万元km） 表2-2钢管UPVC管PE管球磨铸铁管DN10018.615.217.818.1DN20040.4431.839.539.95DN30068.1169.1871.5856DN40094.5795.5398.478.5DN500119.50128.6135.6101.2DN600142146.39158123.26、推荐管材 经过技术经济比较，并结合现有的管网情况，确定本次设计的管材采用UPVC管。第3章 工程设计3.1 工程内容及规模本工程主要内容包括净水厂的水质提升处理即除铁除锰处理以及附属设施的建设、供水管网扩建工程。第一净水厂总的处理规模为5000m3/d。第二净水厂近期处理规模为1.7万m3/d,远期处理规模为2.7万m3/d。第一净水厂水处理设施规模按现有的规模设计；第二净水厂净化间建筑及设备和回收水池近期按1.7万m3/d设计，远期再增加一座净化间，增加的构筑物设计规模为1万m3/d，这样使得远期总的处理规模达到2.7万m3/d。净水厂工程内容包括工艺构筑物、附属设施。其中水处理系统工艺构筑物由跌水曝气池和过滤等设施构成；附属设施包括办公用房、锅炉房等。3.2 净水厂工艺设计3.2.1 工艺流程本工程净水工艺主要为除铁除锰，采用跌水曝气、过滤。过滤后采用二氧化氯消毒；设置回收池回收滤池反冲洗水。净水厂具体工艺流程： 跌水曝气普通快滤池清水池送水泵房用户3.2.2 主要设计参数1、设计流量第一净水厂设计规模0.5104m3/d，厂区自用水量按10%计，设计流量为：Q=0.5104m3/d1.1=0.55104m3/d；第二净水厂近期设计规模1.7104m3/d，厂区自用水量按10%计，设计流量为：Q=1.7104m3/d1.1=1.87104m3/d。2、进水水质水中铁离子平均浓度为1.45mg/l，锰离子平均浓度为0.22mg/l，铁锰离子浓度超标，其它均符合生活饮用水卫生标准（GB5749-2006）的要求。3、出水水质本工程处理水水质满足中华人民共和国建设部颁布的生活饮用水卫生标准（GB5749-2006）的要求，主要设计控制指标为浊度，本工程确定出厂水浊度一般情况不大于1.0NTU。3.2.3 水厂平面布局在满足工艺流程、处理效果的前提下，结合厂区地形条件，净水厂的平面布置力求功能明确、布置集中、分区合理、有利生产、方便生活。为方便管理、节约投资和用地，将跌水曝气和过滤构筑物组合成一体置于净化间内。同时尽量考虑流程直流顺畅，各系统管线布局简短，为生产管理操作运行提供有利条件。单体布置注意朝向和主导风向，用电耗电大户靠近变电所。厂区注重绿化并配以园林小品，创造一个安静优雅的工作环境。3.2.4 单体设计一、第一净水厂1、 净化间净化间平面尺寸12m18m，层高7.5m，输水管道进入厂区后首进入跌水曝气间井，经二级曝气，再均衡配水进入滤池。配水井设置检测仪表有浊度检测仪、温度检测仪、PH检测仪。（1）跌水曝气池跌水曝气池平面尺寸6mx6m，高度为二层。跌水曝气井1座，设二级曝气，分内外三层。设计水量 0.064m3/s一级曝气堰上负荷 38.2m3/m.h堰长 6.0m二级曝气堰上负荷 25.46m3/m.h堰长 9.0m（2）普通快滤池普通快滤池分为2格，单格设计水量为0.032m3/s。净化间维护结构采用网架结构，上下二层。主要设计参数和数据如下：单池设计水量 0.032m/s滤速 4.0m/h单池过滤面积 28m2；过滤周期 24h；水反冲洗强度 15 L/m2.smin；水洗历时 10min；配水层高度 0.9m；滤料采用双层滤料石英砂滤料： d=0.51.2mm，h=400mm,不均匀系数K802;无烟煤滤料： d=0.81.8mm，h=400mm,不均匀系数K802;承托层： d=816mm，h=300mm。 滤料上水深 2.1m。