水廠改造工程設(shè)計探析

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摘要：隨著我國社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，我國人民的生活質(zhì)量不斷提高，對于自來水的要求以及需求量也越來越多。目前，我國很大一部分水廠都是建設(shè)于20世紀中后期，原有的設(shè)施已經(jīng)不能滿足當下人民的用水需求，且設(shè)備在經(jīng)過長時間的腐蝕之后發(fā)生老化，嚴重影響了水廠的生產(chǎn)效率，而新建一個水廠所需的人力資源以及自然資源花費較大，因此，在原來的廠址上進行改建優(yōu)化是目前較為主要的方式。在水廠工藝設(shè)計時應(yīng)當充分考慮水源、水質(zhì)的特點以及與現(xiàn)有水廠狀況的結(jié)合問題，要因地制宜的利用好現(xiàn)有資源，對一些不能使用的設(shè)施進行淘汰與更換，這在很大程度上能減少水廠造價，并達到提高水廠運轉(zhuǎn)效率，滿足人民日益增長的用水需求，使得自來水的質(zhì)量以及流量都有所提升。本文通過對長沙市株樹橋水庫的改造方案分析，探析水廠改造工程設(shè)計方案。

關(guān)鍵詞：株樹橋水庫；水廠改造；工程設(shè)計

1引言

近年來，我國的經(jīng)濟水平不斷發(fā)展，我國人民的生活質(zhì)量不斷提高。因此，我國居民對于自來水的質(zhì)量以及用水量需求越來越高。目前，我國很大一部分水廠都建設(shè)于20世紀中后期，水廠內(nèi)原有的設(shè)施已經(jīng)不能滿足當下人民的用水需求，且設(shè)備在經(jīng)過長時間的腐蝕之后發(fā)生老化，嚴重影響了水廠的生產(chǎn)效率，而新建一個水廠所需的人力資源以及自然資源花費較大，因此，在原來的廠址上進行改建優(yōu)化是目前較為主要的方式。原有水廠的消毒過濾工藝不到位，生產(chǎn)的水質(zhì)量較低，有些甚至已經(jīng)不能達到國家飲用水的標準。且原有的水廠規(guī)模較小，無法滿足人民日益增長的用水量需求。由此可見，水廠改造工程在當下具有重要意義。下面以株樹橋水庫的改造為例進行剖析，探索水廠改造工程的設(shè)計方案。

2株樹橋水庫概況

株樹橋水庫地處湖南省長沙市瀏陽市境內(nèi)，屬于二級水庫，它與1986年10月開始興建，在1992年10月完成竣工。株樹橋水庫庫區(qū)總長31m，壩頂高程171m，最大壩高78m，庫容2°78億m3，是目前長沙市境內(nèi)最大的水庫。由于近些年的環(huán)境污染，導致飲用水源水質(zhì)下降，自來水供應(yīng)能力在特殊時段也跟不上人民的需求水平。目前，長沙市生產(chǎn)生活日均需水量近120萬t，而現(xiàn)在所有自來水廠在正常運作下所能提供的最大日均供水量僅有137萬t，一旦湘江進入枯水階段，就會有大量的長沙市民將要面臨缺水的問題，其次，湘江水源在近幾年里受到污染，株樹橋水庫的水源主要來源于湘江，水質(zhì)情況有待改善，必要時需要開辟第二水源，因此，長沙市株樹橋水庫在原有基礎(chǔ)上進行了改造。

3水廠改造工藝流程

3.1水源的改變

株樹橋水庫原先以湘江水域地表水為主要供水來源，由于地表水受到環(huán)境影響教大，因此需要進行第二水源的開發(fā)，通過地下水和地表水的結(jié)合利用，既滿足了龐大的用水需求量，也在一定程度上保障了水源質(zhì)量。同時，水庫的凈水工藝得到改善，利用現(xiàn)代科技的力量，使得凈水技術(shù)得到優(yōu)化，滿足出水的水質(zhì)標準。

3.2取水口設(shè)計的改變

株樹橋水庫引水工程的取水口距離大壩約170m，共計有2個取水口，取水口的海拔高程分別處于152m和132m。由于汛期時水位較高，水庫底部的源水渾濁，這會影響出水水質(zhì)質(zhì)量，此時則采用海拔高程較高的取水口；在枯水期，由于地表水量急劇下降，此時就需要采用海拔高程較低的取水口進行取水，通過取水口高低的錯開來保障水庫出水質(zhì)量。同時，取水口安裝了三道閘門，不僅在取水時發(fā)揮著重要作用，而且對于應(yīng)急處理也有其重要意義，一旦檢測部門檢測到水源有污染或安全問題或者引水管道出現(xiàn)異常，則可以通過關(guān)閉閘門的方式最大程度的降低危害。最后，在取水口設(shè)置了源水監(jiān)測點，實時監(jiān)測水質(zhì)，一旦發(fā)生水源污染等突發(fā)情況，則自動關(guān)閉閘門停止供水。這樣的設(shè)計更具智能化，其安全性能更高，具有重要意義。

3.3水庫外圍改造

株樹橋水廠外圍改造主要包括水廠加礬系統(tǒng)改造、新建次氯酸鈉加注系統(tǒng)等，這樣做淘汰了傳統(tǒng)的液氯消毒等加注系統(tǒng)，原有加注系統(tǒng)成本高，且次生污染較大，因此需要進行優(yōu)化升級。其次，通過在廠區(qū)原使用河端局部筑壩設(shè)閘門，形成雨水收集池，由于株樹橋水庫處于暴雨區(qū)，所以，雨水收集庫能夠較大限度保留天然雨水資源，并起到了排污防澇的作用，保證了供水量的充足。在水庫外圍改造時主要考慮了原水水質(zhì)的歷史資料、出水水質(zhì)的要求、相同或類似水源凈水處理的實踐以及經(jīng)濟條件及操作人員的經(jīng)驗和管理水平等因素。

3.4凈水工藝改造

株樹橋水庫在凈水工藝改造上，主要將原先的虹吸過濾工藝改造為20萬m3/d浸沒式超濾工藝并新建了膜池輔助車間、中和水池、水廠低配間；將現(xiàn)狀二期排水池改造為回用水池；新建生產(chǎn)管線，改造已有生產(chǎn)管線，解決現(xiàn)狀5座清水池運行時存在的局部流速過低的問題，滿足水廠改造期間利用三期現(xiàn)狀工藝正常供水以及改造完成后水廠生產(chǎn)管線的切換。在引水工程的設(shè)計上按照1.2m/s的標準進行水速設(shè)計，在此速度下，水中的泥沙不會大量沉積在管道內(nèi)部，同時，通過在整個管網(wǎng)安裝五十多個排泥閥增加泥沙的排放量，一旦出現(xiàn)泥沙沉積的情況，排泥閥就會及時打開，有效解決泥沙堆積造成的堵塞問題。

3.5新建調(diào)壓站

株樹橋水庫的取水口與長沙落差高達120m，由于落差較大，水的勢能就較大，這就容易產(chǎn)生過大的壓力造成管道的破裂，其后果不堪設(shè)想。因此，在原有的基礎(chǔ)上新建調(diào)壓站幫助水管進行減壓，防止水管爆裂造成的不良后果。在調(diào)壓站內(nèi)主要放置了釋放水壓的調(diào)壓井，達到為管道透氣減壓的目的。

3.6改造前后對比

株樹橋水廠在進行改造后，出水更加穩(wěn)定，過濾后水濁度長期穩(wěn)定在0．06～0．08NTU的水平，水廠出水水資源的濁度控制在0．1NTU左右，氯耗與改造前同比下降20～30％。且出水量大大增加，出廠水的耗氧量也大大下降，整體效益良好。

4結(jié)語

綜上所述，在進行改造后，水廠的出水水質(zhì)質(zhì)量得到了很大的提高，且水廠的供水以及水源輸送的安全防護措施得到了有效改善，保證了水廠的安全穩(wěn)定運轉(zhuǎn)。株樹橋水庫改造工程通過實施就地改造、保留現(xiàn)狀構(gòu)筑物的主體結(jié)構(gòu)，將原10萬m3/d虹吸濾池改造為20萬m3/d超濾膜池，實現(xiàn)了提標改造，水量翻倍的目標。在確定凈水工藝的設(shè)計參數(shù)前，進行了相關(guān)中試，驗證了超濾膜工藝對當?shù)厮|(zhì)和水廠現(xiàn)有沉淀出水的適應(yīng)性，為設(shè)計選擇合理的膜通量、過膜壓差、過濾周期及膜清洗等參數(shù)提供了依據(jù)。

參考文獻

[1]嚴煦世，范謹初.給水工程（第四版）[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，1999.

[2]上海市政工程設(shè)計研究院.給水排水設(shè)計手冊第三冊（城鎮(zhèn)給水第二版）[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2004.

作者：鄒立 單位：湖南研清環(huán)保科技有限公司