集约化供水工程的设计范文

《给水排水杂志》2014年第六期

1集约化供水建设内容和进程

岛域集约化供水按照“四厂四片”的规划原则，逐步分阶段推进，具体建设内容和进程如下：（1）2011年建成城桥水厂一期工程（7．5万m3／d）和厂外配套输配水管网，切换并关闭区域内5个乡镇水厂。供水范围鸽笼港以东，新河港以西地区，包括城桥新城和新河镇西部。根据用水需求，2020年前完成二期工程。（2）2011年建成陈家镇水厂一期工程（4万m3／d）和厂外配套输配水管网，切换并关闭区域内3个乡镇水厂。供水范围渡港以东地区，包括陈家镇、向化镇和东滩。根据用水需求，2020年前完成二期工程。（3）2014年建成堡镇水厂供水工程（8万m3／d）和厂外配套输配水管网，切换并关闭区域内10个乡镇水厂。供水范围渡港以西，新河港以东地区，包括堡镇和新河镇东部。（4）2014年建成崇西水厂供水工程（5万m3／d）、厂外配套输配水管网和中途增压泵站，切换并关闭区域内10个乡镇水厂。供水范围鸽笼港以西地区，包括庙镇和明珠湖地区。

2原水水质及处理对策

规划的东风西沙边滩水库和陆域原水管线将于2014年建成。南横引河是崇明最大的环岛运河，设多个分支水闸通长江。在规划边滩水库投入使用前，南横引河作为临时过渡水源，水源切换后，南横引河作为4座新建水厂的备用水源。双水源的建设，从最大程度上保证了岛域供水的安全性。

2.1南横引河水质以南横引河江口段监测值为样本，分析水质数据：CODCr、BOD5符合地表水环境质量标准限制中的Ⅲ类标准；氨氮90％时段符合Ⅲ类标准；总磷、总氮属于劣Ⅲ类标准；挥发酚、石油类时有超标。综上分析，南横引河水质在Ⅲ～Ⅳ类，属微污染水源水。表1是南横引河江口断面水质数据。

2.2边滩水库水质

2.2.1水库工程阶段原水水质对取水口水域进行常规水质监测，取水口总体水质表现良好，其中汛期主要超标因子石油类为Ⅳ类，Ⅱ类达标率75％；非汛期主要超标因子为总磷、粪大肠菌群，分别为Ⅳ类、Ⅲ类水标准，Ⅱ类达标50％、37．5％。其他水质因子为Ⅰ～Ⅱ类标准，总体评价仍在Ⅱ～Ⅲ类标准。

2.2.2水库成库后原水水质经过水库静沉后，参照陈行水库水质资料，预测原水水质仍应在Ⅱ～Ⅲ类，浊度将有所降低，平均在50NTU以内，藻类等会有一定的富集。

2.3处理对策根据规划水源水质，采用适宜的氧化剂对原水进行预处理并强化常规混凝沉淀，使出水水质达到《生活饮用水卫生标准》（GB5749—2006）的要求。考虑到今后原水水质变化的不确定性，工程预留了深度处理用地，视水源水质的变化按需实施。根据备用水源水质，除上述强化常规处理措施外，厂区内还考虑一些其他的工程措施：（1）设置粉末活性炭投加设施去除酚类、石油类有机污染物。（2）强化对有机污染物的处理，采用高锰酸钾复合盐作为备用氧化剂和助凝剂。

2.4净水工艺流程综合考虑岛屿的地理环境特点和供水管理的特殊性，从技术成熟、管理方便的角度出发，4座水厂常规净水池型均采用机械混合折板絮凝平流沉淀池－均质滤料滤池。净水工艺流程见图2。

3集约化供水系统方案

在各新建水厂供水范围内，采用中心水厂至各乡镇水厂，各乡镇水厂至管网用户的二级供水方式。根据管网水力计算结果，或利用原乡镇水厂的出厂管直供，或利用其清水池、出水泵房调蓄增压后供管网用户，或改造原乡镇水厂，在供水线路较长区域作为中途转输泵站。

4净水工程设计

4.1常规处理工程

4.1.1机械混合折板絮凝平流沉淀池4座水厂絮凝池前端均设机械混合池，混合时间40～60s，G值≥500s－1。絮凝时间18～20min，采用三段不锈钢折板，峰速0．32～0．10m／s，平流沉淀池设计水平流速12～10．5mm／s，沉淀时间110～100min，有效水深3．5～3．3m。沉淀池出水采用不锈钢穿孔指形槽，出水负荷小于250m3／（d•m）。

4.1.2均质滤料滤池单格滤池过滤面积40．9～91．2m2，设计滤速7．2～8m／h。采用石英砂滤料，有效粒径0．85mm，不均匀系数K80≤1．3，滤层厚度1．20m。支承层粒径2～4mm，厚度0．1m。反冲洗方式为气水反冲加表面扫洗。布水布气系统采用预制混凝土滤板，上设长柄滤头。反冲洗气源及水源由反冲洗泵房的鼓风机及反冲洗水泵提供。水源来自南横引河时，滤池初滤水直接排放，待切换为长江原水后初滤水回用至滤池前端。

4.1.3综合加药间消毒药剂的选用受限于崇明岛四面环水的交通运输环境，上海市区常用的Cl2无法保证正常的运输供应，因此崇明县全部乡镇水厂均采用现场制备复合ClO2代替Cl2作为消毒剂，制取原料为盐酸和氯酸钠。相较于Cl2，ClO2有更强的氧化和杀菌作用，可除去氯酚、藻类等引起的臭味，余氯可保持时间较Cl2长，具有强烈的漂白能力，可去除色度。使用后，各乡镇水厂普遍反映使用较方便，效果尚好。但上海市水质监测中心对各乡镇水厂出厂水进行常规抽检时，多次发现水中氯酸根离子浓度超标，说明在使用ClO2时，如何在保证余氯的前提下，合理控制投加量并提高原料转化率尚有待探索。为解决ClO2投加量较大时，副产物容易超标的问题，并尊重当地的使用习惯，同时考虑到崇明岛特殊的地理位置，设计保留ClO2，并增加现场制备NaClO溶液作为氧化、消毒剂。NaClO在混合前端和滤后出水投加，ClO2做为可选择的补充协同消毒投加于清水池出水。目前已建成运行的崇明城桥水厂、陈家镇水厂均采用了NaClO＋ClO2的协同消毒模式，处理效果良好，未有消毒副产物超标现象。为降低现场制备NaClO的设备成本，考虑在4座水厂中的两座设总制备车间，通过槽车将制备液运送至其余水厂和增压泵站。加药间设计综合加药间由加矾、加粉末活性炭、加高锰酸钾复合盐、加二氧化氯、加次氯酸钠五部分组成。采用液体聚氯化铝作为混凝剂，投加量30～50mg／L。每座水厂设粉末活性炭料仓投加系统1套，湿式投加，投加含量3％～5％，最大投加量50mg／L；高锰酸钾复合盐投加装置1套，最大投加量1．5mg／L；ClO2发生装置1套，最大投加量按有效氯1．0mg／L计。电解食盐水现场制备NaClO，生成溶液约0．8％。设计以总投加量最大不超过5mg／L计算发生器产量，利用晚间8h谷时低电价时段制备满足24h用量溶液。以设在堡镇水厂的总车间为例，共设3台发生器，2用1备，单台发生器产量50kg／h，功率350kW，NaClO储池采用室外地下式混凝土池体，共设2座，水深约3m。设2台NaClO提升泵，1用1备，提升溶液至室内高位储罐，采用隔膜计量泵投加药液。加药间内设食盐储存场地和溶解池，空间大小按7d用量考虑，另配套设盐水泵、风机、软水装置等辅助系统。综合加药间内加氯部分的布置见图3.

4.2排泥水处理工程4座水厂的最终水源为东风西沙边滩水库，参考以陈行水库为原水的月浦水厂、泰和水厂，预测其原水平均浊度在50NTU之内。综合考虑由于水源不同造成的原水浊度变化，同时兼顾工程经济性，排泥水设施处理能力按南横引河近2年80％浊度概率取值，同时在构筑物设计中留有余量，待水源切换为边滩水库后，上述设施的处理保证率将会提高。为使处理设施有针对性，处理效果好，设计将滤池反冲洗废水及沉淀池排泥水分别收集和处理，具体流程见图4。6运行2011年初城桥水厂、陈家镇水厂相继投产运行。2011年高峰供水期间，城桥水厂供水量超过设计水量，最高日接近8．5万m3／d。2座水厂供水设施运行平稳，供水水质达到《生活饮用水卫生标准》（GB5749—2006），出水浊度控制在0．2NTU以下。具体水质指标见表2。

作者：金晓云单位：上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司