中小型城市给水厂设计

【专家解说】：水厂的设计中选择水处理工艺是首要问题，合理的净水工艺是保证供水水质的关键，但水厂总平面布置、厂区道路、绿化、管线设计、建筑结构、变配电、以及水厂监控系统也非常重要，要结合当地具体情况和发展的需要进行研究；同时水厂的运行管理也是重要环节，运行管理的好坏直接影响水厂的两个效益。本文就水厂设计方面的几个问题谈谈自己的看法。 1 总平面布置的注意事项 　　净水厂总平面布置的要求是功能分区合理，各构筑物布置紧凑、流程合理、管理方便，同时尽可能利用地形，并适当留有发展的余地。但有些设计中总图布置过于松散片面贪大，非生产性设施过多，有的水厂设计中设有游泳池、观赏鱼池、亭台楼阁，既不符合国情浪费了土地资源，又增大了工程投资，还给水厂管理带来不便。在总平面具体布置时下面几点要引起设计者注意： 　　①加矾间应靠近反应沉淀池进口。 　　②加氯间一般宜靠近滤池与清水库。当需要对原水预加氯时，此时可能管线较长，对于水源水质较差、菌藻含量较高，预投氯量相对较大的宜把加氯间设在沉淀池前端；对水源距水厂较远而又需预加氯的可在取水泵房处增设加氯间就近加注。另外，也可利用下面办法解决：如系氯、水混合后加注的，可采取在加注点增设水射器；或改用氯气输送，距离可达100～200m。 　　③沉淀池和滤池尽量靠近。 　　④在厂区道路布置上，各生产构筑物之间如：沉淀池、过滤池、加矾加氯间等处，必须道路便捷，除地面交通外，池与池之间也应设置架空桥，以便巡回检查管理。 　　⑤加矾用料往往品种多样，不易整洁，最好避开厂主干道两侧，将加矾间设到较为隐蔽的地方。 　　⑥滤料堆场应尽量靠近滤池布置，并合理利用厂区空地砌筑堆砂池，以使厂区整洁，环境优美。 2 厂区标高的确定 　　厂区设计地面标高宜高出厂外地面0.3～0.5m，或更高一些，以免汛期淹水。但若填方量过大，一时难以办到，可先只填高道路。解决这一问题最可行的办法是利用生产排出污泥，经过长期填充之后，使厂区地坪逐渐升到设计标高。 　　供水泵房一般均为地下式或半地下式，为了减小埋深，一般选在厂区地势最低处建造，虽然泵房的地下埋深浅了，建造费用省了，但从安全生产角度来看，却最为不利，每遇暴雨或构筑物溢水事故时，水就会涌向泵房，即使泵房外围有排水系统，仍旧有被淹的危险。所以，将泵房设到地势较高的场所比较好，或提高泵房周边地面标高。 3 厂自用水系统设计 　　厂自用水管网宜布置成环状管网，并分别由两根出厂总管上接出，管径应根据水厂规模、自用水量计算确定，但不宜小于DN200。 　　沉淀池上、清水库边要专设清洗用水管，管径DN100～150；设DN50～65消火栓，沿池分布，其间距在30～60m，不宜过长。露天管线要有防冻措施。 　　双阀滤池，进水、排水两虹吸管的外露抽气管，寒冷地区冬季常冻结，影响滤池运行，可在管子的一端接一个水射器，不停抽吸防冻。 4 滤池反冲洗排水回收 　　近年来，新设计的水厂多将滤池反冲洗排水集中排入回收池，经回收泵送回源水管中再用。但必须使回收水含泥浓度保持基本稳定，做到均衡输送。若时清时浑，时大时小，时送时停，人工加矾无法掌握，即使自动投加，亦不好控制，最后索性废止不用，这已为经验所证实。基于上述原因，回收工艺必须： 　　①池中设搅拌设备（如潜水搅拌泵），使含泥浓度稳定。 　　②每小时回流水量，按全民总冲洗水量的1/24考虑。 　　③回收池容量不宜过大，可按可能出现的连续冲洗滤池格数和总排水量考虑，或按日总冲洗水量的1/5考虑，但不能小于单格滤池冲洗排水量。过大不但会造成污泥沉积，而且占用场地。 　　④回收系统不宜放在加矾间和沉淀池之间。该处是加矾人员经常往返的通道，一旦阻断，影响生产管理，故应结合排污设施，另行布置。 　　⑤回收池上应设盖板，池内不需分格，既便于管理，也减少造价；一旦发生故障，可以暂停运行，废水则可直接排入排污系统。 　　滤池反冲洗排水的回收可以节省水厂自用水量，减少水资源浪费。但若水源距水厂很近，由于回收水泵小，泵效率较低，单位电耗相对较大，很可能大于取水单位电耗，或两者相当，同时回收系统还增加了设备的管理维护。若滤池使用气水冲洗，冲洗水量减少，也可能节水不明显，所以，回收与否应从整体上考虑。 5 构筑物和清洗 5.1 沉淀池的清洗、排泥 　　在大中型水厂，反应-沉淀池多采用隔板反应-平流式沉淀池，其排泥问题应引起重视。反应室内一般积泥甚少，排泥间除大清洗外，不经常启用。平流沉淀池内，花墙两侧积泥最多，有时堆达池深的1/3以上。墙前（过渡区）多无排泥设施，墙后面排泥机又无法吸到，应在此两处增设小型排泥设备，如潜污泵等，定时排泥。墙侧近处、池底设排泥槽或排泥斗，作为大清洗用。 　　沉淀池出口积泥虽然相对较少，但最易影响出水水质，而排泥机的吸泥口又无法吸到，建议沿池尾墙壁内侧浇筑一混凝土斜坡，坡度50～60°。出口端的积泥随时可顺坡滑卸1～2m外，这样就可被吸泥机吸走。 　　沿池的排空阀兼有大清洗时排泥沙功能，故阀的间距不宜超过30m，以缩短清扫的距离，缩短冲洗水枪水龙带的长度。 　　如用斗式排泥，凡连续运行的反应-沉淀池，泥斗坡度不要小于55°，以便用池内水头排污。对于水质较好，泥沙含量很少的水库水，山溪水等水源的反应-沉淀池，一般只在汛期水浑时运行。斗底坡度可以小到20～30°，作为停池清洗之用。 　　为保证斗式排泥不被堵塞，可在泥斗排泥管进口处接DN50的压力水管，或在排泥管出口排泥阀内侧（迎水面）接一DN50压力水管，一旦不通则以水冲开，很快就能排泥。 5.2 清水池清洗及配管 　　凡较深的地下水池（如矾液储池，清水池等）清洗时宜用潜水泵抽提排水，不能用地下排水管以重力排水。清水池的排空管应该取消。溢流管除高出厂区地面的可按具体情况考虑外，其余的都应取消。溢流管看似安全，其实弊端不少，它的存在正好给脏水脏气留下了进库的捷径。有的在管头出口蒙上纱网，甚至装上拍门，仍然阻止不了细菌、脏水、脏气的入侵。水厂运行中，下水道污水倒入清水池的事例，历历可数。如把溢流管省掉，有些人担心清水池顶盖在满灌时无法承受内压而损坏，其实这个顾虑是多余的。清水池溢水首先从人孔出流，人孔高出库顶仅0.8～1.0m，此时清水池顶面的水压不超过1m水头，顶板本身结构以及池顶尚有0.5～0.7m的复土，构不成危险。这已为众多的实例所印证。同时发生一两次溢水事故后，值班人员必然重视水池水位的控制，使类似事故不再发生，况且清水池一般均有水位自动监控报警仪表，就更不用担心了。 6 结束语 　　水厂的设计是一个复杂的系统工程，设计中除要求投资省、技术先进外还要充分考虑施工安装、生产管理等诸多方面，因此难免出现一些问题或考虑不周的地方，只要我们对每一个环节认真研究，并深入现场不断总结经验，就可避免失误，使设计更趋完美。