黄瓜山净水厂升级改造实例
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摘 要：基于農村饮水安全全面巩固升级的理念，针对重庆市某城镇水厂工艺升级改造，采取了提水管道利旧的合理性、工艺的升级优化、厂区排污的最适性等方法，有效地提高原有供水工程的利用率，实现了利益最大化。基于黄瓜山小型净水厂升级改造工程的设计经验和工程实践，系统介绍了水厂利旧的合理性，为其他净水厂改、扩建工程提供一些参考。
关键词：升级改造 水厂 利旧的合理性 利益最大化
中图分类号：TU982.29 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2019）02（b）-0029-02
至2015年底，适应我国当前农村经济社会发展要求和农民需求的农村饮水安全阶段性任务将全面完成。但保障农村饮水安全是一项长期任务，且阶段性、动态性、反复性、复杂性、艰巨性特征明显。为了解决农村饮水安全中存在的供水规模偏小、供水保证率不高、净水设施不齐备、管网漏损率较高、入户率和水质合格率偏低等问题，采取的技术措施主要包括了改造常规处理工程、新建排泥水处理工程、新建清水池工程、更换主管道、一级支管道等。进行以上工程时，存在管道的重复性建设、扩建厂区的新征土地、老旧设施同步改造、供区停供产生的供水矛盾等难题。因此，在满足水质提标、节能减排和安全可靠的前提下进行利旧的合理性、利益最大化已成为升级改造工程亟需解决的难题之一。
1 建设背景
原黄瓜山水厂自2006年，制水规模500m3/d，已经运行10多年。随着旅游产业的城镇生活水平的高速发展，为适合各产业的需水要求，需扩大制水规模至5000m3/d。由于供区主要在城区边，加之原厂址周边为居民，扩建难度很大，故在坡脚另一小水厂边扩建，扩建规模至5000m3/d。原有水厂工艺流程见图1。
升级改造包括新建5000m3/d的水源提水工程、生物预警池、常规处理、厂区污水处理工程。
2 升级改造工程
2.1 水源提水工程
为满足本工程的水量要求，水源由大沟水库换为孙家口水库，孙家口水库以城市供水为主，兼顾农村居民的人畜饮水、防洪等综合效益的工程。孙家口水库坝址以上集雨面积10.32km2，水库总库容1064万m3，正常蓄水位334.00m相应库容1008万m3，死水位324m，相应库容98.00万m3，校核水位334.35m。经计算，孙家口水库来水量456.56万m3，本次年需水量133.83万m3，水源水量满足要求。
卫星水库（地面高程：304.87m）至孙家口水库（地面高程：334m）2011年修建了补水压力管道，采用DN600球墨铸铁管道，中途修建中转水池+毛家坡泵房，为了实现基础设施最大化，本次提水管道利用孙家口卫星水库到孙家口水库的应急补水管道回流至一环路城郊用户小区公路边（对中间已建毛家坡二次加压泵房旁通管改造），新建D325×9.5无缝钢管L=3600m提水至黄瓜山水厂（479m）。（备注：本次占用了卫星水库到孙家口水库的应急补水管道，本次提水与孙家口水库应急补水协调，每天补水8h，水量1833m3/d，作为应急用水，能够满足补水与提水协调的方案供水，故在跃进水库边设置进出水管道以及附件，同时更换跃进水库已建深井泵房内多级泵Q=229m3/h，H=80m，P=110kW两台（一用一备）以及配套电气设备。）
2.2 工艺优化
为了满足本工程的建设目标，对净水厂工艺做了以下几方面的重点优化：
增设生物预警池，预警池一侧采用玻璃钢结构，以便观测生物异常状况。
栅条絮凝斜管沉淀池在我国目前常用的给水标准图集中一般是联建的，水流在由絮凝池直接进入沉淀池时流速发生变化，水流层面产生扰动，絮凝体容易破碎，影响沉淀的效果。
由于厂区在坡上，距离已建污水主管较远，高差较大，故采用有压污水管道排污，即厂区雨污合流至储污池，有压管道排至已建污水检查井。
升级改造后的工艺流程见图2所示。
2.3 集约化平面布置
一期工程用地位于整个厂区的东部，占地面积约为1484m2（2.22亩）。二期增加5000m3/d规模生产构筑物布置于厂区的西部地块，新增占地2861m2（4.28亩）。按水厂平面布置中净水处理工艺流程以及厂区地形综合考虑，在厂址内由东向西一字型布置。净水厂总平面布置见图3。由于乡镇水厂的特殊性，原有水厂（500m3/d）工程的排泥水未按照工艺要求处理，本次新建按排泥水处理系统处理，建设污水储存池，利用有压管道接入已建市政污水检查井，进入污水处理厂处理达标后排放。
2.4 构筑物集约化布置
（1）新建配水井1座，钢筋混凝土结构。设计规模Q=5000m3/d，水力停留时间：T=2.0min，平面尺寸为4.2m×1.5m，总高度6.6m，有效水深3.0m，配水井排泥采用液动池底阀排泥。
（2）新建栅条絮凝斜管沉淀池一座，分两格，采用钢筋混凝土结构。栅条絮凝和斜管沉淀池合建，设计规模Q=5000m3/d，平面尺寸为8.5m×14.6m，高度4.7m。
（3）新建重力式无阀滤池一座，分两格，采用钢筋混凝土结构。设计规模Q=5000m3/d，滤速v=9.00m/h，冲洗时间t=5min，冲洗强度q=15L/s·m2，平面尺寸7.45×3.6m。
（4）新建清水池一座，分两格，采用钢筋混凝土结构。设计规模Q=1697m2，平面尺寸20.70m×20.00m，高度4.3m。
（5）新建回收水池一座，采用钢筋混凝土结构。每座回收水池有效容积为72m3，平面尺寸8.0m×4.0m，总高度4.5m，有效水深2.3m。
（6）新建加氯加药间一座，采用砖混结构。加氯加药间平面尺寸为15.0m×9.0m，层高3.6m。加氯加药间根据地形采用基础架空层，架空层内可以堆放管材。
（7）改造装修配电间一座，改造面积51.43m2（由原水厂加氯加药间装修再次利用）。
（8）利用原来管理房。管理房由一层改造成两层，管理房平面尺寸为11m×7.2m，总建筑面积158m2，总建筑高度为7.2m，上楼梯步布置在房间外。
3 集约化设计特点及效益
由于水厂用地受客观条件限制，在设计中高效利用土地是工程设计的主要难点之一。本次升级改造以科研为先导，以结合厂区实际情况为基础，二期采用的栅条絮凝与斜管沉淀池，斜管沉淀池占地小，排泥量小，节约了占地和污泥浓缩池的占地位置;二期不新建管理房和配电间，管理房改造原有管理房，配电间是原有加氯加药间改造，既解决了新增用地矛盾，又降低了投资。通过利旧的合理性，达到了利益最大化。
4 结语
针对水厂原址升级改造的用地难题，可从竖向强化、紧凑叠合、平面模块等方面制定出全流程、全立体、全厂界的净水厂集约化处理设计方法，包括采用高效新工艺、优化组合工艺、拓展单元功能、紧凑布置总图、利用三维空间、开发综合池体等，实现水质提标、节能减排和安全可靠等多重建设目标。
参考文献
[1] 王如华.现有城镇水厂技术升级改造面临的主要问题及对策[J].净水技术，2012，31（4）：4-6，83.
[2] 王晏.城镇给水厂集约化设计实例[J].工业用水与废水，2014，45（3）：63-67.
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