30000万吨自来水厂工程可行性研究报告

1 30000 万吨 自来水厂工程 第 1 章 概 述 目承办单位 *（ *）有限公司 制范围 1、新建水源地 1 处。设计规模 04m3/d。 水源包括水源井 6 眼、 *源井间联络管。 2、新建输水管线 1 条，长 *期 2010 年设计规模 04 m3/d，中期设计规模达到 104m3/d，远期 2020 104m3/d。 划期限 参考 *发展规划，确定的供水工程期限为：近期 2009 年，中期 2015 年，远期到 2020 年。 根据 *及本工程具体情况，确定近期工程规划年限为 2009年，中期工程规划年限为 2015 年，远期工程规划年限为 2020 年。本工程所要实施内容的分别为：供水厂及输配水管线近期工程设计能力 2 按 2009 年设计，远期工程设计能力按 2020 年设计，配水管线考虑近期和远期的有机结合，统筹设计。 计依据及原则 计依据 1、设计委托书； 2、原水水质化验报告； 3、 *说明书（ 2006 4、 *规划文本图则（ 2006 5、 *给水现状 图（ 1： 5000）； 6、 *地形图（ 1： 2000）； 7、 *给水工程水源地水文地质普查报告 8、 *市给水工程水资源论证报告； 9、建设单位提供的有关数据和资料。 计原则 1、依据 *总体规划，充分利用现有的给水工程设施，尽量减少新建工程造价，设计以近期为主，适当考虑远期，注意近期远期相结合的原则。 2、注意采用新技术、新设备、新材料、新工艺。环形管网配水，争取双电源，保证安全供水。 3、在控制上、监测上、管理上采用微机技术， 提高供水的安全性。井群采用四遥系统，自动控制、自动监测、自动信号、电话通讯， 3 减少人工劳动的强度。 4、注意节省电能的消耗，选用效率高的机电设备，选用节能设备及产品，以达到节省电能的目的。 5、注意保护环境，本着谁污染谁治理的原则，本工程不造成环境污染。 6、精心设计，多做方案的技术经济比较，注意节省工程的基建投资及维护管理费用。 设内容及规模 工程内容包括新建净水厂一座，处理规模为 04 m3/d；新建水源地大口井 6 眼；输水管线（包括井间联络管） *水管网* 4 第 2 章 项目提出的背景和建设的必要性 *概况 *建于 2007 年 3 月，为省级开发区，享有市级经济管理权限。位于 *点（辽中），是 *内陆港。总规划面积 668 平方公里。 作为全国著名老工业基地的 *，工业传统悠久，产业基础雄厚。国家东北振兴战略的逐步实施使 *呈现出大发展、快发展的积极态势，同时也构成了 *经济区经济一体化与 五点一线 沿海经济带开发战略的新格局。作为 *市距离海港最近的 *成为腹地和沿海 两大战略 良性互动的纽带和桥梁，与 *紧密相连，从而实现 *老工业基地的产业优势与港口优势的有机结合。 *立足 *，依托 *母城、营口港，服务 *中部城市群，辐射环渤海经济圈，面向东北亚。最终建设成为大 *对外开放的门户、最具活力的 *现代工业基地、北方商贸物流中心、滨水生态文化新城。 *近期产业布局主要为三城： *现代工业新城、近港商贸物流新城 、蒲东滨水文化新城 。汇水面积 36 平方里，包括 20 平方公里 的 *现代工业新城核心区 和 16 平方公里 的 近港商贸物流新城。 *现代工业新城核心区重点发展机加铸造、有色 金属加工、汽车及零部件、机泵阀、新型建材、农产品深加工、皮草及服装等七大产业集群 ；将在 3的时间 内 打造成为最具活力的 *现代工业基地。 5 近港商贸物流新城以其得天独厚的内陆港、区位交通、产业资源和商业基础为优势，以大型专业市场为龙头，引进国内外商贸物流业 ；将在 3 的 时间 内 建成北方商贸物流集散地。 目提出的背景 *近期产业布局主要 *现代工业新城、近港商贸物流新城 、蒲东滨水文化新城 。 随着 经济区 的日益发展和壮大，入区企业越来越多，人口逐年增加，需要大量的生产和生活用水。预计 2008 年底两城将新入驻企业 40 家，工业产值可达 10 亿元，日用水量 将 达到 10330吨。 目前，经济区内尚未建立自来水厂，为满足经济区企业正常的生产和可持性发展的需要，为入区企业和厂区工作人员创造良好的生产和生活条件，根据 *工业区起步区控制性详细规划，提出拟在经济区内新建一座自来水厂。 目建设的必要性 根据 *市城市总体规划， *作为环渤海经济圈的发展节点和大 *经济圈的战略重点，其特色是 *，同时又连接腹地，特别是*、细河开发区，近而可以与沈铁工业走廊、沈北新区连成一线，构成沈铁同 城化、 *营口港 出口大通道 ，成为联结 *、吉林、黑龙江和内蒙古东三盟的 黄金通道 。 *以其得天独厚的近港优势，兼有经济技术开发区、出口加工区、保税区和保税物流园区的综合开发区， 成为引导临海经济辐射腹地经济发展、腹地经济助推临海 6 经济振兴，信息流、资本流、产业流交叉汇集的 *产业基地。 经济区的可持性发展需要良好的城市基础设施为支撑，自来水厂的建设是城市基础设施建设的重要组成部分之一，是完善城市功能和奠定城市经济发展基础的重要措施。本项目的建设有利于 *的长远建设和发展。 目建设的 可行性 纳入 *工业区控制性详细规划 根据 *起步区总体规划， *起步区内规划变电所、邮局、电信局、消防站、垃圾转运站、污水处理站、给水厂、热源厂各一处，为整个经济区服务。 *重视，积极筹措资金 *十分重视规划区内基础设施的建设，正在积极通过各种有效途径筹集资金，并为该项目的前期工作做好各项准备。 设条件充分，便于施工组织和实施 本项目占地规划为建设用地，场地开阔，现场条件便于施工组织协调，各工序互不干扰，也便于建筑材料的运输、存放。 现场具备供水、供电条件，可以保证工程按计划优质完成。 第 3 章 建设条件和厂址选择 *是闻名遐迩的历史文化名城，因地处古沈水（浑河支流）之北而得名，建城至今已近 2300 年。这里蕴育了辽河流域的早期文化， 7 是中华民族的发祥地之一，素有 一朝发祥地，两代帝王城 之称。 *是辽宁省的省会，东北地区的经济、文化、交通和商贸中心，国家的工业重镇，现辖九区一市三县，总面积 平方公里，市区面积 3495平方公里；总人口 740 万人，其中市区人口 500 万人。 *地区矿产资源丰富，已发现有煤、石油、天然气、铁等有益 矿藏 21 种，产地 500多处，探明储量的矿种有 7 种，产地 42 处，能源矿产资源储量位于辽宁之首。 然条件 理位置 *位于中国东北地区的南部，辽宁省的中部，位于东经 12225至 12348，北纬 4111至 432之间，她背倚长白山麓，面向渤海之滨，是辽东半岛的腹地。 *东西长 115 公里，南北长 205 公里。 *属北温带大陆性气候，四季分明。 形地貌 *市位于辽河平原中部，东部为辽东丘陵山地，北部为辽北丘陵，地势向西、南逐渐开阔平展，由山前冲洪积过渡为大片冲积平 原。地形由北东向南西，两侧向中部倾斜。最高处是新城子区马刚乡老石沟的石人山，海拔 441 米；最低处为辽中县于家房的前左家村，海拔 5米。市内最高处在大东区，海拔 65 米；最低处在铁西区，海拔 36 米。皇姑区、和平区和沈河区的地势，略有起伏，高度在 之间。东陵区多为丘陵山地；新城于区北部有些丘陵山地，往南逐渐平坦； 8 苏家屯区除南部有些丘陵山地外，大部份地区同于洪区一样，都是冲积平原。新民、辽中两县的大部分地区为辽河、浑河冲积平原，有少许沼泽地和沙丘，新民县北部散存一些丘陵。全市低山丘陵的面积为1020 平方公里 ，占全市总面积的 12。山前冲洪积倾斜平原分布于东部山区的西坡，向西南渐拓。 *山地丘陵集中在东北、东南部，属辽东丘陵的延伸部分。西部是辽河、浑河冲积平原，地势由东向西缓缓倾斜。全市最高海拔高度为 ，在法库县境内；最低海拔高度为 ，在辽中县于家房镇。 *东部为低山丘陵，中西部是辽阔平原。由东北向西南倾斜，平均海拔 30 50 米。 象条件 *市位于辽河平原中部，地处辽东半岛腹地。城市中心地区位于东经 12325、北纬 4128，地势平坦，平均海拔 30 50m。属 温带大陆性气候，其特点是冬季严寒少雨，春季秋季时间较短，短促多风。根据浑河流域 *站多年观测资料统计，这里多年平均气温在 左右，最高气温为 ，发生在 7 月，最低气温为 ，发生在 1月；多年平均降水为 雨在年内分配很不均匀，其中 78 月降雨量占全年降雨量的 50%左右；多年平均日照时数为 多在 5 月，日照时数为 少在 12 月，日照时数为 平均气温 ，年平均降雨量 820 9 文地质 水文特点：一是由于降雨量集中，河流 水量随季节而呈显着变化；二是由于暴雨集中且年际间变化大，洪水出现最大洪峰主要出现在7 8 月份，且流量年际变化较大；三是含沙量较少，多年平均含沙量为 测最大含沙量为 10kg/是历年变化很大，丰枯水年输沙量相差可达 70 倍左右。 该地区河流主要有浑河、蒲河。浑河发源于抚顺市清原满族自治县湾甸子镇滚马岭，流经 *，长约几十公里，是辽河的支流。蒲河发源于辉山，全长 里，境内流域面积达 191 平方公里。 设条件 *位于辽中县境内，地处 环渤海经济圈。四周有闻名的重工业 基地 *、钢都鞍山、煤都抚顺、石化城盘锦，与港口城市大连、营口通过高速公路相连，建设中的京沈高速公路和秦沈电气化铁路贯穿辽中全境。优越的地理位置和便捷的通讯交通为辽中经济发展注入了活力和生机。 根据总体规划， *内规划有变电所、邮局、电信局、消防站、垃圾转运站、污水处理站、给水厂、热源厂各一处，为整个经济区服务。 来水厂址选择 址原则 自来水厂址受多种条件制约，应符合总体规划并满足环保 、 卫生 、 10 防洪 、 地质 、 能源供应 、 交通运输 、 给水处理工艺和净水输送等多方面的要求，应遵循以下选址原则 ： （ 1）考虑到卫生要求，厂址应与规划的居住区或公共建筑群保持一定的卫生距离； （ 2）考虑到地质的要求，厂址应设在地质条件较好、地下水位较低的地区，应便于建设构筑物、敷设管道 ； 土石方量较少，拆迁工作量少。 （ 3）厂区标高应考虑汛期不受洪水威胁，厂区应有适当的坡度，以便于工艺布置。 （ 4）厂址的选择应考虑交通运输及水电供应等条件。 （ 5）考 虑远景发展，结合总体规划，厂址的选择应留有充分的扩建余地。 来水厂选址 根据 *总体规划和给水管网走向 ， 自来水厂建设地点选在*中央路与西二街交 汇处面积约为 41 亩的地块上。本项目用地为规划市政设施用地，该宗地块符合 *土地总体利用规划。 11 第 4 章 工程总体设计 源论证 源地选择 由于含水层距地表近，上部无良好的隔水层，易遭受污染。为摆脱城区人为的污染影响，经济区水源地设在供水厂中。 水源地的选择要保证充足的水量，水质不能受到污染，因污染的地层是很难恢复的。取地下水是合理的。回用水渠仅雨季供水丰富，且冬季断流，不可能作为水源。经济区的供水由位于水源地及配水厂统一供水。 经济区地下潜层水，水量可满足经济区近期和远期的用水 需求，其水质在上游未受到污染。 *现状水源地满足 2009 年供水水质和水量的要求，水质达到国家生活饮用水卫生标准（ 源地岩性特征 拟建供水厂场地地形基本平坦，原为耕地，地貌单元为辽河冲击平原。根据野外钻探结果，场地土从上至下为耕土、粉质粘土（可塑）、粉质粘土（软塑）、细沙，其岩性特征描述如下： 耕土：黄褐色，以粘性为主，含植物根系，稍湿，呈松散状态，层厚为 底标高为 粉质粘土（可塑）：黄褐色，稍有色泽，无摇震反应，干强度 中等，韧性中等，含少量铁锰结核，呈可塑状态，层厚为 底埋深为 底标高为 12 粉质粘土（软塑）：灰色，稍有色泽，无摇震反应，干强度中等，韧性中等，含少量铁锰结核，呈软塑状态，厚度为 底埋深为 底标高为 细沙：灰色，由石英 少量粘性土，局部夹粉沙薄层，饱和，呈中密状态，层厚为 底埋深为 底标高为 文地质条 件 水源地区内地下水类型 为 孔隙潜水。地层以中粗砂、砾砂层为主 ， 地下水位埋深在 内。 水水质 建设单位提供 原水水质检测结果 ，见下表： 原 水 水 质 检 测 结 果 表 表 3 - 1 序号 项目 单位 水质检测结果 1 采样位置 东荒地 沙东 寇家村 西山村 太平村 2 位于起步区方位 北北西 西南 北北东 东北 东东南 3 井深 m 25 20 60 50 50 4 监测时间 是否为饮用水 源 否 否 否 否 否 6 挥发酶 mg/l 氨氮 mg/l 亚硝酸盐氮 mg/l 0 硝酸盐氮 mg/l 1 高锰酸盐指数 mg/l 2 六价铬 mg/l 3 总砷 mg/l 4 铜 mg/l 5 锌 mg/l 6 镉 mg/l 7 铅 mg/l 8 锰 mg/l 13 序号 项目 单位 水质检测结果 19 铁 mg/l 0 总硬度 mg/l 122 576 116 66 66 21 阴离子洗涤剂 mg/l 2 硝酸盐 mg/l 51 184 46 10 10 23 氯化物 mg/l 36 187 10 10 24 氟化物 mg/l 根据 表 3质检测结果看，地下水水质除锰 、铁 超标外，其他水质各项指标均满足饮用水要求。 从水质化验结果及当地运行经验，本次工程设计原水经过 加药 过滤 处理工艺就能达到国家规定的生活饮用水标准。 14 程规模和水压要求 济区需水量预测 本项目规划汇水面积 36 平方公里。包括 *现代工业新城 20 平方公里、近港商贸物流新城 16 平方公里。 经济区自来水厂的供水量主要取决于该地区工业废水与综合生活污水的用水需求量总和。根据 *的规划布局，以及该地区现有土地招商情况和未来的发展变化趋 势，预测 *现代工业新城及近港商贸物流新城 36 平方公里的排水量 。 远期用水量预测 本次报告远期水平年确定为 2020 年，根据城市给水工程规划规范（ 8）中关于城市单位建设用地综合用水量指标进行水量预测。 表 4 城市单位建设用地综合用水量指标 (万 m3/区域 特大城市 大城市 中等城市 小城市 一区 区 区 *内 36 平方公里到 2020 年预计发展到中等城市水平，属于二区中等城市，根据城市单位建设用地综合用水量指标 范围，取值 行远期用水量预测，则 2020 年规划区内总用水量为 18 万m3/d。 由于预测水量较大，考虑建设自来水厂的经济性与周期性，近期达不到设计能力，造成浪费。本可研建议按近期预测用水量建厂，待 15 达到近期设计规模后，再规划建设中期和远期规模的自来水厂。 近期用水量预测 1）工业用水量预测 近港商贸物流新城规划面积 16 平方公里，以其得天独 厚的内陆港、区位交通、产业资源和商业基础为优势，以大型专业市场为龙头，引进国内外商贸物流业。用 3时间建成北方商贸物流集散地。 *现代工业新城核心区 20 平方公里。重点发展机加铸造、有色金属加工、汽车及零部件、机泵阀、新型建材、农产品深加工、皮草及服装等七大产业集群。用 3的时间打造成为最具活力的 *现代工业基地。两城 2008 年底将新入驻企业 40 家，工业产值可达 10 亿元，日预计用水量达到 10330 吨。见下表： 表 1 40 家企业预计用水量情况统计表 序号 企业名称 企业位置 竣工后预计 日用水（吨） 1 *和世泰实业有限公司 产业大道东 南一南、南二北 1222 2 北京东方广厦国际钢结构有限公司 西二街东、南一南 30 3 *腾昊机械锻压有限公司 西二街西、变电所南 35 4 *众鑫实业有限公司 产业大道东、南一北 17 5 *四兄弟肥业有限公司 产业大道东、 中央路南 11 6 *辽河铁山运输装备有限公司 产业大道东 中央路北 14 7 *巨崴机械有限公司 产业大道西、 中央路北 30 8 *深远幕墙装饰工程有限司 西二街西、南二北 15 9 *九州龙跃药业有限公 司 产业大道西 南一南、南二北 1130 10 北京乾坤天地置业投资有限公司 辽中分公司 产业大道西、南四北 1000 11 辽宁九鼎铸造有限公司 产业大道东、中央北 1160 16 序号 企业名称 企业位置 竣工后预计 日用水（吨） 12 *禾丰水产饲料公司 产业大道西、南三北 13 13 *伟嘉牧业技术有限公司 南一北、西二街西 50 14 *金安铸造材料厂 产业大道东、 中央路北 24 15 *景顺布艺有限公司 南二路北、 产业大道西 12 16 *海达热交换器有限公司 西二街西、中央路北 30 17 *艺木教具有限公司 西二街西 、南二北 5 18 *亿鑫仓储设备制造有限公司 南二北、西二街东 25 19 *东和建筑装饰工程有限公司 中央路南、西二街东 16 20 *优力机电有限公司 中央路南、西二街东 12 21 *国严化工有限公司 中央路南、西二街西 25 22 *克达富民实业有限公司 西二街西、南一北 18 23 *众诚实实业有限公司 产业大道西 中央北、北一南 35 24 中小企业创业园 产业大道东、南四南 1000 25 大连昌久商贸有限公司 南二路南、 产业大道西 200 26 *汽车制动 器厂 西二街西、中央路北 21 27 *7652 机械有限公司 西二街西 南二北、南一南 500 28 辽宁高科能源集团 产业大道西、 中央路南 24 29 *鑫源发展重工有限公司 产业大道西、 中央路北 22 30 *航新星电力设备制造 有限公司 西二街西、北一南 14 31 *三鑫金属材料有限公司 中央路北、 产业大道东 21 32 台湾中泉 产业大道东 南四北、南三南 50 33 *营口港物流有限公司 北一北、北三南 西二街东 1000 34 *百家福电器有限公司 西二街西中 央南 50 35 冠亚种球种苗有限公司 南四南 产业大道东 100 36 香港博德航空食品有限公司 南四南 产业大道东 100 37 互源理想（香港）国际投资有限公司 50 38 澳大利亚工业园 850 39 黄金科技 50 40 *物流保税园区 900 17 序号 企业名称 企业位置 竣工后预计 日用水（吨） 41 合计 10330 2）生活污水量预测 *经济开发区 2007 年人口现状为 3 万人（仅为茨榆坨镇 3 平方公里人口）。人均用水定额按 220L/人 算，考虑该地区的实际情况，确定该地区的人口自然增长率为 15 ，机械增长每年 9500 人，采用综合方法计算出 *经济开发区的人口发展规模及用水标准如下： 用水标准： 220L/人 010 年地区总人口数： 30000（ 1+15 ） 3+39500= 59870 人 表 4 生活污水量预测表 序号 项 目 年 份 2007 2010 1 生活用水量 (万 m3/d) 期用水总量预测表 通过预测、计算，该地区近期 2009 年用水总量如下表。 表 4 近期用水总量 单位：万 m3/d 序号 项目 2010 年 1 综合生活用水量 工业用水量 用水总量（万 m3/d） （ 3=1+2） 期用水量预测 1）工业用水量预测 根据 *经济开发区发展方向以及具有关部门可靠预测， 2015 年 * 18 经济开发区入驻企业将达 150 家，年工业总产值 50 亿元。 国内工业常用水量预测指标为万元产值耗水量 定 2015年工业用水总量 m3/d。详见下表 : 表 4 2015 年工业用水量预测表 序号 项 目 2015 年 1 工业总产值（亿元） /年 50 2 工业总用水量 (万 m3/d) ）生活污水量预测 *经济开发区 2007 年人口现状为 3 万人（仅为茨榆坨镇 3 平方公里人口）。人均用水定额按 220L/人 算，考虑该地区的实际情况，确定该地区的人口自然增长率为 15 ，机械增长每年 9500 人，采用综合方法计算出 *经济开发区的人口发展规模及用水标准如下： 人均用水定额 ： 220L/人 015 年地区人口 30000（ 1+15 ） 8+89500=109667 人 表 4 生活污水量预测表 序号 项 目 2015 1 生活用水量 (万 m3/d) 期用水总量预测表 通过预测、计算，该地区中期 2015 年用水总量如下表。 表 4 中期用水总量 单位：万 m3/d 序号 项目 2015 年 1 综合生活用水 量 工业用水量 用水总量（万 m3/d） （ 3=1+2） 设计规模确定 通过以上水量预测最后确定， 2009 年总用水量 04m3/d， 2015年总用水量 04m3/d。 19 由上表可知，至 2015 年该地区排放的污水量为 04m3/d。根据污水量预测，确定污水厂中期处理规模为 04m3/d。 本次设计按 2009 年设计规模为 04m3/d。 压要求 供水水压设计考虑保证城市最不利点水压为 28m， 满足六层楼用水要求。本工程采用生活及消防统一给水系统，消防采用低压消防制，最不利点消防水压满足 10m。 来水厂方案论证 来水厂位置确定 根据 *总体规划和现场勘测的结果，自来水厂拟建在经济区中央路和西二街交汇口面积约为 41 亩的地块上，此位置已经经过规划部门审批，这里对水源地选择不再做方案比较。 来水厂工艺处理方案 一、原水水质及预测 根据 *市环保局提供的水质化验报告（见附页），本工程地下原水水质除铁、锰超标外，其他水质各项指标均满足饮用水要求。 二、出厂水水质 要求 自 来 水 厂 出 水 水 质 要 求 达 到 生 活 饮 用 水 卫 生 标 准 （ 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，供水水质应达到生活饮用水卫生标准。因此，亚铁离子（ 必须降至 20 0.3 ，锰离子（ 必须降至 0.1 。出水水质标准见表 2 表 2建自来水厂出水水质标准 参数 标准值 度 浊度 铁 锰 铝 臭和味 不得有异臭、异味 总大肠菌群 0 (00 粪大肠菌群 0 (00 总卤代甲烷 50 - 80 g/L 游离余氯 氟化物 1.0 根据水质检测结果看，地下水水质除铁、锰超标外，其他水质各项指标均满足饮用水要求。从水质化验结果及当地运行经验，本次工程设计原水经过 加药 过滤 处理工艺就能达到国家规定的生活饮用水标准。 三、自来水厂处理工艺方案 水源井多年水质化验资料表明，拟建水源地水质除铁和锰离子超标外，其它指标均符合生活饮用水卫生标准（ 其中铁： ，锰： ， 以本工程应选择除铁、除锰的净水工艺。 本工程考虑到 雨季汛期时，河水往往高于岸边的地下水位，地下水将得到河水的补给，而汛期时河水的浊度通常都比较高，从而可能导致地下水浊度在一定时期内超标，因此，需要设置 1 套加药系统去除水中浊度。本次设计考虑采用聚合氯化铝（ 为投加药剂。 21 根据多年地下水除铁、除锰的工程设计和 运行经验，如果原水中铁锰含量不高，曝气充分，增加水中溶解氧含量，增加二氧化碳的散除率，提高 ，降低滤速，加大滤料厚度，采用一级处理工艺，能保证出水水质。因此本工程设计不把二级处理做为比较方案，提出强曝气、一级处理方案进行比较： 常用的滤池有无阀滤池、普通快滤池以及 V 型滤池。无阀滤池不需设置阀门，自动冲洗，管理方便，而且具有高水位出水的特点，缺点是单池面积不易太大，滤池数量多，施工难度大。 普通快滤池池体结构简单，便于施工，操作直观，管理方便，运行稳定可靠，阀门采用电动阀门，由滤池间及控制室统一操作，操作简单。本工程采用一级处理，无阀滤池出水水位高的特点没能充分利用，而且造价高。 V 型滤池是法国得利满公司经过长期水力模型试验研究设计出来的第五代滤池，具有先进的过滤工艺和反冲洗技术。法国得利满公司 V 型滤池与其它滤池比较具有以下突出的工艺特点： (1)V 型滤池采用恒液位、恒滤速的重力流过滤方式，滤料上有足够的水深 (1 以保持有效的过滤压力从而保证过滤介质的各个深度均不产生负压。 (2)滤料采用较大的有效粒径和较厚的砂滤层，能使污物更深地渗入过滤介质中从而充分发挥滤料的截污能力，并增加过滤周期。 (3)先进的气水联合反冲洗工艺，可防止滤床膨胀，防止滤砂的损失。 22 气水联合反冲洗时气泡在颗粒滤料中爆破，使得滤料颗粒间的碰撞磨擦加剧，同时加入水冲洗时，对滤料颗粒表面的剪切作用也得以充分发挥，加强了水冲清污的效能。气泡在滤层中的运动，减少了水冲洗时滤料颗粒间的相互接触的阻力，可节省反冲洗水量 40 60%，降低水厂自用水量，降低生产运行成本。 (4)均质的滤料，加上气水联合反冲洗工艺，能避免滤床形成水力分级。气泡在滤层中运动产生混合后，可使滤料的颗粒不断涡旋扩散，促进了滤层颗粒循环混合，由此得到一个级配较均匀的混合 滤层，其孔隙率高于级配滤料的分级滤层，改善了过滤性能，从而提高了滤层的截污能力。 (5)在整个气水反冲洗过程中持续进行表面扫洗，可以快速地将杂质排出，从而减少反冲洗时间节省冲洗的能耗。更重要的是持续表面扫洗所消耗全部或部分的待滤水，使得在此期间同一滤池组的其他滤池的流量和流速不会突然增加或仅有一点增加，不会造成冲击负荷，滤池出水调节阀也不要频繁调节。 (6)冲洗后滤池的过滤是通过缓慢升高水位的方法重新起动的，滤池冲洗后重新起动时间约 10钟，使滤床得到稳定，确保初滤水的水质。 曝气工艺中曝气方法很多， 主要形式有喷淋式曝气装置和气泡式曝气装置，其中常用的有板条式曝气塔、射流曝气、跌水曝气以及叶轮表面曝气等曝气装置。本次设计曝气的目的既要溶氧，又要散除二 23 氧化碳，提高 ，根据原水水质特点，提出溶氧效果好、二氧化碳去除率高以及能提高 的两种曝气方法加以比较： 板条式曝气塔：该方案优点：溶氧饱和度达 60二氧化碳去除率 40重力式运行，构造简单，管理方便，能耗小，缺点是管理复杂，养护维修量大。 射流曝气：该方案优点：溶氧饱和度达 80二氧化碳去除率 50适应性和调节性强，占 地小，溶氧饱和度及二氧化碳去除率较高。缺点是一次投资稍高。 跌水曝气：跌水曝气池具有结构简单、造价低、能耗小、曝气效果稳定的优点 ， 特别适用于大中型水厂。曝气池跌水采用多级结构，每级高度在 1 m 的范围内，曝气后水中的溶解氧就能达到 4 5 ，可以满足生物除铁除锰滤层要求，同时，跌水曝气池无需专门的曝气装置，设备安装操作和检修简单，且占地面积小，提升和动力消耗较其他曝气方式小，既减少了机械设备的投资，也减少了运行的费用和设备维护费用，简化了操作，提高了运行的可靠性。 给水常见的消毒方法 很多， 主要有液氯消毒、 二氧化氯 消毒、臭氧消毒以及和紫外线消毒，以下就上述方法在消毒效果、投资成本以及安全等方面加以比较： 液氯消毒其实质是通过与水发生 歧化反应 ，生成 灭菌作用次氯酸 ， 其主要特点是： (1) 处理水量较大时，单位水体的处理费用较低；(2) 水体氯消毒后能长时间地保持一定数量的余氯，从而具有持续消 24 毒能力； (3) 氯消毒历史较长，经验较多，是一种比较成熟的消毒方法。经氯消毒后， 但也 会生成卤化有机物等消毒副产物， 对 生物产生一定的 毒害作用 ，一般通过 预处理去除三卤甲烷前驱物 (主要是富里酸和腐殖酸 )。可有效 减低 卤化有机物 的产生 。 二氧化氯也是一种强氧化剂 ，具有良好的杀菌作用， 一般都由亚氯酸钠与氯反应制备，必须现场制取及时使用，当反应不完全时，自由性氯同样会与有机物反应，有可能生成 生的 且亚氯酸钠价格昂贵，成本较高 。 臭氧是强氧化剂，既起消毒的作用，也起氧化作用，能 有效地 杀死 水中 病毒、芽孢及细菌 ； 由于臭氧稳定性差容易分解为氧气，故不能瓶装贮存和运输，必须现场制备及时使用，设备投资大， 电 耗大 ，成本较高；运行管理比较复杂。 紫外线消毒灭菌主要是通过紫外线对微生物的辐射，生物体内的核酸吸收了紫外线的光能，损伤和破坏了核酸的功能使微生物致死，从而达到消毒的目的 ，不会像液 氯 和二氧化氯 消毒会形成三卤甲烷等有害的消毒副产物 ，但 紫外线的灭菌作用只在其辐照期间有效，所以被处理的水一旦离开消毒器就不具有残余的消毒能力，容易遭受二次污染，并且既使一个细菌未被灭活而进入后续系统 ，同时， 设备投资大， 电 耗大，成本较高；运行管理比较复杂。 因此， 本工程消毒工艺采用液氯消毒工艺，在清水池前加氯，充分利用清水池的停留时间，保持水与氯的接触时间不低于 30 25 综合比较各处理单元工艺的优缺点，参照本工程水源水质和处理要求，同时满足设施简单，运行管理方便的要求，所以本设计推荐跌水曝气 滤池过滤 的处理工艺。 因此，确定本工程净水厂处理工艺流程如下 : 配水方案论证 配水方案确定 由于 自来水厂拟建在经济区内，与供水单位距离 较 近 ，在本次设计中考虑在设置 一 个加压泵站保证 整个经济 区管网的供水 水量及供水压力在安全合理的范围内。 由于输水距离较 近 ，故采用单管输水，供水的安全性主要依靠加压泵房的清水池来保证事故时的调节水量。 配水管线敷设方案 *的最大冻土深度为 ，且地下水位较高。 本次设计的管材直径小于 采用 。 管线埋设方案比选表 表 326 优点 缺点 方案一 1、施工简单。 2、管道安装速度快。 1、由于地下水位较高施工难度大，工程造价高。 2、开挖深度大，对路面及周围建筑危害大，影响交通。 3、管网投入使用后维护 不便。 方案二 1、土方量小，工程造价相对较低。 2、运行过程中便于维护检修。 3、施工速度较快。 4、对周围环境影响小。 1、施工工艺需多道工艺。 2、施工技术要求高。 基于以上比较，为了配水管网运行更加安全可靠，本工程采用第一方案，即直埋深埋敷设管线。 配水管线的选择 用管材 结合目前国内管材生产和实际使用情况，可用于供水管网改造工程中的主要管材有球墨铸铁管、钢管、小口径 料管；高密度聚乙烯管（ 玻璃钢管等。 灰口铸铁管是过去使用最多的给水管道，但因其脆性大 且接口为刚性膨胀水泥砂浆或铅接口，事故率最高。管道无内防腐，易生锈结瘤，影响输水能力。随着球墨铸铁管等性能好的管材批量生产，价格逐渐趋于可接受，灰口铸铁管已逐渐不被采用。不少地方已禁止或不推荐使用 径以下的灰口铸铁管。 以下就上述常用管材的性能及造价进行比较。 材技术性能 一、预应力钢筋混凝土管 该种管材过去使用比较多，目前的使用率呈下降的趋势。优点： 27 价格较低，不易结垢，对水质无影响，主要用于长距离输水工程；缺点是自重大，如运输距离长，将增加运输费用及管材的损失率。配套管件不全，不可 承受高压，且接口尺寸不精确，可造成一定的渗漏，不宜应用于城市供水管网。 二、钢管 钢管具有很好的机械强度，可承受较高的内外压力，钢管件可灵活制作，连接方便，同时具有不漏水、不爆管的优点；其缺点是不耐腐蚀，当用作供水管道时，必须作好内外防腐，接口为现场焊接和法 兰盘连接等，施工较简单。易结垢，对水质有影响。 n 值为 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同时，还应采取必要的电化学防腐措施，才能更安全可靠，因此增加造价，此外钢管本身价格也较高。除非在特殊的情况下，建议尽可能减 少钢管的使用。 三、玻璃钢管 夹砂玻璃钢管是近几年发展起来的新型管材，由于其防腐性能优越和管材价格较低的优势，市场占有率在逐年攀升。该种管材刚度较低，为了避免管道在埋设过程中径向变形，要求按其安装规范制作管道基础和管道两侧同步回填，分层夯实。大口径（一般在 上）管道在铺设时要求其两侧有一定高度的砂层。回填土中不能含有碎石、冻土块和砖头等类似物体，以免损坏外层玻璃钢管。主要优点为无须进行内外防腐，使用寿命长，日常维护费用低；重量轻，比重 28 为 t /同等条件下，玻璃钢的重量是 钢管的 40%，是预应力钢筋混凝土管的 20%，施工运输方便；长期输水不结垢，管材本身防腐性能好，内表面光滑， n 值仅为 件可灵活制作，连 接方便，同时具有不漏水、不爆管。缺点是该管材价格较贵，同时回填要求特别严格，必须确保管道基础处理及采用砂土或砂砾土进行回填。因接口、管件不标准，也很难保证其中玻璃纤维的固定，清水不能采用。 四、球墨铸铁管 现在国内外已逐步采用可延性铸铁管（球墨铸铁管）替代灰口铸铁管。球墨铸铁管的生产工艺是将以镁或稀土镁合金球化剂加入到铸造的铁水中，使之石墨球化，这样集中应力降低， 使管材具有更高的强度及延展性。该种管材具有抗拉强度大、抗弯强度大、延伸率大、耐腐蚀性强等优点，即兼有钢管的强度与韧性及普通铸铁管耐腐蚀的特点，因而是一种很有前景的管材。在国内其价格与灰口铸铁管基本相当，但比同规格的钢管要低。现在已经普遍应用于城市供水管网中。接口一般为橡胶柔性承插接口，施工简单。 五、 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（ 下）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 400下的管道。对于大于 400上的管道对于耐老化、刚度等方面还有 29 待于实际工程中的进一步验证。 六、高密度聚乙烯管（ ） 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 6m 12m，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。 材价格比较 各种管材的价格比较见下表： 表 3道综合造价比较 （万元 管径 管材及对应的造价（万元 / 球墨铸铁管 玻璃钢管 钢管 53 2 材选择 结论 经过技术 可行性、成本分析综合 比较，最后确定本次设计 将 采用管材直径小于 。 网其他设施改造方案 对管网内分区设测流测压井，常年检测该点的压力和流量，并设 30 有发射塔，将信号传送到水厂，使水厂可以直接监测到管网的运行数据。排气阀井应采用保温井口。 水管线水锤分析及防止 1、水锤现象 水锤现象的消除和防止是集泵站和输水管线为一体的系统工程，缺一不可。而且水锤现象也是给水工程中关系生产安全的重要环节。因此，无论在设计、施工和运行中都应给与高度重视。室外给水设计规范规定 ：向高地输水的泵房，当水泵设有止回阀或底阀时，应进行停泵水锤压力计算。当计算所得水锤压力超过管道试验压力值时，必须采取消除停泵水锤的措施。 2、水锤防止措施 在泵站每个泵出水管路安装多功能水泵控制阀。 31 第 5 章 取水构筑物设计 水泵房设计 本工程近期将在经济区内新建 6 眼大口井（其中一眼备用），远期再增加 6 眼大口井。 大口井单井出水量 250m3/h，井距 20m，总设计流量 d，可以满足设计要求。大口井采用圆形钢筋混凝土沉井结构，沉井直径5m，井深 12m，进水方式采用井底和井壁同时进 水的方式，井底设置两层反滤层，第一层滤料粒径为 15 200二层滤料粒径为 30 200壁 下采用无砂混凝土的矩形进水孔的成井新工艺，反滤层滤料规格同井底反滤层滤料。 新建的取水泵房与大口井合建，共 6 座。房高度为 座泵房内设置 2 台潜水供水泵， 1 用1 备，单台水泵参数： Q=250m3/h， H=25m， N=30 电气控制采用就地和无线遥控装置，控制室在配水厂内。 在水源地必须设置卫生防护区，每座大口井设 10m10m 的水源保护区。在深井影响半径内，不得排出工业废水或生活污水灌溉，不能施用持久性剧毒的农药，不得修建渗水厕所，渗水坑，堆放废渣或铺设污水管道，并不得从事破坏深层土层的活动。 源井联络管 井间联络管管径 总长 *材为 。 32 第 6 章 输水管线设计 水管