供水给水工程可研究性报告.doc

XXX 新华镇集镇供水项目新华镇集镇供水项目 可行性研究报告可行性研究报告 XXX 建筑设计研究院建筑设计研究院 二二 九年五月九年五月 1 目目 录录 1 总论 1 1 1 项目名称 地点及主管单位 1 1 2 编制依据 1 1 3 编制范围及编制目的 1 1 4 编制原则 2 1 5 采用的主要规范和标准 2 1 6 城市概况及自然条件 3 1 7 工程建设标准 6 2 项目建设的必要性 8 2 1 满足城市发展的需要 8 2 2 提高供水安全可靠性 8 2 3 减少漏损率 8 3 供水规模 10 3 1 城市需水量预测 10 3 2 工程规模 12 4 供水方案设计及比选 13 4 1 管网扩建原则 13 4 2 供水工程方案比较 13 4 3 供水工程内容 14 4 4 管材选择 15 4 5 管网配套设施 17 4 6 高阳镇蓄配水工程 18 4 7 主要工程量 23 5 净水厂工艺方案选择 24 2 5 1 混凝工艺 24 5 2 沉淀工艺 27 5 3 过滤 30 5 4 净水厂工艺选择 34 6 净水厂工程设计 37 6 1 工艺运行方式 37 6 2 工程分期与分组 37 6 3 主体工艺构筑物设计 37 6 4 辅助构筑物设计 40 6 5 总平面布置 41 6 6 厂区竖向设计 42 6 7 建筑设计 42 6 8 结构设计 43 6 9 电气工程设计 44 6 10 机械及通风设计 46 7 环境保护 48 1 项目实施过程中的环境影响及对策 48 2 项目建成后的环境影响及对策 50 8 劳动安全卫生 52 9 节能与节水 53 9 1 节能设计 53 9 2 节水 53 10 工程招投标 55 10 1 概述 55 10 2 发包方式 55 10 3 招标组织形式 56 10 4 招标方式 56 11 项目管理 实施计划及效益分析 54 11 1 实施原则 54 3 11 2 管理机构 54 11 3 人员编制 55 11 4 设计施工与安装 55 11 5 建设进度安排 56 11 6 效益分析 57 12 主要材料及工程设备表 58 12 1 三材用量 58 12 2 主要工程量 58 12 3 主要设备 59 13 投资估算 62 13 1 建设投资估算 62 13 2 流动资金估算 64 13 3 项目投入总资金及分年投入计划 65 14 融资方案 66 14 1 项目融资主体 66 14 2 项目资金来源 66 14 3 融资方案分析 66 15 财务评价 68 15 1 财务评价基础数据与参数选取 68 15 2 营业收入与成本费用估算 69 15 3 财务评价报表 70 15 4 盈利能力分析 70 15 5 偿债能力分析 71 15 6 不确定性分析 71 15 7 财务评价结论 72 16 结论与建议 74 16 1 结论 74 16 2 建议 75 4 1 1 总论总论 1 1 项目名称 地点及主管单位项目名称 地点及主管单位 项目名称 XXX 新华镇集镇供水项目 项目地点 湖北省 XXX 新华镇集镇 业主单位 XXX 龙兴旅游开发有限责任公司 项目法人代表 高开科 1 2 编制依据编制依据 1 XXX 土地利用总体规划 2 神农架旅游总体规划 3 XXX 新华乡村镇总体规划 2008 2020 4 新华镇 十一五 发展规划 5 新华镇提供的规划资料及有关建设意见 1 3 编制范围及编制目的编制范围及编制目的 1 3 1 编制范围编制范围及年限及年限 编制范围 XXX 新华镇城区 编制年限 根据 XXX 新华乡村镇总体规划 研究年限 本研究与集镇总体 规划一致 服务到 2020 年 1 3 2 编制目的编制目的 1 按照可持续发展战略 为新华镇社会经济的快速稳定发展打下基础 2 2 选择和推荐最优的净水厂方案与管道工程方案 以提高供水安全可靠性 提高供水自动化和科学管理水平 减少管网漏耗 提高经济效益 3 为上级主管部门决策提供参考 4 为下一步开展设计工作提供依据 1 4 编制原则编制原则 1 在城区总体规划指导下 以新华镇社会经济 城市建设发展要求为出发点 从总体上进行全面布局 统筹兼顾 注重城区建设合理性并充分发挥 XXX 新华镇 整体投资效益 2 从实际情况出发 工程方案要切实可行 并力求工程投资省 运行费用低 管理方便 安全可靠 3 为了提高科学管理 优化运行水平 利用部分先进的计量控制设备 1 5 采用的主要规范和标准采用的主要规范和标准 村镇供水工程技术规范 SL310 2004 地表水环境质量标准 GB3838 2002 生活饮用水水源水质标准 CJ3020 1993 生活饮用水卫生标准 GB5749 2006 室外给水设计规范 GB50013 2006 城镇给水厂附属建筑和附属设备设计标准 CJJ41 91 城市给水工程项目建设标准 1994 年 城镇供水厂运行 维护及安全技术规程 CJJ58 94 钢质管道及储罐腐蚀控制工程设计规范 1999 年版 市政工程勘察规范 CJJ56 94 3 建筑结构可靠度设计统一标准 GB50068 2001 建筑工程设计文件编制深度规定 DBJ08 64 97 建筑结构荷载规范 GB60009 2001 建筑设计防火规范 2001 年版 GBJ16 87 民用建筑设计规范 JGJ37 87 建筑抗震设计规范 GB500111 混凝土结构设计规范 GB50010 2002 混凝土外加剂应用技术规范 GB50119 2003 砌体结构设计规范 GB60003 2001 钢结构设计规范 GBJ17 88 给水排水工程管道结构设计规范 GB50332 2002 室外给水排水和燃气热力工程抗震设计规范 GB50032 2003 给水排水工程钢筋混凝土水池结构设计规程 CECS138 2002 给水排水工程构筑物设计规范 GB50069 2002 给水排水工程管道结构设计规范 GB50332 2002 给水排水工程混凝土构筑物变形缝设计规程 CECS117 2000 建筑地基基础设计规范 GB60007 2002 建筑地基处理技术规范 JGJ94 94 建筑抗震设计规范 GB50011 2001 构筑物抗震设计规范 GB50191 93 供配电系统设计规范 GB50052 95 低压配电设计规范 GB50054 95 通用用电设备配电设计规范 GB50055 93 电力装置的继电保护和自动装置设计规范 GB50062 92 4 建筑防雷设计规范 GB50057 94 工业与民用电力装置的接地设计规范 GBJ65 83 电力工程电缆设计规范 GB50217 94 水利水电工程等级划分及洪水标准 SL252 国家工程建设标准强制性条文 城镇供水厂运行 维护及安全技术规程 GJJ58 94 城镇供水水量计量仪表的配备和管理通则 CJ T3019 93 1 6 地区概况及自然条件地区概况及自然条件 1 6 1 地区概况地区概况 新华镇位于 XXX 东南边陲 东接襄樊市保康县马桥镇和歇马镇 南抵宜昌市 兴山县古夫镇 西与林区宋洛乡接壤 北与林区阳日镇毗邻 长江三峡库区主要支 流香溪河支流龙口河流域贯穿新华镇全境 209 国道 复线 由北向南贯穿新华镇 新华镇现辖高白岩 龙潭 龙口 桃坪 大岭 马鹿场 猫儿观 石屋头 豹儿洞 九个村 国土面积 228 85 平方公里 2006 年底 全乡总人口 4049 人 城镇人口 500 人 城镇化水平 12 3 2009 年 1 月 经湖北省人民政府批准 同意 XXX 撤 销新华乡 设立新华镇 以原新华乡的行政区域为新华镇的行政区域 新华乡改乡 建镇 为新华经济 社会发展开拓了广阔空间 带来了更多机遇 新华镇原属宜昌地区兴山县古夫区 1970 年划 XXX 阳日区管理 1975 年撤 区并社后直属 XXX 管辖至今 新华镇文化底蕴深厚 自然资源丰富 雨量充沛 山青水秀 洞奇谷幽 旅游开发潜力巨大 矿产资源丰富 已探明磷矿石 5000 万 吨 目前 马鹿场村 龙口村已具备年产 10 万吨的开采规模 磷矿资源的开发已 成为新华镇的支柱产业之一 药材资源丰富 新华镇天然杜仲资源丰富 可利用资 源 1 5 万亩 5 近年来 新华镇经济事业发展迅猛 以磷矿开采 中药材种植 家禽养殖 劳务输出为主的乡域经济实现大飞跃 目前经济支柱产业为磷矿石开采业 辖区内 有规模以上矿产开发企业三家 2008 年全镇实现地区生产总值 1 51 亿元 完成财 政收入 2102 63 万元 完成固定资产 5282 万元 完成农村经济收入 2228 3 万元 农民人均纯收入 3776 元 人均增收 308 元 新华镇镇区为镇政府所在地 位于乡域中部 距林区政府所在地松柏镇 53 8 公里 香溪河支流龙口河从镇区中部流过 209 国道 复线 沿镇区边缘穿越而过 镇区内现有乡政府 林场 派出所 邮政所 财政所 国土资源所 林业站 卫生 院 信用合作社等行政 事业单位 设有中小学一所 2006 年底 新华镇集镇人 口为 480 人 据 XXX 新华乡村镇总体规划 近期 2010 年 镇区城镇人口为 720 人 其中常住人口 680 人 流动人口 40 人 新华乡镇区性质确定为 全乡政治 经济和文化中心 是以发展旅游服务业为主要职能的口子镇 1 6 2 自然条件自然条件 1 6 2 1 地质地貌地质地貌 新华镇全区位于龙口河流域 秦岭褶皱系东段南缘 扬子准台北侧 横跨两个 大地构造单元 单元内部以褶皱为主 由背向斜组成褶皱束 可分为三 四级构造 单位 单元之间断裂构造为主 著名的新华大断裂从这两个构造单元之间穿过 地 质上具有地层岩种类齐全 构造上复杂多样 多回旋发展历程等特点 是历史以来 内外力地质作用较为强烈的地区 以新华大断裂为界南为扬子区 北为秦岭区 新华镇地貌可分为低山 中山 高山三种地貌类型 低山 一般海拔 400 800 米之间 平均坡度 25 以下 切割深度 200 400 米 占总面积的 30 4 中山 一 般海拔在 1000 1400 米 切割深度 400 800 米 占总面积的 42 6 高山 一般海 拔在 1500 米以上 切割深度大于 800 米 占总面积的 27 地势呈西北高 东南 6 低 自西北向东南倾斜 山大谷狭 山岭起伏 地形高差大 切割深的特点 复杂 的地质导致地质灾害频繁发生 项目区常见地质灾害有岩崩 滑坡 泥石流 溪河 洪水 镇区地质构造为马槽园群和震旦系的不整合覆盖 震旦系和下古生界环绕基层 周围 主要岩性为板岩 有轻微变系的碎屑岩 火山碎屑石及砾岩 砂岩 页岩 白云岩和硅质岩等 集镇地质条件稳定 无易发山洪 泥石流 滑坡 塌方等地质 灾害地段 1 6 2 2 气象气象 新华镇辖区位于秦巴山气候区 属于北亚热带大陆性季风气候 光 热 水的 分布不均 四季分明 冬长夏短 春秋相连 春季升温快 冷空气活跃 冷暖变化 大 夏季光温同步 雨热同季 降水分布不均 旱涝灾害重 秋季降温快 秋寒早 秋汛明显 冬季多雨雪 经常出现严冬现象 垂直高差大 立体气候显著 区内平 均温度 12 北低南高 北部为 10 南部为 15 最热的 7 月平均日温 38 最冷的 1 月平均日温 18 极端最高气温 40 南部比北部高 5 极端最低气温 18 21 年平均相对湿度为 74 年平均绝对湿度 13 9 毫巴 年无霜期 216 天 全年主导风向 夏季多东南风 冬季多西北风 全年 80 的盛行东南风 风速 1 2 级 最大风速 10m s 多年平均风速 2 7m s 辖区多年平均年降水量 1182 毫米 4 10 月降水量占全年降水总量的 75 左右 尤其以 7 8 9 月降水量较为集中 降水特点为南多北少 由南向北递减 且多以 暴雨出现 其暴雨特点多为局部性暴雨 暴雨强度大 历时短 这是产生水土流失 的主要因素 7 1 6 2 3 水文水文 新华镇处于长江与汉水的分水岭南部 区内主要河流龙口河属长江流域北岸一 级支流香溪河上游平水河的主要支流 年均流量为 3249 6 万立方米 多年平均流 量 1 03 立方米 秒 水位径流深 538 3 毫米 枯水期 11 月至次年 3 月 丰水期 6 9 月 径流洪水由暴雨产生 由于降雨在时间上的分布不均 区内河流多为季节性河 流 径流分布趋势与降雨基本一致 由南向北递减 项目区为山区性河流 坡陡流 急 河流调蓄能力小 洪水具有峰高量大 来得猛 退的快 破坏力大的特点 极 易发生如岩崩 滑坡 泥石流等多种地质灾害 龙口河为新华镇集镇污水的受纳水 体 1 6 3 城区供水能力现状城区供水能力现状 集镇供水于 2004 年修建 取水点位于供电所以北 300 米处的黑龙洞 建有 3 的蓄水池一个 另在中学后 500 米处建有一蓄水池 镇区集镇常住人口近 800 人 有大牲畜近 50 头 主要为家养牲猪 集镇供水系统由于当初设计标准低 水源点 选择不合理 已不能满足全镇发展需要 随着镇区居民人数逐日增长 水质较差 水流量较小等问题日益突出 需要新建一座新的水厂 1 6 4 城区供水管网现状城区供水管网现状 现有给水范围上至供电所 下至林场 管网为 DN100 镀锌管 1100 余米 蓄水 池至龙口村委会 DN40 镀锌管 800 余米 龙口村委会至林场 管网建设不完善 随着集镇的新规划 其已不能满足镇区用水需求 同时集镇的发展及新水厂的选址的建设 原管网没有了利用的价值 因此 新 华镇的供水管网系统需要重新铺设 8 1 7 工程建设标准工程建设标准 新华镇按城市分类属于三类 按城市供水行业划分现属第 4 类水司 应根据此 划分及国家有关规定确定合适的标准 给水水压 水质 技术要求应按国家有关规 范 标准 规定执行 生产技术水平按 城市供水行业 2000 年技术进步规划 的 相应要求考虑 1 7 1 水压标准水压标准 水压应达到设计规范 GBJ13 86 1997 年版 的要求 管网中干管控制点压力大 于 20m 局部高层建筑采取加压解决 1 7 2 水质标准水质标准 新华镇供水水质要求达到国家卫生部颁布的 生活饮用水卫生规范 的要求 同时考虑尽可能实现 城市供水行业 2000 年技术进步发展规划 以下简称 发展 规划 的要求 为实现水质目标 发展规划 将城市供水企业分为 4 类 并执行 相应的标准 第 1 类水司为最高日供水量超过 100 万 m 的直辖市 对外开放城市 重点旅 游城市和国家一级企业的水司 要求达到 80 年代国际先进水平 即以欧洲共同体 EC 饮用水的水质指标作为第 1 类水司水质目标 第 2 类水司为最高日供水量超过 50 万 m 的大城市 省会城市 国家二级企业 的水司 要求达到 80 年代国际水平 即以世界卫生组织 WHO 水质准则作为第 2 类水司的水质目标 第 3 类水司为最高日供水量超过 10 万 m 的其他水司 第 4 类水司为最高日供水量小于 10 万 m 的水司 新华镇属于第 4 类水司 供水应达到 4 类水司水质目标 在主要技术方面多数 9 接近于 80 年代国内先进水平 10 2 项目建设的必要性项目建设的必要性 2 1 项目区饮水安全现状项目区饮水安全现状 2004 年前水源均为自取水源 取水构筑物为集水坑 部分居民以地表水体山 泉 河坝作水源 至 2004 年底 供水服务区的农村饮水略有变化 集镇供水于 2004 年修建 取 水点位于供电所以北 300 米处的黑龙洞 建有 60m3的蓄水池一个 供水服务集镇 部分居民 由于取水水源为山体溶洞出水 由于岩性本身的地质结构所致 经地 下水不断溶解 水中溶解性总固体超标 居民有不少出现结石等症状 2 2 饮水安全存在的主要问题饮水安全存在的主要问题 2 2 1 存在的主要问题存在的主要问题 1 供水服务区现有取水点 自流取水 水处理构筑物施工质量差 没有澄清 池与过滤池匹配 水质难以达到生活饮用水卫生标准 且洪水 暴雨期间 由于水 处理构筑物为负地形 渍水排不出去 水质污染严重 遇到枯水期 供水能力不能 满足供水服务区用水需求 2 供水服务区内的供水工程 无水处理设施 即使原水水质合格 也无任何 消毒措施 水质难以保证 3 饮水卫生状况的安全监测 起步于近年的环境监测与疾病 由于经费和技 术装备的原因 环保部门仅对府河及中型水库等重点水源地的常规指标进行抽样监 测 乡镇所在地以上的供水水源 由卫生部门每年对水源水质 管网末梢水质进行 一次检测 对分散式供水工程和塘堰 河坝 无论环保部门还是卫生部门 尚无能 力纳入工作日程加以水质检测或监管 11 2 2 2 饮水不安全的危害饮水不安全的危害 1 硬水 新华镇用水主要是黑龙洞溶洞出水 这类水硬度较大 水质较差 长久饮用 容易得结石病 2 用水方便程度问题 供水服务区无取水设施 取水距离达 1km 以上的居民达 1702 人 取水来往时 间最少达 40min 4 口人之家平均每天提水 6 担 40kg 担 时间约 4 个小时 取 水既占用了正常的生产时间 且取水路途曲折 十分困难 2 3 工程建设的必要性工程建设的必要性 根据党中央国务院的有关方针政策 坚持以人为本 按照全面 协调 可持续 的科学发展和全面建设小康社会的要求 保障城镇居民的饮水安全 事关居民的身 体健康和生活质量 是社会主义新城镇建设的基础条件 供水服务区虽有一定的供 水设施 但和城镇饮水安全标准相比 仍存在着差距 1 供水服务区新华镇政府所在地和各村的中心村及较大的居民点 供水不能 满足各中心村及较大居民点的用水要求 由于供水设施不完善 严重制约了集镇建 设的发展 2 新华镇水厂水处理设备不配套 分散式供水工程没有任何消毒措施 河坝 塘堰水质污染严重 居民的饮水安全得不到保障 由于饮用水不符合生活饮用水标 准 严重影响了居民的身体健康 居民迫切希望早日用上洁净的自来水 以改善生 活条件 提高生活质量 3 供水服务区无取水设施的居民 取用水十分艰难 既耗时又误工 生产出 勤率低下 如用上自来水 不仅能把居民从取水的困扰中解放出来 还能促进居民 小康经济的发展 12 4 随着国民经济的全面发展 招商旅游项目日益增加 解决好供水这个基础 设施 创造良好的招商和旅游环境 筑巢引凤 可促进当地经济快速发展 综上所述 解决供水服务区的饮水安全 建设供水工程 非常必要 13 3 供水规模供水规模 3 1 受益范围及设计年限受益范围及设计年限 3 1 1 受益范围受益范围 本工程主要受益范围为新华镇集镇城区及后沟居民 3 1 2 设计年限设计年限 设计年限不分近期 远期 为 12 年 服务到 2020 年 3 2 需水量预测需水量预测 1 设计人口 供水服务区预测全乡总人口近期 2010 年 约为 4200 人 城镇人口为 1100 人 城镇化水平 26 2 远期 2020 年 为 4450 人 城镇人口为 2000 人 城镇化水平为 44 9 同时考虑城镇以旅游为主要产业 考虑旅游产业的发展 设计年限内按 1000 人考虑 2 居民生活用水量 W1 居民生活用水量可由下式计算 W1 P q 式中 W1 居民生活用水总量 m3 d q 最高日城镇居民生活用水定额 取 160L 人 d P 供水范围内的现状城镇常住人口数 其中包括旅游人口 服务人口为 3000 人 14 经计算 W1 480m3 d 3 公共建筑用水量 W2 该部分用水量不大 根据各镇镇政府的统计 公共建筑最高日用水量约占居民 生活用水量的 7 8 考虑今后的发展 本工程公共建筑最高日用水量按生活用 水量的 8 计算 W2 W1 8 38 4m3 d 4 饲养畜禽用水量 W3 家庭散养的畜禽用水量不计 项目区有养殖的鸡 鸭 300 只 定额 2 L 头 d 猪厂养殖猪共 50 头 考虑猪舍清洗消毒 定额 40L 头 d 则 W3 300 0 002 0 04 50 2 6m3 d 5 消防用水量 同一时间内的火灾次数为 1 一次灭火用水量为 10L s 根据规范要求 当上 述用水量之和大于消防用水量时 确定供水规模可不单列消防用水量 本次设计不 计入本项用水量 6 管网漏损水量与未预见水量 W5 根据 村镇供水工程技术规范 此项水量按照上述水量的 10 25 计 其 中村庄取低值 规模较大的城镇取高值 本项目按照上述水量之和的 15 计 W5 为 72m3 d 7 用水总量 Q 水厂用水总量为 Q W1 W2 W3 W4 W5 593m3 d 根据以上计算 供水规模为 600m3 d 8 用水变化系数及供水时间 本工程为全日制供水 按照 村镇供水工程技术规范 的有关规定 日变化系 数的选取应考虑供水规模 用水量组成 生活水平 气候条件等 结合当地相似供 15 水工程的年内供水情况综合分析确定 可在 1 3 1 6 内取值 结合供水范围内的实 际情况 本工程的日变化系数取 1 5 根据规范规定以及供水服务区的实际情况 本工程的时变化系数取 2 0 3 3 供 取水规模的确定供 取水规模的确定 1 供水规模 用水总量 Q 为 Q W1 W2 W3 W4 W5 593m3 d 根据以上计算 供水规模为 600m3 d 2 取水规模 在供水规模的基础上 考虑水厂自用水量即为取水规模 水厂自用水系数取决 于水处理工艺 构筑物类型及原水水质等因素 一般在 1 05 1 10 之间 取自用水 系数为 5 经计算取水规模为 630m3 d 16 4 供水方案设计及比选供水方案设计及比选 4 1 水源选择水源选择 4 1 1 项目区水资源概况项目区水资源概况 供水服务区为龙口河流域 后沟直接入龙口河 1 地表水资源 地表水资源 1 本水资源 区内有一些小河沟 但其为雨水所控制 连续供水没有保证 2 客水资源 区内主要河流龙口河属长江流域北岸一级支流香溪河上游平水河的主要支流 年均流量为 3249 6 万立方米 多年平均流量 1 03 立方米 秒 水位径流深 538 3 毫 米 枯水期 11 月至次年 3 月 丰水期 6 9 月 径流洪水由暴雨产生 由于降雨在 时间上的分布不均 区内河流多为季节性河流 径流分布趋势与降雨基本一致 由 南向北递减 项目区为山区性河流 坡陡流急 河流调蓄能力小 洪水具有峰高量 大 来得猛 退的快 破坏力大的特点 水量丰富但水质较差 2 地下水资源 地下水资源 供水服务区地下水可分为第四系孔隙潜水和基岩孔隙裂隙水 前者主要分布在 清水河两岸及冲畈 由清水河和支流侧向补给 后者主要由大气降水补给 前者单 井涌水量 80 100m3 d 水质多满足生活饮用水卫生标准 后者单井涌水量 10m3 d 左右 基岩为粘土质页岩 水质满足生活饮用水卫生标准 若基岩为红色泥质粉砂 岩 则水中溶解性总固体超标 局部地区达苦咸水标准 17 4 1 2 水源的比选水源的比选 供水服务区内龙口河两岸的浅层地下水水质虽好 但取水构筑物位于河畈上 易受洪水淹没 且水量有限 并且浅丘区的地下水 特别是红色泥质粉砂岩中的地 下水 由于水中溶解性总固体 氯化物和硫酸盐超标 要作特殊处理 处理成本高 水量也不够 因此不考虑作为取水水源 供水服务区内地表水水量有限 只有黄家沟水量充沛 流量大于 0 9m3 s 水 质较好 水质满足 地表水环境质量标准 中地表饮用水水源标准类 I 且水源高 程较高 可以自流供水 由于黄家沟水质和水量都满足取水水源要求 并且所处地理位置满足管网经济 布置的要求 因此综合比较本工程选用黄家沟水作为新建水厂的取水水源 4 1 3 水源论证水源论证 黄家沟水质满足 地表水环境质量标准 中地表饮用水水源标准 I 类 适合作 为生活饮用水水源 黄家沟处实际承雨面积 67 83km2 总库容 1406 万 m3 黄家沟水流量充沛 常 年流量大于 0 9m3 s 在枯水年份水量是能保证的 同时该处位于镇区上游 高程 较高 当水厂建设后 供水可以通过自流供水 不需要设加压设备 减少投资 4 2 供水工程内容供水工程内容 4 2 1 供水工程系统方案供水工程系统方案 根据新华镇详细规划 新建水厂向镇区统一供水 净水厂与水源地建设在一起 高程 803 810m 镇区供水通过水厂直接供水 由于地形较好 不需要设置中间加 压泵 18 4 2 2 净水厂工程净水厂工程 在黄家沟处建设 600m3 d 的净水厂一座 水厂清水池出水高程 804m 采用混 凝 沉淀 过滤 消毒的水处理工艺 4 2 3 从水厂至配水管网输水管道工程从水厂至配水管网输水管道工程 本部分工程内容主要有 DN150 输水管 管线长 5 3km 4 2 4 新华镇配水工程新华镇配水工程 本部分主要工程内容有 DN80 和 DN10 配水干管总长 3 0km 4 3 管网建设原则管网建设原则 1 配水管网布置按 XXX 新华乡村镇总体规划 2008 2020 确定的城区建 设范围进行规划 最高日供水量按 2020 年 600m3 d 2 水源至管网处采用一根供水管 管道布置考虑采用环状管网 以提高供水 安全性 3 管网供水尽量利用自然高程 不使用加压泵 4 供水干管尽可能布置在两侧均有较大用户的道路上 以减少配水支管的数 量 4 4 管材选择管材选择 输配水管管材的选择对工程造价 系统的安全可靠性影响较大 应慎重对待 输配水工程中常用的管材有预应力钢筋砼管 三阶段 球墨铸铁管 PE 管 钢套筒 预应力钢筋砼管 PCCP 管 钢管和离心浇铸夹沙玻璃钢管 HOBAS 管 等 根据工 程的具体特点和市场供应条件选用 应用较多的管材有预应力钢筋砼管 球墨铸铁 19 管 PE 管 UPVC 管和钢管 1 球黑铸铁管 球墨铸铁管是一种优质管材 但价格较高 最大口径可到 DN2000 球墨铸铁 管具有阻力小 输水能力大 重量轻 安装方便 防腐能力强等优点 2 预应力钢筋砼管 预应力钢筋砼管造价低 抗震性能及水力条件好 一般不需防腐处理 是一种 经济的管材 预应力砼管分为一阶段成型工艺和三阶段成型工艺 一阶段管整体性 好 承受内压较高 但承插口有椭圆度 三阶段成型工艺接口准确 但管材整体性 差 易起鼓 预应力钢筋砼管在我国应用较广泛 一度曾为长距离输水工程的主要 管材 缺点是笨重 运输不方便 破损率高 近年来由于一些新型管材的引进和钢 材供应充足 使得一些条件好 经济实力强 要求标准高的工程 逐步由其它管材 替代 3 PE 管 PE 管道较轻 不需防腐 施工方便并具有光滑的管道内壁 比其它管道的摩 擦阻力系数小 经久耐用 漏损率低 可节省输水运行成本 减少维修费用 且施 工费用低和不生锈的优点 由于 PE 管材料特有的优良的物理与机械性能 使它成 为比传统管材 钢管 球墨铸铁管等 更佳的选择 但 PE 管价格最高 尤其是管 径较大 DN 400 时几乎是同等管径球墨铸管的 2 倍 4 钢管 钢管较轻 加工使用灵活 方便 可承受较高内压 应用历史悠久 范围广 是一种常用 安全的管材 缺点是防腐麻烦 总造价高 适宜应用于特殊地段 结合本工程的实际情况 现对各种管材在公称压力为 1 6MPa 施工条件相当 的条件下的综合价格比较见表 4 2 20 表 4 2 管材综合价格比较表 管径 mm 造价 管材 元 m DN150DN100DN80 钢管340246161 球墨铸铁管282230205 PE 管422347210 玻璃钢夹砂管329259182 鉴于以上各种管材所列之优缺 结合本工程的具体情况 在保证新华镇安全供 水的前提下 DN150mm 的输水管道采用承压高的钢管 DN100mm 以内的城区配 水管网采用球墨铸铁管 4 5 管网配套设施管网配套设施 4 5 1 附属设施附属设施 根据配水管道设计规范和运行维护规程 管道沿线设计以下附属设施 管道沿线每隔 0 5 0 8km 左右设一隔断阀 以便管道分段检修 阀门选用寿命 长的金属硬密封蝶阀 两个隔断阀之间最低处设泄水阀 用于检修时放空管道 每隔 120m 设消火栓 根据用户情况设置水表 管道检修设备一台 4 5 2 供水管线与其它管线的综合供水管线与其它管线的综合 由于新华镇的供水管线是在回填造地的区域内新建 因此城市所需的各种市政 设施届时都会同时施工 因此建议在各项市政工程的设计单位如 供电 污水管道 雨水管道 天然气等各种管道施工前一定要与给水管道的设计单位一同进行管道综 合 以防各自施工造成管道交叉 互相防碍 导致工程浪费与施工费用的增加 管 21 道综合时应注意以下原则 当供水管道与污水管道 合流管道相交时 应将给水管 道敷设在其它管道上面 给水管道易破裂 应避免敷设在车行道的下面 4 6 新华镇蓄配水工程新华镇蓄配水工程 4 6 1 蓄配水系统方案设计蓄配水系统方案设计 结合新华镇规划和地形特征 直接在水源地建设清水水池一座 输水管终端 最低水压 50m 能够满足城区的低区用水水压要求 4 6 2 配水管网布置配水管网布置 根据新华镇镇区地形比较平坦 镇区沿 209 国道沿线 因此管网布置成枝状 镇区内为环状 各区管网布置及主要工程数量详见蓄配水管网工程平面布置图 4 6 3 管网平差计算管网平差计算 1 计算条件 为了保证各区用水所需的水量水压要求 确定配水干管各管段的经济管径 需 进行管网平差计算 本工程进行低 高两区配水管网在最高日最大时用水条件下的 管网平差计算 2 水力计算程序及采用的公式 管网平差计算程序采用联合国教科文组织编写的 LOOP 程序进行计算 其水力 计算公式采用的是海曾 威廉公式 87 4 852 1 852 1 7 10 DC Q h C 值为管材系数 在 60 140 之间选取 22 4 7 主要工程量主要工程量 本工程的主要工程量包括输配水管道和将旧管道更换为适应城市供水发展所需 要的管径 管材 工程数量详见表 4 1 表 4 1 输配水工程主要管材表 项目名称规格材料 单 位 数量备注 钢管D150钢m5300 钢管DN100钢m1200 钢管DN80钢m1800 可调式减压阀DN150 PN1 0铸铁台5 可调式减压阀DN100 PN1 0铸铁台4 可调式减压阀DN80 PN1 0铸铁台3 室外消防火栓个10 输 配 水 管 道 工 程 阀门井DN1000个12 23 5 净水厂工艺方案选择净水厂工艺方案选择 给水处理工艺的发展受到诸多因素影响 社会人口增加 城镇规模扩大 经济 繁荣和科技发展是给水技术发展的主要原因 早在我国唐代曾使用明矾净水 由于 当时的人口少 地表水和地下水未曾被污染 只需经过简单的处理即可达到饮用水 要求 然而从十九世纪英国工业革命开始 给人类历史带来了一场前所未有的社会 经济变革 于是出现了大型工业企业 城镇规模扩大 人口密度大幅度增加 使得 水源受到各种不同程度的污染 再加上科技的进步 人们逐渐深入了解水质 并发 展了一系列净水技术 并逐步发展为现在的常规处理流程 即混凝 沉淀 过滤 消毒 5 1 混凝工艺混凝工艺 5 1 1 隔板反应池隔板反应池 隔板反应池是应用历史较久 目前仍常用的一种水力搅拌絮凝池 有往复式和 回转式两种 欧美和日本等国在 50 年代前多使用往复式隔板反应池 我国目前仍 有许多大中型水处理厂采用 虽然隔板絮凝工艺是一种古老的水处理工艺 但其构 造简单 管理方便 且积有多年的运行经验 当水量变化不大时 絮凝效果好 其 缺点是水流条件不理想 水头损失较大 絮凝时间较长 且池型较大 当流量变化 大时 絮凝效果不稳定 目前 往往把往复式和回转式两种形式组合使用 因絮凝 初期絮体尺寸小 不易破碎 采用往复式较好 后期絮体尺寸较大 采用回转式较 好 隔板絮凝池通常应用于大 中型水厂 因水量过小时 隔板间距过窄不便施工与 维修 5 1 2 机械絮凝池机械絮凝池 机械絮凝池是利用电动机经减速装置驱动叶片水搅拌完成絮凝过程 根据搅拌 24 器安装方式 分水平轴式和垂直轴式 我国多用水平轴式 叶片多采用条形桨板 也有 网桨式 一般可将多个单独的机械搅拌絮凝池串联起来 每个絮凝池相当于 CSTR 反应器 串联起来则接近于 PF 型反应器 为了适应絮体成长规律 G 值大小应逐 级递减 因此搅拌强度应逐渐降低 机械絮凝池的优点是 可不受水质 水量变化 的影响而保证絮凝效果 适用于各种规模水厂 缺点是需要机械设备而增加了机械 维修工作 5 1 3 竖流式折板絮凝池竖流式折板絮凝池 竖流式折板絮凝池是在隔板反应池的基础上发展起来的 目前已得到广泛应用 折板是用钢丝网水泥板或塑料板拼装而成的 投药后的原水在池内上下流动 利用 折板间通道断面的变化 反复改变流态 增大流速梯度 促使颗粒相互碰撞 提高 絮凝效果 池型可分为两种 一种是相邻两块折板的波峰与波谷平行安装 称 同 波折板 另一种是波峰与波谷相对安装 称 异波折板 整个絮凝池设计一般分 三段 前段布置 异波 中段布置 同波 末段布置平板 这种絮凝池具有絮凝时 间较短 构造简单 能耗较低 容积利用率高 絮凝效果好等优点 但安装维修较 困难 一般用于中小规模的水厂 5 1 4 穿孔旋流絮凝池穿孔旋流絮凝池 多孔旋流絮凝池是由多个方格组成 一般不小于 6 格 隔墙上沿池壁开孔 孔 口上下交错布置 水流沿池壁切线方向进入后形成旋流 孔口尺寸沿流线逐渐变大 流速梯度逐渐减小以适应絮体成长 其优点是构造简单 施工方便 造价低 适用 于中小水厂或与其他形式絮凝池组合使用 缺点是受流量变化影响较大 絮凝效果 较低 池底易积泥 25 5 1 5 网格 栅条絮凝池网格 栅条絮凝池 网格 栅条絮凝池具有絮凝效果好 絮凝时间短 水头损失小 结构简单 节 省材料等优点 应用广泛 缺点是安装维修比较麻烦 絮凝此末端的竖井底部容易 产生积泥现象 个别厂还发现网格上滋生藻类 一般设计也分三段 每段的絮凝时 间也大致相等 前段由于絮体较小 需要较大 G 值以增大颗粒之间的碰撞频率 采用密栅或网格 中段采用疏栅 因此时絮体已形成一定大小 所需 G 值应较小 末段 G 值应进一步降低 以防止絮体破碎 故此时不安放栅条或网格 该池标准 型分两类 其中 洪湖池型 适用于中 高浊度水质 昆山池型 适用于低浊度原水 水质 5 1 6 波形板填料反应器波形板填料反应器 该反应器应用于水处理的絮凝过程 加混凝剂的水经过混合后使水中悬浮物脱 稳后 在反应器中结成足以沉淀下来的大颗粒矾花 以便在后续过程中把悬浮物去除 由于其能量施加的均匀性 使反应容积的效果得以充分发挥 试验和生产实践 表 明波形板反应器具有反应时间短 反应效率高 对流量的变化有较强的适应性 从 而克服了水力反应器对水流量变化敏感的弱点 获得优良的反应性能 技术上达到 了国内领先水平 此外不同形式絮凝池的组合应用也是我国水处理工艺的一大色 不同形式的絮 凝池组合应用往往能够相互补充 取长补短 充分发挥每种絮凝池的优点 提高絮 凝效果 降低造价 如隔板絮凝池和桨板式机械絮凝池的组合 当水质 水量变化 时 可以调节机械搅拌速度以弥补隔板絮凝池的不足 当机械搅拌装置需要维修时 隔板絮凝池仍可继续运行 实践证明 不同形式絮凝池组合应用 效果良好 但设 备形式增多 需根据具体情况决定 以上是我国近年来在絮凝技术上的发展 大大提高了反应效果 反应时间也从 26 传统的 20 30min 缩短到数分钟 与此同时 国内外在絮凝反应工艺观念上也发生 了重要转变 以现代化工反应形式代替传统混凝土构筑物形式 进行强化水质处理 做到简化工艺流程 扩大处理范围 提高效能 降低药耗 缩短反应时间 减少投 资和操作成本 做到高效药剂与高效反应工艺设备的相互协调 达到最优化处理效 果 目前 在高效反应器研究方面已取得一定进展 如微涡旋絮凝系统 微絮凝直 接过滤等 但这些高效反应池由于理论基础不够扎实 结构设计不太合理因此有待 进一步研究 5 2 沉淀工艺沉淀工艺 沉淀池经历了许多变化 自六十 七十年代开始 各种沉淀 澄清 池的形式 曾经有过广泛的应用 经过多年来的实践总结 目前较多地倾向于平流沉淀池 机 械搅拌澄清池和斜管沉淀池等几种池型 水力循环澄清 脉冲澄清池 悬浮澄清池 及同向流斜板沉淀池已很少在新建水厂中采用 对于较大规模的水厂 平流沉淀池 由于对水量 水质的适应性强以及操作管理方便 已为较多水厂所欢迎 以下是对 于各种沉淀工艺的介绍 5 2 1 平流沉淀池平流沉淀池 平流沉淀池应用很广 特别是在城市水厂中常被采用 池型为矩形 池体由沉 淀区 污泥区 进水区和出水区组成 经混凝的原水流入沉淀池后 沿进水区整个 截面均匀分配 进入沉淀区 然后缓慢流向出口区 水中的颗粒沉于池底 沉积的 污泥连续或定期排出池外 平流沉淀池的优点是可就地取材 造价低 操作管理方 便 施工较简单 适应性强 潜力大 处理效果稳定 带有机械排泥装置时 排泥 效果好 缺点是不采用机械排泥装置时 排泥较困难 采用机械排泥设备时 维护 较复杂 且占地面积较大 平流沉淀池一般用于大中型净水厂 原水含砂量大时 27 作预沉池 5 2 2 幅流式沉淀池幅流式沉淀池 辐流式沉淀池是一种池深较浅的圆形构筑物 原水由中心引入 再沿池半径方 向以辐射形式流至环形周边集水槽而溢出 辐流式沉淀池一般用于大 中型水厂高 浊度水的预沉或一级 当原水最高含砂量为 20kg m3左右时 可采用自然沉淀方式 当原水含砂量最高为 100 kg m3时 可采用混凝沉淀方式 辐流式沉淀池的优点是 沉淀效果好 用机械排泥装置时 排泥效果好 缺点是基建投资及费用大 刮泥机 维护管理较复杂 金属耗量大 施工较平流式困难 5 2 3 斜管及斜板沉淀池斜管及斜板沉淀池 斜板或斜管沉淀池 是一种在沉淀池内装有许多间隔较小的平行倾斜板 或直 径较小的平行倾斜管的沉淀池 斜管沉淀技术是基于美国哈真 Hazen 提出的 颗 粒沉降速度与沉淀面积有关 而与池深无关 当沉淀池容积一定时 池身浅些则表 面积大些 去除率可以高些 的 浅池理论 发展起来的 1945 年甘布 Camp 提出 了层格沉淀池的方案 1964 年汉逊 Hanson 发展为 斜管沉淀 的设计池型 1969 年 中南设计院首先在国内开始试验研究 并于 1972 年建成国内第一座规模 2 万 m3 d 的斜管沉淀池 并开始在全国推广使用 斜板 管 沉淀池 按进水的 方向不同可分为以下几种类型 1 上向流斜板 管 沉淀池 进水由斜板 管 底部流入 沿板 管 壁向上 流动 上部出水 泥渣由底部滑出 此种形式我国目前用的最多 尤其是斜管沉淀 池 斜管材料一般用聚苯乙烯塑料或玻璃钢加工而成 斜管断面多为六角形或山字 形 内径为 25 30mm 管长多采用 1000mm 安装倾角 60o 一般在安装前将塑料板 压制成块体 块体平面尺寸通常不宜大于 1m 1m 并用支架撑装在池内 斜管沉 28 淀池设计上升流速采用 2 3mm s 为使池内水流的进 出水均匀 一般多用中央 底部配水渠对称配水方式 出水则采用集水槽 斜管沉淀池具有沉淀效率高 耗药 量低 占地面积小 投资较少 管理方便等优点 特别适用于旧厂挖潜改造工程 但其耐冲击负荷较差 蜂窝斜管管材耐用性有待进一步提高 2 同向流斜板沉淀池 同向流斜板沉淀池的水从斜板的顶部路口处流入 沿板壁向下流动 水和泥呈同一方向运动 因此也叫下向流斜板沉淀池 兰美拉 分离器是同向流斜板沉淀池的另一种形式 这种池的原理是原水进入斜板单体水和 沉泥一同向下流 沉泥借助自重而下滑进入下部集水区 澄清后的水则经分离区由 上部集水系统导流出池外 其构造主要由斜板 集水槽和分割斜板单元体的肋条组 成 其基本参数为 斜板间流速为 20 25mm 沉降速度为 0 3 0 6mm s 斜板倾 角为 30o 40o 斜板长为 2 0 2 5mm 滑泥板倾角为 60o 断面高度为 35 50mm 这种沉淀池有的是倾斜角度小 沉淀面积较大 效率较高 占地面积 小 建设投资较少 且易于标准化 商业化 但其板间易积泥 集水系统易堵塞 3 侧向流斜板沉淀池 该斜板沉淀池是由多层斜板和骨架结构组成 在浅 层池中按顺水流方向布置 使水中固液分离以提高沉淀效率 其进水从斜板侧面平 行于板面流入 并沿水平方向流动 而沉泥由底部滑出 水和泥呈垂直方向运动 这种沉淀池具有浅池理论特性和同向流斜板沉淀特性 能适应水质变化 耐冲击负 荷能力强 液面负荷高 它不需在斜板上部设集水槽 更有利于平流沉淀池的改造 工程 4 迷宫式斜板沉淀池 迷宫沉淀池又称翼片斜板沉淀池 迷宫沉淀池是在 一般的斜板沉淀池的斜板垂直方向安装数道翼型叶片 叶片将进入的水流分为主流 区 漩涡区和环流区 进入主流区内的絮体在流速和沉速的同时作用下 逐步下沉 在漩涡区内的絮体被强制输送到环流区 每经过一个翼片截留一些絮体 进入环流 区的絮体 在环流作用下 呈螺旋形运动并沿翼片槽下沉到池底 迷宫斜板沉淀漩 29 涡区的漩涡强制输送和环流区的高效沉淀作用 使其具有较高的沉淀效率 其表面 负荷率可达 10 14m3 m2 h 迷宫沉淀池无论是模拟小试还是生产运行对比 都证 明了迷宫沉淀池的效率高于斜管沉淀池的效率 但迷宫沉淀池是一种新型沉淀装置 在实际应用中还存在很多问题 有待进一步改进 5 纵向集水梯形斜板沉淀池 该沉淀池是由北京市市政设计院进行的模型 试验和生产性试验 研究成果获国家发明三等奖 纵向集水梯形斜板沉淀池是沿斜 板层间水流方向从两侧收集澄清水 采用纵向沿程集水方式 使沿程流量减少 沿 程水流流速也不断降低 使更多的沉降速度小的颗粒杂质集于沉淀池内 提高了沉 淀效率 该池主要由冯断面呈梯形的斜板体和纵向集水管组等构件组成的若干立体 单元体及清水渠道 污泥浓缩室和排泥管组成 为防短流 采取在斜板组前 后采 取封闭措施 这种沉淀池的优点是 解决了同向流板间积泥问题 构造较简单 材料 省且管理方便 6 气浮分离池 气浮分离技术是加压溶气水在水中释放大量的微气泡 与 杂志絮体粘附形成比重小于水的絮凝体 随着水流上浮于液面 从而达到气 液分 离的目的 气浮池的优点是池体构造简单 池深较浅 单位产水量较高 固液分离 时间短 泥渣含水量低 工艺简单 适用于低温 低浊水 含藻类较多的水体以及 受有机物污染的河 湖 水库等水体 80 年代初 同济大学研制出的 TS 78 型释放器的能耗比国外有较大降低 其 高效压力溶气罐的效率 表面负荷率 分离效果及池高等均达到国外先进水平 气 浮水工艺应用中有气浮 接触过滤和气浮 侧向流斜板沉淀 过滤两种工艺流程 5 3 过滤过滤 在水处理过程中 过滤通常指以石英砂等粒状滤料层截留水中悬浮杂质 从而 使水获得澄清的工艺过程 过滤工艺经过一百多年的发展 其过滤理论和技术都取 30 得了很大进展 如今已发展成为一种较成熟的水处理工艺 然而 面对日益复杂的 水源水质状况和人们对饮用水水质的更高要求 人们仍致力于过滤技术的研究 以 寻求更为经济高效的过滤工艺 近年来 由于过滤技术的发展 出现了很多滤池类 型 但其过滤过程均基于砂床过滤原理而进行 所不同的是 滤料设置方法 进水 方式 操作手段及冲洗设施等 以下介绍常用的滤池工艺及其应用 5 3 1 普通快滤池普通快滤池 普快滤池滤站的设施主要由几个部分组成 滤池本体 它主要包括进水管渠 1 排水槽 过滤介质 过滤介质承托层 垫料层 和配 排 水系统 管廊