HYT 167-2013 大生活用海水应用系统设计规范

大生活用海水应用系统设计规范2013-11-13发布I本标准按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。本标准由国家海洋局天津海水淡化与综合利用研究所提出。本标准由全国海洋标准化技术委员会(SAC/TC283)归口。本标准起草单位：国家海洋局天津海水淡化与综合利用研究所、青岛市城市节约用水办公室。Ⅱ大生活用海水技术是利用经预处理的海水作为生活杂用水(主要用于冲厕)的一种海水直接利用技术，主要包括海水取水、前处理、输配水以及含海水污水处理技术等。其系列设计规范由《大生活用海水应用系统设计规范》和《大生活用海水后处理设计规范》组成。其中，HY/T168—2013《大生活用海水后处理设计规范》分为四个部分：——第1部分：活性污泥法；——第2部分：接触氧化法；——第3部分：膜生物反应器法；——第4部分：生态塘法。1大生活用海水应用系统设计规范本标准规定了大生活用海水系统设计的取水、前处理、输配水管道、构筑物和泵房的工程设计等。本标准适用于大生活用海水工程设计。2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB50013室外给水设计规范GB50015建筑给水排水设计规范GB/T50265泵站设计规范JTJ275海港工程混凝土结构防腐蚀技术规范3术语和定义GB50013界定的以及下列术语和定义适用于本文件。为了便于使用，以下重复列出了GB50013中的一些术语和定义。大生活用海水domesticseawater用于公共及住宅卫生间便器冲洗等用途的海水。海水用水量seawaterconsumption用户所消耗的大生活用海水水量。未预见水量unforeseendemand大生活用海水系统设计中，对难于预测的各项因素而准备的水量。管网漏失水量leakage海水在输配过程中漏失的水量。大生活用海水系统中，最高日海水用水量与平均日海水用水量的比值。大生活用海水系统设计中，最高日最高时海水用水量与该日平均时海水用水量的比值。2取水构筑物intakestructure为收集海水而设置的构筑物的总称。防海生物附着preventionofhalobiosadhesion防止海洋生物和微生物附着在大生活用海水系统构筑物和管道中堵塞管道或破坏防腐蚀层而采取的方法。海水前处理seawaterpretreatment采用物理、化学、生物等方法对海水源水进行处理，使之达到大生活用海水水质要求的过程。原水泥沙颗粒较大或浓度较高时，在凝聚沉淀前设置的沉淀工序。[GB50013—2006,定义2.0.40]絮凝剂flocculant为使胶体失去稳定性和脱稳胶体相互聚集所投加的水处理剂。为改善絮凝效果所投加的辅助水处理剂。完成凝聚的胶体在一定的外力扰动下相互碰撞、聚集，以形成较大絮状颗粒的过程。利用重力沉降作用去除水中杂物的过程。[GB50013—2006,定义2.0.55]通过与高浓度泥渣层的接触而去除水中杂物的过程。[GB50013—2006,定义2.0.60]水流通过粒状材料或多孔介质以去除水中杂物的过程。[GB50013—2006,定义2.0.66]海水输水管deliverypipe从海水水源地到海水水厂或海水水厂到小区海水配水管网的管道。34一般规定4.1大生活用海水应用系统设计应结合当地城镇发展规划考虑，妥善合理安排水源。4.2大生活用海水工程设计应在服从城镇总体规划的前提下，近远期结合，以近期为主进行设计，并考虑邻近地区的用水需求。近期设计年限宜采用10a～15a,远期规划年限宜采用15a～25a。4.3大生活用海水系统设计应在不断总结生产实践经验和科学试验的基础上，积极采用有效的新技4.4大生活用海水工程设计应达到供水保证率90%～95%。不能满足时，应根据实际情况采用相应的保证措施，如增加补充水源等，补充或备用水源宜用自来水。4.5大生活用海水水厂设计中，工艺流程和主要建筑物、构筑物的选择，应在保证安全供水的前提下，根据源海水水质、供水水量，供水水质要求，结合当地条件，通过技术经济比较综合研究确定。4.6考虑海水腐蚀问题，大生活用海水取水系统和水厂中的设备应耐海水腐蚀或采用良好的防腐措施，建筑物、构筑物的防海水腐蚀符合JTJ275的规定。4.7海水水厂厂址的选择、构筑物的布置、绿化等按照GB50013的规定执行。4.8根据海水水质和采用的处理方法确定海水自用水量，水厂内处理设施用水量可按照供水量的6%～10%选用，水厂生活用水按自来水厂进行设计。4.9居民小区内大生活用海水给水系统设计应充分利用外网水压。4.10本标准中未进行明确说明的部分，参照GB50013执行。5海水用水量5.1大生活用海水的设计供水量应根据居住区内用于冲洗厕所便器的用水量、未预见水量及管网漏失水量和用水量日变化系数而确定。5.2大生活用海水的用水定额：最高日为50L/(人·d)～95L/(人·d),平均日为40L/(人·d)~75L/(人·d)。用水量变化规律应根据工程所在地区的气候、人口、人民生活习惯、居住条件等情况，参考相似地区的实际资料确定。5.3未预见水量及管网漏失水量的总和宜按最高日用水量的15%～25%计算。5.4大生活用海水工程中居民海水用水量的日变化系数设计时宜取1.1。6海水取水6.1.1在大生活用海水水源地选择前，应进行实地勘察。6.1.2选择海水水源地时应根据下列基本要求，并通过技术经济比较确定：——水源地的选择要密切结合城镇远近期规划和居民区总体布局要求，尽量靠近用水集中地区；——应考虑与取水工程有关的其他各种条件对取水构筑物的影响，如水源地的水文、工程地质、地形、施工等方面的条件；——统筹安排、综合利用，正确处理与取水工程有关的部门，如航运、水产、盐场、旅游及排水等方面的关系。6.2海水取水构筑物6.2.1在选定海水取水构筑物的位置时，应根据取水海域的水文、气象、地形、地质、水质、海洋规划及4综合利用、施工管理、航运要求等条件全面分析，综合考虑。以下是选址的基本要求：——位于较好水质地带，避开城镇和工业企业的排污海域和海水养殖海域；——具有稳定的海床及岸边有良好的工程地质、地形，有足够的水深；——尽可能不受漂浮物、海生物、冰凌和潮汐等的影响；——不应妨碍航运和破坏堤岸，并符合海洋与渔业环境保护规划的要求；——应尽量选在风浪、潮位变化较小的地方。6.2.2设计大型海水取水构筑物前，如果地质及水文条件复杂，应进行取水构筑物的水工模型试验，并根据试验结果采取相应整治措施。6.2.3海水取水构筑物的型式，应根据海床地形及地质、海床冲淤、淤积、水深及潮汐变幅、海生物、泥砂及漂浮物、冰情和航运等因素以及施工条件的要求，在保证取水安全可靠的前提下，结合取水量和水质要求，通过技术经济比较确定。6.2.4选择海水取水构筑物在海床上的布置及其形状时，应考虑海水潮流和海浪对构筑物的侵袭影响，采用合理的外形和较小的体积以减小潮流对构筑物的荷载，构筑物应有足够的强度和稳定性，避免因潮流变化而造成构筑物基底的冲刷或淤积，并应考虑足够的防冲深度，保证海床的稳定性。此外，还应考虑到取水构筑物的布置和形状对施工条件和构筑物内设备及设施布置的影响。6.2.5海水取水构筑物的设计最高潮位应采用2%的高潮累积频率潮位，即按50a一遇频率确定。设计最低潮位可采用85%～95%的低潮累积频率潮位，其范围幅度较大，设计时可根据水源和供水工程的重要性等具体情况选定。6.2.6大生活用海水取水系统的取水构筑物宜采用固定式取水构筑物，取水量大于10000m³/d的取水工程可采用岸边式、河床式、潮汐式取水构筑物，取水头部进水口宜设置细格栅或格网，格栅(格网)栅条间净距为5mm～10mm,取水量小于10000m³/d的工程可采用管井(群)或大口井取水，而不宜采用活动式取水构筑物(缆车式、浮船式)。6.2.7大生活用海水取水构筑物的设计规模应考虑发展需要。6.2.8岸边式取水泵房进口地坪的设计标高，应分别按下列情况进行确定：——当泵房建于堤内，由于受堤岸的防护，取水泵房不受海水高潮位的影响，进口地坪高程可不按高潮位设计；——当泵房建于堤外，进口地坪的设计标高应是设计高潮位加浪高再加0.5m,并应设防止浪爬高的措施。6.2.9取水构筑物的具体设计按照GB50013中地表水取水构筑物的规定执行。6.2.10取水构筑物的进水管应采用耐腐蚀的材料，如聚氯乙烯(PVC)管、钢骨架塑料复合管、球墨铸铁管、玻璃钢管或钢筋混凝土管等，如需采用易受海水腐蚀的钢管和铸铁管，应有防海水腐蚀的水泥砂浆衬里或聚合物砂浆衬里防腐。此外，还需考虑对除塑料管外的进水管采取防腐措施，如涂刷防腐保护层、电化学阴极保护、投加防腐药剂、及降低海水与管材之间的相对速度等。6.3海水泵房6.3.1海水泵房的设计按照GB/T50265的规定执行。6.3.2由于海水腐蚀性较高，应选用耐腐蚀的低转速水泵。6.4防海生物附着6.4.1大生活用海水管道宜采取防海生物附着措施。宜采取电解海水制氯的方法防止海生物附着。6.4.2宜在取水管道的最前端进行加氯防海生物附着，加氯量宜通过试验确定，或按照以下条件执行：对于连续加氯，初始投加量应控制在1.5mg/L～2.0mg/L,海水中的余氯浓度应在0.5mg/L~51.0mg/L;对于间歇投加，每次加入量为2.0mg/L～4.0mg/L,加氯时间为20min,当海水余氯小于0.5mg/L时对海水进行加氯。7海水前处理7.1预沉淀7.1.1大生活用海水水厂水源为表层海水，并且悬浮物含量大于2kg/m³时，应设预沉设施。7.1.2预沉措施的选择，应根据海水悬浮物含量及其颗粒级配组成、排泥要求、处理水量和水质要求等因素，结合地形并参照相似条件下的运行经验确定，当有天然地形可以利用，且技术经济合理时，宜合理利用地形采取天然预沉方式。7.1.3预沉池的设计数据，可参照当地运行经验并通过原水沉淀试验确定，沉淀池的形式可采用平流式沉淀池，当预沉设施对占地面积有要求时，宜采用斜板(斜管)沉淀池，预沉池出水悬浮物含量宜小于200mg/L,预沉池宜采用机械排泥，预沉可采用自然沉淀或凝聚沉淀。7.2混凝与絮凝7.2.1用于大生活用海水前处理的絮凝剂或助凝剂，不应对人体健康产生有害的影响。7.2.2絮凝剂和助凝剂品种的选择及其用量，应根据原水混凝沉淀试验资料，结合当地药剂供应情况，通过技术经济比较确定。海水絮凝剂宜用铁系列絮凝剂，助凝剂可选用阳离子型或非离子型聚丙烯酰胺。7.2.3絮凝剂的投配宜采用液体投加方式。絮凝剂的溶解应按用药量大小、絮凝剂性质，选用水力、机械或压缩空气等搅拌方式。絮凝剂溶解次数每日不宜超过2次。7.2.4混凝池型式的选择和絮凝时间的采用，应根据海水水质情况或通过试验确定，推荐采用机械絮凝池，絮凝时间为15min～20min。7.3沉淀和澄清7.3.1本标准所指沉淀系通过投加絮凝剂后的混凝沉淀和混凝澄清，沉淀池或澄清池设计出水浊度应小于10NTU。7.3.2宜采用斜板(斜管)沉淀池或机械搅拌澄清池对海水进行处理。7.3.3设计沉淀池时，应根据原水水质、处理后水质要求，结合当地条件通过具体试验和技术经济比较确定。7.4.1滤池出水水质，经消毒后，应符合表1的规定。表1大生活用海水水质指标项目/单位2色度/铂钴色度单位3嗅4氨氮(以N计)/(mg/L)5悬浮性固体/(mg/L)66五日生化需氧量/(mg/L)7阴离子洗涤剂/(mg/L)8溶解氧/(mg/L)9大肠菌群/(个/L)7.4.2过滤工艺在沉淀工艺后采用，如果海水水质良好，原海水浊度小于20NTU时，可直接采用过滤或微絮凝直接过滤工艺处理大生活用海水，若海水取水构筑物采用管井或大口井，所取海水经检验水质符合表1的规定，可省略沉淀和过滤工艺。7.4.3每天处理水量小于10000m³的大生活用海水项目，宜采用压力式滤池，压力式滤池过滤速度选用9m/h～12m/h;处理量大于10000m³的大生活用海水项目，宜采用快滤池或无阀滤池，滤池滤速宜小于8m/h。7.4.4滤料应具有足够的机械强度和抗蚀性能，并不应含有有害成分，可采用石英砂、无烟煤和重质矿石等。7.4.5快滤池、无阀滤池和压力滤池的个数及单个滤池面积，应根据生产规模和运行维护等条件通过技术经济比较确定，但个数不应少于两个，宜设置备用滤池，保证滤池反冲洗时，其余滤池过滤速度在正常范围内.7.5海水消毒7.5.1大生活用海水应消毒，可采用电解海水制氯或加入次氯酸钠，消毒剂与海水的接触时间不宜小于30min。7.5.2应根据原水水质、工艺流程和净化要求选择消毒点，消毒剂可单独在滤前或滤后加入次氯酸钠，也可同时在工艺中和滤后加。7.5.3电解海水或次氯酸钠的设计用量，应根据一年内最差海水水质的消毒试验结果，按最大用量确定，并留有10%～20%的应急余量，消毒剂的日常加入量应可以调节。8海水输配水8.1海水输水管线路的选择、水量、管径计算、敷设等按照GB50013执行。8.2海水输水管路需要重点考虑渗漏问题，海水管路中应有防渗漏突发的保障措施。8.3海水给水管道应有明显的标志，当海水系统的供水规模大于50000m³/d时，应在海水供水管道中设置配水库，配水库的地点应靠近主要海水用户，配水库内宜设置曝气系统，当海水溶解氧小于4.0mg/L时进行曝气，配水库的总容积不应小于日供水量的10%。8.4海水系统管道应相对独立，防止海水对生活供水系统的污染，海水供水系统不能以任何形式与自来水系统连接。8.5海水系统一经建立，应保障其使用功能，不应经常依靠自来水补给。自来水的补给只是应急补充，并需要计量，同时应有确保不污染自来水的措施。8.6海水管道上不应安装易开式水龙头，当必须装设取水接口(或短管)时，应采取严格的技术管理措施，包括明显标示不应饮用、安装供专人使用的带锁龙头等。8.7当海水给水管道与自来水给水管道或污水管道平行敷设时，海水给水管道应敷设在自来水给水管道下方，污水管道上方，管外壁间的水平净距不应小于1.0m,垂直净距不小于0.3m。8.8当海水给水管道与自来水给水管道、污水管道或毒液输送管道交叉时，海水给水管道应敷设在自来水给水管道下方、污水或毒液管道上面，不应有接口重叠，海水给水管在交叉点交叉点每侧不应小于3.0m,套管两端应采用防水耐腐蚀材料封闭。8.9海水给水管道与其他管线和建筑物的最小水平垂直净距要求同自来水管道。9居住小区大生活用海水系统9.1居住小区大生活用海水用水量小时变化系数宜取2.8～3.0。9