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利用“天生优势”设计南雁水厂

2015-07-30 10:16 来源:学术参考网 作者:未知

摘 要:南雁水厂改建工程,合理的利用了其天然优势,使得原水——水厂——用水户之间利用势能差设置无动力水厂,大大的节约了南雁水厂的运行费用及机器维护费用。同时也利用了里面的已有建筑物,减少新的构筑物建设,也节约了本次工程的投资。

关键词:节能;水源;原水;水厂;用水户;山区优势;坡度
平阳县南雁镇原水厂始建于1998年,占地约为1385平米,建设年代较久,设施较简单,主要构建筑物有:1座减压井,1座处理间,2座清水池。现供水量约为1000 m3/d。日常处理工艺仅为通过简易滤池过滤的初步处理。现状水源为三处泉眼,供水的质和量都极不稳定。亟需进行改建。经过南雁镇人民政府委托我院,由我做为工程负责人对该工程进行改建设计。设计过程中,多次进行现场踏勘,对于南雁水厂发现了许多自然的“天生优势”,通过利用这些天赐的“天生优势”,南雁水厂改建后运行费用及机器维护费用大大的降低,响应了中央的节能减排的号召。
1.水源分析
  南雁水厂现状水厂位于半山腰,标高为黄海高程系67~70米。南雁镇城区(六个村)位于山脚,标高为25~28米。山上有个八亩水库,标高为207米左右,水库水目前接至发电站,标高为87米。
  《平阳县水资源综合规划》明确指出: 南雁镇的水源为山溪潜水可供水量,2010年为5200m3/d。但并未明确该潜水准确位置。根据现场勘查和了解,八亩水库作为该镇的主要水源流经水库,现被水电站利用发电,年用水量约为139.5万m3(山门水利管理所证明)。其集雨面积约为2.5平方公里。
  该水库蓄水量为2万m3以上,但根据2006-2010年水利管理所的统计,原水量为107.048万m3/年至182.4万m3/年,平均为139.5万m3,说明八亩水库以上的山溪蕴藏丰富的潜水资源,则年可用水量高于70万m3(日均约2000 m3),可作为主力水源,利用该水源需回购小型发电站及水库。
  根据南雁镇政府人民政府取水送检,委托平阳县环境监测站做的《水环境检测报告》(详见附件3)及参考平阳县水头自来水厂的浊度化验数据,各项指标均符合标准。平时原水浊度为2.7NTU,暴雨时浊度为14.1NTU。
  南雁镇水源没有工业污染,地下水水质好,浊度低,且变化幅度小,有利于净化处理并节约处理费用。且具有较高的位能,可以自流至高位水厂,实现重力流供水,年节电可达15万度(按3000m3/d提升28米)。
  引山溪潜水不需要水利工程设施,建成原水管道,即可取水,建设周期短。
2.水厂建设规模
  供水人口:
  东门村    3010人  ;  雁山村    3806人  ;  后仓村  1797人 ;蒲岭村    1160人  ;  笠湖村    1820人  ;  雁前村  1459人 ;
  根据人口普查资料现状户籍人口13052人, 预测资料2020年约15000人。
  生活用水量:人口按14000人计,供水普及率按75%计,日生活用水量为1050m3/d。
  公共建筑用水量:按居民生活用水量的20%估算为210m3/d。
  (村镇供水工程技术规范明确:缺乏资料时,公共建筑用水量可按居民生活用水量的5%~25%估算,其中村庄为5%~10%、集镇为10%~15%、建制镇为10%~25%;无学校的村庄不计此项。)
  工业用水量 :按照规划,要在维护生态环境的前提下,积极引导旅游休闲等生态环境友好型的产业向该地区集聚,引导对环境影响较大的产业转移。故不会有高耗水工业,拟按生活用水量的20%计,则日工业用水量为210米3/d。
  上述三项合计为1470m3/d。
  日变化系数取1.4;
  管网漏失水量和未预见水量之和按25%计,则计算的最高日需水量为2744米3(1470×1.4÷0.75=2744),扩建规模定为3000m3/d。
3.水厂设计思路
  水厂可利用水源点——水厂——用水户之间的势能差考虑设置无动力水厂。得益于南雁得天独厚的山区优势,取水部分可不设提升泵,输送水部分可不设加压泵。采用无动力设计以达到节能的目的。
  
  由于受改造工程现场厂地较小及水厂规模较小的实际情况,以及时间紧的特点限制,本工程净化工艺以安全可靠,操作简单,管理方便为原则,本次改造采用一体化净水装置。改造工程采用如下工艺:
  
  在常规自来水厂,由于混合、反应、沉淀、过滤各池分开建立,这样导致占地面积大、水管连接复杂、阀门多,因此投资大、建设周期长、操作维护人员多。一体化净水装置,具有良好的净水效果、性能稳定、结构紧凑、体积小、占地面积少、维修容易、管理操作方便。因此在本改造方案中采用一体化净水装置。选用2台60m3/h一体化净水装置并联运行,一体化净水装置外形尺寸: 长×宽×高=5530mm×3500 mm×4500mm。
  原水自流进厂减压后加矾、加氯后进入管道混合器、一体化净水器、出水加次氯酸钠自流进入清水池。加矾采用固体聚合氯化铝粉剂。
  一体化净水装置需要的进水水头为15米左右,而原水水源到水厂的高差为一百多米。需要设置减压措施,考虑到原发电站涡轮机本身具有减压功能,且从发电站接原水,可以节省原水管道长度约1500米,避开最难敷设的悬崖山路段,大大降低施工难度,提高施工的速度。且发电站设置了一个蓄水池,可利用蓄水池作为一个初沉池,将一些杂物进行预沉,降低原水的浊度。发电站到水厂的高差约为20米,去掉水头损失后刚好能满足一体化净水装置进水水头的要求。减压以后进入到水厂与原来的三股山泉水可以合并。加药后进入一体化净水装置处理。
  水厂位于山坡,利用山坡的地势。水厂内部可以考虑将一体化净水设备设置在水厂内部相对高处,与清水池之间形成一个高差,让处理后的水自流进入清水池。清水池出来的水与居民居住地高差约为30米,且南雁镇区由山脚向东也呈降坡的趋势,越远处,地势越低。按照《城市给水工程规划规范》(GB50282-98),“城市配水管网的供水水压宜满足用户接管点处服务水头28m的要求”,故不设输水加压泵也基本能满足供水压力的要求。

  另外,由于采用的一体化装置是60m3/h的型号,根据一体化设备厂家要求,该装置可以自水反冲洗,无需冲洗加压泵。且不需要汽水反冲,无需设置鼓风机。
4.其他构筑物
  清水池:对清水池进行必要的清洁和修复,清水池内外壁进行水泥砂浆抹面。
  门卫:新建门卫兼值班室一间,包括卫生间和化粪池,垃圾定期外运。
  仓储室:对现状一间房子进行改造,将其改造为仓储室。
  化验室:对现状一间2层楼的房子(原废弃滤池)进行改造,将其改造为药物间和化验室。添置化验室设备。
5.总结
    南雁水厂改建后,其主体处理设施基本上为零能耗,同时合理利用里面原有的建筑,尽量减少新的构筑物建设,大大的节约了工程投入,引用一体化处理设施,减小占地面积,对小型水厂的建设是一个比较典型的示范。

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