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贵阳市东郊水厂设计和运行

论文类型 技术与工程 发表日期 1993-02-01
来源 《中国给水排水》1993年第2期
作者 胡其乐
关键词 东郊水厂 设计 净化工艺 方案
摘要 贵阳市区已建水厂四座。1988年东郊水厂开始建设,1990 年末完工,水厂规模10万m 3 /6,专供贵阳北部和东北部高区。与市区其它四个水厂实行分网分区供水,互有闸门联系。本文从水样分析到高扬程抽水方案的选择,并做了厂址选择及管道设计的论述以及净化工艺的设计。

出  自: 《中国给水排水》 1993年第2期第49页
发表时间: : 1993-2


胡其乐
( 贵阳市自来水公司)

1 概况

  贵阳市区已建水厂四座。自八十年代以来气候突变,十年中出现六个特枯年(降雨650~950mm)、三个偏枯年(降雨950~1050mm),仅一个丰水年降雨量为1391.2mm。1986年、1987 年严重干旱,水源枯竭,供水能力锐减,水厂供水只达到设计能力的60%,严重影响工农业生产和人民生活。
据此,于1988年东郊水厂开始建设,1990 年末完工,水厂规模10万m 3 /6,专供贵阳北部和东北部高区。与市区其它四个水厂实行分网分区供水,互有闸门联系。

2 水源和取水

  源水取用贵阳城郊14km的南门河谷中汪家大井泉(泉水出露与河水混合),它是该地区最大的上升泉,最枯流量为1.138m 3 /s。泉域补给面积415km 2 ,主要为碳酸盐岩类裂隙溶洞水含水岩组分布区。经试验和计算,地下水是以管流和裂隙流为主,平均流速为36.5m/h。
该水源水质优良,补给区内多为植被和森林覆盖,少有污染,属重碳酸钙型水,无有毒、有害元素污染。从工业用水评价,属于锅垢少、有软沉淀或中等沉淀、不起泡、半腐蚀性的水,常年水温稳定(18℃)。但是,由于属浅层地下水,受雨量和地面溶洞、地面径流的影响,雨季水质混浊度上升,最高可达325度,因此水处理工艺应按地面水要求进行。
  河水水质较好,可以为泉水补充一定水量,故采用混合式取水(井水为主,河水为辅)。取水头部逆向开口,在大井出流下游5~10m拦小坝提高水位4m,泉眼处用3.6m×2.4m长方形钢板罩住,迎水流方向设钢栅栏,用固定支墩将二根D1000钢管伸入河水中央50m处(在水下2.5m处),自流引水进入吸水井。因采用逆向开口取水,雨季时杂物随水飘走,不易进入吸水井,经三年实践取水头部的作法是简单可行的。

3 高扬程抽水方案的选择

  源水出露高程为1020m,东郊水厂供水地区为北部和东北部高区,地面控制高程为1117m,经计算水泵应提开155m扬程。设计中拟二个方案:①二级抽升,即中间再设一个加压站,其供水安全,但中间泵站地处荒野,管理极为不便,成本也高。②选用6台“DK型”高扬程水泵(2台备用),一级抽升。经比较决定采用②方案,但为了供水安全采取如下措施:
  a. 加强设备、泵基的安全度;所有闸门、缓闭上回阀等压力等级均提高一级,选用2.45MPa级,增强抗水锤冲击能力;管道水压超过0.88MPa地段,选用钢管基岩锚固钢筋支墩。
  b. 在每台水泵的出水管上均装D100安全阀,并与主干管常通,使二条D800主输水管的每根管道上,均有3个安全阀起作用,以消除部份水锤压力。
  c. 管道选线尽量向高的山坡地带敷设,减小管道内压力;每台泵的出水管上,均设置微阻缓闭止回阀(“H4 90H-25”型)。
  d. 设计中尽量缩短单根封闭管道的距离,采用分段输水。在泵站和水厂之间5km输水管道中间(距泵房2765m处即输水管线压力坡线的最高点),穿越406m隧道,设计中采用敞口出流利用隧道明渠重力输水,使输水管道内因水泵开停而产生的水锤能量消失在渠道内。从此隧道出口的11.5km输水和配水管道,均是以重力流送水。

4 厂址选择及管道设计

  经技术经济和施工、管理等各方面比较,利用高位水厂作网前重力流供水,厂址选定在城郊9~10km的大转弯荒山上,不占农田、征地价格低,且四周是环城绿带、水厂环境好,出厂输配水干管系重力流,经过三年运行安全可靠,还未发生因水锤造成的管道破损。
本工程输配水干管,总长14km。
  a. 按10万m 3 /d,选用二条D800管道平行供水,事故单管流量可达70%。管线有三处通过隧道:①马桑冲隧道采用明渠重力输水,长406m。②小洼隧道用双管从隧道内通过,长250m。③百花山隧道,单管通过长300m。二处管线翻山,按水力坡线,采用大开挖埋管9~14m 通过。二处过河,修钢筋混凝土桥一座、利用老桥改造一处,管道用钢管从桥下跨越。
  b. 全线管道因工作压力不等,最大工作压力达1.519MPa,采用三种管材:①采用TS52K螺旋双面焊钢管,壁厚8mm,接口焊接,在工作压力>0.98MPa地段使用。②铸铁管,在工作压力0.49~0.98MPa地段使用,接口用橡胶圈联接,部份用石棉水泥。③预应力混凝土管,在工作压力<0.49MPa地段使用,接口用橡胶联接。

5 净化工艺设计

  净化工艺设计主要考虑两个因素:①该水源属于浅层地下水,雨后浊度提高,近几年测得最高浊度均在200~300度,一年有三个月间或出现浑水。②根据贵阳市近40年内先后修建四个水厂的实践经验,新水厂的处理工艺流程如图。

  a. 泵站:10DK-9×2A6台(2台备用)。功率680kW,扬程155m。水泵采用自吸式进水。变压器为2×1600kVA,户内式,35kV输电线路共18km,双电源。泵房面积40m×8.4m,半地下式,防洪标准为抗百年一遇洪水。
6. 投药混合分配井:汪家大井源水经测定,常年水温均在17~18℃之间适宜藻类生长,故在反应沉淀池前加氯,防止藻类繁殖。
  c. 选用格网反应池,分成四组,每组处理水量2.62万m 3 /d。每组反应池为八方格,分成三段流速,每格设三层网格,反应时间近10min。网格由松枋制作,不用铁钉,每片网格用尼龙绳绑扎在池墙钢管(D20镀锌)上。实测反应池水头损失为80~100mm,出口处结矾花良好,池内有沉淀产生,因此反应池内排泥是很重要的一环。
  d. 采用斜管沉淀池,选择管内流速小些,以≯3mm/s为宜,以免矾花入滤池。采用双向流斜管,取同向流斜管增设一段稳流区,沉淀池内取异向流斜管。使整个液面负荷增大,大量悬浮物在稳流区内沉入池底,减轻了斜管沉淀部份的负荷。运行中曾出现最高进厂浊度为325度。
排泥管上均匀布有D80mm吸泥短管,管口为200×20mm扁咀,管旁设水力松动管,用压力水松动沉泥。运行中排泥效果不够均匀彻底,集泥槽存有部份沉泥不能排除。
  e. 中阻力双阀滤池;二组16格,每格18.25m 2 滤床采用三层滤料,由无烟煤、石英砂及磁铁矿组成。配水采用水泥三角槽中阻力系统。冲洗水来自冲洗水塔(500m 3 ),加太了冲洗强度,由于水源多为低浊度,藻类生长又多,利用滤池自身水反冲,冲洗强度不够,甚至有些滤池滤床板结,为此本次设计改为冲洗水塔冲洗。从运行效果看,冲洗得干净,运行周期比较长,正常滤速为15m/h,强制滤速为17m/h,通过二年运行,证明滤池效果是好的,出水在正常状态下可确保3度以下。

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