集鎮(zhèn)飲水安全工程建筑物設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析

田茂兵

(印江水務(wù)局，貴州印江555208)

集鎮(zhèn)飲水安全工程建筑物設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析

田茂兵

(印江水務(wù)局，貴州印江555208)

隨著板溪鎮(zhèn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)，集鎮(zhèn)人口的增多，人民群眾生活水平的提高，各項(xiàng)建設(shè)事業(yè)的蓬勃發(fā)展，原有的飲水工程的供水能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足人民群眾生活、生產(chǎn)對(duì)飲用水水質(zhì)、水量的需求。因此，該集鎮(zhèn)飲水安全問題十分突出，嚴(yán)重地制約了當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)及社會(huì)發(fā)展，群眾盼望解決飲水安全問題的心情十分迫切。文章闡述了集鎮(zhèn)飲水安全工程水處理廠建筑物設(shè)計(jì)要點(diǎn)。

飲水;安全;工程;水處理廠;建筑物;設(shè)計(jì)

1 工程概況

印江自治縣板溪鎮(zhèn)集鎮(zhèn)飲水安全工程位于印江自治縣城北部，距縣城16 km，工程區(qū)對(duì)外交通情況較好，印江至工程區(qū)共20 km，其中印江至秀山縣級(jí)公路16 km，4 km為鄉(xiāng)村砂石路。項(xiàng)目區(qū)居民主要分散坐落在高程530～620 m。

根據(jù)集中連片、充分發(fā)揮現(xiàn)有水利工程效益、采取集鎮(zhèn)覆蓋周邊的原則，按照我縣“十二五”規(guī)劃，逐步解決飲水不安全人數(shù)，項(xiàng)目區(qū)主要以板溪集鎮(zhèn)為主，考慮板溪鎮(zhèn)集鎮(zhèn)的發(fā)展，輸水管、水處理廠規(guī)模按1.5萬人設(shè)計(jì)。板溪集鎮(zhèn)飲水安全工程將逐步解決沿板溪河兩岸居住的渠溝、凱塘、沙坡、板溪集鎮(zhèn)、文武、泉溪、上洞、下洞、大坪、井溪(石家寨)、坪底11個(gè)村鎮(zhèn)22個(gè)自然村寨10 582人的飲水安全問題。根據(jù)《村鎮(zhèn)供水工程技術(shù)規(guī)范》(SL310—2004)規(guī)定劃分，板溪集鎮(zhèn)飲水安全工程供水規(guī)模為5000≥W≥1000(m3/d)，為Ⅲ型。根據(jù)各類建筑物的相應(yīng)的設(shè)計(jì)規(guī)范和供水對(duì)象的重要程度，板溪集鎮(zhèn)飲水安全工程等級(jí)劃分為Ⅳ級(jí)。

板溪飲水安全工程取水口高程600.000 m，水處理廠清水池池底高程589.08 m，Φ315輸水PE塑管長(zhǎng)4 200 m，供水規(guī)模為2 557 m3/d，取水規(guī)模為2 685 m3/d。現(xiàn)有人口10 582人，總規(guī)模按13 862人(含學(xué)生)設(shè)計(jì)，一期工程規(guī)模按居民5 100人、學(xué)生2 110人設(shè)計(jì)。水廠位于板溪集鎮(zhèn)附近的石梁河，建管理房一幢，建600 m3清水池一座，建投藥消毒房一幢，對(duì)水質(zhì)處理采用2臺(tái)一體式水處理設(shè)備并聯(lián)凈化和采用投藥消毒處理，調(diào)節(jié)池按村寨的自然地理位置布置，配水管網(wǎng)根據(jù)居民房屋的自然分布呈樹狀鋪設(shè)。

2 水處理廠建筑物設(shè)計(jì)

2.1 凈水工藝的確定

根據(jù)水質(zhì)化驗(yàn)，原水27項(xiàng)指標(biāo)中25項(xiàng)指標(biāo)符合飲用水標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定要求。按規(guī)范，只需對(duì)水源采取過濾凈化處理措施加消毒處理措施就可直接供用戶。按工程供水規(guī)模，選用處理能力80 m3/h的凈水設(shè)備2臺(tái)并聯(lián)運(yùn)行對(duì)原水凈化處理。在進(jìn)行工藝流程的布置時(shí)主要采用的方式是直線流水形式，也就是根據(jù)地形情況將其從高到低進(jìn)行布置［1］。在進(jìn)行凈水的過程中，如果原有水的渾濁度經(jīng)過檢測(cè)之后發(fā)現(xiàn)在10 mg/L以下，并且在短時(shí)間內(nèi)≤15 mg/L時(shí)，那么可以不需要在反應(yīng)沉淀池中進(jìn)行處理，可以直接進(jìn)行消毒以及過濾。

2.2 水廠的總體設(shè)計(jì)

其廠址的選擇同時(shí)滿足下列要求:①充分利用地形高程，靠近用水區(qū)和可靠電源;②與村鎮(zhèn)建設(shè)規(guī)劃相協(xié)調(diào);③不受洪水與內(nèi)澇威脅;④有良好的工程地質(zhì)條件;⑤少撤遷，少占良田良土;⑥施工、運(yùn)行管理方便。

凈水廠廠區(qū)總平面布置基本上按功能劃分:分為生產(chǎn)(水處理)區(qū)及生活區(qū)。廠區(qū)內(nèi)布置有管理房，水處理設(shè)備、蓄水池、消毒加藥房。

在對(duì)水廠進(jìn)行布置時(shí)，主要原則是緊湊布置、節(jié)省占地、功能齊全、方便管理。廠區(qū)占地面積800 m3，其中生產(chǎn)區(qū)面積300 m2，生活區(qū)面積500 m2，管理房建筑面積48 m2。

2.3 蓄水池設(shè)計(jì)

本工程調(diào)節(jié)構(gòu)筑物采用獨(dú)立的蓄水池。按規(guī)范規(guī)定，設(shè)立單獨(dú)的蓄水池可按最高日用水量的20%～40%設(shè)計(jì)，本工程最高日用水量為2 557 m3/d，按最高日用水量的20%設(shè)計(jì)，本工程構(gòu)筑物容積應(yīng)＞511 m3，本次設(shè)計(jì)選用600 m3蓄水池，蓄水池采用地埋方式。

2.4 反應(yīng)沉淀池設(shè)計(jì)

將水源直接通過引水管并且與相關(guān)凈水藥劑進(jìn)行充分的混合之后便進(jìn)入到反應(yīng)池中。在反應(yīng)池中，主要根據(jù)藥劑的原因以及作用，水在反應(yīng)池中的主要活動(dòng)是將水中的污物進(jìn)行絮凝。

在本工程中，主要采用的反應(yīng)沉淀池的形式是穿孔旋流反應(yīng)斜管沉淀池，它的主要組成部分是很多個(gè)小格，每個(gè)小格通過相關(guān)串聯(lián)形成，每一個(gè)小格之間的連接主要采用的是孔口進(jìn)行連接，并且孔口的斷面在不斷的進(jìn)行擴(kuò)大［2］。每一個(gè)小格的孔口主要布置形式是左右以及上下之間進(jìn)行互相交替的形式。水源流入到反應(yīng)沉淀池中發(fā)生旋流，并且通過各個(gè)小格之間的串聯(lián)作用，將反應(yīng)的程度進(jìn)行擴(kuò)大和加深，使得水中產(chǎn)生絮凝。在本工程中，反應(yīng)沉淀池的總體反應(yīng)時(shí)間為15 min，總水頭損失0.3 m。

2.5 過濾池設(shè)計(jì)

以本工程的供水規(guī)模以及水源的水質(zhì)為依據(jù)，本工程主要采用的過濾池的形式為虹吸過濾池。虹吸濾池主要是利用真空系統(tǒng)對(duì)進(jìn)水虹吸管以及排水虹吸管進(jìn)行控制。每一座濾池主要是由很多個(gè)小格組成，主要采用的配水系統(tǒng)為小阻力配水系統(tǒng)，并且對(duì)濾池自身的進(jìn)出水進(jìn)行利用對(duì)自身進(jìn)行沖洗，這樣可以減免使用水泵等工具。

2.5.1 標(biāo)準(zhǔn)圖集選型

由本工程的凈水廠的設(shè)計(jì)規(guī)?？梢詫?duì)過濾池的流量進(jìn)行合理的確定。在本工程中每一個(gè)濾池主要由4個(gè)小格組成，在水源進(jìn)行過濾池進(jìn)行過濾之前，如果水的渾濁度低于20 mg/L，并且在短時(shí)間內(nèi)不會(huì)高于50 mg/L，那么在經(jīng)過過濾之后應(yīng)該保證水的渾濁度控制在5 mg/L以下。

2.5.2 主要設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)

在本工程濾池設(shè)計(jì)中，采用的過濾速度為10 m/s;平均沖洗強(qiáng)度15 L/m2·s。本工程主要采用兩層濾料進(jìn)行過濾，上層濾料選擇白煤，厚度大約為45 cm，下層濾料為石英砂，厚度大約為25 cm。

2.6 清水池設(shè)計(jì)

在本工程清水池設(shè)計(jì)中，主要采用的是長(zhǎng)方向鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，在清水池中主要安裝的設(shè)備由進(jìn)出水管、排污管、通風(fēng)管等。在進(jìn)行清水池設(shè)備布置時(shí)，主要將進(jìn)出水管布置在清水池的兩端，保證水能夠在清水池中進(jìn)行不斷的循環(huán)流動(dòng)［3］。并且還需要在清水池中加入適量的氯對(duì)水池中的水進(jìn)行消毒。具體為:①清水池容積W:按經(jīng)驗(yàn)容量取日供水量的20%計(jì)算，采用半埋式矩形鋼筋混凝土結(jié)構(gòu);②按相關(guān)工程凈水廠的設(shè)計(jì)規(guī)模確定國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)圖集中相應(yīng)的矩形鋼筋混凝土清水池;③池頂活荷載標(biāo)準(zhǔn)值取2.0 kN/m2，池邊活荷載標(biāo)準(zhǔn)值取5.0 kN/m2;結(jié)構(gòu)為矩形現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，混凝土標(biāo)號(hào)墊層為C10、池體為C25，池體抗?jié)B標(biāo)號(hào)為S6。有關(guān)施工安裝要求詳見規(guī)范和設(shè)計(jì)說明;④按以下公式確定相關(guān)高程。

濾池進(jìn)水水面高程=沉淀池出水水面高程-連通管水頭損失。

3 結(jié)語

綜上所述，進(jìn)行集鎮(zhèn)飲水安全工程建設(shè)已經(jīng)迫在眉睫，而在工程建設(shè)中，一項(xiàng)非常重要的工作就是進(jìn)行水處理廠的建筑物設(shè)計(jì)，只有充分了解工程的規(guī)模以及水源的狀況才能夠有效的進(jìn)行水處理廠的綜合設(shè)計(jì)，水處理廠建筑物設(shè)計(jì)是相對(duì)比較復(fù)雜的，因而在設(shè)計(jì)中需要考慮各個(gè)方面的因素，保證設(shè)計(jì)的合理性。

［1］王慶榮.定襄縣西笏口集中供水工程設(shè)計(jì)分析［J］.山西水利科技，2007(04):56-57.

［2］楊建軍.農(nóng)村供水工程設(shè)計(jì)與水源技術(shù)處理［J］.科學(xué)之友:B 版，2007(11):34-35.

［3］郭澤林，黃志平.談水處理廠的豎向設(shè)計(jì)方法［J］.低溫建筑技術(shù)，2003(02):89-90.

S277

B

1007-7596(2014)05-0048-02

2013-12-16

田茂兵(1964-)，男，土家族，貴州印江人，工程師，從事水利工程建設(shè)與管理工作。