實例探析水廠改造工程設計

鄒立

（湖南研清環(huán)?？萍加邢薰尽『祥L沙　410000）

1　引言

近年來，我國的經濟水平不斷發(fā)展，我國人民的生活質量不斷提高。因此，我國居民對于自來水的質量以及用水量需求越來越高。目前，我國很大一部分水廠都建設于20世紀中后期，水廠內原有的設施已經不能滿足當下人民的用水需求，且設備在經過長時間的腐蝕之后發(fā)生老化，嚴重影響了水廠的生產效率，而新建一個水廠所需的人力資源以及自然資源花費較大，因此，在原來的廠址上進行改建優(yōu)化是目前較為主要的方式。原有水廠的消毒過濾工藝不到位，生產的水質量較低，有些甚至已經不能達到國家飲用水的標準。且原有的水廠規(guī)模較小，無法滿足人民日益增長的用水量需求。由此可見，水廠改造工程在當下具有重要意義。下面以株樹橋水庫的改造為例進行剖析，探索水廠改造工程的設計方案。

2　株樹橋水庫概況

株樹橋水庫地處湖南省長沙市瀏陽市境內，屬于二級水庫，它與1986年10月開始興建，在1992年10月完成竣工。株樹橋水庫庫區(qū)總長31m，壩頂高程171m，最大壩高78m，庫容2°78億m3，是目前長沙市境內最大的水庫。由于近些年的環(huán)境污染，導致飲用水源水質下降，自來水供應能力在特殊時段也跟不上人民的需求水平。目前，長沙市生產生活日均需水量近120萬t，而現(xiàn)在所有自來水廠在正常運作下所能提供的最大日均供水量僅有137萬t，一旦湘江進入枯水階段，就會有大量的長沙市民將要面臨缺水的問題，其次，湘江水源在近幾年里受到污染，株樹橋水庫的水源主要來源于湘江，水質情況有待改善，必要時需要開辟第二水源，因此，長沙市株樹橋水庫在原有基礎上進行了改造。

3　水廠改造工藝流程

3.1　水源的改變

株樹橋水庫原先以湘江水域地表水為主要供水來源，由于地表水受到環(huán)境影響教大，因此需要進行第二水源的開發(fā)，通過地下水和地表水的結合利用，既滿足了龐大的用水需求量，也在一定程度上保障了水源質量。同時，水庫的凈水工藝得到改善，利用現(xiàn)代科技的力量，使得凈水技術得到優(yōu)化，滿足出水的水質標準。

3.2　取水口設計的改變

株樹橋水庫引水工程的取水口距離大壩約170m，共計有2個取水口，取水口的海拔高程分別處于152m和132m。由于汛期時水位較高，水庫底部的源水渾濁，這會影響出水水質質量，此時則采用海拔高程較高的取水口；在枯水期，由于地表水量急劇下降，此時就需要采用海拔高程較低的取水口進行取水，通過取水口高低的錯開來保障水庫出水質量。同時，取水口安裝了三道閘門，不僅在取水時發(fā)揮著重要作用，而且對于應急處理也有其重要意義，一旦檢測部門檢測到水源有污染或安全問題或者引水管道出現(xiàn)異常，則可以通過關閉閘門的方式最大程度的降低危害。最后，在取水口設置了源水監(jiān)測點，實時監(jiān)測水質，一旦發(fā)生水源污染等突發(fā)情況，則自動關閉閘門停止供水。這樣的設計更具智能化，其安全性能更高，具有重要意義。

3.3　水庫外圍改造

株樹橋水廠外圍改造主要包括水廠加礬系統(tǒng)改造、新建次氯酸鈉加注系統(tǒng)等，這樣做淘汰了傳統(tǒng)的液氯消毒等加注系統(tǒng)，原有加注系統(tǒng)成本高，且次生污染較大，因此需要進行優(yōu)化升級。其次，通過在廠區(qū)原使用河端局部筑壩設閘門，形成雨水收集池，由于株樹橋水庫處于暴雨區(qū)，所以，雨水收集庫能夠較大限度保留天然雨水資源，并起到了排污防澇的作用，保證了供水量的充足。在水庫外圍改造時主要考慮了原水水質的歷史資料、出水水質的要求、相同或類似水源凈水處理的實踐以及經濟條件及操作人員的經驗和管理水平等因素。

3.4　凈水工藝改造

株樹橋水庫在凈水工藝改造上，主要將原先的虹吸過濾工藝改造為20萬m3/d浸沒式超濾工藝并新建了膜池輔助車間、中和水池、水廠低配間；將現(xiàn)狀二期排水池改造為回用水池；新建生產管線，改造已有生產管線，解決現(xiàn)狀5座清水池運行時存在的局部流速過低的問題，滿足水廠改造期間利用三期現(xiàn)狀工藝正常供水以及改造完成后水廠生產管線的切換。在引水工程的設計上按照1.2m/s的標準進行水速設計，在此速度下，水中的泥沙不會大量沉積在管道內部，同時，通過在整個管網(wǎng)安裝五十多個排泥閥增加泥沙的排放量，一旦出現(xiàn)泥沙沉積的情況，排泥閥就會及時打開，有效解決泥沙堆積造成的堵塞問題。

3.5　新建調壓站

株樹橋水庫的取水口與長沙落差高達120m，由于落差較大，水的勢能就較大，這就容易產生過大的壓力造成管道的破裂，其后果不堪設想。因此，在原有的基礎上新建調壓站幫助水管進行減壓，防止水管爆裂造成的不良后果。在調壓站內主要放置了釋放水壓的調壓井，達到為管道透氣減壓的目的。

3.6　改造前后對比

株樹橋水廠在進行改造后，出水更加穩(wěn)定，過濾后水濁度長期穩(wěn)定在0.06～0.08NTU的水平，水廠出水水資源的濁度控制在0.1NTU左右，氯耗與改造前同比下降20～30%。且出水量大大增加，出廠水的耗氧量也大大下降，整體效益良好。

4　結語

綜上所述，在進行改造后，水廠的出水水質質量得到了很大的提高，且水廠的供水以及水源輸送的安全防護措施得到了有效改善，保證了水廠的安全穩(wěn)定運轉。株樹橋水庫改造工程通過實施就地改造、保留現(xiàn)狀構筑物的主體結構，將原10萬m3/d虹吸濾池改造為20萬m3/d超濾膜池，實現(xiàn)了提標改造，水量翻倍的目標。在確定凈水工藝的設計參數(shù)前，進行了相關中試，驗證了超濾膜工藝對當?shù)厮|和水廠現(xiàn)有沉淀出水的適應性，為設計選擇合理的膜通量、過膜壓差、過濾周期及膜清洗等參數(shù)提供了依據(jù)。