江苏淮安洪泽区给水厂二期扩建及深度处理工程设计

江苏淮安洪泽区给水厂二期扩建及深度处理工程设计

任军俊1孔宇1张冲2

任军俊1孔宇1张冲2

1.南京市市政设计研究院有限责任公司南京210008；2.井源水务（洪泽）有限公司淮安223100

摘要：洪泽区给水厂总规模为16万吨/天，一期规模为5万吨/天，二期扩建工程常规处理规模为5万吨/天，深度处理及污泥处置规模为10万吨/天。净水工艺中常规处理部分采用“混凝沉淀+V型滤池”处理工艺、深度处理部分采用“臭氧活性炭滤池”工艺。主要新建（构）筑物有折板絮凝平流沉淀池、V型滤池、活性炭滤池、清水池和污泥浓缩池、脱水机房、回用水池等。对工艺单体设计参数，构筑物尺寸及设备进行详细介绍，总结设计特点。

关键词：给水厂；扩建；深度处理；工程设计

1工程概况

洪泽区给水厂位于江苏省淮安市洪泽区高良涧街道，现状规模为5万m3/d，总规模为16万吨/日。水厂分三期建设，一期工程5.0万m3/d，于2010年建设，并投入使用；二期工程10万m3/d；三期工程16万m3/d。

一期水厂占地面积34896m2，主要构（建）筑物包括折板絮凝平流沉淀池、V型滤池、清水池、供水泵房及变电所、加矾间、加氯间、排水池及综合楼等附属建筑物。

一期水厂工艺流程如下图（图1）所示。

图1工艺流程图

2一期存在问题

（1）供水量不足

随着城镇建设速度不断加快，发展规模不断扩大，目前水厂供水量已经达到6万m3/d，超过水厂现状5万m3/d的规模，但是水量仍然不能满足用户要求。三河镇、蒋坝镇已经通水，通水后，用水缺口将会继续扩大，水厂扩容迫在眉睫。

（2）缺少深度处理

江苏省住房和城乡建设厅《2016年全省城市建设工作要点》中提出“深入推进城乡供水基础设施建设和改造”，要求“自来水深度处理”全覆盖。由于洪泽区给水厂建设年代较早，尚未建设深度处理设施，当前饮用水水源污染仍呈加剧状态，而国家生活饮用水卫生标准在逐步提高的背景下，传统制水工艺难以满足对"两虫"、难降解类农药指标、微囊藻毒素LR等的达标处理，因此需要增加深度处理工艺，以满足出水水质的要求，实现从供“合格水”向供“优质水”的迈进。

（3）缺乏污泥处理

洪泽区给水厂目前尚未设置污泥处理设施，现状通过排泥池将泥水排至附近河道。随着给水厂供水能力的增加，水厂排出的污泥数量将越来越多，这些泥水如果不经处理直接排放水体，不但给水体带来严重污染，而且浪费大量的水资源。

3二期工程设计

3.1进出水水质

3.1.1原水水质基本特征

根据《洪泽区供水工程取水口水源水质卫生学评价报告书》（淮安市疾病预防控制中心2013年4月），水质评价结果表明，除化学需氧量、总氮两项指标外的全部基本项目均达到Ⅰ-Ⅲ类水质标准或合格，综合评定水质为“优”。

3.1.2出水水质要求

出水水质要求达到《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）的标准。

3.2二期工艺流程（见图2）

图2工艺流程图

3.3各构筑物设计

3.3.1絮凝沉淀池

与一期工艺相同，采用折板絮凝池，折板布置按水流顺序依次为相对折板、平行折板及平行直板三段。絮凝过程中的速度逐段降低，第一段流速为0.25~0.35m/s，第二段0.15~0.25m/s，第三段0.10~0.15m/s。

二期设计规模5万m3/d，新建絮凝沉淀池1座，尺寸：13.0m×20.9m×4.5m，分两组，絮凝时间18min。

3.3.2V型滤池

二期滤池设计规模5万m3/d，与一期的5万m3/d池体对称布置，滤池尺寸35.5m×14.3m×4.1m，内分4格，每格尺寸10m×7m。

设计滤速8m/h。配气配水采用长柄滤头。气冲强度15L/s•m2，历时3min；气水同时反冲时气冲强度：15L/s•m2，水冲强度3.0L/s•m2，历时4min；水冲强度4.0L/s•m2，历时5min；表扫强度2L/s•m2，冲洗历时12min。承托层采用砾石，粒径2～4mm，厚度50mm；滤料层采用石英砂，粒径0.90mm~1.20mm，不均匀系数K80为1.2~1.4，厚度1200mm。

3.2.3中间提升泵房和臭氧接触池

设计规模16万m3/d，本次土建工程一次建成，设备按10万m3/d规模安装。平面尺寸为44.2m×15.4m

臭氧投加量：2.5mg/L。

主要设备有3台潜水轴流泵（配变频，两用一备）、一套臭氧投加系统。

3.2.4活性炭滤池及反冲洗泵房

（1）活性炭滤池

总规模10万m3/d，平面尺寸39.5×37.6m。每座滤池分8格，双侧布置，中间设置管廊，单格面积80平方米。采用下向流方式。活性炭层高度2m，石英砂层0.6m

设计滤速7m/h；气冲强度14L/m2.s，4min。气水同时反冲：气冲强度14L/s.m2，水冲强度4.5L/s.m2，4min。水冲强度9L/m2.s，6min；表面扫洗14min，扫洗强度2L/s.m2

（2）反冲洗泵房

总规模为16万m3/d，本次工程土建一次建成，平面尺寸为9.5m×35.7m，设备安装规模为10万m3/d。

主要设备有卧式离心泵（反冲水泵）3台（两用一备）；罗茨鼓风机（反冲风机）3台（两用一备）；空压机2台（一用一备）；潜水泵2台（一用一备）；

3.2.5清水池

水厂的取水构筑物和净水厂规模按最高日平均时流量设计，而配水设施则需要满足供水区的逐时用水量变化，为此在水厂建造清水池，以平衡两者的负荷变化。

清水池按规模10万m3/d的15％调蓄容量设计，共布置7500m3清水池2座。一期已建7500m3清水池一座，二期新建7500m3清水池一座，尺寸为：56m×37.2m×4.4m。

3.2.6送水泵房

现状泵房形式采用吸水井与泵房分建式，吸水井分为独立工作的两格，中间设连通阀。水泵采用卧式离心泵。考虑到一、二期供水规模的协调，确定采用两种不同型号水泵组合与变频调速配置的安装方式。

一期土建已按规模16万m3/d一次建成，设备按5万m3/d安装；二期按5万m3/d规模进行设备安装。

3.2.7污泥调节池及回用水池

净水厂污泥处理对象主要是滤池的冲洗水和沉淀池的排泥水，其成分一般为原水中的悬浮物质和部分溶解物质，以及在净水过程中投加的药剂。

净水厂滤池的冲洗废水和沉淀池排泥水都是间歇排放，其质和量均不稳定，设置调节池可使后续设施负荷均匀，有利于浓缩池的正常运行。

由于沉淀池排泥水与滤池冲洗废水两者水质水量的差异大，故调节池分为反冲洗排水池和污泥均质池，两者合建。反冲洗排水池1格，接受滤池反冲洗水；污泥均质池2格，接受沉淀池排泥水。滤池冲洗废水进行回用，即用泵送入絮凝沉淀池进水口处，沉淀池沉淀污泥用泵提升入污泥浓缩池。

（1）排水池（保留并利用一期排水池）

采用矩形地下式结构，按1格V型滤池反冲洗水量设计。容积231m3，有效水深2m。

（2）污泥调节池（保留并利用一期排水池）

采用矩形地下式结构，与排水池合建。调节池内分两格，每格尺寸14m×16.5m×2m，容积462m3。主要设备有搅拌装置：2台，潜水泵2台。

（3）回用水池（新建）

采用矩形地下式结构，按2格活性炭滤池反冲洗水量设计。容积15m×15m×4m。

主要设备有搅拌装置2台，潜水泵2台

3.2.8污泥浓缩池

本次设计规模为10万m3/d，固体能量G=24kg/(m2•d)，新建两座浓缩池，平面尺寸D＝20m，有效水深4.0m。每座水池内设中心传动刮泥机1台。

3.2.9储泥池

新建储泥池1座，规模为10万m3/d，停留时间12h。直径φ8m，有效水深4m，内设潜水搅拌器1台。

3.2.10污泥脱水间

总规模为16万m3/d，本次工程土建按按16万m3/d规模建设到位，设备按10万m3/d规模安装。干泥量按照浊度80NTU计算，则10万m3/d规模产生的干泥量为12.39t/d。

平面尺寸39m×12m，高度：10m。主要设备有污泥离心脱水机3台，两用一备；螺旋输送机1台。

3.2.11工程预算及水价预测

项目总投资13576.8万元，其中：工程费用11552.9万元，深度处理占工程费用的13%，污泥处置占工程费用的7%。按扩建5万m3/d进行增量分析，平均单位总成本1.82元/m3，单位经营成本1.19元/m3。

水厂效果图（见图3）

图3水厂效果图

5设计特点

大阻力配水系统不适用于活性炭滤池，因为反冲洗强度会超出炭砂滤料承受范围，导致活性炭大量流失，因此活性炭滤池宜采用小阻力配水系统。[1]

中间提升泵房及臭氧接触池为考虑三期水厂16万m3/d的规模，臭氧接触池分为三格，分别为5、5、6万m3/d，通过提升泵后溢流堰控制流量。

考虑与三期工程的衔接，预留管道接入点，在预留管上设置阀门或采用三通+盲板形式进行封堵。

参考文献

[1]邹琳，笪跃武，周圣东中桥水厂炭砂滤池改造与运行管理介绍，中国给水排水，2011年16期.