广西博世科环保科技股份有限公司 广西南宁 530007
摘要：本文根据广西某县城的供水现状，结合县城的发展规划，对供水方案进行了合理的分析研究。在此基础上，介绍了利用沉淀池进行预沉后，将絮凝、斜管沉淀、过滤三道工序组合净水工艺的设计应用，为水厂的设计具有一定的参考意义。
关键字：城市供水 供水设计 工艺设计
1.工程概况
宁明县位于广西壮族自治区西南部，北回归线以南。东邻东兴市、上思县，北接江州区（崇左市）、扶绥县，西连凭祥市、龙州县，南与越南社会主义共和国接壤。宁明县水厂建于1980年，设计供水规模2.5万m3/d，实际最高日供水2.7万m3/d。
随着县城的发展，用水量的不断增加，现状供水设施已经无法满足其快速发展的用水需求，存在着水源不足、供水管网布置不合理、管径偏小、供水安全可靠性差等问题。
2.工程方案
根据县城的供水现状，结合县城的发展规划，在进行了需水量预测(2035年县城需水量为22万m3/d)、水源论证、方案比选的基础上，确定了近期县城的供水方案。规划在县城绕城大道南侧，浦丘村以东的丘陵山地，南临明江处新建水厂一座(供水规模5万m3/d)，项目建成后，基本上可以满足加工区及宁明县县城近期生产用水需求。此外，根据崇左市凭祥—宁明贸易加工区及县城总体规划，为了管理方便及资源整合，在供水厂内预留示二期生产用水处理构筑物用地，水厂总规模按照22万m³/d控制。
3.水源水质分析
水厂以以明江为主要水源，在明江大桥上游约0.55㎞处取水，水量充足，流速快，水质较好，，受季节性降雨和地表径流的影响，特别是汛期水中含泥沙较多，河段含沙量0.15～3kg/m3，经水质化验汛期浊度在300～200MTU之间，非汛期浊度一般在100MTU以内，通过絮凝沉淀-过滤-消毒等净水工艺处理后，水质可以达到生活饮用水卫生标准。
4.供水系统设计
4.1 输水管线
包含水源井之间的联络线及水源井至新建水厂的输水管线，输水管道工程建设的主要内容为从322国道南侧明江右岸边取水口铺设一根DN1000输水管道至宁明第二净水厂。本设计输水管道工程输水管道总长4726米，输水管管径DN1000，排泥管DN200长200米。
4.2 水厂
规划新建水厂一座，采用净水处理工艺为：明江水→一级泵房→管式静态混合→网格絮凝池→平流沉淀池→翻板滤池→清水池→二级泵房→管网（用户）。。
4.3 配水管线
对各供水区域进行管网平差，根据平差结果，结合管网的现状情况，确定需新建的管网。
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5.净水厂工艺设计
根据原水水质状况，本设计采用成熟的处理工艺，缩短建设周期，操作简便；选用成熟结构类型，便于施工质量和施工工期的控制；在城镇总体规划的指导下，根据所供区域用水需求量，合理设计、选择成熟工艺等，以保证城区供水畅通、安全、可靠，使用寿命长，同时便于施工和维修，避免管道的二次污染，降低管网能耗。
5.1管式静态混合器
为使投加的絮凝剂及助凝剂进入沉淀池前能同水均匀混合，在反应沉淀池前进水主管上设置静态混合器。静态混合器是利用在管道内设置多节固定式分流板使水流成对分流，同时又有交叉入旋涡反向旋转，以达到良好的混合效果。为减少能耗，静态混合器管内允许流速一般为1～1.2m/s，水头损失约0.5m。
5.2网格絮凝沉淀池
采用钢筋混凝土地上式矩形结构，采用现浇C30钢筋混凝土结构，新建网格絮凝池设计处理水量为5万m3/d，水厂自用水量取为10％，分成两组建设，则每组设计流量为25000×1.10＝1145.83m3/h＝0.318m3/s，设计参数如下：
絮凝时间t=12min，平均有效水深：H=3.5m，每格竖向流速：v=0.12m/s，总水头损失：h=0.25m，平均速度梯度：G=63.6s-1，GT值：3.8×104。
单组絮凝池尺寸为L×B×H=10.78×7.12×4.3m，其中泥斗0.35m，有效水深为3.5m，超高0.5m。分24格，每格断面尺寸1.63m×1.63m。絮凝池后设置整流配水过渡区，过渡区的尺寸为L×B×H=10.78×2.0×4.3m。整流配水孔设计过孔流速为0.2m/s，以保证配水均匀。
沉淀池为平流沉淀池，设计液面水平流速15mm/s，沉淀时间为1h。沉淀池分2组，每组沉淀池的处理水量为0.318m3/s。沉淀池的高度3m，池面积为2000m2。排泥为重力排泥，排泥管为DN200。该构筑物的优点是投资小，絮凝、沉淀效率高，较大幅度提高了构筑物的净水能力，适合于原水浊度较低的供水水厂。
5.3 V型滤池
根据水源水质特征和饮水安全对水质的要求，水厂净水工艺确定采用强化常规处理方式。滤池根据工艺要求设计为 4 组，每组平面尺寸为：L×B＝50.2m×18.4m，单池有效面积161.92m2。半地下结构，设计过滤速度8 m/h，处理水量50000m3/d。
5.4 清水池及供水泵房
新建清水池有效容积按日用水量的20%设计，即10000m3/d，分两组设置，单组有效容积5000m3/d，尺寸为：L×B×H=37.6×37.6×5.4m，有效水深4.5m，水力停留时间6.1h。
清水池内通过导流墙平均分成8隔室，最后一个隔室做为吸水井，设置供水泵吸水口，同时设置连通管，使两组清水池连通。清水池池顶采用混凝土盖板密封，盖板之上覆土0.5m。盖板顶部设置通风管，通风管结合导流墙设置，为了使清水池空气流通，相邻通风管设置一高一低，分别高于池顶覆土900mm和1400mm，一高一低通风管按一组统计，共设置4组通风管，通风量按水池由空至满所需排放的空气量设计，即2800m3，通风管流速取5m/s，则通风管管径为DN250。
5.5加药系统
依据源水浊度变化，药剂可采用聚合氯化铝，投加浓度 5%～10%，投加量 5～10 mg/L。采用湿式投加，药剂通过高位溶液池将药剂经过溶解、搅拌均匀后，重力流至投配池，配置成一定浓度的药液，采用压力计量泵投加到滤池前的静态混合器内。
5.5消毒系统设计
消毒措施采用二氧化氯消毒方式，投加点设置在清水池，并预留至絮凝沉淀池的投加接口，二氧化氯投加量按2mg/L设计，配置二氧化氯发生器一套，有效氯产量2000g/h，配套设备包括发生器、氯酸钠储罐（∅1.3×1.82m）、氯酸钠化料器（100kg/次）、盐酸储槽（∅1.8×2.35m）、酸雾吸收器（∅0.6m）、盐酸卸料泵（Q=10m3//h，H=13m，N=1.5kW）等，其中消毒剂由发生器自动投加。
6.自动控制系统
为提高新建水厂的管理水平和自动化程度，设计采用先进的PLC自动控制技术。自动控制系统由取水泵房、加药消毒间及脱水机房四个PLC分控站和中控室主站连接而成RPOFIBUS-DP 网，并在中控室设全厂监测系统。
7.结论及效益分析
（1）本工程针宁明县城供水现状存在的问题，结合规划，根据县城的地形分布特点，对供水系统进行了合理的设计，确定了供水方案。
（2）针对原水水质情况，确定工艺流程，并结合水厂特点，对净水厂进行具体工艺设计。在此基础上对各建( 构) 筑物单体参数进行了详细的设计。
（3）本项目为公益性项目，其建设的目的是完善宁明县供水系统，提高自来水的供应能力，解决供需水矛盾，不但能产生一定的直接经济效益，还能完善投资环境，产生不可估量的间接经济效益。
论文作者:黄玉荣,韦立新
论文发表刊物:《城镇建设》2019年2卷12期
论文发表时间:2019/9/10
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