水厂改造工程设计探析论文
摘要：随着我国社会经济的不断发展，我国人民的生活质量不断提高，对于自来水的要求以及需求量也越来越多。目前，我国很大一部分水厂都是建设于20世纪中后期，原有的设施已经不能满足当下人民的用水需求，且设备在经过长时间的腐蚀之后发生老化，严重影响了水厂的生产效率，而新建一个水厂所需的人力资源以及自然资源花费较大，因此，在原来的厂址上进行改建优化是目前较为主要的方式。在水厂工艺设计时应当充分考虑水源、水质的特点以及与现有水厂状况的结合问题，要因地制宜的利用好现有资源，对一些不能使用的设施进行淘汰与更换，这在很大程度上能减少水厂造价，并达到提高水厂运转效率，满足人民日益增长的用水需求，使得自来水的质量以及流量都有所提升。本文通过对长沙市株树桥水库的改造方案分析，探析水厂改造工程设计方案。
关键词：株树桥水库；水厂改造；工程设计
1引言
近年来，我国的经济水平不断发展，我国人民的生活质量不断提高。因此，我国居民对于自来水的质量以及用水量需求越来越高。目前，我国很大一部分水厂都建设于20世纪中后期，水厂内原有的设施已经不能满足当下人民的用水需求，且设备在经过长时间的腐蚀之后发生老化，严重影响了水厂的生产效率，而新建一个水厂所需的人力资源以及自然资源花费较大，因此，在原来的厂址上进行改建优化是目前较为主要的方式。原有水厂的消毒过滤工艺不到位，生产的水质量较低，有些甚至已经不能达到国家饮用水的标准。且原有的水厂规模较小，无法满足人民日益增长的用水量需求。由此可见，水厂改造工程在当下具有重要意义。下面以株树桥水库的改造为例进行剖析，探索水厂改造工程的设计方案。
2株树桥水库概况
株树桥水库地处湖南省长沙市浏阳市境内，属于二级水库，它与1986年10月开始兴建，在1992年10月完成竣工。株树桥水库库区总长31m，坝顶高程171m，最大坝高78m，库容2°78亿m3，是目前长沙市境内最大的水库。由于近些年的环境污染，导致饮用水源水质下降，自来水供应能力在特殊时段也跟不上人民的需求水平。目前，长沙市生产生活日均需水量近120万t，而现在所有自来水厂在正常运作下所能提供的最大日均供水量仅有137万t，一旦湘江进入枯水阶段，就会有大量的长沙市民将要面临缺水的问题，其次，湘江水源在近几年里受到污染，株树桥水库的水源主要来源于湘江，水质情况有待改善，必要时需要开辟第二水源，因此，长沙市株树桥水库在原有基础上进行了改造。
3水厂改造工艺流程
3.1水源的改变
株树桥水库原先以湘江水域地表水为主要供水来源，由于地表水受到环境影响教大，因此需要进行第二水源的开发，通过地下水和地表水的结合利用，既满足了庞大的用水需求量，也在一定程度上保障了水源质量。同时，水库的净水工艺得到改善，利用现代科技的力量，使得净水技术得到优化，满足出水的水质标准。
3.2取水口设计的改变
株树桥水库引水工程的取水口距离大坝约170m，共计有2个取水口，取水口的海拔高程分别处于152m和132m。由于汛期时水位较高，水库底部的源水浑浊，这会影响出水水质质量，此时则采用海拔高程较高的取水口；在枯水期，由于地表水量急剧下降，此时就需要采用海拔高程较低的取水口进行取水，通过取水口高低的错开来保障水库出水质量。同时，取水口安装了三道闸门，不仅在取水时发挥着重要作用，而且对于应急处理也有其重要意义，一旦检测部门检测到水源有污染或安全问题或者引水管道出现异常，则可以通过关闭闸门的方式最大程度的降低危害。最后，在取水口设置了源水监测点，实时监测水质，一旦发生水源污染等突发情况，则自动关闭闸门停止供水。这样的设计更具智能化，其安全性能更高，具有重要意义。
3.3水库外围改造
株树桥水厂外围改造主要包括水厂加矾系统改造、新建次氯酸钠加注系统等，这样做淘汰了传统的液氯消毒等加注系统，原有加注系统成本高，且次生污染较大，因此需要进行优化升级。其次，通过在厂区原使用河端局部筑坝设闸门，形成雨水收集池，由于株树桥水库处于暴雨区，所以，雨水收集库能够较大限度保留天然雨水资源，并起到了排污防涝的作用，保证了供水量的充足。在水库外围改造时主要考虑了原水水质的历史资料、出水水质的要求、相同或类似水源净水处理的实践以及经济条件及操作人员的经验和管理水平等因素。
3.4净水工艺改造
株树桥水库在净水工艺改造上，主要将原先的虹吸过滤工艺改造为20万m3/d浸没式超滤工艺并新建了膜池辅助车间、中和水池、水厂低配间；将现状二期排水池改造为回用水池；新建生产管线，改造已有生产管线，解决现状5座清水池运行时存在的局部流速过低的问题，满足水厂改造期间利用三期现状工艺正常供水以及改造完成后水厂生产管线的切换。在引水工程的设计上按照1.2m/s的'标准进行水速设计，在此速度下，水中的泥沙不会大量沉积在管道内部，同时，通过在整个管网安装五十多个排泥阀增加泥沙的排放量，一旦出现泥沙沉积的情况，排泥阀就会及时打开，有效解决泥沙堆积造成的堵塞问题。
3.5新建调压站
株树桥水库的取水口与长沙落差高达120m，由于落差较大，水的势能就较大，这就容易产生过大的压力造成管道的破裂，其后果不堪设想。因此，在原有的基础上新建调压站帮助水管进行减压，防止水管爆裂造成的不良后果。在调压站内主要放置了释放水压的调压井，达到为管道透气减压的目的。
3.6改造前后对比
株树桥水厂在进行改造后，出水更加稳定，过滤后水浊度长期稳定在0．06～0．08NTU的水平，水厂出水水资源的浊度控制在0．1NTU左右，氯耗与改造前同比下降20～30％。且出水量大大增加，出厂水的耗氧量也大大下降，整体效益良好。
4结语
综上所述，在进行改造后，水厂的出水水质质量得到了很大的提高，且水厂的供水以及水源输送的安全防护措施得到了有效改善，保证了水厂的安全稳定运转。株树桥水库改造工程通过实施就地改造、保留现状构筑物的主体结构，将原10万m3/d虹吸滤池改造为20万m3/d超滤膜池，实现了提标改造，水量翻倍的目标。在确定净水工艺的设计参数前，进行了相关中试，验证了超滤膜工艺对当地水质和水厂现有沉淀出水的适应性，为设计选择合理的膜通量、过膜压差、过滤周期及膜清洗等参数提供了依据。
参考文献
[1]严煦世，范谨初.给水工程（第四版）[M].北京：中国建筑工业出版社，1999.
[2]上海市政工程设计研究院.给水排水设计手册第三册（城镇给水第二版）[M].北京：中国建筑工业出版社，2004.
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