沾益区德泽乡集镇水厂巩固提升工程设计

苏继发

(云南卓一工程咨询有限公司， 云南 昆明 650000)

沾益区德泽乡集镇水厂巩固提升工程设计

苏继发

(云南卓一工程咨询有限公司， 云南 昆明 650000)

云南省曲靖市沾益区德泽乡集镇水厂存在供水能力不足、水质不达标的问题，需更新、改造输水管和配水管网，配套水处理设备，集中式供水。本文介绍了提升工程设计标准及方法，施工后满足水量、水质要求，可解决8918人饮水安全，达到农村饮水安全要求。

沾益区德泽乡集镇水厂；饮水安全设计；水质处理设备

1 德泽乡集镇水厂巩固提升工程设计背景

德泽乡集镇供水水源点为富冲大龙潭，出流量4320m3/d，饮水不安全人口8263人。取水点为富冲大龙潭，输水管道采用DN100mm镀锌钢管输水至150m3蓄水池后，采用DN100mm镀锌钢管输水至用水户。由于输水主管、配水管网管径偏小，供水能力不足，用水保证率低，间断、分时供水现象突出，不能满足以需定供要求；加之配水管网和入户管存在不同建成时期，管网建设经多次拼凑，新旧、多品种管道搭接，运行不正常，运行效果较差，管网老化、锈蚀、破损严重，跑、冒、滴、漏现象较普遍。德泽乡集镇水厂设有150m3蓄水池1座，无净水处理设备，原水未经过任何处理后直接供水饮用，菌落总数、总大肠菌群不合格，水质达不到用水要求。德泽乡集镇水厂属水质、水量、用水保证率不达标的集镇供水水厂，需达到农村饮水安全巩固提升的水量、水质和用水保证率要求，需制订具体方案对输水管、配水管网进行更新改造，建设水处理设备和水厂配套设施，集中式供水，保障远期8918人供水安全。

2 德泽乡集镇水厂巩固提升工程设计

2.1 设计标准

2.1.1 工程规模的确定

工程规模的确定需满足水质、水量和用水方便程度要求。水源水质检验结果为菌落总数、总大肠菌群超标，按照《生活饮用水卫生标准》(GB 5749—2006)的有关规定，水质经净化处理后可满足生活饮用水标准，水源保证率为100%。按照《村镇供水工程设计规范》(SL 687—2014)确定工程规模，供水规模包括生活用水量、公共建筑用水量、管网漏失量和未预见水量、水厂自用水量等。根据《云南省地方标准(用水定额)》(DB53/T 168—2013)以及沾益区实际情况，农村居民用水定额取90L/(d·人)，集镇居民用水定额取100L/(d·人)，寄宿师生用水定额取35L/(d·人)。参照相关资料，公共建筑用水量按居民生活用水量的10%计。管网水量损失及其他未预见水量按居民生活用水量与公共建筑用水量之和的10%计。水厂自用水量按最高日用水量的5%计。供水规模(即最高日供水量)为869.98m3/d(占富冲大龙潭出流量的20%)，属于日供水量1000m3/d>W=869.98m3/d>200m3/d的集中式供水工程，工程类型为Ⅳ型。对受益区村民小组均设置30m3调节水池12座，供村内生活用水1天左右时间。

2.1.2 配水管网工程布置与水压要求

供水水压应满足配水管网中用户接管点的最小水头要求，当用户高于接管点时，应加上用户与接管点的地形高差。用户水嘴的最大静水头不宜超过40m，超过时宜采取减压措施。结合受益区用户地理分布，地形条件，供水系统布置及用水需求量，合理调节各村供水点水压和水量，尽量合理布置配水主管的管径。利用原有一座150m3水池，作为德泽集镇、南村、北村及中小学用水调节水池使用，并兼顾德泽集镇消防用水水池。对受益区村民小组均设置调节水池，供村内基本生活用水1天左右时间，由200m3清水池向村内供水，共需新建30m3调节水池12座。

2.1.3 地震烈度与设计年限

工程区地震动峰值加速度为0.20g，地震动反应谱特征周期为0.45s，相应地震基本烈度为Ⅷ度，工程类型属Ⅳ型供水工程，供水工程设计年限取15年，房屋建筑设计年限取50年。

2.2 管网工程设计

2.2.1 输水管网工程

水源点为富冲大龙潭，设置取水构筑物，通过自流方式进入水厂20m3配水池，经水质净化处理后汇入200m3清水池，重力式供给德泽集镇及周边村庄受益区。输水管主要由现状供水管改造和增设输水管组成，满足最高日供水量869.98m3。保留现状DN100mm镀锌钢管(出流量0.0057m3/s)，需增设一根镀锌钢管输水，管径K1+793.39为DN150mm、K1+793.39～K3+305为DN80mm，新建主管总长3.305km，出流量0.0063m3/s。

2.2.2 配水管网工程

根据工程设计标准，结合现状供水情况，对现状管网出流量进行复核，对于满足设计要求的管网保留使用，对于不满足设计要求的管网进行更换。对于新增供水区域，按照供水区域的分布情况，配水管网采用树状布置，配水主、支管按设计流量和水头损失确定管径，并在适宜位置设置排气阀、放空阀、及闸阀。水厂至受益区布设两条输水干管，第一条为水厂清水池至德泽集镇老水厂，采用现状DN100mm镀锌钢管输水，运行正常，输送流量0.0057m3/s，主要供给集镇、中小学、南村、北村、花山村、热水村等受益户。第二条为水厂清水池经德泽集镇至岔河村，新建输水管道采用DN100mm镀锌钢管铺设，输送流量0.0063m3/s，主要供给德泽村委会小石桥、水井、桥头起、鲁租、桃园、热水村委会岔河、小江、务那噶及老官营村委会大石头、三家村、老官营、山背后、大凹子等受益区村民小组。配水干管全长9212.37m，配水支管全长12048.8m，入户管长84450m。

1号干管由老水厂水池分2条支管分别供水至受益村民小组：从老水厂水池至热水村，途径山口子村，已建输水管道为DN65mm镀锌钢管，总长1729.36m，新建输水管道为DN50mmPE80级聚乙烯管，总长865.34m，接通至热水村。从老水厂水池至花山村，输水管道为DN125mm镀锌钢管、PE80级DN50mm聚乙烯管，总长2420.88m。

2号干管全长4388.95m，在桩号K1+717.45处接入支路管道(输送流量0.003m3/s)，供水至左水冲村，至德泽集镇老水厂位置设一分水口接通至德泽集镇老水厂水池，管道沿线设置分水口供水，管线沿途供给大石头、三家村、老官营、山背后、大凹子等村民小组直至左水冲村(需设置管道加压泵加压提升)。该管线全长6371.52m，其中现状能使用段长为1548.10m，需新建4823.42m。

2.2.3 管网附属设施

a. 阀门设置。为便于供水管理、维修、供水调度，并在管网各部位出现供水事故而抢修时，把停水范围控制到最小，按供水需要设置控制阀门。每隔1.0km左右设置排气阀，直径取为管道直径的1/8～1/12。在低洼处设置泄水阀，泄水阀直径为管道直径的1/3～1/5。采用井径为0.6m的阀门井。

b. 调节水池。新建30m3调节池12座，调节水池净空直径3.7m，蓄水深度3.2m，安全超高0.2m，边墙采用C25钢筋混凝土衬砌，底板采用10cm厚C15素混凝土加20cm厚C25混凝土防渗。池顶盖板采用C25钢筋混凝土进行封闭，厚15cm。为便于水池的检修、清洗，在水池顶部设置直径为0.8m的进人孔，进人孔内设5号角钢钢制爬梯。

2.3 水厂工程设计

2.3.1 水厂布置

水厂拟建在废弃养殖场，现有200m3水池一座，可作为清水池，以节约投资。水厂地面标高1765m，进水水头1797.0m，出水水头1763m，具备重力式供水条件，水质净化采用重力式一体化净化器。场内附属设施布设管理房、重力式一体化净水器间、加药加氯间，厂区给排水系统、道路、照明、绿化、围墙、场地地坪等，水厂占地4.75亩。

2.3.2 水质处理设备设计

水厂设计规模869.98m3/d，宜选择设备简单、管理方便、投资少的净水设备，采用重力式一体化净水器设备作为水处理设施，需新建配水井、加药系统、清水池等构筑物。

2.3.2.1 水处理设备选择

净水设施选择重力式一体化净水设备，选用SLJS—40重力式一体化净水设备(处理能力36～42m3/h)。原水经过自流进入重力式一体化净水设备(通过阀门调节进入设备的流量)，同时投加絮凝剂(采用计量泵投加)，在一体化净水器内反应、沉淀、过滤后，进入清水池，同时通过缓释消毒器进行消毒(缓释消毒器的水源取自一体化净水器处理后的水)，达到生活饮用水标准后进入清水池，供给用户使用。

2.3.2.2 配水井设计

配水井采用矩形钢筋混凝土结构，尺寸LB=6.75×6.75m，H=2.50m，超高0.4m。设计容积为20m3。

2.3.2.3 加药系统设计

溶液池为2座，选用聚合氯化铝为混凝剂。溶液池(1用1备)尺寸为3.45m×2.3m×1.2m。在溶液池中设置1台搅拌器，投加系统采用2台J-ZM125/1.3，Q=45L/h，N=0.75kW的隔膜计量泵。设计平均加药量39kg/d，混凝剂的最大投药量a=20mg/L，药的溶解浓度b=15%，混凝剂每日配置次数n=2。

设计消毒剂为二氧化氯，采用二氧化氯发生器，并设余氯检测仪对投加量进行反馈以调整投加量，加氯机房设有最大加氯量为2.0kg/h的二氧化氯发生器1套。加二氧化氯系统，设计平均加药量10kg/d。采用滤前和滤后两点加氯方式，前加氯点设在配水井内，根据来水水质调整投加量，设计最大投氯量为1.5mg/L，滤后加氯点在清水池进水管上，设计最大投氯量为1.0mg/L。

混合器2套，设计规模60m3/h，流速1.08m/s，水头损失0.7m。混合采用DN200钢制QT-101螺旋叶片管道混合器三节，节长260mm，总长780mm，采用法兰连接，安装在进水管上。混凝剂投加在管道混合器前段加药口处。

2.3.2.4 清水池设计

清水池有效容积Ⅳ型工程按最高日用水的25%～40%考虑，水厂已建有清水池容积为200m3，满足要求，可以使用，不再新建清水池。

2.3.3 场内附属设计

2.3.3.1 水净化设备间

水净化间平面长9.6m，宽5.4m，高4.2m，共一层，均为框架结构。墙体采用蒸压加气混凝土砌块墙围护结构，地面防滑地砖 、耐酸砖地面。屋面采用卷材防水，为防水保温不上人屋面。内墙混合砂浆粉刷，面刷乳胶漆。外墙水泥砂浆粉刷，面刷外墙涂料。窗采用塑钢窗，底层窗户均加装防盗网。门采用钢门、防火门。

2.3.3.2 加药加氯间

加药加氯间平面长29.4m，宽4.6m，高4.2m，共一层，均为框架结构。墙体采用蒸压加气混凝土砌块墙围护结构，地面防滑地砖、耐酸砖地面。屋面采用卷材防水，为防水保温不上人屋面。内墙混合砂浆粉刷，面刷乳胶漆。外墙水泥砂浆粉刷，面刷外墙涂料。窗采用塑钢窗，底层窗户均加装防盗网。门采用钢门、防火门。在加氯、加药间安装墙式轴流风机，排气次数不小于8次/小时，以排除和更新房内空气，通风机采用自动控制。

2.3.3.3 管理用房

管理用房平面长18.3m，宽3.9m，高3.6m，共两层，框架结构。墙体采用烧结普通砖承重结构，地面采用防滑地砖地面。屋面采用卷材防水，为防水保温不上人屋面。内墙混合砂浆粉刷，面刷乳胶漆。外墙水泥砂浆粉刷，面刷外墙涂料。窗采用塑钢窗，底层窗户均加装防盗网。门采用钢门、防火门。

2.3.4 自动控制与水质检测设备

2.3.4.1 自动控制设计

按照先进、适用、可靠、便于维护、操作方便等设计原则进行自动化仪表设计。控制系统实现信号采集、回路调节、电气联锁、顺序控制等功能，操作人员通过操作站实现各种控制调节和管理功能。仪表检测和控制主要内容：原水流量、压力、PH、浊度、温度显示、清水池水位控制、沉淀、出水回水流量、余氯显示、PAC药剂投加量、加氯量。

2.3.4.2 水厂计量装置及管理

为加强水厂生产及供水管理，水厂设置一次计量和二次计量仪表，一、二次计量仪表均采用超声波流量计。1次计量与2次计量之差为水厂自用水量，根据该原水水质，水厂自用水量应在供水规模的8%以下，水厂自用水量是否正常，是反映沉淀、过滤工艺管理是否正常的依据。水费实际收方量与2次计量之差，反应管理水平及管网漏损率，一般管网漏损率为供水规模的8%～10%左右为正常。一、二次计量仪表(超声波流量计)的数据信号均输送到值班室。

2.3.4.3 水质检测设备

设置常规四项指标化验室(浊度、色度、大肠菌群、菌落总数)，加强水厂化验室建设和化验仪器等设备的配置。

3 结 语

本文基于沾益区德泽乡集镇水厂现状，在不满足水量、水质和用水方便程度的情况下，围绕管网设计和水厂设计两方面进行介绍。保留原输水主管DN100镀锌钢管，输水主管增设一根镀锌钢管，管径K1+793.39为DN150、K1+793.39～K3+305为DN80，总出流量达0.012m3/s，日供水量869.98m3/d，更新和改造配水管网，并配备30m3调节水池12座，满足水量和用水保证率要求。在水厂设计方面，主要考虑水质处理设备、场内附属物和自动控制与水质检测设备，以满足水质要求和管理功能要求。项目总投资为678.53万元(其中建筑工程373.09万元，机电设备及安装工程51.16万元，金属结构及安装工程145.92万元，临时工程3.99万元，独立费用57.93万元，预备费31.60万元，占地14.85万元)，解决德泽集镇8918人饮水安全，可满足农村饮水安全巩固提升的水量、水质和用水保证率要求。

[1] 范美师, 何向英. 浅谈会泽县人畜饮水项目的实践[J]. 中国农村水利水电, 2006(11)： 133-134.

[2] 范美师. 基于可持续发展的会泽县农村饮水安全建设[J]. 云南水力发电, 2011(5): 125-127.

Consolidation and improvement project design of Zhanyi District Deze Township Jizhen water factory

SU Jifa

(YunnanZhuoyiEngineeringConsultingCo.,Ltd.,Kunming650000,China)

Yunnan Qujing Zhanyi District Deze Township Jizhen Water Factory has the problems of insufficient water supply ability and substandard water quality. The water diversion pipe and water distribution pipe network should be updated and transformed. Water treatment equipment should be equipped to realize centralized water supply. In the paper, the improvement of engineering design standards and methods is introduced. Water quantity and water quality requirements are satisfied after construction. Safe water drinking can be solved for 8918 people, and rural drinking water safety requirements can be reached.

Zhanyi District Deze Township Jizhen Water Factory; safe drinking water design; water quality treatment equipment

10.16616/j.cnki.10-1326/TV.2017.08.010

TV52

A

2096-0131(2017)08- 0033- 04