案例分析：大型水厂升级改造理念与工程实践

时间：2018-04-25 来源：给水排水 作者：陈艳丽

2.4 设计特点及应用效益

设计团队经过多种分析、对不同方案进行比较、调研，并多次深入现场与业主讨论、听取意见，包括工艺方案的选择、处理构筑物形式、供水管网调度、应急预案情况等等，历经2年多时间，最终设计推荐了“腾笼换鸟”式，分两阶段实施的改造方案，不仅整体较优，而且改造工程对水厂生产影响最小、安全性、施工可操作性最强，得到业主一致认可。主要设计特点归纳为以下几点。

2.4.1最大限度优化整合，提升整体最优化水平

（1）优化的整体升级改造方案。如前所述，在水厂现有场地范围内，既要实现水厂改造后水质整体提高、布局合理、水利流程顺畅，同时还要提高设备与构筑物安全可靠性，保证改造期间水厂维持14.5万m3/d左右的供水能力，因此采取拆除水厂部分老旧设施，释放建设空间，进行“腾笼换鸟”式的改造是最优选择。经过分析、评估，现有的10.5万m3/d系统构筑物已经无再次改造的价值，综合技术、经济分析比较后确定全部拆除为较优方案。以现状水厂中部为界（如图1所示），工程分为两阶段实施，一阶段中，调整保留南部生产线，确保14.5万m3/d规模正常生产前提下，在厂区北部已经拆除的区域实施25万m3/d规模的常规处理+深度处理+药剂设施+回用水池等设施的建设，在此期间的低峰供水阶段，同步改造原水取水泵站、增压泵站。

一阶段，25万m3/d主要处理设施工程占地指标仅为0.14 m3/（m2·d），远低于建设部《城市生活垃圾处理和给水与污水处理工程项目建设用地指标》中0.352 5 m3/（m2·d）指标，实现了最大限度优化整合，确保在有限用地范围内完成水厂的升级改造。

二阶段，完成一半新系统供水后，再拆除南部现有设施，原址新建清水池、供水泵房，并改造现状排泥水系统，最后形成完整的预处理＋常规处理+深度处理+排泥水处理25万m3/d规模水厂。

（2）集约化布置净水处理的核心设施。砂滤池、活性炭池、后臭氧接触池、中间提升泵房以及滤池反冲洗泵房、配电、管廊等合建于一体，在保证工艺流程前提下，最大程度的节省了占地，使原厂区用地无法满足构筑物单个布置的问题得到了有效解决，且紧凑的布局减少了构筑物间的水头损失，节省了长期运行电费，节地、节电效果明显。

（3）重新梳理和布置各管道系统。在完成25万m3/d新系统改造的同时，重新调整排泥水、反冲洗水等管线，完成了厂区雨污分流、调整了全厂雨水系统，解决了现有厂前区低洼地势、暴雨季节严重倒灌的历史遗留问题。

（4）在升级改造工程中，同步完成了自来水公司“现代化水厂”中对于自动化标准的要求，为建设智慧水务做了整体考虑和预留。

2.4.2利用现有设施能力，节约资源、节省投资、降低成本

（1）对正常运行和超越运行设多个模式，在原水水质较好时超越运行，减少运行费用。保留2座还可以利用的清水池、排泥水处理系统，并根据实际需要完成部分改造。

（2）水处理构筑物合建后采用渠道连接形式，减少了水头损失。如按沉淀池到滤池节省0.5 m水头损失计，每年节约运行电费10万元。

（3）优化排泥水系统改造范围，新建回用水池，使现有排泥水池专门用于排泥水收集，增加和更换脱水机，收集、浓缩、调节和平衡设施则不必改造。

（4）利用现状水源取水泵站、增压泵站，改造其水泵、电机等设备以及配套的电气设备，在满足全年多个工况条件下，经多方案计算比较，推荐出优化的水泵参数和变频调速电机数量,按改造后水泵机组提高10%效率计，每年节电超过400万元。

2.5 净水工艺主要参数

新建25万m3/d系统处理构筑物的主要设计参数如下：

（1）配水井及预臭氧接触池。配水井和预臭氧接触池分为2格，对应2组12.5万m3/d系统，为实现均匀配水设有可调堰，预臭氧最大投加率1.0 mg/L。

（2）折板絮凝平流沉淀池。新建4座6.25万m3/d。总絮凝时间约17 min，共设3级。平流沉淀池停留时间约1.71 h，水平流速17.1 mm/s，出水指形槽溢流率约205.1 m3/（m·d）。沉淀池出水总渠直接接砂滤池进水渠，减少了水头损失。

（3）综合滤池。包括均质滤料砂滤池、后臭氧接触池、活性炭吸附池以及反冲洗泵房、鼓风机房、配电间和中间提升泵房。砂滤池分为2组，每组12.5万m3/d，5格，采用气、水反冲洗；后臭氧接触池设2组，每组12.5万m3/d，臭氧接触时间3段共计约13 min，臭氧曝气装置采用微气泡曝气头形式，臭氧最大投加率按1.5 mg/L；生物活性炭吸附池分为2组，每组12.5万m3/d，4格，炭池厚2.1 m，颗粒活性炭级配8×30目，不均匀系数1.9～2.0；炭床最小空床停留时间为12.2 min，采用单气冲结合单水冲；提升泵房、反冲洗泵房和鼓风机房组团设于综合构筑物的中部，提升泵共设2组，每组规模12.5万m3/d。反冲洗泵房和鼓风机房为砂滤池和活性炭滤池共用。

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