案例分析：大型水廠升級改造理念與工程實踐

時間：2018-04-25 來源：給水排水 作者：陳艷麗

2.4 設計特點及應用效益

設計團隊經過多種分析、對不同方案進行比較、調研，并多次深入現場與業主討論、聽取意見，包括工藝方案的選擇、處理構筑物形式、供水管網調度、應急預案情況等等，歷經2年多時間，最終設計推薦了“騰籠換鳥”式，分兩階段實施的改造方案，不僅整體較優，而且改造工程對水廠生產影響最小、安全性、施工可操作性最強，得到業主一致認可。主要設計特點歸納為以下幾點。

2.4.1最大限度優化整合，提升整體最優化水平

（1）優化的整體升級改造方案。如前所述，在水廠現有場地范圍內，既要實現水廠改造后水質整體提高、布局合理、水利流程順暢，同時還要提高設備與構筑物安全可靠性，保證改造期間水廠維持14.5萬m3/d左右的供水能力，因此采取拆除水廠部分老舊設施，釋放建設空間，進行“騰籠換鳥”式的改造是最優選擇。經過分析、評估，現有的10.5萬m3/d系統構筑物已經無再次改造的價值，綜合技術、經濟分析比較后確定全部拆除為較優方案。以現狀水廠中部為界（如圖1所示），工程分為兩階段實施，一階段中，調整保留南部生產線，確保14.5萬m3/d規模正常生產前提下，在廠區北部已經拆除的區域實施25萬m3/d規模的常規處理+深度處理+藥劑設施+回用水池等設施的建設，在此期間的低峰供水階段，同步改造原水取水泵站、增壓泵站。

一階段，25萬m3/d主要處理設施工程占地指標僅為0.14 m3/（m2·d），遠低于建設部《城市生活垃圾處理和給水與污水處理工程項目建設用地指標》中0.352 5 m3/（m2·d）指標，實現了最大限度優化整合，確保在有限用地范圍內完成水廠的升級改造。

二階段，完成一半新系統供水后，再拆除南部現有設施，原址新建清水池、供水泵房，并改造現狀排泥水系統，最后形成完整的預處理＋常規處理+深度處理+排泥水處理25萬m3/d規模水廠。

（2）集約化布置凈水處理的核心設施。砂濾池、活性炭池、后臭氧接觸池、中間提升泵房以及濾池反沖洗泵房、配電、管廊等合建于一體，在保證工藝流程前提下，最大程度的節省了占地，使原廠區用地無法滿足構筑物單個布置的問題得到了有效解決，且緊湊的布局減少了構筑物間的水頭損失，節省了長期運行電費，節地、節電效果明顯。

（3）重新梳理和布置各管道系統。在完成25萬m3/d新系統改造的同時，重新調整排泥水、反沖洗水等管線，完成了廠區雨污分流、調整了全廠雨水系統，解決了現有廠前區低洼地勢、暴雨季節嚴重倒灌的歷史遺留問題。

（4）在升級改造工程中，同步完成了自來水公司“現代化水廠”中對于自動化標準的要求，為建設智慧水務做了整體考慮和預留。

2.4.2利用現有設施能力，節約資源、節省投資、降低成本

（1）對正常運行和超越運行設多個模式，在原水水質較好時超越運行，減少運行費用。保留2座還可以利用的清水池、排泥水處理系統，并根據實際需要完成部分改造。

（2）水處理構筑物合建后采用渠道連接形式，減少了水頭損失。如按沉淀池到濾池節省0.5 m水頭損失計，每年節約運行電費10萬元。

（3）優化排泥水系統改造范圍，新建回用水池，使現有排泥水池專門用于排泥水收集，增加和更換脫水機，收集、濃縮、調節和平衡設施則不必改造。

（4）利用現狀水源取水泵站、增壓泵站，改造其水泵、電機等設備以及配套的電氣設備，在滿足全年多個工況條件下，經多方案計算比較，推薦出優化的水泵參數和變頻調速電機數量,按改造后水泵機組提高10%效率計，每年節電超過400萬元。

2.5 凈水工藝主要參數

新建25萬m3/d系統處理構筑物的主要設計參數如下：

（1）配水井及預臭氧接觸池。配水井和預臭氧接觸池分為2格，對應2組12.5萬m3/d系統，為實現均勻配水設有可調堰，預臭氧最大投加率1.0 mg/L。

（2）折板絮凝平流沉淀池。新建4座6.25萬m3/d。總絮凝時間約17 min，共設3級。平流沉淀池停留時間約1.71 h，水平流速17.1 mm/s，出水指形槽溢流率約205.1 m3/（m·d）。沉淀池出水總渠直接接砂濾池進水渠，減少了水頭損失。

（3）綜合濾池。包括均質濾料砂濾池、后臭氧接觸池、活性炭吸附池以及反沖洗泵房、鼓風機房、配電間和中間提升泵房。砂濾池分為2組，每組12.5萬m3/d，5格，采用氣、水反沖洗；后臭氧接觸池設2組，每組12.5萬m3/d，臭氧接觸時間3段共計約13 min，臭氧曝氣裝置采用微氣泡曝氣頭形式，臭氧最大投加率按1.5 mg/L；生物活性炭吸附池分為2組，每組12.5萬m3/d，4格，炭池厚2.1 m，顆�；钚蕴考壟�8×30目，不均勻系數1.9～2.0；炭床最小空床停留時間為12.2 min，采用單氣沖結合單水沖；提升泵房、反沖洗泵房和鼓風機房組團設于綜合構筑物的中部，提升泵共設2組，每組規模12.5萬m3/d。反沖洗泵房和鼓風機房為砂濾池和活性炭濾池共用。

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