贵阳市东郊水厂设计和运行

出　　自： 《中国给水排水》 1993年第2期第49页
发表时间： ： 1993-2

胡其乐
( 贵阳市自来水公司)

1 概况

　　贵阳市区已建水厂四座。自八十年代以来气候突变，十年中出现六个特枯年(降雨650～950mm)、三个偏枯年(降雨950～1050mm)，仅一个丰水年降雨量为1391.2mm。1986年、1987 年严重干旱，水源枯竭，供水能力锐减，水厂供水只达到设计能力的60%，严重影响工农业生产和人民生活。
据此，于1988年东郊水厂开始建设，1990 年末完工，水厂规模10万m 3 /6，专供贵阳北部和东北部高区。与市区其它四个水厂实行分网分区供水，互有闸门联系。

2 水源和取水

　　源水取用贵阳城郊14km的南门河谷中汪家大井泉(泉水出露与河水混合)，它是该地区最大的上升泉，最枯流量为1.138m 3 /s。泉域补给面积415km 2 ，主要为碳酸盐岩类裂隙溶洞水含水岩组分布区。经试验和计算，地下水是以管流和裂隙流为主，平均流速为36.5m/h。
该水源水质优良，补给区内多为植被和森林覆盖，少有污染，属重碳酸钙型水，无有毒、有害元素污染。从工业用水评价，属于锅垢少、有软沉淀或中等沉淀、不起泡、半腐蚀性的水，常年水温稳定(18℃)。但是，由于属浅层地下水，受雨量和地面溶洞、地面径流的影响，雨季水质混浊度上升，最高可达325度，因此水处理工艺应按地面水要求进行。
　　河水水质较好，可以为泉水补充一定水量，故采用混合式取水(井水为主，河水为辅)。取水头部逆向开口，在大井出流下游5～10m拦小坝提高水位4m，泉眼处用3.6m×2.4m长方形钢板罩住，迎水流方向设钢栅栏，用固定支墩将二根D1000钢管伸入河水中央50m处(在水下2.5m处)，自流引水进入吸水井。因采用逆向开口取水，雨季时杂物随水飘走，不易进入吸水井，经三年实践取水头部的作法是简单可行的。

3 高扬程抽水方案的选择

　　源水出露高程为1020m，东郊水厂供水地区为北部和东北部高区，地面控制高程为1117m，经计算水泵应提开155m扬程。设计中拟二个方案:①二级抽升，即中间再设一个加压站，其供水安全，但中间泵站地处荒野，管理极为不便，成本也高。②选用6台“DK型”高扬程水泵(2台备用)，一级抽升。经比较决定采用②方案，但为了供水安全采取如下措施:
　　a. 加强设备、泵基的安全度；所有闸门、缓闭上回阀等压力等级均提高一级，选用2.45MPa级，增强抗水锤冲击能力；管道水压超过0.88MPa地段，选用钢管基岩锚固钢筋支墩。
　　b. 在每台水泵的出水管上均装D100安全阀，并与主干管常通，使二条D800主输水管的每根管道上，均有3个安全阀起作用，以消除部份水锤压力。
　　c. 管道选线尽量向高的山坡地带敷设，减小管道内压力；每台泵的出水管上，均设置微阻缓闭止回阀(“H4 90H-25”型)。
　　d. 设计中尽量缩短单根封闭管道的距离，采用分段输水。在泵站和水厂之间5km输水管道中间(距泵房2765m处即输水管线压力坡线的最高点)，穿越406m隧道，设计中采用敞口出流利用隧道明渠重力输水，使输水管道内因水泵开停而产生的水锤能量消失在渠道内。从此隧道出口的11.5km输水和配水管道，均是以重力流送水。

4 厂址选择及管道设计

　　经技术经济和施工、管理等各方面比较，利用高位水厂作网前重力流供水，厂址选定在城郊9～10km的大转弯荒山上，不占农田、征地价格低，且四周是环城绿带、水厂环境好，出厂输配水干管系重力流，经过三年运行安全可靠，还未发生因水锤造成的管道破损。
本工程输配水干管，总长14km。
　　a. 按10万m 3 /d，选用二条D800管道平行供水，事故单管流量可达70%。管线有三处通过隧道:①马桑冲隧道采用明渠重力输水，长406m。②小洼隧道用双管从隧道内通过，长250m。③百花山隧道，单管通过长300m。二处管线翻山，按水力坡线，采用大开挖埋管9～14m 通过。二处过河，修钢筋混凝土桥一座、利用老桥改造一处，管道用钢管从桥下跨越。
　　b. 全线管道因工作压力不等，最大工作压力达1.519MPa，采用三种管材:①采用TS52K螺旋双面焊钢管，壁厚8mm，接口焊接，在工作压力>0.98MPa地段使用。②铸铁管，在工作压力0.49～0.98MPa地段使用，接口用橡胶圈联接，部份用石棉水泥。③预应力混凝土管，在工作压力<0.49MPa地段使用，接口用橡胶联接。

5 净化工艺设计

　　净化工艺设计主要考虑两个因素:①该水源属于浅层地下水，雨后浊度提高，近几年测得最高浊度均在200～300度，一年有三个月间或出现浑水。②根据贵阳市近40年内先后修建四个水厂的实践经验，新水厂的处理工艺流程如图。

　　a. 泵站:10DK-9×2A6台(2台备用)。功率680kW，扬程155m。水泵采用自吸式进水。变压器为2×1600kVA，户内式，35kV输电线路共18km，双电源。泵房面积40m×8.4m，半地下式，防洪标准为抗百年一遇洪水。
6. 投药混合分配井:汪家大井源水经测定，常年水温均在17～18℃之间适宜藻类生长，故在反应沉淀池前加氯，防止藻类繁殖。
　　c. 选用格网反应池，分成四组，每组处理水量2.62万m 3 /d。每组反应池为八方格，分成三段流速，每格设三层网格，反应时间近10min。网格由松枋制作，不用铁钉，每片网格用尼龙绳绑扎在池墙钢管(D20镀锌)上。实测反应池水头损失为80～100mm，出口处结矾花良好，池内有沉淀产生，因此反应池内排泥是很重要的一环。
　　d. 采用斜管沉淀池，选择管内流速小些，以≯3mm/s为宜，以免矾花入滤池。采用双向流斜管，取同向流斜管增设一段稳流区，沉淀池内取异向流斜管。使整个液面负荷增大，大量悬浮物在稳流区内沉入池底，减轻了斜管沉淀部份的负荷。运行中曾出现最高进厂浊度为325度。
排泥管上均匀布有D80mm吸泥短管，管口为200×20mm扁咀，管旁设水力松动管，用压力水松动沉泥。运行中排泥效果不够均匀彻底，集泥槽存有部份沉泥不能排除。
　　e. 中阻力双阀滤池；二组16格，每格18.25m 2 滤床采用三层滤料，由无烟煤、石英砂及磁铁矿组成。配水采用水泥三角槽中阻力系统。冲洗水来自冲洗水塔(500m 3 )，加太了冲洗强度，由于水源多为低浊度，藻类生长又多，利用滤池自身水反冲，冲洗强度不够，甚至有些滤池滤床板结，为此本次设计改为冲洗水塔冲洗。从运行效果看，冲洗得干净，运行周期比较长，正常滤速为15m/h，强制滤速为17m/h，通过二年运行，证明滤池效果是好的，出水在正常状态下可确保3度以下。