安正蕓

(甘肅省景泰縣水務(wù)運(yùn)營(yíng)有限公司，甘肅 景泰 730400)

水是人們生活的必需品，其質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到民生問(wèn)題，政府對(duì)居民飲用水管理十分重視，并且不斷調(diào)整政策和興建基礎(chǔ)設(shè)施來(lái)改變現(xiàn)有城鎮(zhèn)飲用水不合理現(xiàn)象，極大程度上實(shí)現(xiàn)了資源的優(yōu)化使用。

1 景泰縣供用水現(xiàn)狀

景泰縣引大英武水廠位于英武水庫(kù)下游300m處，是景泰縣唯一的供水水源。水廠包括日處理2萬(wàn)m3凈水廠1座，2000m3清水池2座；輸水干管一條、輸水支管2條；二次消毒站1座，包括2000m3清水池1座，500m3的中間調(diào)蓄水池一座，水質(zhì)化驗(yàn)室、加藥間配備齊全。凈水廠日均供水量為8000m3，高溫天氣日供水量超過(guò)13000m3。供水主管道30km，包括減壓閥9個(gè)，檢修井60個(gè)，排氣閥井48個(gè)，壓力波動(dòng)預(yù)止閥4個(gè)，已基本實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化運(yùn)行。城區(qū)供水水源為單一水源，沒(méi)有備用水源或應(yīng)急水源作為城區(qū)補(bǔ)充水源，隨著城市的發(fā)展和人口的增加，現(xiàn)有水廠供水遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足目前1.2～1.6萬(wàn)m3/d實(shí)際需水量，城區(qū)供水矛盾徹底暴露顯現(xiàn)，城區(qū)供水壓力逐年增加，城區(qū)應(yīng)急備用水源工程的實(shí)施是非常必要和十分緊迫。

2 景泰縣城鎮(zhèn)供水工程中的不利現(xiàn)象及解決措施

供水水量及水壓不足，引大英武指揮部水廠產(chǎn)水設(shè)計(jì)能力2.0萬(wàn)m3/d，水廠運(yùn)行已10a以上，實(shí)際產(chǎn)水歷史最高產(chǎn)水量1.6萬(wàn)m3/d，已接近滿負(fù)荷生產(chǎn)；中間消毒站的水池液位及消毒站建設(shè)的位置及容量靠自重壓力產(chǎn)生的水壓也滿足不了城區(qū)供水需求。

2.1 給水量預(yù)測(cè)說(shuō)明

城市給水量包括生活綜合用水和工業(yè)用水兩大類。目前生活綜合用水預(yù)測(cè)一般是根據(jù)人口計(jì)算，工業(yè)用水根據(jù)行業(yè)的不同用水量也不同無(wú)詳細(xì)資料時(shí)一般按照生活綜合用水乘以一定系數(shù)來(lái)確定。

根據(jù)《景泰縣總體規(guī)劃修編》(2018-2035)，根據(jù)2018年景泰縣人口統(tǒng)計(jì)數(shù)字，景泰縣城區(qū)人口2018年已達(dá)到10.12萬(wàn)人，以此人口作為基數(shù)，采用自然增長(zhǎng)率為8‰，機(jī)械增長(zhǎng)率為25‰，遠(yuǎn)期(2035年)預(yù)計(jì)所得2035年景泰縣城區(qū)將達(dá)到18萬(wàn)人。

2.2 給水量預(yù)測(cè)計(jì)算

1)合理科學(xué)確定景泰縣城區(qū)給水水源工程及管網(wǎng)規(guī)模，首先需要對(duì)本區(qū)域范圍內(nèi)的給水量進(jìn)行預(yù)測(cè)分析。

以城區(qū)規(guī)劃人口，人均用水量標(biāo)準(zhǔn)以及供水普及率等為依據(jù)預(yù)測(cè)，受景泰縣城區(qū)所在的地理位置，居民生活習(xí)慣，城區(qū)發(fā)展規(guī)劃、發(fā)展程度，現(xiàn)有產(chǎn)業(yè)政策等多種因素影響，其中有許多不確定因素，利用一定的科學(xué)方法參考國(guó)內(nèi)外其它地區(qū)經(jīng)驗(yàn)，在現(xiàn)有資料的基礎(chǔ)上對(duì)城區(qū)未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)需水量初步預(yù)測(cè)和估算，為確定工程規(guī)劃提供可靠依據(jù)[1]。

2)根據(jù)景泰縣修編的景泰縣總體規(guī)劃，到2035年城區(qū)規(guī)劃總?cè)丝?8萬(wàn)人，本工程設(shè)計(jì)年限為2035年。

3)根據(jù)《室外給水設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GB50013-2018，景泰屬三區(qū)采用最大日綜合生活用水定額的平均值為180L/人·d(2035年)，根據(jù)總體規(guī)劃2035年人口規(guī)模為18萬(wàn)人，供水普及率為100%。

a)2035年綜合生活用水量為：

Q1=180000×0.18=32400m3/d。

b)工業(yè)用水量：

根據(jù)《景泰縣城總體規(guī)劃》(2018-2035)，工業(yè)用水量按照綜合生活用水量的10%考慮。

Q2=32400×0.1=3240 m3/d。

c)市政道路澆灑和綠化用水量：根據(jù)總體規(guī)劃市政道路和綠化面積分別為140ha和107ha，根據(jù)《室外給水設(shè)計(jì)規(guī)范》用水定額為2L/m2·d則用水量Q3=(1400000+1070000)×2=4940 m3/d。

d)漏失水量：

Q4=(Q1+Q2+Q3)×10%=(32400+3240+4940)×10%=4058 m3/d。

e)未預(yù)見(jiàn)水量：

Q5=(Q1+Q2+Q3+Q4)×10%=(32400+3240+4940+4058)×10%=4463.8 m3/d。

2035年總需水量應(yīng)為以上水量之和

Q=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5=32400+3240+4940+4058+4463.8=49101.8 m3/d。

取最高日用水量為49101.8 m3/d。

根據(jù)給水量預(yù)測(cè)， 2035年總給水量確定為49101.8 m3/d。

3 建設(shè)城市應(yīng)急備用水源設(shè)施的措施

3.1 新建水廠增加供水能力

3.1.1 水廠選址

根據(jù)規(guī)劃，凈水廠廠址選擇在景泰縣縣城西側(cè)現(xiàn)狀井子川清水池所在位置。廠址選在此處主要有以下優(yōu)點(diǎn)：

1)原水可以自流至凈水廠，并有一定的富余水頭滿足水廠運(yùn)行需要。

2)凈水廠位于較高的地方，有利于重力供水。

3)凈水廠位置附近為井子川應(yīng)急水源，供水安全性較高。

4)凈水廠距離10kv 高壓線距離僅0.5km，輸電線路較短，節(jié)省投資。

3.1.2 設(shè)計(jì)年限

考慮目前已經(jīng)為2022年，又根據(jù)景泰縣總體規(guī)劃，因此將設(shè)計(jì)年限定為 2035年。

3.1.3 設(shè)計(jì)規(guī)模：

初步推算，應(yīng)急備用凈水廠工程規(guī)模為2.0萬(wàn)m3/d，處理達(dá)到《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB5749-2022)的生活飲用水。

3.1.4 水壓指標(biāo):

水廠出廠壓力滿足最不利點(diǎn)水壓不小于0.35Mpa，排泥水處理要求排泥水濃縮脫水處理后的脫水污泥含固率達(dá)40%，濃縮后上清液回用或達(dá)標(biāo)排放。

3.2 供水水源與水質(zhì)

3.2.1 水源選擇:

根據(jù)區(qū)域水資源條件，由于地下水的保護(hù)政策，優(yōu)先使用地表水，本工程凈水廠就近取自景泰縣永泰川水庫(kù)。

3.2.2 原水水質(zhì):

依據(jù)地表水水域環(huán)境功能和保護(hù)目標(biāo)，按照《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3838-2002)的要求以及《景泰縣疾病預(yù)防控制中心檢驗(yàn)報(bào)告書》監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。對(duì)縣城擬供水水源(水庫(kù))水環(huán)境控制區(qū)劃分：II類標(biāo)準(zhǔn)。水質(zhì)良好，采用常規(guī)處理能夠滿足水源水質(zhì)要求。

3.3 凈水工藝選擇原則

3.3.1 預(yù)處理工藝方案選擇

為了進(jìn)一步保證供水安全性，防止水廠水源在出現(xiàn)水質(zhì)污染時(shí)保證供水水質(zhì)，設(shè)計(jì)在強(qiáng)化常規(guī)處理前設(shè)置原水預(yù)處理措施，作為水源水遭受微污染時(shí)保證安全供水的處理措施及應(yīng)急措施。粉狀活性炭主要是能夠顯著改善水的色嗅味，而且對(duì)分子量為1000～5000的有機(jī)物有較好的去除效果，但是對(duì)于分子量較小的有機(jī)物，吸附效果往往隨有機(jī)物性質(zhì)的不同而差別較大。粉狀活性炭具有基建與設(shè)備投資少，使用靈活，管理方便等特點(diǎn)，特別適用于季節(jié)性短期污染高峰負(fù)荷的水質(zhì)凈化，在水源受污染較重的季節(jié)，投加粉狀活性炭作為應(yīng)急措施特別適合。因此，建議采用投加粉狀活性炭預(yù)處理措施，主要目的是從安全供水出發(fā)，預(yù)防水源發(fā)生微污染時(shí)進(jìn)行預(yù)處理，平時(shí)不投加。

3.3.2 常規(guī)水處理工藝方案選擇

常規(guī)水處理包括有兩層含義：其一是指被處理原水在水溫、濁度、含沙量以及污染物含量等方面均在允許的范圍以內(nèi)；另一層含義是指所采用的處理工藝僅限于混凝、沉淀(氣浮)、過(guò)濾和消毒。因此，常規(guī)水處理工藝系指對(duì)一般濁度的原水采用混凝、沉淀(或氣浮)、過(guò)濾、消毒的凈水過(guò)程，以去除濁度、色度和細(xì)菌、病毒為主的處理工藝。盡管常規(guī)水處理工藝有其一定的局限性，仍是給水處理中最常用和最基本的處理方法。為了改善濾池過(guò)濾性能，可根據(jù)原水情況考慮投加助凝劑，以提高去除率，降低出水濁度。若出水水質(zhì)不能滿足水質(zhì)穩(wěn)定要求時(shí)，還應(yīng)投加水質(zhì)穩(wěn)定劑，以使出水水質(zhì)達(dá)到穩(wěn)定要求。強(qiáng)化常規(guī)處理工藝：“混合-絮凝-沉淀-過(guò)濾”工藝。建議深度處理采用：“臭氧-生活活性炭濾池”預(yù)留組合工藝[2]。

3.3.3 出水消毒工藝選擇

原水中的細(xì)菌及大腸桿菌只能是通過(guò)消毒去除。消毒是殺滅水中的病原菌、病毒和其它微生物。由于水質(zhì)污染，總大腸菌群和耐熱大腸菌均不能滿足出水水質(zhì)要求，為提高水的生物穩(wěn)定性和毒理安全性消毒是水處理必不可少的，建議考慮采用次氯酸鈉的消毒工藝。

3.3.4 構(gòu)筑物選型設(shè)計(jì)

根據(jù)上章節(jié)建議的水處理工藝流程，對(duì)預(yù)處理單元、強(qiáng)化常規(guī)處理單元、深度處理單元的各構(gòu)筑物進(jìn)行選型設(shè)計(jì)，以確保各單元處理效果的實(shí)現(xiàn)。采用機(jī)械混合的混合方式絮凝反應(yīng)池選型，為使微絮體良好成長(zhǎng)，絮凝設(shè)施要有良好的水力條件，操作運(yùn)行合理。實(shí)現(xiàn)絮凝階段的高速、高效處理，建議采用具有強(qiáng)化混凝效果的柵條網(wǎng)格絮凝池。

斜板(管)沉淀池根據(jù)淺層沉淀原理，采用傾斜的多層沉淀單元，從而使相同面積有效沉淀面積增加幾倍到十幾倍，因此，它的沉淀效率比平流沉淀池高、沉淀時(shí)間短，因而其占地面積比平流池小，因?yàn)椴捎脺\層沉淀結(jié)構(gòu)，流量、溫差等因素會(huì)對(duì)水流水力條件造成一定不利影響，控制進(jìn)入的斜板(管)的水流均勻和穩(wěn)定是設(shè)計(jì)斜板(管)沉淀池的關(guān)鍵；高密池由于機(jī)械設(shè)備較多，藥耗大，且有機(jī)高分子絮凝劑聚丙烯酰胺的產(chǎn)品中含有微弱毒性的雜質(zhì)，在經(jīng)常使用且藥量大的情況下，對(duì)人體有害。因此，推薦采用構(gòu)造簡(jiǎn)單，水力條件好，沉淀效果穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)進(jìn)水水質(zhì)的適應(yīng)性較強(qiáng)，沉淀效果穩(wěn)定，管理方便的斜板沉淀池。

4 輸水管線設(shè)計(jì)

4.1 輸水管道線路的選擇

1)應(yīng)選擇經(jīng)濟(jì)合理的線路。應(yīng)盡量做到線路短、起伏小、土石方工程量少、減少跨(穿)越障礙次數(shù)、避免沿途重大拆遷、少占農(nóng)田和不占農(nóng)田；

2)走向和位置應(yīng)符合城市的規(guī)劃要求，并盡可能沿現(xiàn)有道路或規(guī)劃道路敷設(shè)，以利于施工和維護(hù)；

3)應(yīng)盡量避免穿越河谷、山脊、沼澤、重要鐵路和泄洪地區(qū)，并注意避開(kāi)地震斷裂帶、沉陷、滑坡、塌方以及易發(fā)生泥石流和高侵蝕性土壤地區(qū)；

4)應(yīng)充分利用水位高差，結(jié)合沿線條件優(yōu)先考慮重力輸水；

5)應(yīng)盡量節(jié)省造價(jià)，運(yùn)行安全可靠。

6)應(yīng)設(shè)測(cè)流、測(cè)壓點(diǎn)，并根據(jù)需要設(shè)置遙測(cè)、遙訊、遙控系統(tǒng)。

4.3 輸水管道數(shù)量

蓄水池上游水來(lái)自水庫(kù)，現(xiàn)狀敷設(shè)DN400輸水管道一根，設(shè)計(jì)最大來(lái)水量約為1萬(wàn)m3/d。凈水廠出水管道規(guī)劃敷設(shè)DN300輸水管道兩根，設(shè)計(jì)最大出水量為2萬(wàn)m3/d。

4.4 輸水管管材

本工程輸水管線是重力自流管，地形高差約12m。球墨鑄鐵管是一種廣泛使用的高性能管材，在長(zhǎng)距離輸水管道中主要應(yīng)用于水壓較高的場(chǎng)合。從供水安全、供水對(duì)象重要性、綜合造價(jià)、維護(hù)等方面考慮建議輸水管道選用強(qiáng)度和剛度均高，適用于壓力較高，安全性高且重量比混凝土管輕；防腐蝕性能比鋼管好，使用壽命較長(zhǎng)的球墨鑄鐵管，以保證供水的安全。

5 結(jié)論及建議

1)本工程規(guī)劃設(shè)計(jì)規(guī)模為2萬(wàn)m3/d。為保證景泰縣城的供水問(wèn)題，建議本工程應(yīng)盡快實(shí)施。

2)本工程規(guī)劃水源為永泰川水庫(kù)，原水為大通河河水，從水質(zhì)和水量上是可靠的。

3)凈水廠凈水工藝進(jìn)行方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，工業(yè)用水采用混合絮凝沉淀工藝；生活用水采用混合絮凝沉淀、砂濾池工藝；水廠廢水實(shí)現(xiàn)零排放。

4)鑒于縣城的需水迫切，建議有關(guān)部門對(duì)本工程應(yīng)盡早決策。

相關(guān)政府應(yīng)合理管理水資源，充分發(fā)揮現(xiàn)有水資源作用，調(diào)動(dòng)一切力量進(jìn)行可用水資源檢測(cè)，對(duì)水質(zhì)較好的水源進(jìn)行保護(hù)并建造相應(yīng)的基礎(chǔ)設(shè)施，實(shí)現(xiàn)合理利用，實(shí)現(xiàn)景泰縣城區(qū)供水環(huán)狀供水，滿足消防供水需求，科學(xué)管理，充分發(fā)揮政府為人民服務(wù)的職能。