集镇饮水安全工程建筑物设计要点分析

2014-04-03田茂兵

黑龙江水利科技 2014年5期

关键词：清水池印江小格

田茂兵

(印江水务局，贵州印江555208)

集镇饮水安全工程建筑物设计要点分析

田茂兵

(印江水务局，贵州印江555208)

随着板溪镇国民经济的增长，集镇人口的增多，人民群众生活水平的提高，各项建设事业的蓬勃发展，原有的饮水工程的供水能力远远不能满足人民群众生活、生产对饮用水水质、水量的需求。因此，该集镇饮水安全问题十分突出，严重地制约了当地的经济及社会发展，群众盼望解决饮水安全问题的心情十分迫切。文章阐述了集镇饮水安全工程水处理厂建筑物设计要点。

饮水;安全;工程;水处理厂;建筑物;设计

1 工程概况

印江自治县板溪镇集镇饮水安全工程位于印江自治县城北部，距县城16 km，工程区对外交通情况较好，印江至工程区共20 km，其中印江至秀山县级公路16 km，4 km为乡村砂石路。项目区居民主要分散坐落在高程530～620 m。

根据集中连片、充分发挥现有水利工程效益、采取集镇覆盖周边的原则，按照我县“十二五”规划，逐步解决饮水不安全人数，项目区主要以板溪集镇为主，考虑板溪镇集镇的发展，输水管、水处理厂规模按1.5万人设计。板溪集镇饮水安全工程将逐步解决沿板溪河两岸居住的渠沟、凯塘、沙坡、板溪集镇、文武、泉溪、上洞、下洞、大坪、井溪(石家寨)、坪底11个村镇22个自然村寨10 582人的饮水安全问题。根据《村镇供水工程技术规范》(SL310—2004)规定划分，板溪集镇饮水安全工程供水规模为5000≥W≥1000(m3/d)，为Ⅲ型。根据各类建筑物的相应的设计规范和供水对象的重要程度，板溪集镇饮水安全工程等级划分为Ⅳ级。

板溪饮水安全工程取水口高程600.000 m，水处理厂清水池池底高程589.08 m，Φ315输水PE塑管长4 200 m，供水规模为2 557 m3/d，取水规模为2 685 m3/d。现有人口10 582人，总规模按13 862人(含学生)设计，一期工程规模按居民5 100人、学生2 110人设计。水厂位于板溪集镇附近的石梁河，建管理房一幢，建600 m3清水池一座，建投药消毒房一幢，对水质处理采用2台一体式水处理设备并联净化和采用投药消毒处理，调节池按村寨的自然地理位置布置，配水管网根据居民房屋的自然分布呈树状铺设。

2 水处理厂建筑物设计

2.1 净水工艺的确定

根据水质化验，原水27项指标中25项指标符合饮用水标准规定要求。按规范，只需对水源采取过滤净化处理措施加消毒处理措施就可直接供用户。按工程供水规模，选用处理能力80 m3/h的净水设备2台并联运行对原水净化处理。在进行工艺流程的布置时主要采用的方式是直线流水形式，也就是根据地形情况将其从高到低进行布置［1］。在进行净水的过程中，如果原有水的浑浊度经过检测之后发现在10 mg/L以下，并且在短时间内≤15 mg/L时，那么可以不需要在反应沉淀池中进行处理，可以直接进行消毒以及过滤。

2.2 水厂的总体设计

其厂址的选择同时满足下列要求:①充分利用地形高程，靠近用水区和可靠电源;②与村镇建设规划相协调;③不受洪水与内涝威胁;④有良好的工程地质条件;⑤少撤迁，少占良田良土;⑥施工、运行管理方便。

净水厂厂区总平面布置基本上按功能划分:分为生产(水处理)区及生活区。厂区内布置有管理房，水处理设备、蓄水池、消毒加药房。

在对水厂进行布置时，主要原则是紧凑布置、节省占地、功能齐全、方便管理。厂区占地面积800 m3，其中生产区面积300 m2，生活区面积500 m2，管理房建筑面积48 m2。

2.3 蓄水池设计

本工程调节构筑物采用独立的蓄水池。按规范规定，设立单独的蓄水池可按最高日用水量的20%～40%设计，本工程最高日用水量为2 557 m3/d，按最高日用水量的20%设计，本工程构筑物容积应＞511 m3，本次设计选用600 m3蓄水池，蓄水池采用地埋方式。

2.4 反应沉淀池设计

将水源直接通过引水管并且与相关净水药剂进行充分的混合之后便进入到反应池中。在反应池中，主要根据药剂的原因以及作用，水在反应池中的主要活动是将水中的污物进行絮凝。

在本工程中，主要采用的反应沉淀池的形式是穿孔旋流反应斜管沉淀池，它的主要组成部分是很多个小格，每个小格通过相关串联形成，每一个小格之间的连接主要采用的是孔口进行连接，并且孔口的断面在不断的进行扩大［2］。每一个小格的孔口主要布置形式是左右以及上下之间进行互相交替的形式。水源流入到反应沉淀池中发生旋流，并且通过各个小格之间的串联作用，将反应的程度进行扩大和加深，使得水中产生絮凝。在本工程中，反应沉淀池的总体反应时间为15 min，总水头损失0.3 m。

2.5 过滤池设计

以本工程的供水规模以及水源的水质为依据，本工程主要采用的过滤池的形式为虹吸过滤池。虹吸滤池主要是利用真空系统对进水虹吸管以及排水虹吸管进行控制。每一座滤池主要是由很多个小格组成，主要采用的配水系统为小阻力配水系统，并且对滤池自身的进出水进行利用对自身进行冲洗，这样可以减免使用水泵等工具。

2.5.1 标准图集选型

由本工程的净水厂的设计规模可以对过滤池的流量进行合理的确定。在本工程中每一个滤池主要由4个小格组成，在水源进行过滤池进行过滤之前，如果水的浑浊度低于20 mg/L，并且在短时间内不会高于50 mg/L，那么在经过过滤之后应该保证水的浑浊度控制在5 mg/L以下。

2.5.2 主要设计数据

在本工程滤池设计中，采用的过滤速度为10 m/s;平均冲洗强度15 L/m2·s。本工程主要采用两层滤料进行过滤，上层滤料选择白煤，厚度大约为45 cm，下层滤料为石英砂，厚度大约为25 cm。

2.6 清水池设计

在本工程清水池设计中，主要采用的是长方向钢筋混凝土结构，在清水池中主要安装的设备由进出水管、排污管、通风管等。在进行清水池设备布置时，主要将进出水管布置在清水池的两端，保证水能够在清水池中进行不断的循环流动［3］。并且还需要在清水池中加入适量的氯对水池中的水进行消毒。具体为:①清水池容积W:按经验容量取日供水量的20%计算，采用半埋式矩形钢筋混凝土结构;②按相关工程净水厂的设计规模确定国家标准图集中相应的矩形钢筋混凝土清水池;③池顶活荷载标准值取2.0 kN/m2，池边活荷载标准值取5.0 kN/m2;结构为矩形现浇钢筋混凝土结构，混凝土标号垫层为C10、池体为C25，池体抗渗标号为S6。有关施工安装要求详见规范和设计说明;④按以下公式确定相关高程。

滤池进水水面高程=沉淀池出水水面高程-连通管水头损失。