大型水厂升级改造理念与工程实践的分析

发表时间:2019/10/17   来源:《基层建设》2019年第21期   作者:梁垒 张兴 邓新国
[导读] 摘要:在供给人们生活用水的组织中,水厂是重要组织,城市化、集约化发展对水厂提供的客观要求则是升级改造。
        武汉长江仪器自动化研究所有限公司  湖北武汉  430000
        摘要:在供给人们生活用水的组织中,水厂是重要组织,城市化、集约化发展对水厂提供的客观要求则是升级改造。利用规模性的研究与布施,对净水池进行科学构建、对先进的净化、处理系统进行有效运用,提高水质、节能减排。文章主要分两部分对大型水厂升级改造理念与工程实践进行了分析,以期能为水厂升级改造提供有效的参考依据,确保水厂改造的合理性、科学性。
        关键词:大型水厂;升级改造;工程实践
        前言:城市供水不但要计算出水指标,还要考虑供水量,以此来评估供水的安全性及可靠性。大多数水厂相对古老,对于现代化的要求,以往水厂的净水、出水工艺将无法满足,河流、地下水污染也对水厂升级改造提出了全新的需求。大多数大型水厂利用升级改造的模式,对成本与效益间的关系进行全面考虑,对水厂的常规运行尽可能的维持,保证水厂运行的可靠性、安全性。
        1大型水厂升级改造理念分析
        1.1阶段性实施理念
        在生产的基础上,水厂需要补给城市用水。所谓的阶段性实施理念指的是确保生产与建设协调性的关键所在,水厂需根据自身的生产特征,限定范围实施改造,科学调配供水网络,运用阶段性的升级改造理念。
        1.2生产管线的融合理念
        在水厂升级改造工程中,地下管道是看不见的,是最关键的环节之一,归根结底水厂区内多数是重力流管道,其各自性能不同、纵横交错、紧密相连,充分的梳理及系统的布局决定了生产的畅通与否。将总体改造工程手段及目标作为依据,对总图管线的布局要一次性完成,同时根据改造阶段流程逐一进行。
        1.3设备的时序理念
        在改造过程中,需要全面考量改造目标,对设备及设施等问题进行全面分析,对改造时序进行科学安排,坚持先建后拆的理念,确保总体工程的顺利实施。
        1.4智慧化改造理念
        最近几年,随着科技的不断进步,城市参数化水平得到了很大的提升,使得水厂管理的智慧化成为供水业技术发展的焦点,另外还有诸多的技术也在不断进步,如建筑信息模型技术、人工智能技术及模拟技术等,建立智慧水厂框架,在各个领域逐步推进智慧化,如生产运行领域、维护监测领域、参观学习领域及环境控制领域等,已成为未来大型水厂升级改造的关键内容。
        1.5构筑物的优化理念
        在水厂改造工程中,必须应用构筑物的优化理念。在既有用地的前提下,重新叠合建设建筑物,对建筑空间进行改良,水厂中的各个区域设施如过滤池、冲洗设施及清水池等,都要运用叠合优化理念。
        2工程实例研究
        2.1某大型水厂现状
        二十世纪七十年代,某大型水厂被建在城市中心的位置,附近的居民区、河流及道路非常多,扩建用地非常少。因为改造工程只能在水厂内部进行,所以在改造时需要附近居民为其进行连续供水。某条大型河流是水厂水源的根源,利用水泵站驱动将水运输到水厂,水厂曾被升级改造,具备两条制水系统,15.6万m3、14.9万m3分别为两条制水系统的容积。沉定池为4组,清水池为6组,滤水池为4组,增压泵站为1组,取水泵站为一组,25m3为每天输送的水源体积。
        2.2大型水厂升级改造的难点
        2.2.1改造环境复杂
        水厂内部构筑物繁多,设备陈旧、老套,总图非常混乱,水厂完成后,经过升级改造,整体布局十分零散,建筑物与设备间都隐藏了很大的问题,节能效果也不是很显著,在水厂内部,需要更换的陈旧、老套设备非常多,有许多区域需要实施改造,清水的库容也非常小,自动化程度也不高。
        2.2.2水源污染严峻
        原水水质非常低,特别是冬季有机物具有较高的含量,最近几年时常发生突发性水质污染。

历经多次改造后,虽然有效改善了出水水质及运行效果,但是耗氧量、锰始终处于超出国家标准的状态。
        2.2.3升级改造目标
        水源输送规模在升级改造后,仍然是每天25m3,水泵输送里程不变,在改造中供水规模维持在15.6万m3。经过改造后,水厂的出水标准可以符合国家相关标准,水色度、氧化镉、浊度都符合国家相关的出水指标。水厂泵站经改造后,明显提升了机组的运行效应,在不同时间内,季节内都能满足原水调度的目标。当排放水厂内的污泥水及生产水时,需要将其处理后再实施,同时满足我国颁布的相关指标。
        2.3水厂升级改造工程实践
        2.3.1改进总体设计方案
        在既有的场地空间内实施总体改良,需要尽可能提升水质,还要科学布局整体,确保进、出水的顺畅性,并提升总体出水设备的稳定性,每天应将出水量保持在15.6m3。通过全面评价后,一些不具改造价值的建筑物已无法实施再次改造,需全部拆除建筑。具体工程主要体现在两个阶段:①对南部生产线进行保留,对基础生产规模进行保障;②北部地区改造实施常规、深度处理,回水池建造,低峰阶段改造既有的增压泵站及水泵站。
        将集约化理念应用于整体设计施工中,将各个区域如砂滤池、臭氧池及活性炭池等合建,最可能节约占地,应对建筑物单个布局问题,具有节能环保等特点。工程实践过程中,对各项输水管道、管线进行重新梳理,通过分流系统实现各区域的重新布局,减少历史遗留问题如倒灌等。改造时,借鉴自动化技术,预留空间给智能水务工作,应用于智慧型、现代化水厂的建设。如,在升级改造期间,优化系统时,可以采用间歇式循环延时曝气活性污泥法进行,在多项指标上如COD、SS、NH3-N等实现去除效率的提升,特别是在处理TN方面,可以增加0.1162个百分点,实现污水处理改造的目的。
        2.3.2全面完善设施性能
        工程实践中预留了一些原水水质良好的设施,结合常规运行模式及超越运行模式,最大限度的降低运行费用。有效保障了既有的两座清水池、排泥系统,运用局部区域优化手段,降低运行成本。水处理功能系统存在于水厂建筑物中,将其改造为渠道连接模式,最大限度降低水头的应用与投入,滤池及沉定池区域降低了0.5米,可以将水厂每天的资金成本节约到10万元。在改造排泥水系统的过程中,对回用水池设备进行新建,既有的排泥水池重点负责收集泥水作业,通过增加和更换脱水机设备,一些平衡设施的应用价值非常强,并对其实施改造。
        此外,通过既有的增压泵站、取水泵站,完善配套的电气设备、电机设备及水泵设备,多方案对其进行对比分析与计算,对原有的变频电机数量与水泵参数进行了调整,对原有设备的效率进行了提升,节约了大量资金。如,在设计改造沉定池及清水池设施时,应成本条件当作最优化的基础管理措施,在保持核心功能作用的基础上,降低运行维护中可能出现的资金过量现象,从基础建设方面出发,减少开支条件,实现经济化发展效应。
        结束语
        总之,在升级改造大型水厂时,应主要解决技术与用地问题,从全方位的角度出发,合理划分水厂、科学升级改造水厂,降低外界因素对出水运输及水源处理的影响。将集约化理念应用在水厂升级改造中,可以有效保护环节、节约资源与成本,应在工程实践中,对各节管线进行重新梳理,合理、科学地改良方案,确保总体工程的有序实施。
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