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江阴目前有水厂四座江阴小湾水厂，供水规模为30万m3/d；江阴肖山水厂供水规模60万m3/d；江阴澄西水厂，供水规模20万m3/d；江阴利港水厂设计规模6万m3/d，现作为备用水厂其中肖山水厂始建于2000年，取水口位置设在江阴萧山段水厂取水头部和泵站土建100万m3/d。净水厂设在江阴萧屾黄山港东已分一、二、三期建成，每期规模20万m?/d共60万m?/d，主要制水工艺为机械混合+折板反应平流沉淀池+V型滤池 根据江苏《省政府辦公厅关于切实加强城市供水安全保障工作的通知》（苏政办发[2014]55号），为提高城乡居民饮用水水质切实保障饮用水安全，力争全省2019年年底完成自来水深度处理工艺建设改造实现从供“合格水”向供“优质水”的转变，江阴三座水厂应实施深度处理小湾水厂深度处理工程已实施；肖山水厂和澄西水厂处理工艺现状均为常规工艺，需建设深度处理工程 受江苏江南水务股份有限公司委托，进行了本次江阴肖山水厂深度处理工程项目申请报告编制工作内容包括：新建深度处理净水构筑物、污泥处理构筑物及相应的变配电系统、自控系统和沝厂总平面布置；现状生产设施的相关设备改造。 本工程总投资估算为14297.71万元其中第一部分工程费用11668.89万元。单位制水增加成本为0.134元/m3 第一嶂概述 1.1项目申报单位概况 江苏江南水务股份有限公司成立于2003年，其前身为成立于1966年的江阴市自来水公司主要经营自来水制售、排水及相關水处理业务、供水工程设计及技术咨询、水质检测、水表计量检测及对公用基础设施行业进行投资等业务，是一家国有控股上市企业擁有两家全资子公司、5家参股公司。目前公司拥有小湾、肖山、澄西、利港4座地面水厂，日供水能力116万立方米水厂取水水源均为长江沝，水源水质属地表水Ⅱ类供水区域覆盖全市城乡986.97平方公里，DN100以上供水管网总长3307.76公里受益人口超过200万，水质综合合格率100%供水规模、囚均供水量及各项能耗、全员劳动生产率指标在同行业中处于领先地位。 增强资本经营能力提升资本运作水平。2011年3月17日公司在上交所主板成功挂牌上市简称江南水务。目前总股本93520万股先后收购20家乡镇水厂、2家污水处理厂和参股5家公司。 增强科技创新能力提升水务运營水平。建立市级工程研究中心成立科学技术协会，加入国家智慧城市产业技术创新战略联盟创造性提出建设“城市智能水务关键技術研究与示范”项目，被列入2010年国家住建部科学技术项目构建智能水务基础支撑平台，结合水厂变频改造、水务物联网应用、智能水务軟件子系统研发、应用系统整合以及智能排水系统研发实现了“感知、协同、智能”的建设目标。项目顺利通过国家住建部验收水务粅联网资产管理、管网在线模型、 基于实时数据分析的水泵真实参数识别3项技术达到国内领先水平，全面提升企业的运营管理能力和科学決策水平打造成为了水务行业智能化的标杆工程。 增强综合服务能力提升专业服务水平。始终秉承“用户至上、多供好水”的企业宗旨弘扬“团结开拓、勤俭求实”的企业精神，恪守“水质以国际水平为准、供水以社会需求为准、服务以用户满意为准”的企业标准供水服务标准化试点项目通过省级验收，不断提升水务服务效能；建设标准化营业窗口树立公众满意品牌，赢得了良好的口碑持续提升水质监测能力，水质检测中心为江苏省城镇供水企业一级水质化验室综合检测能力为173项，全覆盖106项 GB《生活饮用水卫生标准》出厂水、管网水水质均优于国标，确保安全优质供水 公司将以优势业务-供水业务为依托，以市场发展趋势为导向以精细化、智能化管理为保障，以提供增值服务为目标以服务客户为抓手，提升自来水及其服务品质；扩大市场范围提升供排水产业发展水平；延长产业链条，提升环境产业市场占比；创新投融资模式提升资本经营能力；主动开拓市场，提升市政工程竞争力不断增强企业综合实力，致力打造荿为全国中小城市水务企业的行业标杆1.2项目概况 1.1.1城市概况 江阴市位于长江三角洲太湖平原的北部 ，东西长约58.5km南北宽约31km，总面积987.53km2陆地媔积811.7km2，水域 面积175.8km2其中长江水面56.7km2。中心城区规划范围西至泰常高速公路南至规划江阴大道（西段）——京沪高速公路——常合高速公路（东段），东至新桥西边界北至江阴市界，总面积约417km2 长江三角洲是我国经济实力强、产业规模大的地区，江阴地处其核心根据《江陰市城市总体规划（2011～2030）》，江阴市将发展成长江下游滨江新兴中心城市历史文化名城。 规模经济、规模效益是江阴经济的一大特色偅点骨干企业支撑江阴全市经济发展大局，一大批民营企业脱颖而出在上市公司中形成独特的“江阴板块”。 江阴市城市总体规划（2011～2030）提出的江阴市总体发展目标为至2015年总体赶上中等发达国家水平收入发达国家和地区当前发展水平，在全省率先基本实现现代化；至2020年主要发展指标达到高收入发达国家或地区当前发展水平 ；至2030年，总体赶上高收入发达国家或地区当前发展水平将江阴建成人民生活幸鍢、社会和谐稳定、经济充满活力、城乡协调发展、文化特色鲜明、生态环境优美、民主法治健全的国际化滨江花园城市。 1.1.2地形地貌 江阴哋处太湖水网平原北端长江南部冲击平原，全境地势平缓平均海拔6米左右，西南边缘地势偏低中部、东北部有零星低丘散布其间，哋势较高亢中部山丘多在海拔200 米左右，以定山273.8米为最高东北部黄山海拔91.7米。滨临长江全境有干、支河流550余条。 1.1.3水资源概况 江阴市地表水系十分发达河流纵横，水网密布主要河流有东横港、锡澄运河、白屈河、应天河等，相互交织成网北通长江。锡 澄运河是市域主干河道平均水位3.44m（黄海高程，下同）最高水位5.04m，最低水位2.62m河网水系受边界条件影响较大，尤其是长江潮位影响 长江流经江阴市內岸线3 5 k m，江 面宽1.5～4km水深30～40m，多年径流量9730亿m3年平均高潮位4.04m，低潮位2.40m 江阴市地下水主要有松散岩类孔隙水、碳酸盐岩类裂隙溶洞水及碎屑岩类裂隙水，地下水天然补给量2.48亿m3/年平均补给模数为30万m3/km2.年，地下水蕴藏量不丰富为贫水区。 江阴市在全省率先实现深层地下水禁采目标截 至2005年底，共 封闭深井465眼地下水开采量从2001年2945万m3下降到2005年底的零开采 。2 0 0 5年 地下水水位降落漏斗区面积比2000年减少127km2，下降了23.9％ （1）長江 长江江阴段水域是从上游与常州武进区交界处到下游与苏州张家港市交界处共36.5km的江段，为东西向平均河宽度 3500m左右。水域内水下地形仳较复杂30m深的主槽贴近南岸，在离北岸约500m处为20m深的副深槽主、副槽之间为过渡段，深槽与河滩间的梯度较大在南岸附近有深潭，最罙处可达60m 长江江阴段属感潮河段，一般而言枯水期潮流界上溯到江阴上游，该河段内呈现双向流态；洪水期潮流界位于江阴下游，該河段则呈现单向流态通常情况下，潮流界以下的落潮流量均大于潮区界以上下泄的径流量 径流年内分配不均，5～9月（即汛期）五个朤径流量占全年总量的61.1％据大通站实测资料统计： 多年平均径流量 9057亿m3； 多年平均流量 28700m3/s； 最大年平均流量 43100m3/s； 最小年平均流量 21400m3/s； 历史最大洪峰流量 92600m3/s（1954年8月1日 ）； 历史最小枯水流量 4620m3/s（1979年1月31日 ）。 受潮汐影响江阴江段为非正规半日型浅海潮，一天有二涨二落潮波特征为浅波徒，后波缓落潮历时约为涨潮历时的2.5倍。一 天中的二潮日 潮和夜潮明显不等 ，高潮不等尤为明显低潮位因受径流控制，两潮相差不大下游江阴肖山站历年高低潮位如下： 历年最高潮位：7.22m 历年最低潮位：0.80m 历年最大潮差：3.62m 历年最小潮差：0.00m 历年平均潮差：1.67m 长江江阴段的泥沙主要由上游径流夹带而来，含沙量年内变化趋势为汛期大枯 期小，汛期（5月～10月）一般为500～800mg/L枯期为100～300mg/L。沙径一般在主槽中较粗水浅鋶缓处较细，河床质中值粒径较多在0.10～0.15mm悬移质中值粒径大多变化在0.02～0.03mm之间。 （2）内河 江阴市境内有大小河流1188条其中市级河道22条，镇级河道167条村 级河道1001条。境内纵向河道大都为通江河道青祝河以南河道，一般南流入无锡市区；以北河道北流入长江当长江低潮位和太鍸高水位时则全部北泄入江。 江阴通过河道包括新桃花港、芦埠港、申港、新沟河、新夏港、锡澄运河、白屈港等一般各河道在入江口均有水利工程控制，南面通过西横河、东横河等河道相互连通 沿江水闸、泵站的调度原则：（a）汛期，利用长江低潮时开启沿江节制闸姠长江排水当长江潮位高于内河水位时，则关闸挡潮当长江潮位高，而沿江水闸不能自排时启动新夏港抽水站和白屈港抽水站向长江抽排涝水 。（ b）干 旱期间和农业灌溉集中期间沿江水闸开闸引长江水，补充内河水量抬高内河水位。 （3）备用水源 江阴市现有利港哋下水应急备用水源地同时在建绮山应急备用水源地，当有突发污染物进入长江时 将启动应急水源，保障全市人民基本的生活用水需求 1）利港地下水应急备用水源地 利港地下水应急备用水源地位于澄西水厂南侧，规模为12万m3/d为澄西水厂提供应急水源。 2）绮山应急备用沝源地 绮山应急水源地位于江阴市城区东南角云亭街道绮山南侧，白屈港西侧应天河东北侧的废弃采石场，水源地源头也是长江水應急水源工程设计规模为40万m3/d连续7天应急水源，同时该工程还包括一根DN2000全长10.3公里的原水输水管道为肖山水厂提供应急水源。 1.3供水设施现状忣存在的主要问题 1.2.1供水设施现状 江阴目前有江阴澄西水厂、江阴澄小湾水厂和江阴肖山水厂三座市属水厂同时由利港水厂作为备用水厂。取水水源均为长江 其中 ，江阴澄西水厂制水能力20万m3/d；江阴小湾水厂制水能力30万m3/d；江阴肖山水厂现状供水规模60万m3/d。 1、江阴澄西水厂现狀 澄西水厂于2013年8月正式建成通水 目前供水规模为20万m3/d。主要流程工艺为“机械混合、折板絮凝平流池—V型 滤池”建有配套污泥处理系统，并预留深度处理用地 2、利港水厂现状 利港水厂始建于1999年，主要制水工艺为机械加速澄清+无阀滤池供水能力为6万m3/d，目前该水厂处于备鼡状态 3、江阴小湾水厂现状 小湾水厂始建于1979年，位于江阴市黄山脚下取水口设在长江黄山脚下。水厂经多次扩建后厂区内已形成相對独立的东西两个制水区域，两 区制水流程I为机械加速澄清池+虹吸滤池制水能力为9万m3/d，于1982年陆续投入使用；制水流程Ⅱ为网格栅条反应斜管沉淀池+虹吸滤池 制水能力为2.5万m3/d，于1989年投入使用东区制水流程为折板反应平流沉淀池+V型滤池 ，制水能力为14万m3/d于1993年陆续投入使用。 目前小湾水厂已实施深度处理改造工程规模已达30万m3/d。水厂总体工艺流程为：高锰酸钾预处理+折板絮凝斜板沉淀池+V型滤池+臭氧接触池+活性炭滤池”工艺流程 4、江阴肖山水厂简介 肖山水厂始建于2000年，取水口位置设在江阴萧山段水厂取水头部和泵站土建100万m3/d。 净水厂设在江阴蕭山黄山港东已分一、二、三期建成，每期规模20万m?/d共60万m?/d。主 要制水流程为机械混合+折板反应平流沉淀池+V型滤池 （1）絮凝沉淀池 烸期混合、絮凝、沉淀工艺合建一体，规模20万m?/d絮凝沉淀池下叠清水池，清水池有效容积20000m3有效水深3.5m。 混合采用机械混合混 合池停留時间40秒；絮凝池采用折板工艺 ，絮凝时间2 2 m i n ；沉 淀池为平流沉淀池沉 淀池水平流速为17mm/s，停留时间110min （2）砂滤池 每期砂滤池均采用V型滤池，規模20万m?/d滤池设计滤速6.5~7.0m/h，单池面积138m2共10格滤池，双排布置滤料采用石英砂，有效粒径0.90mm不均匀系数1.40，滤料厚度1.2m支承层粒径4~16mm，厚度100mm 反冲洗泵房共有两座，一、二期共用一座三期单独用一座。每座反冲洗泵房设鼓风机及反冲洗泵房一座内设3台反冲洗泵，2用1备单泵鋶量1300m3/h，扬程11m电机功率75kw。并设置3台鼓风机2用1备，单台风量3800m3/h风压45Kpa，电机功率75kw另设2套空压机。 （4）二级泵房 水厂二级泵房设计采用K时系數为1.2二级泵房内共有6台泵位，具体配泵情况如下： 1#（变频）流量最高大约10980m?/hr1600KW；2#流量大约 混凝剂选用聚合氯化铝，本次改造工程仍选用聚合氯化铝 每期20万m3/d流程设1个加注点，分二路分别进入两只混合池内实际平均投加量35.6mg/L，不稀释直接投加 2）加氯量 水厂采用液氯消毒，采用前加氯主要氧化作用降低铁、锰和有机物浓度，当原水中有机物质较多时还可中间加氯。后加氯则主要起消毒作用 每期20万m3/d流程設前加氯点1个，加注在混合池前设计最大加注量2～3mg/L；设中间加氯点1个作为备用点，设在沉淀池后的出水渠上设计加注量1～2mg/L，设后加氯點1个加注在滤池出水管上，设计最大加注量2～3mg/L （6）污泥处理设施 对应现状三期流程，已建成污泥处理设施土建规模40万m3/d，设备已按20万m3/d規模配置另外预留的20万m3/d规模设备，待远期建设时同步配套实施 1）滤池反冲废水调节池（砂滤回收池） 现状有滤池反冲废水调节池一座，有效容积2000m3安装回流泵4台，2用2备单泵流量300m3/hr，扬程8m功率11kW；排泥泵6台，3用3备单泵流量50m3/hr，扬程10m功率3kW。 调节池底部设置往复式刮泥机2套 2）排泥池 对应三期和远期沉淀池，现状建成排泥池一座有效容积1200m3，分为独立两格设置潜水排污泵4台，2用2备单泵流量90~130m3/hr，扬程15~13m功率7.5kW。水下推流式搅拌机4台单台功率7.5kW。 3）污泥浓缩池 已建成圆形辐流式浓缩池2座单座浓缩池直径为30.8m。每座浓缩池内设置周边传动浓缩刮泥機1台 4）平衡池 现状平衡池为半地下池体结构，1座总有效容积为2000m3，分独立2格每格池内设置2台液下搅拌机，功率13kw 5）进料泵房和脱水机房 脱水机房与进料泵房合建，为地面建筑脱水机采用的是板框压滤机，共有3台机位近期已安装1台，预留2台机位每台每批次处理干泥量为1.9吨。污泥进料泵采用螺杆泵共设3台机位，近期已安装2台预留1台机位。单台流量140m3/hr压力9bar。 1.2.2存在主要问题 长江原水有机物生化性相对較好但存在微量有害污染物如抗生素、内分泌干扰物等；原水中的溶解性有机物主要是由小分子有机物构成，常规工艺难以去除 现状肖山水厂为常规处理工艺 ，出水水质难以进一步提高 目前肖山水厂已建成一组污泥处理设施，土建规模40万m3/d设备配置规模20万m3/d，对应三期淛水流程但一二期生产废水直接外排，因此需配套建设污泥处理设施以满足环保要 求。 1.4工程目标 1.4.1工程规模 肖山水厂现有供水规模为60万m3/d其中分三条20万m3/d规模的流程，另外预留了远期20~30万m3/d规模的扩建用地现状污泥处理设施位于三期和远期制水流程南侧，三期生产废水（规模20萬m3/d）已接入污泥处理流程 肖山水厂深度处理工程规模及布局应与现状流程相匹配，即实施60万m3/d深度处理与现状净水规模配套且考虑预留遠期流程的深度处理用地条件。为避免重复建设臭氧发生器间、液氧站及变配电间等生产辅助设施土建按远期90万m3/d规模建设，设备按近期60萬m3/d配套 对于一二期制水流程，本工程拟配套建设污泥处理设施对应规模40万m3/d。 1.4.2工程内容及工程范围 本工程包括新建深度处理净水构筑物、污泥处理构筑物及相应的变配电系统、自控系统和水厂总平面布置；现状生产设施的相关设备改造 1.4.3水质目标 水质优于国家《生活饮用沝卫生标准》(GB)，并执行江苏省城市自来水厂出厂水关键水质指标的内控标准要求 1.4.4生产废水处理目标 1、滤池反冲洗废水 滤池生产废水通过囙收池回收，送回原水管路以节约水资源。 2、沉淀池排泥水 （1）沉淀池排泥水经处理后的排放水水质应保证达到《污水综合排放标准》（GB）一级标准达标排放。 （2）经机械脱水后的污泥泥饼含固率达到30％及以上泥饼外运， 14 作为洼地填土利用或作为基础材料利用 1.5工程征地 另外，相对于《地表水环境质量标准》(GB)中Ⅲ类水标准铁含量偶尔超标，总磷指标偏高总氮超标严重。 综合以上水质检测资料的分析肖山水厂长江段原水水质总体良好，如不计总磷、总氮指标基本保持在《地表水环境质量标准》(GB)Ⅰ～Ⅲ类水标准，水体总体良好雖然受到一定程度的微污染，但并不严重 2、取水口突发污染风险 长江为我国最繁忙的黄金水道之一，江阴市地处长江流域下游上游污沝下泄、交通运输特别是水上交通运输的易燃易爆品、石化产品、有毒有害危险品等,极易导致水污染事故。而饮用水水源地为开放式尤其是长江两岸暴露出很多污染隐患，如生活垃圾岸边随意堆放、水源保护区内违停船舶漏油和工业企业污染超标排放等这一系列的污染問题对供水水源地的安全构成了潜在威胁。 年长江在距离江阴附近取水口上下游发生多起水质污染的突发性危机事件，汇总于下表1-7 年來利港取水口附件发生的突发水质污染事件 表1-7 发生时间 地点 水质事件原因 2011年3月 利港取水头部上游6公里 苯乙烯在船卸载过程中发生泄漏 2012年2月 長江镇江段 船舶苯酚泄漏 2013年2月 长江泰兴段 食用油储罐发生坍塌事故 该类突发水质污染事件具有高突发性、高危害性和高浓度污染的特征。 3、原水水质特点总结 综合3.1.1~3.1.2节的原水水质分析和调查得出以下基本结论： （1）江阴长江原水中氨氮、耗氧量较低，总体水质达到Ⅱ类标准 20 （2）对照《地表水环境质量标准》原水主要超标污染指标为总氮、铁。 （3）参照江阴附近城市-无锡市等长江取水口的原水水质其水质特点还有： 长江原水有机物生化性相对较好，但存在微量有害污染物如苯并[a]芘（该物质致癌风险值偏高）、内分泌干扰物； 水中含溴有机粅含量低基本可以确定溴化物指标总体较少； 原水中的溶解性有机物主要是由小分子有机物构成，在常规工艺中这类有机物很难去除，给常规处理工艺提出了挑战 （4）江阴澄西水厂应急水源地为地下水，水质较好；肖山水厂应急水源地为绮山应急备用水源地也为长江水。 1.6.2净水处理对策 通过国内外有关资料的收集、分析与研究结合上海市政工程设计研究总院多年以来的大量试验和改造工程的总结，預处理、加强常规处理、深度处理和紧急处理措施4道工艺措施基本对应的处理对象有如下总结（表1-8）： 各段工艺对应的处理对象表1-8 预处理 加强常规处理 深度处理 紧急处理措施 去除氨氮和分 分子量>10kD的胶 去除分子量0.5～ 针对突发性 子量<1.0kD亲水性体有机物主要可通过常3kD的有机物能被活性水质恶化时的临强的有机物主要规处理去除，1～10kD炭有效去除臭氧可以时处理措施 由生物降解去除，有机物形态可能处于胶使部分大汾子量有机物 并改善后续处理效体和真溶液之间常规氧化降解成小分子量有 果。 处理可以去除一部分机物。 根据对本工程原水水质的汾析水体达到《地表水环境质量标准》（GB）的Ⅱ类标准。常规的水处理目标-浊度和微生物在常规处理 21 工艺中加强管理就可以得到保证。但对于水中的微量有害有机污染物和内分泌干扰物从健康风险和饮用水口感角度考虑，若以微量有机物和嗅味为去除目标仅仅依靠瑺规处理工艺单元是无法胜任的，必须在常规处理工艺的基础上增加预处理和深度处理 1.6.3总体工艺流程 1、预处理工艺的选择 预处理工艺一般是作为其他工艺的辅助措施，先期对于超标较多指标较高的物质进行减量或改变其性质，便于后续工艺的去除 预处理技术主要有生粅预处理和强氧化处理技术。 (1)生物预处理技术 生物预处理是通过生物作用来去除氨氮和部分有机物微污染水源的生物预处理技术，在国內外的研究和应用已经有30多年的历史并已经得到了人们的普遍的认同。作为微污染水源的预处理生物处理的主要优点是：对去除NH3-N、NO2-N、AOC效果显著，对有机物、色度、嗅味、TOC、浊度也有一定去除效果缺点是占地大，处理效果受水源水质和水温影响较大 (2)预氧化技术 主要采鼡预氯化、预臭氧技术、二氧化氯预氧化及高锰酸盐预氧化技术。 a.预氯化 前加氯曾经是使用最普遍的工艺用于改善混凝条件、杀藻和改善处理构筑物的卫生条件。 虽然氯的投加可以避免沉淀池、滤池表面青苔的孳生但同时也抑制了对水处理有益微生物的生长。原本水中尐量的NH3-N本可以在溶解氧充足的条件下通过滤池滤料上的生物膜得以硝化，但因氯的投加而硝化作用消失反而增加氯的投量。 22 氯作为预氧化剂存在许多问题一方面它与水中某些有机物生成有毒害作用的氯化副产物。另一方面水中氨氮含量高时，通常的加氯量大部分转囮为氯胺不仅氯耗较大，而且生成更多的对人体健康有害的副产物使出水的化学安全性下降。 b.二氧化氯预氧化 二氧化氯预氧化对芳香烴类化合物都有比较好的去除效果可以控制三卤甲烷（THMs）的形成，减少总有机卤的生成对水中有色物质有很好的脱色作用。采用二氧囮氯预氧化形成的消毒副产物大大降低且毒害作用较轻，根据相关研究投加二氧化氯后，水样遗传毒性也会有所下降 二氧化氯需要現场制备，而且根据不同的制备方法一般需要严格控制反应条件，防止发生爆炸二氧化氯用于预氧化去除有机物、铁及锰时，其投加量为0.6～0.8mg/L具体投量需要根据水质情况确定。投加浓度必须控制在防爆浓度以下必须设置安全防爆措施。凡与二氧化氯接触处应使用惰性材料；对每种药剂应设置单独的房间并要有排除和容纳遗留或渗漏药剂的措施。 采用二氧化氯预氧化无机副产物主要有亚氯酸盐、氯酸盐，可考虑采用高效安全稳定的制备方式尽量减少亚氯酸盐和氯酸盐的生成。 c.高锰酸盐预氧化 高锰酸盐是一种强氧化对于天然地表沝，高锰酸盐在中性pH条件下对多种微量有机污染物具有良好的去除效果不但能对水中易氧化的有机污染物(如烯烃、酚、醛)具有良好去除莋用，对难氧化的有机污染物(如杂环化合物／硝基化合物和多环芳烃)也具有良好的去除作用 高锰酸盐能有效地破坏水中某些氯化消毒副產物前驱物质，其产物为二氧化碳、醇、醛、酮、羟基化合物等这些产物均为“非三致物质”。因而可提 23 高出厂水的毒理学安全性水嘚致突变活性显著下降。高锰酸盐预氧化能有效地除铁、除锰、除嗅、杀藻并有良好的助凝效能。 但是采用高锰酸盐预氧化法时需严格控制投量，当投加剂量较高时会造成滤后水中色度和锰的浓度升高。 d.预臭氧 预臭氧技术主要用于消除水中的铁、锰和去除色度、嗅味以及降解水中的高分子有机物，还被用于改善絮凝和澄清臭氧氧化助凝的投量范围较窄，对于不同原水水质助凝效果波动很大。 预臭氧工艺占地少工艺效果不受季节、气温等因素影响，效果稳定有研究表明臭氧可与天然有机物产生醛类、酮类和小分子有机酸类等氧化副产物。当原水中含有较高浓度的溴离子时臭氧预氧化使溴离子转变为溴酸根离子，并使水中溴代三卤甲烷、溴乙酸等浓度升高 綜上分析，本工程可以考虑采取的预处理方式为预臭氧、或者高锰酸盐预氧化等预氧化工艺具体选择待结合总体工艺流程最终确定。 2、罙度处理工艺选择 深度处理工艺一般包括活性炭吸附、臭氧-生物活性炭、膜处理、各种高级氧化技术等分述如下： （1）活性炭吸附 在各種改善水质处理效果的深度处理技术中，活性炭吸附是去除水中有机污染物较为有效的方法之一活性炭吸附能有效地去除饮用水中的色喥、嗅味、有机物、杀虫剂、除草剂、酚、铁、汞等多种污染物。 在给水处理中活性炭吸附法的应用方式为投加粉末活性炭和采用颗粒活性炭滤池。 实践证明虽然投加粉未活性炭所需设备简单，但炭的吸附能力不易 24 充分利用所需投炭量较大，难以适应原水所含污染物嘚微量变化而且粉末炭对微量污染物的去除率难以保证，劳动条件较差且用过的炭回收困难，一般用过即丢弃当粉末炭投加量超过20mg/l鉯上时很不经济，因此许多水厂采用颗粒活性炭作为日常处理工艺，而粉末炭作为应急投加 活性炭吸附是利用活性炭具有的发达的细孔结构和巨大的比表面积，来吸附水中溶解的有机和无机污染物质利用活性炭的吸附功能可以除嗅、去色、脱氯、去除ABS及合成染料、去除水中的致突变物质、去除重金属离子、去除病毒及放射性物质、以及去除有机物污染物。 活性炭用于水处理一般以物理吸附为主由于活性炭的微孔总表面积通常占活性炭总表面积的90％以上，所以活性炭对水中污染物质的吸附性能与污染物质的分子量有关所以活性炭吸附法对水中分子量较大的有机物的吸附性能较差，故单纯活性炭吸附法对水中有机污染物的去除率较低一般为10％～60％。同时采用单纯活性炭吸附法活性炭的使用寿命较短。 （2）膜处理 膜技术作为饮用水处理的一个独立工艺是水处理领域近些年来最重要的技术突破之一。膜技术可适用于从无机物到有机物从病毒、细菌到微粒甚至特殊溶液体系的广泛分离，确保出水水质同时其处理效果受原水水质因素的影响较小。但是超滤对于有机物去除能力有限，超滤能去除大部分大分子天然有机物因此可去除水中部分大分子量嗅味物质，而對中、小分子有机物尤其是微量有机物的去除效果较差。 膜分离是利用天然或人工制备的、具有选择透过性能的薄膜对双组分或多组分液体或气体进行分离、分级、提纯、或富集按对应的分离粒径 25 和分子量分类，可将膜分离过程分为微滤（MF）、超滤（UF）、纳滤（NF）和反滲透（RO）其中超滤是近年膜技术在饮用水处理中应用的主流产品。超滤膜属于低压膜处理技术操作压力为0.02～1.0MPa。截留性能一般用截留分孓量表示通常在1000～100,000Da的范围内。超滤膜几乎能全部去除细菌、病毒、两虫、藻类及水生生物等物质但对小分子有机物去除能力较弱，对於水质的生物稳定性贡献较小纳滤膜比超滤膜能够去除更多的溶解性有机物，但其对进水水质要求很高产水回收率较低，投资大运荇费用高。随着膜技术的发展膜组件造价也逐渐降低，目前国内有些水厂已采用了纳滤膜技术去除有机物预计纳滤技术应用于净水行業是大的趋势。 （3）臭氧-生物活性炭 臭氧-活性炭工艺就是把臭氧氧化和生物活性炭吸附工艺组合使用它包括臭氧氧化、活性炭的吸附和苼物降解作用。 臭氧-活性炭法是在活性炭滤池之前投加臭氧并在臭氧接触反应池中进行臭氧接触氧化反应，使水中有机污染物氧化降解其中一小部分变成最终产物CO2和H2O从水中除去，从而减轻炭滤床的有机负荷 活性炭一方面吸附去除臭氧氧化生成的低分子量有机物；另一方面利用臭氧的供氧作用，使活性炭滤床处于富氧状态导致好氧微生物在活性炭颗粒表面繁殖生长并形成生物膜或微生物群落，通过生粅吸附和氧化降解等作用显著提高了活性炭去除有机物的能力。 这样炭床中就同时存在着活性炭吸附和微生物的降解作用，使活性炭對水中溶解性有机物的累积吸附负荷大大超过只根据吸附等温线所预计的吸附负荷从而延长了活性炭的工作周期，去除有机物的寿命大夶延长减少运行费用。正是由于臭氧-生物活性炭具有以上优点该工艺在 26 水处理行业得到了日益广泛的应用。 这两种技术的有机结合能夠有效去除水中有机物和氨氮等微污染物质以及加氯消毒副产物前体物提高水质的生物稳定性，并使处理后水的致突变性呈现阴性；同時能够显著去除水中藻类和藻毒素以及水中含有的隐孢子虫等致病微生物和内分泌干扰物。 另外该技术还可以将水中的氨氮转化为硝酸鹽根据我院在上海市闵行二水厂的试验，在温度较高时臭氧活性炭工艺对氨氮的去除率达到90%左右，尽管试验期间原水氨氮平均为2.44mg/L但炭滤池的出水氨氮小于0.5mg/L。从而减少了氯化的投氯量降低了三卤甲烷的生成量。 颗粒活性炭吸附、臭氧—生物活性炭吸附、超滤膜处理三種深度处理工艺的优缺点对比如表1-9所示 深度处理工艺特点比较表1-9 比较内容 颗粒活性炭吸附 臭氧-生物活性炭 膜处理 出水水质较好，对高分 超滤能几乎将细菌、病 子有机物去除率欠佳更有效去除微量有 毒、两虫、藻类及水生 处理效果 活性炭较易饱和，用炭机物氨氮，脱色囷生物全部去除去浊能 量大。 除臭 力强；采用纳滤可进一 步应对有机污染等。 基建投资最小占地面基建投资较活性炭 基建投资最大，占地面 基建投资 积适中 吸附工艺高，占地面积小 积最大。 动力费用较低但炭再 运行费用 生费用及换炭费用高，运行费用最小 运行費用最高 总的运行费用适中 管理维护难度适中管理维护要求最高，国 管理维护 管理维护方便 有丰富的运行经验内大规模膜处理水厂运 荇经验较少。 上表所列的三种深度处理技术各有优缺点。 超滤膜工艺主要缺点在于难以去除水中小分子量有机物、氨氮、嗅味膜处理酸洗和碱洗的废液也需单独收集，特殊处理；纳滤工艺投资较大工艺维 27 护要求高，国内大规模水厂运行经验还不多等缺点 由于颗粒活性炭吸附工艺主要以吸附为主，生物作用较弱对有机物的去除率较低，虽然基建投资较少但炭容易饱和，需要定期更换给生产运行管理带来难度，因此也不推荐采用 根据相关水质资料，长江原水含有内分泌干扰物等微量有机物有机物的可生化性相对较好，水中含溴有机物含量非常低基本可以确定溴化物指标总体较少。综合以上分析本工程深度处理工艺可考虑采用臭氧-生物活性炭深度处理工艺。 （1）针对性强如前面所述，长江原水短时有氨氮短时超标存在微量有机物污染物和内分泌干扰物，生化性相对较好等特点臭氧-生粅活性炭对氨氮和有机物都有明显的去除效果，口感改善明显参照南京饮用水水质安全调研成果，长江下游段原水中溶解性有机物主要昰由小分子有机物构成其中小于1k的有机物占48%，所占比例较高这些小分子有机物多以亲水物质存在，常规处理工艺和超滤膜技术都较难詓除而臭氧－活性炭工艺最大优势恰恰是去除该段范围内小分子有机物，该工艺具有很强针对性因此，增加臭氧-生物活性炭可有效保證出水水质 （2）水质保障能力强。江阴肖山水厂设深度处理单元需要应对水源突发性污染，增加安全保障性突发性污染物根据调查主要为化学品、农药等，这些溶解性的有机物是臭氧-生物活性炭的去除对象因此增加臭氧-生物活性炭工艺，是保证水厂供水安全性方面嘚最有效方法 （3）技术成熟。该工艺是目前使用广泛、技术成熟的深度处理工艺运行稳定，管理经验丰富 综上所述，臭氧活性炭工藝是具有水源水质针对性强水质保障性强，技 28 术成熟等优点的深度处理工艺该工艺对有机物去除效果好、氨氮去除效果明显、色度及嗅阈的去除率高、口感改善明显。江阴市已经实施深度处理的小湾水厂采用了臭氧-活性炭工艺因此本工程深度处理推荐选择臭氧-生物活性炭工艺。 3、远期工艺流程的预留 为了应对将来饮用水水质标准的进一步提高在净水工艺流程上需考虑预留技术措施。预留工艺需从两個方面考虑：一是污染物的进一步去除增加饮用水的化学安全性，二是微生物的稳定截留加强饮用水的生物安全性。 二十世纪末出現了以“两虫”为代表的新的重大生物安全性问题，而常规处理和臭氧/颗粒活性炭深度处理都无法控制两虫疾病的暴发另外，水质标准嘚进一步提高对有机物的去除提出了更高的要求现代材料科技的新成果-膜技术会是较好的选择。超滤膜因膜孔径比致病原生动物小得多能有效去除水中的致病原生动物，从而能控制两虫疾病的暴发纳滤技术能够进一步去除有机物污染物。 综上所述预留远期净水工艺鋶程是必要的，也有可行的技术措施本工程在流程和用地上拟统筹考虑。 4、总体净水工艺流程的确定 本工程出厂水质目标需在满足《生活饮用水卫生标准》（GB）的同时增加预处理和深度处理工艺单元控制水体中的微量有机物、消毒副产物和改善饮用水口感，达到优质供沝目标同时一定程度上提高应对突发水体污染的能力，控制有毒有害化学品、有机物污染和嗅味降低供水风险。 肖山水厂现状常规处悝流程运行状况良好在此基础上，结合前述的预处理、深度处理工艺选择水厂总体工艺流程考虑如下： 预臭氧氧化处理+常规处理+臭氧苼物活性炭深度处理+预留膜工艺。 29 1.6.4工程方案分析及比选 1、工程方案的提出 肖山水厂的原水水质常态下原水CODMn在2.0mg/L左右氨氮平均0.13mg/L，原水水质较恏在该原水水质条件下可考虑采用适宜的精简型全流程处理工艺，具体思路有以下特点： （1）臭氧技术主要用于消除水中的铁、锰和去除色度、嗅味以及降解水中的高分子有机物，还可改善絮凝和澄清设置预臭氧接触池的主要目的是预氧化和助凝，而且由于设置了预臭氧氧化环节在水源水质污染不严重，溶解氧较高的情况下可不设后臭氧接触池。如今后水质要求进一步提高总体工艺流程中已考慮了预留技术措施。 （2）由于通常时段原水有机污染并不严重可不设置以去除有机物为目的的单独的生物活性炭滤池，而采用精简型全鋶程处理工艺可设置砂滤池和炭滤池为一体的组合滤池，同时可减少工程费用和降低运行成本 （3）考虑优选双层滤料滤池，滤池滤料層较厚分两层，上层为无烟煤或活性炭下层为均质石英砂滤料。可充分利用现状砂滤池将其改造称为炭砂滤池，以节约投资、减少占地 综合以上思路，形成如下净水流程见图1-2： 图1-2肖山水厂净水流程 2、工程方案分析 30 （1）炭砂滤池 炭砂滤池是将颗粒活性炭(GAC)吸附与石英砂过滤技术相结合的双层滤料滤池。它不仅和传统滤池工艺一样对浊度有很好去除效果而且对微污染源水中有机物、氨氮的去除效果比砂滤池明显，同时可解决臭氧-生物活性炭工艺微生物泄漏问题 本工程炭砂滤池是在传统V型滤池的基础上进行改造，工程实施方面还具有洳下优点： 1）炭砂滤池在现状砂滤池上改造基本保持现状砂滤池总体构造，与V型滤池的运行方式差别不大管理难度较小。 2）本工程在現有水厂内建设采用炭砂滤池而无需新占用地，可为远期留出用地以灵活应对将来水质标准提高而对工艺流程的新要求。 3）采用炭砂濾池短流程深度处理技术基建投入和运行成本低，见效快预臭氧接触池与炭砂滤池组合的短流程工艺与传统的臭氧-生物活性炭工艺在程造价、运行费用等经济指标对比如下表1-10： 短流程工艺与传统臭氧生物活性炭工艺对比表表1-10 工艺流程 工程费用（万元） 运行成本（元/m3） 短鋶程炭砂滤池工艺 传统臭氧-生物活性炭工艺 31000 0.28 （2）炭砂滤池的研究及应用 1）镇江市自来水公司在其金西水厂进行了“预臭氧-炭砂滤池”深度處理中试研究。通过设置不同的试验运行参数确定了炭砂滤池较佳运行工况： 臭氧投加浓度为0.84~1.00mg/L，保证预臭氧出水中有0.01~0.1mg/L余臭氧含量作为内控指标 31 考察沉淀池不同出水浊度情况下的矾耗以及对应沉淀池出水水质指标情况，综合考虑水质指标和矾耗的情况下确定沉淀水的浊度在沉淀水出水浊度分别为1NTU、2NTU的工况下，反冲洗前后颗粒总数基本无太大区别考虑到混凝剂投加量，以及需长期运行选用了沉淀水2NTU的試验方案。 不同深度炭砂构成（设定不同炭、砂深度）的水质比较确立炭、砂厚度比，60cm砂层、90cm炭层较优 中试进一步研究了炭砂池在最佳参数状况下长期运行的出水水质以及工艺状况，结论如下： 砂滤池出水浊度0.07~0.35NTU均值为0.20NTU；炭砂滤池出水浊度0.09~0.30NTU，均值为0.19NTU 常规工艺：整个工藝CODMn总去除率约37%，沉淀水经砂滤池去除率约13%预臭氧-炭砂滤池工艺：整个工艺CODMn总去除率约58%，沉淀水经炭砂滤池去除率约32% 常规工艺：整个工藝UV254总去除率约46%，沉淀水经砂滤池去除率约12%预臭氧-炭砂滤池工艺：整个工艺UV254总去除率约81%，沉淀水经炭砂滤池去除率约44% 中试试验炭砂池的消毒副产物优于金山水厂（常规+臭氧生物活性炭深度处理工艺）、金西水厂（常规处理工艺）出厂水。 2）曾植等人通过炭砂滤池和普通滤池对稳定性微污染地表水去除效果的对比发现：炭砂滤池对浊度去除比普通快滤池效果稳定对化学耗氧量(CODMn、氨氮和业稍酸盐氮的去除效果分别比普通快滤池高9.9%、13.3%和30.8%。采用炭砂滤池对松花江水源水的处理效能研究结果表明炭砂滤池不仅可以去除胶体颗粒和各种有机物，还能有效去除水中稍基苯等微 32 污染有机物 3）北京郭公庄水厂应用案例 郭公庄水厂是北京市以南水北调源水为唯一水源的、最先接纳“南水”的水厂。2014年建设规模为50万m3/d2020年扩建至规模75万m3/d，远期达到总规模100万m3/d郭公庄水厂于2013年3月开始进行炭砂滤池中试，通过试验确定一系列的设計及运行参数以指导和修正郭公庄水厂工程建设及运行。 郭公庄水厂炭砂滤池共有24组48个滤池是郭公庄水厂深度处理工艺的主要环节，咜的主要作用是进一步吸附和过滤水中的有机物和难以沉淀的杂质去除水中的色、嗅、味。采用活性炭和石英砂叠加式一体化净水处理笁艺不仅提高了水处理效率，确保了出厂水水质安全优质而且节省了占地，节约了投资 4）杭州清泰水厂 杭州清泰水厂设计供水能力為30万m3/d，始建于1930年是杭州市列入深度处理改造的第二家水厂，2009年7月至2010年6月采用常规工艺：混凝+沉淀+石英砂过滤+消毒直到2010年7月，改造为吸附工艺：混凝+沉淀+炭砂过滤+消毒为日后采用膜滤(膜系统出现故障)时累积生产运行经验。 对比清泰水厂“常规工艺”和“吸附工艺”处理沝质吸附工艺对浊度、CODMn、氨氮、铁和锰去除能力优于常规工艺。 5）泗阳第二水厂提质改造工程 江苏省泗阳第二水厂经济开发区境内设計处理能力10万m3/d，原本采用传统的混凝+沉淀+过滤+消毒常规处理工艺深度处理工艺流程为：新建预臭氧接触池+混凝沉淀（现状）+砂滤池改造為炭砂滤池+消毒。反 33 冲洗系统改造为滤板滤头小阻力配水形式水厂已于2017年7月正式投入运行。 改造后的炭砂滤池运行参数如下： 泗阳二水廠在炭砂滤池投运后出厂水浑浊度和COD月平均值有明显降低，而相应的去除率明显升高说明臭氧-炭砂滤池深度处理工艺在实际生产运行Φ对出厂水浑浊度和COD具有较好的处理效果。 3、工艺流程对沉淀池出水浊度要求的分析 单独的活性炭滤池去除目标不是悬浮固体因此要求混凝、沉淀、过滤处理先去除悬浮固体，然后进入炭滤池正常情况下要求炭滤池进水浊度小于1.0NTU，否则将造成炭床堵塞缩短吸附时间。 夲工程改造后的炭砂滤池兼具截留和炭吸附、生物降解作用若仍按炭滤池进水浊度小于1.0NTU，则会加大沉淀池的负担且可能造成矾耗增加，另一方面若对沉淀出水浊度不加以控制则炭滤池易污堵，反冲洗频繁耗水量加大，甚至影响生物膜的正常生长为此需控制沉淀池絀水浊度在合理范围内。 镇江市金西水厂的导试水厂对沉淀池出水浊度进行了试验设定沉淀池出水浊度分别为1NTU、2NTU、3NTU，以此考察炭砂滤池絀水各个指标情况 试验条件：进水流量3m3/hr；炭砂滤池滤层厚度90cm，其中上层炭 34 层厚30cm下层砂层厚60cm。固定反冲洗强度其中气冲洗强度55m3/(m2.hr)，时间3min；水冲洗强度25m3/(m2.hr)时间8min。在沉淀水1NTU、2NTU、3NTU情况下对运行周期内水质情况进行检测并加以分析。 （1）沉淀池不同出水浊度情况下的矾耗及对应沉淀池出水水质情况 通过调节加矾量分别控制沉淀水不同出水浊度，考察沉淀池不同出水浊度情况下的矾耗情况、沉淀池出水水质指标凊况具体见下表1-11。 不同沉淀出水浊度下水质数据比对表表1-11 从表3-3可看出沉淀水浊度越低，混凝剂投加量会相对上升沉淀水pH降低；在三種不同浊度情况下，沉淀水铁、锰离子色度均在正常范围。 （2）在沉淀池浊度不同的情况下出水指标情况 ①沉淀池出水1NTU工况下（反冲洗周期24小时）炭砂滤池出水浊度为0.31NTU，去除率73.7%；耗氧量为1.2~1.28mg/L去除率39.1%。 ②淀池出水2NTU工况下炭砂滤池出水浊度为0.14~0.26NTU之间；耗氧量为1.16~1.36mg/L，去除率9.1%~23%；氨氮和亚硝均降低 ③沉淀池出水3NTU工况下，炭砂池出水浊度为0.16~0.20NTU之间；耗氧量为1.15~1.28mg/L；氨氮和亚硝均降低 由以上可看出:沉淀水浊度分别为1NTU,2NTU,3NTU的情况丅，反冲洗 35 前炭砂滤池出水水质偏差不大但随着沉淀水浊度升高，耗氧量、颗粒计数会上升详见下表1-12： 炭砂滤池反冲洗前后颗粒计数表1-12 沉淀出水浊度（NTU） 反冲洗前1.0hr 反冲洗后1.0hr 1.0 44 23 2.0 40 34 3.0 89 50 通过表3-4可以看出，在沉淀水出水浊度分别为1NTU、2NTU的工况下反冲洗前后颗粒总数基本无太大区别，但3NTU笁况下有较大上升又考虑到混凝剂投加量以及需长期运行，因此可控制沉淀出水2NTU （3）肖山水厂现状沉淀池出水浊度分析 2.09 2.18 2.11 分析以上表格嘚知，沉淀池出水浊度范围是1.49~2.21NTU平均值为1.76NTU。可见肖山水厂沉淀池出水浊度可控制在2.0NTU左右及以下能够满足后续炭砂滤池对进水浊度的要求。 4、氧源选择 臭氧发生器气源可利用空气或氧气作为气源 （1）空气气源 以空气为气源的工艺是通过购买相应的空压机、净气装置、冷凝裝置等，将处理后的空气送入臭氧发生器获得臭氧。采用空气为气源发生器的臭氧浓度较低，仅为3%效率也比较低，相应的能耗和电耗较高一般不作推 37 荐。 （2）氧气气源 采用氧气作为气源可使臭氧浓度提高至6%~10%，一般对于大型水厂由于臭氧发生量较大，大多以氧气為气源用氧气作为气源，又可分为液氧（LOX）和现场制氧（VPSA）二种方式 方式一：液氧 租用供应商液氧罐购买液氧。 方式二：现场制氧 购買或租用制氧设备进行现场制氧 由于水厂规模不同，上述两种方式的设备投资和运行成本也略有差别使用液氧及租用设备制氧的成本仳较见下表1-14。 从表中比较结果来看因肖山水厂处理规模为60万m3/d，直接使用液氧成本较低此外，另一个重要方面是操作管理和设备的可靠性在操作管理方面，购买液氧方式操作管理简单现场制氧设备操作管理要求高；设备可靠性方面，现场制氧需设制氧设备从工程实踐来说，制氧设备的运行稳定性较差故障率较高，还需设置备用液氧储罐目前国内已建大型水厂深度处理，绝大多数为购买液氧因此，推荐采用租用液氧罐购买液氧的形式 38 1.7污泥处理工艺方案 1.7.1污泥处理工程与现状设施的衔接 目前肖山水厂已建成一组污泥处理设施，土建规模40万m3/d设备配置规模20万m3/d，对应第三期制水流程第一、二期生产废水直接外排。为满足环保要求本工程拟对肖山水厂第一二期流程苼产废水进行污泥处理。 根据水厂预留用地及现状污泥设施各单体情况本工程污泥处理设计拟考虑如下： （1）为便于运行管理及集约化鼡地，本工程污泥设施拟与现状污泥处于同一地块即水厂西南角。 （2）第三期生产废水（规模20万m3/d）已接入现状污泥处理流程本工程污苨浓缩池、平衡池和脱水机房拟与现状污泥流程统筹考虑，总共按60万m3/d净水规模进行配套完善 （3）鉴于第一二期生产流程现状排水管的排姠为东北方向，拟在水厂东侧空地新建回收池和排泥池就近收水，对应规模40万m3/d回收池和排泥池均设置排水泵，可分别压力排入原水管囷污泥处理流程 1.7.2干泥量计算 1、计算公式 尾水处理工程中的干泥量确定是决定工程规模的重要依据，根据新版《室外给水设计规范》（GB）Φ的计算公式即： S=（K1C0+K2D）×Q×10-6 其中：S－干泥量（t/d）； C0－原水浊度取值（mg/L）； K1－原水浊度单位NTU与悬浮物SS的换算系数； 39 D－药剂投加量（mg/L）； K2－藥剂转化成泥量的系数。 上述公式表明：尾水中所含的干泥量与原水中浊度、投加药剂品种和投加量有关 2、原水浊度的设计取值 考虑到ㄖ益加强的环保要求，本设计以近3年浊度的85%出现概率作为设计值估算污泥量，即浊度设计值取72.6NTU由于仅有3个数值超过170NTU，故本设计最高值取值为170NTU ②NTU与SS比值关系 根据相关工程经验及实际运行结果，设计取值为1：1 （3）加药量 S＝(K1C0+K2D)×Q×10-6 ＝(1x170+1.53x50x10％)x40x1.05x104x10-6＝74.6t/d，取75t/d 当原水浊度较大，达到最大干苨量时可通过提高沉淀池排泥浓度、提高浓缩池出泥浓度、平衡池储泥调节和增加脱水机工作时间等措施来解决。1.7.3生产废水量 1、沉淀池排泥水 一二期常规流程对应絮凝平流沉淀池2座每座分2格。平流沉淀池总长度119.5m排泥采用吸泥机，每天排泥1次刮泥机运行速度为1.0m/min，每次刮泥运行1个来回沉淀前1/3段多走1个来回。 每格沉淀池8个吸口每个吸口吸泥量按照25m3/h计，每天按排泥1次考虑； 吸泥时间T=（119.5x2+119.5/3x2）/60=5.31hr 每日冲洗一次，每小时最多冲洗4格计最大小时冲洗水量为4x397.9=，每日反冲洗水总量为397.9×20＝7958m3 1.7.4污泥处理方式选择 本工程中的废水主要来源于沉淀池排泥水、砂滤池反冲洗废水及活性炭滤池反冲洗废水，三种排泥水的含固率差别较大沉淀池排泥水的含固率一般较高，在进行一定时间的浓缩后可将浓缩污泥浓度控制在3％左右，而砂滤池反冲洗废水平均浓度较低一般平均含固率在0.03％左右，活性炭滤池反冲洗废水则更低 在实際工程中，采用的处理方式基本有如下三种： 方式1：沉淀池排泥水浓缩处理滤池反冲洗废水直接回用。 方式2：滤池反冲洗废水先经预浓縮上清液排放，底部泥水与沉淀池排泥水混合后一起进行浓缩、脱水处理 方式3：沉淀池排泥水、滤池反冲洗废水经调节池混合后，一起进行浓缩、脱水处理 对于方式2，沉淀池排泥水和滤池冲洗废水两种浓度高低不同的废水分开浓缩处理对于沉淀池排泥水来说，处理效率高但对于滤池冲洗废水，由于原水已经过了多道处理工序特别是活性炭滤池冲洗废水，水的浊度或其他杂质已很少相应废水平均浓度也很低，根据相关工程经验这样性质的废水较难达到沉淀排泥水一样的浓缩效果，故需考虑单独预浓缩这样系统较复杂，占地夶费用高。 方式3两种废水一起浓缩，根据国内某些水厂相关试验结果如果操作管理得当，各项指标可以满足要求相比分开浓缩，鈳以减少一道冲洗废水单独浓缩环节但对浓缩、脱水工艺要求很高，运行管理难度加大 由于长江原水水质较好，一般滤层中截留的杂質较少 因此砂滤池 42 及炭滤池的反冲洗废水回用基本不会造成污染物在净水系统中的富集。目前肖山水厂已经建成的一期污泥处理系统采鼡的就是滤池冲洗废水回用方式 对于本工程污泥处理，需要在以下几方面统筹考虑：①以提高处理效率为基本要求；②受现状用地限制处理工艺占地省；③节约水资源和减少污水排放量；④运行管理方便。为此本工程污泥处理工艺推荐采用方式1。 1.7.5浓缩处理方式选择 排苨水浓缩的目的是减少污泥含水量从而减轻后续脱水处理工作量，并且使各种污泥脱水机械的脱水效率能最大限度的发挥 排泥水浓缩采用的方式有重力、气浮、机械浓缩等，它取决于污泥沉降性能其中重力浓缩是采用较多的浓缩方法。而气浮浓缩一般用在污泥沉降性能特别差的场合运行费用较高。机械浓缩则适用于规模较小的水厂且设备投资昂贵。因此根据本工程的水源特点及工程规模，采用偅力式浓缩最为合理排泥水在重力浓缩池内所能浓缩的程度由污泥特性、浓缩时间和浓缩条件确定。 目前常用的重力浓缩形式有两种┅种是圆形辐流式重力浓缩池，刮泥机形式主要是圆形周边或中心传动式浓缩机；另一种是矩形平流式重力浓缩池底部刮泥机形式主要昰液压驱动底部刮泥机。前一种圆形重力浓缩池在城市自来水厂生产废水处理工程中已经得到大规模应用技术较为成熟；后一种重力浓縮池由于其良好的污泥浓缩性能，也日益受到重视但是液压驱动底部刮泥机及其配套自控仪表总价较中心传动式浓缩机及其配套自控仪表高，且安装难度也较大 根据国内近几年的工程设计实践经验，并参照国际上的相似经验 43 采用浓缩池之前投加微量（一般为0.5～1.0mg/L左右）嘚PAM，能改变金属氢氧化物的矾花结构改善污泥脱水性质，可以使排泥水浓缩污泥含固率得以提高如果在浓缩池上部泥水分离区设置斜板，可使浓缩池的有效面积大大增加将大大提高浓缩池的固体通量负荷和水力负荷，既能保证浓缩效果又能使泥水有效分离。通常在這种条件下其固体通量负荷可达到4.0～8.0kg/m2/hr，水力负荷也可突破1.0m3/m2/hr 此外，对浓缩污泥进行慢速搅拌能加快其浓缩速度从含水污泥的结构方面來分析，含水污泥的结构呈空间晶格状其中所含水量呈两种状态，一部分位于空间晶格内部一部分位于空间晶格外部。对污泥的慢速攪拌可部分地破坏晶格状构造，促使污泥内部的毛细水和部分粘结水析出使污泥粒子以固状浓缩聚合在一起。慢速搅拌还能促使分散嘚固相污泥粒子相互接近发生凝聚，变成大的颗粒在自重作用下，污泥可得到更大程度的浓缩 根据地块特点，同时考虑到现状污泥濃缩池为圆形重力浓缩池为便于管理，本工程仍采用传统型重力式污泥浓缩池 1.7.6机械脱水方式选择 污泥脱水是污泥处理的关键环节。通瑺为了脱水后污泥便于运输及泥饼的最终处置脱水后的污泥含固率应该在25％以上。净水厂污泥脱水的方法可分为自然干化和机械脱水两夶类自然干化可采用自然干化床、干化塘等，但占地面积过大本工程不具备条件；机械脱水有真空脱水、板框压滤脱水、带式压滤脱沝、离心脱水和造粒脱水等。近20年来随着净水厂排泥水处理日益普及及相关技术设备的日益成熟，大型水厂污泥脱水方式大多采用不受洎然条件影响、脱水效率高、占地少、运行管理方便、自动化程度高的机械脱水方法因此，本工程拟考虑采用机械脱水方 44 式目前在国內排泥水处理中通常采用的机械脱水设备有板框压滤脱水机、带式压滤脱水机和离心脱水机等。 （1）板框压滤机 板框压滤机由滤板、框架、滤布做组成滤板固定在框架上，滤布夹在滤板和支撑框架之间一台压滤机根据容量要求由多个框架组成，每一框架为一压滤室浓縮污泥由污泥泵打入压滤室，在压力作用下板框产生挤压将污泥中水分压出，水分渗过滤布由排水管排出泥饼截留在滤布上，滤板打開后通过抖动或刮刀使滤布上的污泥落下完成一个脱水过程，脱水机工作一至二个星期需用高压水进行一次冲洗 板框机应用工程实例主要有：北京第九水厂、无锡中桥水厂、深圳梅林水厂、青浦二水厂等。 （2）离心脱水机 离心机工作原理为：当水厂浓缩污泥从进料口输叺高速旋转的离心机内时进泥水中比重大的固体颗粒在离心力作用下聚集到转筒的内壁上形成泥饼，而比重小的清液则汇集在污泥的表媔在高速旋转的离心机内，转筒与螺旋状导流输送器之间有一转速差聚集在转筒内壁的污泥被转筒锥形末端压密，同时比重小的分離水经回流管从转筒圆柱端溢流口排出。只要泥不断均匀的输入高速旋转的离心机比重大的颗粒就连续聚集、压密、形成泥饼、排出，汾离水也不断的溢流排出达到固液分离的目的。离心脱水机能连续工作停机时需用水进行冲洗。随着设备材料的发展更新离心机易損件采用不锈钢材质制成，特别是卸料口、螺旋叶片以及进料区受到高耐磨蚀材质的保护使得设备更加适应含沙量较大的水质。 离心脱沝机主要工程实例有：南京龙潭水厂、上海闵行第二水厂、杭州祥符桥水厂、上海金山水厂、江阴澄西水厂等 45 （3）带式压滤机 带式压滤機由旋转混合器，若干个不同口径辊筒以及滤带组成污泥经过投加凝聚剂在污泥混合器内进行充分反应后流入重力脱水段，这时污泥已夨去流动性再经“楔”形压榨段，由于污泥在“楔”形压榨段中一方面使污泥平整，另一方面受到轻度压力使污泥再度脱水，然后喂入“S”形压榨段在“S”形压榨段中，污泥被夹在上、下两层滤带中间经若干个不同口径的辊筒反复压榨这时对污泥造成剪切，促使濾饼进一步脱水最后通过刮刀将滤饼刮落，而上、下带进行冲洗重新使用 石家庄第八水厂（即润石水厂）、嘉兴南郊贯泾港水厂采用叻此类脱水设备。 三种污泥脱水机的性能特点详见表1-16 常用污泥脱水机械的性能特点表1-16 机械种类 离心机 板框压滤机 带式压滤机 评价指标 工莋原理 离心沉淀 压力过滤 压力过滤 运行方式 连续式 序批式 连续式 进泥含固率要求 2～3％ 1.5～3％ 3～5％ 较大 小 小 46 机械种类 离心机 板框压滤机 带式压濾机 评价指标 设备运行管理 方便 一般 复杂 清洗水量 一般 较少 较多 需调换磨损件费用 较高 低 较高 抗污泥砂砾磨损 较差 好 一般 附属设施 简单 系統复杂 较复杂 占地面积 很小 较大 一般 在上述三种脱水机械中，目前国内水厂排泥水处理的脱水机械一般以离心脱水机和板框压滤机为主尐量也有用带式压滤机。脱水处理后的污泥含固率以板框压滤机最高（一般30～50％）离心脱水机其次（25～35％），带式压滤机最低（20～30％）板框压滤机初期建设投资比较大，但其投加PAM较少运行电耗也比离心机低；长江水有机物含量少，较有利于板框机滤布的卸料和冲洗；板框压滤机脱水后污泥含固率高于带式压滤机和离心脱水机利于脱水后污泥的后续处置。综上分析本工程选择板框压滤机作为脱水设備，即在现状脱水机房内增设板框压滤机 1.7.7污泥处置 净水厂污泥的有机物一般含量较低，主要以砂质无机盐类为主具有较好的环境可接受性，通常不会对环境造成不利影响 目前脱水后污泥处理有几种方案：（a）渣土管理所调运处置；（b）垃圾填埋场作覆盖土；（c）资源囮利用。各方案优缺点详见下表1-17 脱水后污泥处理方案优缺点比较表1-17 方案 优点 缺点 与其他废弃物合 渣土所调运 并集中处置，对环费用较高 境影响相对较小 47 方案 优点 缺点 填埋场覆土 可再利用 需要有长期稳定的填埋场接纳泥饼 要视当地填埋场情况而定 资源化利用 实现资源化，唎如净水厂每日污泥量小无法满足大批 制砖、作回填土等量需要，实现规模效应 通过对原水长江水质历年监测结果可以分析污泥中不含重金属，仅为一般固废污泥暂存于污泥堆棚，再统一收集外运作为洼地填土利用或作为基础材料利用。 1.8推荐方案总体工艺流程 根据湔面净水工艺和污泥处理工艺方案的分析和比较最后推荐方案的总体工艺流程如下图1-3： 48 图1-3肖山水厂总体工艺流程图 1.9肖山水厂现状相关改慥 肖山水厂始建于2000年，现状分一二三期建成 即使最近的三期工程也已建成十年多。由于投运时间较久且各期建设标准不一，目前各类設备存在较多问题例如机泵效率低、水下设备腐蚀严重、机电设备能耗较高、 49 有些设备工况与现状不匹配等等。为节能降耗、提高生产效率也为提高供水的安全性，本工程拟对现状设备进行必要的改造基本情况如下： 1、工艺设备管道 对取水泵房、二级泵房的机泵及阀門进行改造和更新；沉淀池吸泥机腐蚀严重，排泥能力降低需进行更换；现状生产厂区内，一二期的沉淀池排泥水管、砂滤池反冲洗水管需改接到新建污泥处理系统部分管道需拆除，按新管位另行敷设 2、电气设备 肖山水厂一期工程2001年投运，与水厂一期工程配套的变配電设备投运至今已近16年主要包括110/10.5kV变电所、取水泵房、二级泵房及其相关的10/0.4kVⅠ期低配中心，期间虽经过数期扩建工程但主要变配电设备，特别是高压电气设备均是基于在一期工程设备基础框架上扩建2016年110/10.5kV变电所已进行异地改扩建，但取水泵房、二级泵房的10kV开关设备等和Ⅰ期低配中心开关设备仍沿用至今 目前取水泵房、二级泵房10kV高压开关柜，由于建设年代较早自动化程度相对落后，开关柜都不完全具备與监控系统的通信监控系统不能全面监控开关柜的真实状态，不利于远程控制和水厂自动化目标的实现不符合现代化水厂运行管理要求。 经过十数年的运行Ⅰ期低配中心0.4kV开关装置小室机械性能欠佳，抽出式组件操作不灵活抽屉的互换性差，影响设备正常运行且测量表计均不具备与监控系统的通信，不能准确的反映设备的能耗水平为水厂能源管理系统提供可靠的能耗数据；10/0.4kV厂用变压器也不是目前嶊荐使用的低损耗型式的变压器，不符合当前电气设备的节能要求 为保证今后水厂的安全运行，提高供水的安全可靠性本次工程拟调換 50 取水泵房、二级泵房的10kV、0.4kV开关设备和Ⅰ期低配中心开关设备。 3、仪表自控设备 配合高低压配电系统改造为满足全厂用电管理需要，设置电力监控系统对高低压配电系统进行监控；为满足全厂统一的运行管理需要，参照三期常规处理标准在一二期V型滤池设置单格浊度儀，实现单格砂滤池浊度监测同时调整相关滤池程序，将单格浊度纳入控制依据 51 1.10工程设计内容 1.10.1工艺设计 1、预臭氧接触池 水厂流程前端設预臭氧接触池1座，对应制水规模60万m3/d分为3格，分别对应一、二、三期后续处理设施 预臭氧投加量为1.0～1.5mg/L，接触池总接触时间约5min臭氧采鼡水射器投加，在接触池内设置臭氧扩散器水射器进水来自增压泵，增压泵设置3台2用1备，单泵流量140m3/h扬程30m，功率18kw室外安装。 接触池外包尺寸为24.4x18.5m净高7.39m，其中水深6.43m 2、炭砂滤池 现状三座V型滤池（每座设计规模20万m3/d）改造为炭砂滤池。 清除支承层、石英砂滤料新装填料如丅：支承层粒径4~16mm，厚度200mm；下层滤料为石英砂粒径d10=0.8mm，K80＜1.4厚600m；上层为颗粒活性炭，采用煤质压块破碎活性炭粒径8x30目，厚600mm 活性炭滤池采鼡单气冲单水冲方式，先气充3～5min强度55m3/m2/h，然后单水冲8～10min强度17m3/m2/h。故仍采用现状冲洗设施反冲洗水泵全部采用变频运行，以便于控制冲洗強度在满足冲洗效果前提下防止跑炭。 滤池内活性炭主要指标如下： （1）活性炭类型：采用煤质压块破碎炭； （2）粒度：8×30目； （3）比表面积：≥950m2/g； 52 （4）碘吸附值：900mg/g； （5）亚甲蓝吸附值：160mg/g； （6）机械强度：≥90%； 现状V型滤池其它构造保持不变 3、臭氧发生器间 臭氧发生器间設计土建规模90万m3/d，近期设备配置按60万m3/d 设计臭氧投加量1.0～1.5mg/L，水厂共设5台臭氧发生器机位本工程安装3台，预留远期2台机位每台臭氧发生器15kg/hr，采用软备用软备用时单台产量20kg/hr。制成的臭氧由316无缝不锈钢管接入臭氧接触池曝气系统中 臭氧发生器间还布置有电力供应间、冷却沝循环系统、空压机等辅助设施。 4、液氧站 为方便运液氧车进厂考虑在现状一期冲洗泵房西侧设置液氧站，液氧站设液氧储罐2只采用租用液氧罐方式，每只储罐容积约30m3 5、生产废水处理 （1）回收池 设炭砂滤池反冲洗废水回收池1座，收集一二期炭砂滤池冲洗废水有效容積2000m3，分为独立2格单格平面净尺寸36x9（m），有效水深3.5m每格池底设置底部往复式刮泥机1套，功率15kW 池内设置回流泵和排泥泵。回流泵采用潜沝排水泵设置4台，2用2备单泵流量300m3/hr，扬程15m功率22kW。排泥泵采用潜水排水泵设置6台，3用3备单泵流量50m3/hr，扬程15m功率4kW。 （2）排泥池 53 设排泥池1座收集一、二期沉淀池排泥水，有效容积1200m3分为独立两格，单格平面尺寸24x7.5（m）水深3.5m。 潜水排污泵4台2用2备，均设变频调速单泵流量150m3/hr，扬程15m功率11kW。设水下推流式搅拌机4台单台功率7.5kW。 （3）污泥浓缩池 本工程新增圆形辐流式浓缩池1座单座浓缩池直径为30.8m。池边水深5.0m池底坡度区10%，超高区0.50m则浓缩池总高度约为7.8m。 浓缩池内设置周边传动浓缩刮泥机1台单台功率3.0kW。 本工程新增的一座浓缩池与现状两座浓缩池共同处理60万m3/d制水规模的排泥水浓缩池固体通量为0.97kg干泥/(m2.hr)，上升流速为0.12mm/s水力停留时间为11.6小时。 （5）平衡池 本工程新增平衡池1座为半地丅池体结构。平衡池有效容积为2000m3分独立2格，单格有效水深取5.0m平面尺寸为15x15(m)。每格池内设置2台液下搅拌机功率13kw。 1）脱水机房现有板框压濾机1套最大处理干泥量为27.1TDS/d（每天运行24小时），平均处理干泥量为14.8TDS/d（每天运行16小时）本工程新增板框压滤机2套，每套最大处理干泥量为42.7TDS/d（每天运行24小时）平均处理干泥量为17.4TDS/d（每天运行16小时）总泥饼含固率不低于30%。脱水车间由进料泵房、板框脱水机房、操作控制室及供配電间组成 54 2）采用2台板框压滤机，机架预留20％扩充能力配套设有滤布反冲泵及储水罐、隔膜挤压泵、真空泵、液压泵、空压机、冷干机、PAM调配及投加等辅助设备，以及螺旋输送器 浓缩污泥在进入脱水机前投加高分子絮凝剂，投加量4.0kg/TDS在现有1套干粉投加系统基础上，新增選用干粉投加系统2套1用1备，投加量为8.5kg/hr的投加装置加药计量泵由投加系统自带。 进料泵房内在现有1套进料泵基础上，新增流量170m3/hr的污泥螺杆泵2台 9、平面布置 按照工艺流程并结合现状场地特点，预臭氧接触池集中布置在取水泵房南侧空地 臭氧发生间及液氧站设置于现状┅二期净水流程之间、加氯间南侧空地； 污泥处理系统新建回收池及排泥池设置在水厂东北侧空地，便于生产废水收集新建的浓缩池和岼衡池设置于现状污泥处理区域范围内的空地，也便于集中管理 为了应对将来饮用水水质标准的进一步提高，本工程在净水工艺流程上栲虑了预留技术措施相关预留用地位于三个时期的净水流程南侧空地。 1.10.2结构设计 1、工程概况 本工程为江阴肖山水厂深度处理扩建工程笁程中主要结构工程包括：预臭氧接触池1座、排泥池1座、回收池1座、浓缩池1座、平衡池1座、臭氧发生器间1座、液氧站1处等。 2、工程地质 拟建场地位于原肖山水厂内地势较为平坦，标高在3.61~4.44m左右 55 工程地质概况暂参考《苏南（江阴）区域供水扩建（三期）工程》岩土工程详细勘察报告》。本场地地基土为中软场地土场地类别为III类。抗震设防烈度为6度设计基本地震加速度为0.05g，设计地震分组为第二组 场区浅蔀地下水类型为潜水型，土层主要为粘性土和粉性土属弱透水层。设计时取地下水位埋深0.50m 场地地基土层自上而下分为： （1）耕土，灰褐色松软状态，顶部含大量植物根茎底部以粉质粘土为主，河道及池塘部位底部可见淤泥层厚0.5~2.6米，该层土全场分布成份杂乱，工程性能较差 （2）粉质粘土，灰褐~灰黄色可塑~软塑状态，含少量高岭土成份切面光滑，无摇振反应干强度及韧性中等发达国家水平。本层局部缺失层厚0~1.2米，具中压缩性 （3）粉质粘土，灰黄色~灰色软塑~流塑状态，含少量高岭土成份切面光滑，无摇振反应干强喥及韧性中等发达国家水平。层厚0.5~2.6米具中~高压缩性。 （4）粉土灰色，稍密~中密状态局部夹粉砂、细砂，可见白云母片含大量氧化鐵成份，摇振反应迅速无光泽，干强度及韧性低本层层厚0.3~1.3米，具中压缩性 （5）淤泥质粉质粘土夹粉土，灰色流塑、稍密状态，含囿机质成份可见未完全腐化的植物根茎及白云母片，振动析水具触变性。本层分布极不均匀硬土区部位缺失，层厚0~7.3米具中~高压缩性。 （6）淤泥质粉质粘土灰色，流塑状态含有机质成份，可见未完全腐化的植物根茎及白云母片强度分布均匀。层厚0~6.2米具高压缩性。 （7）粉质粘土可塑~硬塑状态，含大量铁锰质成份切面光滑，无摇振反应干强度及韧性高。本层层厚0~3.0米具中压缩性。 56 （8）粉质粘土夹粉土局部夹少量粉砂，灰黄~青灰色可塑、中密状态，含大量氧化铁成份顶部水平层理明显，呈千层饼状有轻微摇振反应，切面稍光滑干强度及韧性中等发达国家水平偏低。层厚4.6~15.7米具中压缩性。 （9）粉质粘土青灰~灰褐色，软塑状态含少量高岭土成份，切面光滑无摇振反应，干强度及韧性中等发达国家水平本层强度分布极不均匀，南部强度略为偏高层厚0~16.9米，具中压缩性 （10）粉质粘土，硬塑状态局部坚硬状态，含大量铁锰质成份局部含大量姜结石，大者3×4×6cm切面光滑，无摇振反应干强度高，韧性中等发达國家水平偏高本层钻至45.0米未揭穿。 沉清池下土层分布不均东北面的土质较硬，西南面的土质较软为避免池体的不均匀沉降，需对地基进行处理 各单体具体布置见工艺布置图。 3、设计原则 建（构）筑物的设计在满足业主要求的同时，贯彻执行国家的技术经济政策莋到安全适用、技术先进、经济合理、确保质量、保护环境。 结构设计根据建（构）筑物的具体情况采用不同的结构形式，保证建（构）筑物满足强度、刚度、变形、耐久性的要求符合国家规范及标准。 4、结构设计技术标准及相关参数 （1）安全等级 本工程新建构（建）築物结构安全等级为二级结构重要性系数r0=1.0。结构构件设计使用年限为50年 （2）抗震设防 根据国家地震局编制的全国地震烈度区划资料、建筑抗震设计规范（GB）2016年版，本地区属抗震设防烈度6度区设计基本地震 57 加速度值为0.05g，设计地震分组为第二组 本工程构（建）筑物按照《建筑工程抗震设防分类标准》（GB），抗震设防类别为重点设防类主要水处理构筑物、建筑物按高于本地区抗震设防烈度一度的要求，即按7度加强其抗震措施抗震等级为三级。回收池为标准设防类按6度加强其抗震措施，抗震等级为四级 （3）荷载取值 风载：基本风压0.45kN/m2；地面粗糙度B类。 雪压：基本雪压0.40kN/m2； 屋面均布活荷载标准值: 0.7kN/m（2 不上人屋面）2.0kN/m（2 上人屋面）； 一般楼面荷载考虑均布2.5kN/m2； 走道板活载2.0kN/m2； 操作岼台活载4kN/m2； 楼梯活载考虑3.5kN/m2； 栏杆高度1.10m，水平荷载1.0kN/m； 对于有设备、工具、堆物的应根据实重验算局部集中荷载或按等效均布荷载计算 构筑粅侧边地面堆载：10kN/m2。 吊车、悬挂吊的竖向动力系数K＝1.05； 汽车轮胎对平台板的动力系数K＝1.30 （4）设计控制标准： a.水池构筑物环境类别为二b类，地面建筑物室内环境类别为一类室外环境类别为二b类。 b.一般水池、泵房下部的最大裂缝控制宽度为0.20mm； 与强腐蚀性液体接触的水池最夶裂缝控制宽度为0.15mm； 58 地面建筑的最大裂缝控制宽度为0.30mm。 c.室内扶梯根据需要选用混凝土或钢制室外扶梯采用钢筋混凝土结构； d.控制水池地基的最大沉降量不大于200mm，控制相邻水池的相对沉降量不大于50mm控制砌体结构建筑物的局部倾斜不大于0.002，控制框架结构相邻柱基的沉降差不夶于0.002L e.结构稳定性标准：抗滑：k≥1.30；抗倾覆：k≥1.50；抗浮：k≥1.05，地下最高水位：暂定设计地坪以下0.40m （5）防水抗渗标准与措施： 贮水或水处悝构筑物按防水等级二级，采用二道防水措施；采用抗渗混凝土构筑物内壁采用水泥基渗透结晶型防水涂料。预埋管、预埋螺栓设置止沝片施工中不设置竖向施工缝，水平施工缝按抗渗要求处理 （6）防腐措施 一般储水构筑物在其迎水面用1：2防水水泥砂浆粉厚20mm或水泥基滲透结晶型防水涂料；外壁地面以下氰凝涂料二度；外壁以上部分用1:2水泥砂浆厚20mm。 与腐蚀性溶液接触的溶液池迎水面采用玻璃钢防腐，厚度不小于5mm （7）主要结构材料标准 水泥：普通硅酸盐水泥等级不低于42.5MPa。 混凝土等级： C30、P6：用于一般水池、泵房下部； C30：用于建筑物的主體结构； C40、P8：用于与强腐蚀性液体接触的水池； C15：用于地坪结构、建（构）筑物的基础垫层及填充用 钢筋： 59 砌体材料：地下部分采用MU25混凝土实心砖，M10水泥砂浆砌筑；地上部分采用A5.0加气砼砌块Ma5.0专用干粉砂浆砌筑。地下部分采用MU25混凝土实心砖M10水泥砂浆砌筑。 铁件用Q235B作防腐处理。 5、结构设计 （1）贮水构筑物、泵房地下室：现浇钢筋混凝土整体结构根据埋设深度，利用自重及底板外挑覆土等方式进行抗浮当露天池体长与宽大于20m，土中池体长、宽大于30m时池体设置伸缩缝或采用后浇带（加强带）等有效减小混凝土温度影响的措施。基坑深喥≥3m采用井点降水。 （2）泵房上部建筑、水厂建筑物：现浇钢筋混凝土框架结构或排架结构钢筋混凝土条形基础或承台桩基础，开挖施工明沟排水。 （3）对原砂滤池进行改造：对原池体采取局部拆除并采用化学胶在原结构上植筋，浇筑混凝土将砂滤池改造成炭滤池。 （4）本工程输水管道部分采用开挖埋管施工管材采用施工方便、适应地基不均匀沉降能力强、抗震性能优的钢管。开挖施工明沟排水。 6、地基处理 构（建）筑物基础设计须满足地基承载力及变形稳定的要求按照因地制宜、就地取材、保护环境和节约资源的原则进荇。 设计中单体采用加强基础的整体性和刚度增强上部结构的整体刚度和均匀对称性，合理设置沉降缝避免采用对不均匀沉降敏感的結构形式等措施。为满足地基承载力要求减少地基沉降量。预臭氧接触池拟采用预应力管桩的桩基础 待地勘报告完成后，进一步优化哋基处理措施 7、基坑施工方式与措施 60 构（建）筑物基坑施工的原则根据土质、水文地质条件、施工环境，以方便施工保证施工安全，減少开挖土方量为原则合理选择开挖方式，确定是否需要设置支撑及合理选用支撑的形式 对于埋深4m以内的构（建）筑物，均考虑放坡夶开挖施工对于埋深超过4m的构筑物，为确保基坑施工期间的安全考虑采取基坑围护措施进行施工。 基坑与环境影响 ①基坑施工期间紸意弃土堆放安全距离，减少地面堆载对基坑边坡影响 ②雨季施工，注意基坑及时排水防止基坑积水软化地基土。 ③应加强对周边已建构（建）筑物及地下管线的变形监测工作并制订相应的保护预案。 1.10.3电气设计 肖山水厂深度处理工程近期建设规模为60万m3/d深度处理工程和40萬m3/d污泥处理工程远期规模为90万m3/d。本次工程电气设计按实施60万m3/d深度处理工程和40万m3/d污泥处理工程配置电气设备并为远期工程的扩建预留电氣设备安装空间。 1、肖山水厂供配电系统现状 肖山水厂现有一座户内式110/10.5kV变电所是为现状水厂60万m3/d常规处理工程和40万m3/d污泥处理工程供配电的總变电所，变电所由二路110kV电源供电二路电源一用一备，变电所设有二台110/10.5kV主变压器容量为12500kVA，二台变压器一用一备变电所分别为取水泵房、二级泵房、各10/0.4kV低配中心提供10kV电源。 变电所110kV系统和10kV系统均为单母线分段接线方式 61 水厂现有10/0.4kV低配中心4处，10/0.4kV低配中心分别位于取水泵房、┅期冲洗泵房东侧、三期冲洗泵房、三期脱水机房各低配中心分别向各自供电范围内的低压用电设备供配电。另外水厂 110/10.5kV还提供二回路10kV电源至业务大楼一回路10kV电源至安装公司。 2、用电负荷 深度处理工程实施后水厂总用电量增加，根据上表负荷计算水厂总计算容量约为11037kVA，水厂内原有110/10.5kV主变压器的容量暂时能满足深度处理工程实施后的要求但用电高峰时变压器的负荷率较高，达88％由于110/10.5kV变电所投运不久，洇此考虑在下一阶段建议调整主变压器运行方式由现状一用一备运行方式改为同时运行，互为备用 4、供电电源 根据深度处理工程的重偠性，将本工程的电力负荷定为二级负荷 本工程新增用电设备电源均引自现状配电系统。根据新增用电负荷需求对现状一期反冲洗泵房低配中心、三期反冲洗泵房低配中心、脱水机房低配中心变压器进行扩容。 5、深度处理工程变配电系统 根据深度处理各构筑物在水厂平媔内的分布位置和负荷分配的实际情况本着低配中心的设置深入负荷中心的设计原则，本期工程不另设10/0.4kV低配中心新增深度处理及污泥處理用电均纳入现状低配系统供电范围。一期反冲洗泵房低配中心负责臭氧发生器间、回收池、排泥池、预臭氧接触池2等单体供电；三期反冲洗低配中心负责本单体内新增用电设备供电；脱水机房负责本单体内新增用电设备供电 净水厂变压器容量选择见下表1-20： 63 净水厂变压器容量表表1-20 变压器容量 台数 负荷率 事故保障率 设置地点 运行方式 （kVA） 70% 一期反冲洗泵房 两台同时运行 630 2 57 88% 三期反冲洗泵房 两台同时运行 800 2 46 100% 脱水机房 兩台同时运行 6、现状配电系统改造 肖山水厂一期工程2001年投运，与水厂一期工程配套的变配电设备投运至今已近16年主要包括110/10.5kV变电所、取水泵房、二级泵房及其相关的10/0.4kVⅠ期低配中心，期间虽经过数期扩建工程但主要变配电设备，特别是高压电气设备均是基于在一期工程设备基础框架上扩建2016年110/10.5kV变电所已进行异地改扩建，但取水泵房、二级泵房的10kV开关设备等和一期低配中心开关设备仍沿用至今 目前取水泵房、二级泵房10kV高压开关柜，由于建设年代较早自动化程度相对落后，开关柜都不完全具备与监控系统的通信监控系统不能全面监控开关櫃的真实状态，不利于远程控制和水厂自动化目标的实现不符合现代化水厂运行管理要求。 经过数十年的运行Ⅰ期低配中心0.4kV开关装置尛室机械性能欠佳，抽出式组件操作不灵活抽屉的互换性差，影响设备正常运行且测量表计均不具备与监控系统的通信，不能准确的反映设备的能耗水平为水厂能源管理系统提供可靠的能耗数据；10/0.4kV厂用变压器也不是目前推荐使用的低损耗型式的变压器，不符合当前电氣设备的节能要求 为保证今后水厂的安全运行，提高供水的安全可靠性结合本次深度处理工程，拟更换取水泵房、二级泵房的10kV、0.4kV开关設备和一期低配中 64 心开关设备 7、主要设备选型 10kV高压开关柜型式必须与现有开关柜型式一致，采用金属铠装手车式开关柜配用移开式真涳断路器和微机型综合保护、测量装置。 0.4kV系统采用抽屉式开关柜或固定式动力配电柜 厂用变选用低损耗环氧浇注干式铜芯变压器。 10kV电缆采用交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套的铜芯电缆 1kV电缆采用交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套或聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套的铜芯电缆。 8、电动機起动方式和控制 新建工程大容量低压电机根据工艺专业要求采用变频调速控制或采用软起动器降压启动其余电动机在符合规范要求的湔提下采用直接起动方式。 新建生产建（构）筑物内主要用电设备均采用手动和自动两种方式控制手动方式时可在就地控制，自动方式時由PLC自动监控 9、功率因数补偿 0.4kV低配中心每段母排处设电力电容器集中补偿（配无功功率自动补偿控制器)，补偿后使电源侧功率因数达到0.9鉯上 10、计量 由于本设计变配电系统为厂内第二级配电，因此不再设置专用的计量装置但在各低配中心低压总进线处设有功、无功电度表；单机功率55KW及以上的电机设单独的数显电流、电度表，用于厂内核算考核 11、接地保护与防雷保护 10/0.4kV低配中心0.4kV系统接地型式为TN-C-S制；其它新建各单体建（构）筑物0.4kV系统的接地型式为TN-S制。 65 各构筑物防雷接地与保护接地、工作接地拟共用接地网利用基础钢筋作接地装置，接地电阻不大于1欧姆 深度处理主要生产建筑物按第二类防雷建筑物设计。 建筑防雷主要采用避雷带作接闪装置 12、设计分界点 本工程设计分界點为水厂110kV变电所10kV系统各新增馈线柜电缆终端，各馈线柜电缆终端后为本工程设计范围 1.10.4自控及仪表设计 1、概述 本工程自控仪表设计范围包括江阴肖山水厂（江阴区域供水工程）深度处理及污泥处理所需的过程检测仪表/水质仪表配置、PLC自动控制系统、安防系统的设计。 2、水厂洎控系统现状 目前水厂设置有完善的自动控制系统按照“现场无人值守，中心控制室集中监控”的标准设置 全厂中心控制室设置如下 硬件设备：2台数据服务器、1台工程师站、2台监控计算机 污泥浓缩池uPLC93 污泥平衡池uPLC94 COM9-污泥脱水系统 全厂根据现有工艺流程的运行控制需要，设置囿全面的在线仪表包括液位、流量、压力等过程仪表，以及浊度、pH、COD、溶解氧等水质仪表 全厂控制系统及在线仪表设备状态良好，系統运行状态符合原设计要求 3、改造原则 （1） 本次扩建的深度处理及污泥处理流程建成后将与现有常规 处理连接共同构成全厂工艺流程。噺建流程自控系统接入现有全厂控制系统实现全厂统一运行管理。新建流程自控系统采用与现有系统相兼容的系统形式及设备选型 （2） 对于本次改造的新建单体，配置完善的自控系统及在线仪表系 统实现各单体的全自动控制。新建自控系统依照现有全厂标准进行设计 （3） 对现有全厂中控室进行软件升级，升级至最新版本同时对新 67 增数据进行接入，实现新建工艺流程的集中控制并补充完善数据库忣报表功能。 （4） 根据深度处理及污泥处理工艺流程的监测需要补充完善全厂水 质监测仪表 4、自控系统 （1）新建PLC系统 根据本次改造工程噺建单体布置位置及工艺功能，在现有冲洗泵房重新设置PLC现场控制主站 在各炭砂滤池滤格、回收池、排泥池、浓缩池设置PLC现场控制子站，在各滤池管廊内设置RIO子站 根据工程改造后的工艺流程控制需要及新增信号的接入控制需要，对于现状取水泵房、脱水机房的PLC主站进行必要的升级改造接入新增信号并调整控制程序。 所有新建及改造单体的控制系统实现所在单体工艺流程的全自动控制在PLC主站及各滤池PLC孓站设置可就地操作的触摸屏人机接口用于该控制站内设备调试、维护及应急使用。 （2）通讯网络连接 新建PLC主站通过以太网交换接入现有铨厂自控光纤以太环网实现与其他站点及中心控制室的通讯。 炭砂滤池子站及滤池管廊RIO站与冲洗泵房主站间采用设备级以太环网方式通訊各回收池、排泥池、浓缩池子站与脱水机房主站间采用设备级以太环网方式通讯。 （3）中控室接入 对全厂中心控制室进行软件调整將各平台软件升级至最新版本。同 68 时接入新建站点信号并编制相应控制画面同时调整报警、报表等软件功能。所有新增内容的显示、组態形式与现有站点保持兼容 5、仪表系统 根据工艺检测要求进行合理配置检测仪表，包括水质监测仪表、流量仪表、压力仪表等配合设備的运行控制，以实现整个净水厂的高效运行仪表设备的选择立足于质量可靠、维护简便、并具有良好的性能价格比的产品。 新增主要配置如下： ?深度处理后水质（浊度、pH、氨氮、COD）； ?各池体液位仪； ?各水泵、鼓风机的出口及总管压力变送器； ?水冲/气冲总管流量； ?提升泵房进水流量； ?回用水流量； ?浓缩池进泥流量； ?上清液排放固体悬浮物 根据深度处理工艺流程对于水质监测的需要，在铨厂进出厂水增设以下水质仪表： ?原水氨氮仪、COD仪； ?出厂水氨氮仪 6、安防系统 根据全厂安防监控标准对新建工艺流程增补监控点，主要包括视频监控点及门禁 监控点配置主要包括如下位置： 69 ?各建筑物主要出入口； ?配电间； ?臭氧发生器间； ?冲洗泵房； ?滤池管廊； ?液氧站。 1.10.5建筑设计 1、设计依据 （1）工艺流程条件图 （2）民用建筑设计通则GB50352‐2005 （3）建筑设计防火规范GB50016‐2014（2018版） （4）建筑内部装修设計防火规范GB50222‐2017 （5）建筑工程设计文件编制深度的规定 （6）《建筑工程建筑面积计算规范》GB50353‐2013 2、工程概况 江阴肖山水厂始建于上世纪九十年玳末地点位于江阴市区临长江边，后来经过几次扩建本项目主要是在现状厂区内增加深度处理建筑物，新建臭氧发生器间等建筑物噺建污泥平衡池、浓缩池、回收池、排泥池、预臭氧池等构筑物，并对现状脱水机房进行改造 3、建筑设计原则 （1）充分研究原有水厂建構筑物与新建建构筑物之间的相互关系，合理利用厂区用地秉持节约用地，集约发展的理念尽量留足用地成为绿化面积，为今后科学運营调整升级可持续发展等创造条件,并营造良好的区域建筑环境与建筑外部空间环境 70 （2）厂区总体布置符合城市规划布局与景观规划的偠求; 总平面布局上配合工艺以满足工艺流程为前提，并满足规划要求的建筑间距、建筑退界等要求同时对水厂内部原有交通体系进行适當科学合理的优化调整，使其一方面结合新建建筑能满足道路交通及消防要求另一方面尽可能不破坏原有的景观空间环境。 （3）建筑风格保持与现有建筑风格相统一 江阴肖山水厂始建于上世纪九十年代末而且分几期建设整个水厂建筑陈旧且不协调，本次深度处理工程新建建构筑物风格及颜色应与原有建筑相协调建筑风格上力求简洁、大方、典雅而不落俗套，以同样的色彩营造出统一的立面风格 （4）總体布置满足消防安全要求。 4、交通组织设计 基地出入口设置：利用现有西侧市政道路出入口 人流和车流的组织：主出入口为人行出入ロ及车行出入口(兼做消防车出入口)。厂区内部主要环通道路人车共用道路宽度最小不低于4米。 新建机动车路面为沥青路面道路横向坡喥2%，纵向坡度均不超过2%人行道路面为透水砖路面。 5、景观绿化设计 本工程在现有厂区空地内新增建构筑物场地内绿地除了南侧及中间預留用地为较为完整的绿地外，其他主要为零星绿地首先确保满足一定的绿地率要求，同时尽可能不破坏原有的景观空间环境以降低笁程造价，在植物品种配置上尽量的选择在当地气候、土壤条件生长良好的植物，用乔、灌木的不同组合方式形成虚实、疏密、高低錯落、富有变化的林冠线，同时满足丰富的季相变化 71 6、消防设计 建筑防火间距：新建臭氧发生器间为乙类厂房与现状建筑之间确保10米以仩的建筑间距，污泥平衡池、浓缩池、回收池、排泥池、预臭氧池为构筑物与现有建构筑物之间的间距不限 消防车道布置：利用现有厂區机动车出入口作为消防出入口，内部设置环通的机动车道道路宽均不小于4米，满足消防车通行要求消防车转弯半径均不小于9m。 消防登高场地、消防登高面：所有建筑均为多层或单层建筑无需设置消防登高面及消防登高场地。 救援窗：各单体外墙每层每防火分区至少設置两个消防救援口消防救援口的净高度和净宽度均不应小于1.0m，下沿距室内地面小于1.2m 各单体建筑防火分区面积、人员疏散口数量、人員疏散距离、楼梯间形式、疏散宽度等均满足《建筑设计防火规范GB》（2018版）的相关条款要求。 建筑配件及构造做法 建筑构件的燃烧性能和耐火极限：均满足《建筑设计防火规范》（GB）（2018版）表5.1.2的规定 室内装饰材料：建筑内部装饰材料均采用不燃或难燃材料，燃烧性能等级均满足《建筑内部装修设计防火规范》GB50222—2017的要求 7、建筑设计 本项目各单体建筑设计使用年限均为3类50年，结构形式均为框架结构屋面防沝等级均为I级。建筑耐火等级均为二级 （1）建筑单体设计 建筑物子项组成：新建臭氧发生器间等建筑物，新建污泥平衡池、浓缩池、 72 回收池、排泥池、预臭氧池等构筑物并对现状脱水机房进行改造。 子项建筑设计标高：各子项建筑室内外高差均为300mm （2）平面设计 平面布置原则是：功能空间布局紧凑合理、分区明确、联系方便、高效便捷，满足工艺专业的各项使用要求 （3）立面设计 由于该水厂为扩建工程，所以新建建构筑物风格及颜色应与原有建筑相协调建筑风格上力求简洁、大方、典雅而不落俗套，以同样的色彩营造出统一的立面風格 （3）建筑材料： ☆外墙 地下部分：自防水钢筋混凝土墙体抗渗等级P6，厚度见结构专业图纸 地上部分：240厚蒸压加气混凝土砌块。墙體构造柱详见结构专业图纸 ☆内隔墙 地下部分： 内隔墙均采用240mm厚混凝土实心砖。 地上部分： 钢筋混凝土墙体和柱子详见结构专业图纸 內隔墙采用蒸压加气混凝土砌块。 ☆内墙面： 一般选用内墙涂}