琴断口水厂升级、改扩建工程回访报告

周亚

摘要：[目的]本报告旨在了解琴断口水厂升级、改扩建工程中水厂在运行过程中的不足之处，并进一步优化解决琴断口水厂现状运行中存在的问题，为以后类似工程设计提供指导经验。[方法]组织各专业设计人员以及施工单位前往琴断口水厂进行回访，通过实地考察了解真实情况。[结论]琴断口水厂实际运行状况良好，无重大设计、施工、运行问题，成功在保障工程建设达到预期目标的同时维持正常的生产运行不受影响。但该工程局部设计未能结合实际，需要进一步改善。

关键词：存在的问题；解决问题；提供指导经验

Abstract: [Objective] The purpose of this report is to understand the deficiencies of the Qinduankou Water Plant during its operation during the upgrade and expansion project, and to further optimize and solve the problems existing in the current operation of the Qinduankou Water Plant, and to provide guidance for the design of similar projects in the future. [Method] Organize professional designers and construction units to visit the Qinduankou Water Plant for a return visit, and understand the real situation through field inspections. [Conclusion] The actual operation of Qinduankou Water Plant was in good condition without major design, construction, and operation problems. It successfully guaranteed that the project construction reached the expected goal while maintaining normal production and operation unaffected. However, the partial design of the project failed to integrate reality and needs further improvement.

Keywords: existing problems; problem solving; design guidance experience

 

1 工程概况1 项目概况

1.1 琴断口水厂升级、改扩建工程建设背景

汉阳区位于中国内陆名城武汉的西南部，与汉口、武昌隔江鼎立构成武汉三镇，面积108km2，下辖九街两乡。汉阳历史悠久，山水资源丰富，早在汉末时期就是闻名于世的风景胜地，“晴川历历汉阳树，芳草萋萋鹦鹉洲”的千古绝句令古往今来多少文人墨客流连忘返。汉阳的工业发达，是中国近代工业发祥地之一。

城市供水行业最根本的生产运行原则是保障供水水质、保证供水安全可靠。建国以后，特别是改革开放以来，随着人民生活水平的不断提高及国民经济的高速发展，对供水水质和供水安全可靠性的要求也越来越高。为适应这一要求的变化，国家自1959年首次颁布生活饮用水卫生标准以来，又先后颁布了76、85版生活饮用水卫生标准，2007年新的《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）颁布实施。

琴断口水厂位于汉阳区大屋基场处，北临汉江，主要供应汉阳区大部分工业生产和居民生活用水，是汉阳主城区供水的主供水厂，水源为汉江。该厂一期净水系统于2006年实施改造，二期净水系统于2015实施改造，三期净水系统于1992年建成投产，均采用常规处理工艺。由于现状实际供水能力无法满足水厂总体规划规模要求，同时受汉江水源水质突发性污染、微污染等影响，给水厂安全生产带来较大隐患。若不从根本上解决这些问题，势必会影响到整个汉阳地区的安全供水，并直接影响到城市经济的持续发展。

1.2 工程设计

1.2.1 工程建设规模

实施琴断口水厂升级、改扩建工程，由现状30×104m3/d扩建至40×104m3/d，对水厂现有的常规工艺进行改造、升级，以应对汉江微污染。

该工程主要建设20×104m3/d规模取水工程，20×10

4m3/d规模常规处理净水系统，40×104m3/d规模深度处理净水系统和排泥水处理及回用设施。

1.2.2 工艺流程

琴断口水厂升级、改扩建工程--净水工程工艺流程如下：

预处理（高锰酸钾、粉末活性炭、预O3或预氯）+常规处理+深度处理（O3-BAC）工艺+消毒、调质工艺应急。

1.2.3 厂区总体布置

（1）厂区竖向设计

根据琴断口水厂厂区地形为南高北低实际情况，本设计厂区地面设为二个台地，标高分别为29.80m、25.25m。标高为29.80m的台地主要布置常规处理构筑物和排泥水处理及回用设施；标高为25.25m的台地主要布置深度处理构筑物、清水池、送水泵房和变电所。

（2）厂区平面设计

根据琴断口水厂现状实际情况，为利用现状厂区的地形高程，节省运行费用，厂区总平面布置为：保留现状一期、二期净水构筑物（沉砂池、絮凝沉淀池、滤池和反冲洗泵房）和加氯加矾间；厂区西侧清水池、综合楼处原址建设20×104m3/d规模的净水构筑物，由东向西顺水流依次布置沉砂池及预臭氧接触池、絮凝沉淀池、V型滤池；现状三期净水系统原址新建40×104m3/d规模的深度处理系统，由西向东顺水流依次布置后臭氧接触池、生物活性炭吸附池、清水池；厂区东侧建设泥处理、清水池、送水泵房及变配电间；厂区西南侧建设办公区，布置综合楼

1.2.4生产构筑物建设

构筑物名称	建设规模	单位	数量	备注
现状取水泵房改造	改造后设计规模为20×104m3/d	座	1	现状取水泵房有4台水泵，其中三台已逐年更新，本工程设计更换2#水泵
岸边式竖井取水泵房	取水规模20×104m3/d	座	1	泵房净空内径为20.5m
粉末活性炭投加间	设计规模40×104m3/d	座	1	粉末活性炭采用干式投加，平面尺寸为9.85×9.25m
高锰酸钾投加间	设计规模40×104m3/d	座	1	高锰酸钾采用湿式投加，现状卷扬机房改造
沉砂池及预臭氧接触池	设计规模40×104m3/d	座	8	4座新建，4座改造 单座规模5×104m3/d
网格絮凝斜管沉淀池	设计规模20×104m3/d	座	4	单座平面尺寸为24.45×31.80m，单座规模5×104m3/d，
V型滤池及反冲洗泵房	设计规模20×104m3/d	座	1	平面尺寸151.00×21.05m
臭氧制备间	设计规模40×104m3/d	座	1	平面尺寸为21.25×15.55m
后臭氧接触池	设计规模40×104m3/d	座	1	平面尺寸29.00×26.25m
生物活性炭吸附池及反冲洗泵房	设计规模40×104m3/d	座	1	平面尺寸为91.34×44.00m
1#清水池	有效容积约2.1万m3/d	座	1	平面尺寸为71.70×59.70m，有效水深5.0m
2#清水池	有效容积约1.1万m3/d	座	1	平面尺寸为63.90×35.90m，有效水深5.0m
送水泵房及变电所	设计规模40×104m3/d	座	1	泵房尺寸为48.25×12.25m，配电间尺寸为30.60×10.75m
回收水池	设计规模40×104m3/d	座	1	平面尺寸为46.80×18.50m，有效水深2.6m
排泥池	设计规模40×104m3/d	座	1	平面尺寸为27.00×10.00m，有效水深3.5m
浓缩池	设计规模40×104m3/d	座	2	单座规模20×104m3/d，有效直径为25m
抽泥室及贮泥池	设计规模40×104m3/d	座	1	贮泥池平面尺寸为7.2×7.2m，有效水深2.7m
脱水车间	设计规模40×104m3/d	座	1	平面尺寸L×B=28.45×12.85m，框架结构
排水泵房改造	设计规模40×104m3/d	座	1	更换现状三台水泵
现状加氯加矾间改造	设计规模40×104m3/d	座	1	加矾间新增一套规模为20×104m3/d的智能投矾系统和助凝剂投加系统。现状加氯间规模满足改扩建后要求，本工程仅将加氯机的投加去向进行调整。

1.2.5 厂区给排水设计

厂区给水采用生活与室外消防公用系统，室外设置有室外消火栓组成的消防系统。采用低压给水系统，来自于新建送水泵房低压自用水泵，主管口径为DN300，最不利点的消火栓水压不低于10m，最大消防用水量为15L/s。室外沿道路均匀布置室外消火栓，消火栓间距不大于120m。

厂区内新装生产废水排水管道d≥800mm采用承插式钢筋混凝土管，d＜800mm采用HDPE双壁波纹排水管道。

厂区内工艺管线和自用水管道采用钢管材质Q235B。

2 水厂运行现状

目前琴断口水厂升级、改扩建工程取水泵房土建与设备工程已实施完成，取水能力为40×104m3/d。水厂常规处理土建与设备工程已实施完成，制水能力为40×104m3/d。预臭氧接触池、深度处理综合池、臭氧制备间与液氧站土建与设备已实施完成，目前处于待调试状态。排水池、排泥池、浓缩池抽泥室及贮泥池、脱水车间土建与设备已实施完成，目前处于待调试状态。

有效遏制危化品重特大事故，规避政策和管理风险，促进水厂本质安全，保障琴断口水厂周边居民的生命财产安全，琴断口水厂已对现有液氯消毒工艺进行改造，消除重大危险源（液氯）。目前琴断口水厂氯酸钠改造工程仍在实施中。水厂现状采用临时次氯酸钠加压系统。

图2-1 取水泵房

图2-2 待调试液氧罐

图2-3 V型滤池管廊

图2-4 改造中的加药间

图2-5 送水泵房

琴断口水厂原雨水排水口位于水源保护区内，故原排水通道废止，排水泵房改造工程亦不实施，经变更后，琴断口水厂雨水接至琴台大道市政雨水管网。

厂区排泥废水经排泥管网收集至排泥池后，经排泥池溢流口接至厂区雨水管网，最后接至琴台大道市政雨水管网中。

图2-6 排泥池溢流口

厂区反冲洗废水经排水管网收集至排水池后，经排水池溢流口接至厂区雨水管网，最后接至琴台大道市政雨水管网中。

新建综合办公大楼已修建完毕，但内部办公室办公配套设备、中控室生产调度设施还没有配置，暂未投入使用。

目前送水泵房平均日送水量为30×104m3/d，最高日送水量为34×104m3/d。出水水质已达到设计目标。

在不考虑工程进度导致深度处理系统以及泥处理系统暂未调试运行外，厂区常规处理工艺已达到设计要求，且运行良好。在经过现场踏勘回访与水厂管理工作人员的交流，琴断口水厂仍然存在部分问题。

3 琴断口水厂中值得推广的设计

3.1送水泵房巡视平台

如图2-5所示送水泵房设置了两层巡视平台，±0.00平台与-2.15m平台，两层通过一座钢架楼梯与水泵检修平台连接，-2.15m平台在设备与管道处设置钢格栅盖板，并在设备突出出镂空，显得十分大气与美观。可有效降低巡视过程中的危险性，防止机械伤害与跌落。

3.2取水泵房电梯的运用

图3-1取水泵房电梯

取水泵房±0.00平台至取水泵房巡视平台高差为22.7m，取水泵房电梯的运用可快速将巡视人员运输至-22.70m平台，节省了巡视人员的巡视时间与体力，增加了巡视与检修的便利性与及时性。也增加了泵房的美观性。

3.3絮凝沉淀池钢结构遮阳棚

在网格絮凝斜管沉淀池的上方设置钢结构遮阳棚可有效防止絮凝池与沉淀池在高温与强烈日照的情况下滋生藻类，设计中还应考虑遮阳棚雨水的有组织排水措施，以免对池壁的污染。

图3-2絮凝沉淀池钢结构遮阳棚

3.4投加口浮子流量计的运用

图3-3絮凝沉淀池钢结构遮阳棚

在加药投加口设置浮子流量计，可在线监测加药系统，可精确控制加药量与及时发现加压系统的故障，以便于及时进行检修。

3.5楼梯防滑条的运用

图3-4沉淀池楼梯防滑条

防滑条的运用可减少极端天气情况下巡视过程中的危险性。

4 水厂运行中存在的问题及解决方案

4.1外墙泄水管处及构筑物间连廊下部、楼梯等处排水污染外墙面等问题及解决方案

图4-1 沉砂池及预臭氧接触池外池壁污渍

图4-2 预臭氧接触池楼梯污渍

业主及施工反馈构筑物池体泄水管处、楼梯开口处及连廊连接处等部位下部有排水污染外墙面等情况。

原因分析：1、现场的泄水管不符合设计要求，外挑长度不够，造成泄水管过短造成池顶排水顺墙面而下污染墙面；2、下雨或者风向影响把排水吹向外墙造成墙面污染；3、楼梯开口处未设置翻边挡水，池顶排水顺流排向外墙，污染外墙面；4、连接廊道支撑牛腿处积灰，遇到下雨顺流道外墙污染墙面。

解决方案：1、池体构筑物不高及现场镂空外墙无法设置雨水管情况下，外墙翻边处设置的泄水管均应严格按设计要求长度外挑，外挑的泄水管尽端处可考虑管道下弯让水流向下排放；2、池体构筑物较高且现场均为实体外墙翻边处尽可能考虑设置雨水管集中排水，排至地面处；3、楼梯与池顶连接处应与构筑物整体统一考虑翻边及排水，避免开口处排水污染外墙面；4、连接廊道出可考虑池体外挑板遮挡牛腿或者牛腿处考虑排水封口减少对墙面污染。。

总结：今后设计中均应严格考虑池面、平台等处有组织排水。泄水管均应通过排水立管接至地面。

4.2滤池二层管廊地台漆脱落问题及解决方案

现场设计回访观察到新建滤池二层管廊处地台漆有脱落现象，极大的影响了地面美观性。

原因分析：施工单位反馈原因是由于现场滤池管廊二层没有外墙维护为敞开式结构，周边仅有维护栏杆和翻边设置，管廊泄水管数量偏少，下大雨情况下无法及时排水，受积水长期浸泡和日常太阳暴晒反复影响导致地台漆脱落。这可能是其中一部分原因，但地台漆的施工工艺不到位，地台漆质量不达标也会是造成该问题的一部分原因。

解决方案：1、购买质量好的地台漆产品及严把施工质量关。2、优化设计，在业主同意情况下可以考虑管廊二层封闭及设置外窗处理形式避免管廊飘雨积水。3、条件不允许封闭处理时，在不影响外立面美观情况下可以考虑增设泄水管或者雨水管来迅速排除管廊地面积水，保护地面免受雨水侵蚀，敞开构筑物的太阳暴晒情况可以在敞开管廊围栏上部考虑一些装饰性遮阳构件来减少对管廊地面的影响。

总结：今后在设计滤池时应充分考虑挡雨措施。

4.3取水泵房底部墙体裂缝，综合楼外墙及屋面渗水等问题及解决方案

琴断口水厂反馈岸边取水井筒底部内墙开裂，综合楼外墙内部及屋顶顶棚处渗水情况。

图4-3 滤池进水渠放空管处漏水

原因分析：经现场初步观察，取水井筒底部内墙开裂，综合楼外墙内部及屋顶顶棚处渗水有可能是因为材料原因或施工的原因造成的。

解决方案：施工单位整改。

总结：今后的设计中应注意在设计中注意防水渗水的处理，在设计说明中增加防水防渗要求与做法。

4.4臭氧管设置不合理与臭氧破坏器不锈钢骨架玻璃房屋檐过短问题及解决方案

经现场回访发现两座沉砂池及预臭氧接触池之间的一根臭氧主管设置高度约为池面1.2m高，完全隔断了巡视通道。臭氧破坏器不锈钢骨架玻璃房屋檐过短，雨水极易飘进房内。

图4-4 预臭氧接触池臭氧管阻挡通道

图4-5臭氧破坏器不锈钢骨架玻璃房屋檐过短

原因分析：施工单位未严格按照图纸施工，从而导致臭氧主管安装高度不合理。设计中未明确不锈钢骨架玻璃房大样，设备厂家考虑不够周到。

解决方案：施工单位整改臭氧主管，通过增加弯头将臭氧主管。降低至贴池面敷设，从而解决巡视过程中的障碍。施工单位整改不锈钢骨架玻璃房，屋檐下墙壁应全部用玻璃密封，或增长屋檐保证雨水不会进入屋内。

总结：施工单位应该严格按图施工，今后设计中应明确不锈钢骨架玻璃房的做法及要求。

4.5排泥池阀门井中无检修爬梯与阀门长期浸泡问题及解决方案

经现场回访发现，排泥池阀门井长期浸泡在水中，且无检修爬梯。

图4-6排水排泥池阀门井

原因分析：经查阅图纸，我院在设计改阀门的过程中未设置集水坑，也未设置库备排水泵，且盖板采用钢格栅盖板，上方无任何遮挡。我院在阀门井中设置了检修爬梯，施工未实施。

解决方案：在阀门井上方增加挡雨棚或在阀门井中增加移动式安装排水泵。由施工单位增加检修爬梯。

总结：以后设计中应充分考虑各阀门井的排水与避免积水措施。

4.6 送水泵房噪音问题及解决方案

经现场回访与手机测量噪音软件测量发现，送水泵房内噪音值平均为111分贝，送水泵房外一米处噪音平均值为83分贝，值班室内噪音平均值为68分贝。超过了《声环境质量标准》（GB3096-2008）中3类声环境排放限值。

图4-7送水泵房内噪音值

图4-8送水泵房外噪音值

图4-9送水泵房值班室内噪音值

原因分析：现场管理人员在开启轴流风机后未发现噪音明显增加，所产生噪音均来源于水泵与电机，泵房玻璃与墙未采取降噪措施。

解决方案：使用多层中空隔音玻璃，在窗口与门上设置隔音棉条。在采购水泵与电机时，对水泵与电机提出噪音排放要求。

总结：以后工艺设计中应充分考虑设备排放噪音的要求。建筑设计时应采取降噪措施。

4.7 其他

1、本工程基础处理主要用砂石换填进行地基处理，原设计个别构筑物(滤池)因换填厚度大采用复合地基处理，实际施工过程中因需要复合地基处理的范围较小，为加快工期，统一改为砂石换填，根据回访观察本工程新建建（构）筑物在运行的这段时间未发现不均匀沉降，综合楼据水厂方面反映，少数墙壁有渗水现象，据观察未发现墙体、梁等结构构件开裂的情况，渗水应为屋面防水层施工造成。后期由施工方进行整改修补。

2、常规水处理池未发现池体检修孔的尺寸过小，层高过矮的情况在使用过程中影响设备检修，起吊或造成检修不便的情况。生物滤池暂未运行，后期继续关注。

3、本工程采用DPS无毒、无害的防水、防腐涂料，在使用过程中暂无造成水质检测上的异常，主要正在使用的的池体为预臭氧沉砂池，其余后臭氧池、炭滤池未运行，后期继续关注。

4、本工程道路涉及到原厂区道路的刷黑，新老路面的衔接，在施工过程及使用过程中无明显影响感观或其它方面的不良影响。

5、本工程回收水池、生物活性碳吸附池以及后臭氧接触池施工开挖时，周边现状原水管到以及现有构筑物距离基坑较近，实施临时保护。该项措施增加费用较高，应引起今后类似水厂改造项目的重视，必须关注对已有管线及构筑物的保护，另设计前应了解整个施工的步骤，前一步实施完的管线很可能因施工顺序的原因成为下步工程实施过程中必须保护的重点对象。该新增基坑支护措施末对临近的围墙及道路造成异常。

6、据本工程施工单位负责人介绍，水厂各单体施工周期如下：如果只单独施工一座池体：沉砂池100天，沉淀池120天，V型滤池170天，后臭氧接触池100天，生物碳滤池240天，清水池100天。如果成片做多个池子(组合池，类似炭滤池)，每个池子相应要加20天左右的时间。

7、沉淀池上新增钢结构屋面使用情况尚可。实际施工过程中钢柱脚下埋件因为后期施工的原因高出池顶面影响感观。该预埋件应事先预埋平池顶。

8、各池体之间的连接楼梯，因在两侧池体上预留牛腿，实际观察到牛腿处雨水夹灰层极易造成墙面污损，影响感观，经后的设计中应观注并采取措施防雨水顺流。

9、取水井筒内隔墙存在水平施工缝（内隔墙沿高度方向分段施工）处有补漏的情况。

5 经验总结

本次升级、改扩建工程项目，除净水常规处理工艺外（混凝、沉淀、过滤、消毒），还增加了原水应急投加处理（投加粉末活性炭、高锰酸钾去除藻类）、预臭氧（消毒杀藻、氧化有机物、去除水中嗅味及改善色度）、后臭氧（杀细菌、去除病毒、氧化水中难降解的有机物、增加水中的氧含量）和生物活性炭吸附池（去除小分子有机物、降低NH3

、NO2、色、嗅和味）。目前三、四期净化系统已投入运行，除臭氧投加及生物活性炭吸附池（深度处理工艺）暂未投入使用外，其他设施净化运行情况良好。

参考资料

[1] 武汉市给排水工程设计有限公司院. 琴断口水厂升级、改扩建工程施工图.