某某给水厂扩建工程可行性研究报告.docx
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某某给水厂扩建工程可行性研究报告
前言
省**水工网**是**水工网**市管辖的十二个所属县（市）之一，位于省东南部，张广才岭西麓，松花江右岸。
**水工网**是**水工网**县政府所在地，是**水工网**的政治、经济、文化中心，又是当地连接省内外各大城市的重要交通枢纽。
近年来随着改革开放的逐渐深入，**水工网**的经济飞速发展，城市建设不断进步，人民的生活水平和文化水平极大的提高，城市用水量也不断的增加。
而**水工网**现有净水厂供水能力为0.7万m3/d，已经不能满足城市用水的需要，另外城市配水管网管径小，管网覆盖率低，目前的供水现状严重的影响了城市居民的生活和工业的发展，所以**水工网**的给水扩建工程已经势在必行。
**水工网**政府对**水工网**给水扩建工程的工作高度重视，根据省委、省政府文件《中共省委、省人民政府关于进一步加快小城镇建设的决定》的指示精神，为使供水系统日趋完善，决定兴建此给水扩建工程。
在此前提下，2002年11月，**水工网**自来水公司委托中国市政工程东北设计院进行《省**水工网**给水扩建工程可行性研究报告》的编制工作，接到任务后，我院工程技术人员去现场进行了踏勘、考察工作，收集了基础资料，并与建设单位的领导和技术人员就有关问题进行了研究讨论和磋商，取得了一致性意见，在此基础上，我们提出了此报告。
工程内容包括新建净水厂一座（规模2.0万m3/d），以及相应的输配水管线，估算总投资6412.59万元。
第1章概述
1.1编制依据
（1）设计委托书
（2）省**水工网**供水工程预可行性研究报告（**水工网**市国际咨询中心）
（3）省**水工网**新城水库扩建工程初步设计报告书（省水利水电勘测设计研究院）
（4）**水工网**给水管网现状图
（5）卫生检测报告书（xxxx市卫生防疫站）
（6）建设单位提供的有关资料
（7）有关设计手册及规范
1.2编制原则、编制范围及工程规划年限
1.2.1编制原则
1、在城市总体规划的指导下，对水资源要统一规划，远期、近期结合，对今后水资源更新留有余地。
2、要考虑建设地区的工农业计划和城市发展计划，对人民生活的耗水量和工业用水都应贯彻节水精神，符合建设地区实际供水量的可能性。
3、要保证安全供水，泵站设备备用率要足够，供电系统要可靠。
4、发展和推广给水净化的新工艺、新技术、新材料、新设备。
在检测和管理上推广应用微机技术，逐步实现科学管理。
5、贯彻节能方针，力求取得较好的社会效益。
6、保护水源输水沿线及水厂的环境，制定保证水质的措施，要求净化后的水质符合国家生活饮用水卫生标准。
1.2.2编制范围
受建设单位委托，并结合**水工网**的实际,本次可行性研究报告范围为：
1、用水量及规模论证；
2、输水管线的设计；
3、净水厂的设计；
4、配水管网的设计；
5、工程投资估算及经济技术评价。
1.2.3工程规划年限
根据**水工网**城市总体发展规划，结合**水工网**的实际情况，确定本工程近期为2010年，远期2020年。
1.3城市概况
1.3.1社会环境概况
省**水工网**是*****市管辖的十二个所属县（市）之一，位于省东南部，张广才岭西麓，松花江右岸。
**水工网**是**水工网**县政府所在地，是**水工网**的政治、经济、文化中心，又是当地连接省内外各大城市的重要交通枢纽。
是以轻纺业、食品工业为主的工业小城镇。
**水工网**有丰富的自然资源，矿产资源有金、铁、铅、锌、铜、钛等，非金属矿有大理石、石灰石、水晶矿等。
1.3.2自然条件
（1）地理位置及地形情况
**水工网**位于省东南部，张广才岭西麓，松花江右岸，蚂蚁河中下游，中心位置在东经128°19′，北纬45°26′东南、南、西南与尚志市为邻。
北面与东北和方正县接壤，西与宾县毗邻。
**水工网**是南北两面环山，地势高，向中部倾斜，中部又由西南向东北倾斜，形成簸箕形。
镇内海拔高度150～175m。
（2）水文
**水工网**属松花江流域，境内有大小河流23条，其中蚂蚁河贯穿全县，蚂蚁河发源于尚志市老爷岭，由南向北至方正县入松花江，全长300多Km。
据延寿水文站资料，蚂蚁河1979年最枯水年径流量为2.56亿m3。
该年2-3月份P=90%时月均流量为0.13m3/s。
最枯月均流量为0，发生在1980年2月。
（3）气候和气象
城区属寒温带，大陆性季风气候，其特点是冬季严寒而漫长，夏季温暖而短暂。
平均气温在-21.5～-22.3℃，冬季最大冻土深度为1.8-2.0m。
常年风向为西南风，冬季多东北风，平均风速4～5级，年平均降雨量为500～650mm。
1.4城市给水设施现状及城市给水规划
1.4.1城市给水设施现状
**水工网**城市水资源较紧张，给水水源多年来一直采用地下水水源，且都是在蚂蚁河取水，方式为大口井和渗渠相结合的形式，因蚂蚁河水质污染非常严重，**水工网**市卫生局1998年2月28日“调查报告”明确提出：
“立即停止蚂蚁河水系的供水”。
1964年和1981年建成的在蚂蚁河取水的大口井和渗渠，在1997年新城水库给水工程的竣工投产后被停用。
新城水库位于**水工网**东南部，距县城16KM，水库上游流域内村屯很少，没有工业，植被良好，水质很好，可作为城镇供水水源。
1997年**水工网**设计了从新城水库发电尾水取水，经18KM输水至净水厂处理后供水的水处理工艺，设计供水量10000m3/d；工程于98年初竣工投产。
1.4.2城市给水规划
根据正在修编中的**水工网**城市总体规划及给水工程规划，近期规划2010年；远期规划2020年。
1、2010年规划人口10万人；
2、2010年工业总产值8.34亿元；用水重复利用率70%；万元产值耗水量100m3。
1.5工程建设的必要性
1、项目提出的背景
党的十五大以来，党中央对我国的农村建设和经济发展作出了一系列重大决策，并把其列为我国现代化建设“三步走”战略中的重要内容加以重点规划发展，并颁布了《中共中央、国务院关于促进农业和农村工作若干重大问题的决策》，随后，党中央、国务院、省委、省政府、**水工网**市委、市政府分别制定了《关于促进小城镇健康发展的意见》，这事关全面建设小康社会的大局问题，是全面改善和提高农民生活质量，实现有中国特色城镇化，进而向现代化中等发达经济迈进的重要步骤和措施。
**水工网**正是在全国规划发展小城镇建设的热潮中，被国家、省、市三级政府列入“十五”期间重点规划建设的小城镇之一。
按照国家小城镇建设规划，到2005年，**水工网**拟建为带动地区经济发展的城镇之一。
按照要求，**水工网**要在现有人口7.79万人的基础上，通过合理调整村镇体系，使之尽快达到10万人的规模，并尽快做好基础设施建设、住宅建设、特色园区建设等系统工程，促进经济加速发展，使其作为试点镇建设，在规模、质量方面有新突破，充分发挥其在农村经济和社会发展中的辐射和带动作用。
按照国家对小城镇规划建设的要求，基础设施建设必须先行一步。
但**水工网**作为基础设施之一的给水工程却仍存在三大问题。
（1）供水量缺乏：
**水工网**现有供水量1.0万m3/d，随着小城镇的建设步伐，难以保证城镇需水要求。
（2）供水管网急需改扩建
**水工网**供水管网在97年新城水库供水工程中得到了部分改善，但供水能力仅为1.0万m3/d，供水管网覆盖面小，部分管道是六十年代敷设的，管径小、管道损坏严重，不能满足城镇发展要求。
（3）改善居民用水水质
由于供水量和城市管网的现状情况，部分边区居民不能引用城市自来水，靠自备小井用水，水质较差；严重影响居民的身体健康。
2、工程建设的必要性
综上所述，**水工网**面临21世纪新的小城镇建设发展机遇，完善和加强城市供水设施是十分必要的。
（1）**水工网**供水工程是贯彻落实国家小城镇建设规划发展的需要；
（2）**水工网**供水工程将促进**水工网**域经济繁荣，增强中心城镇对地区经济发展的带头和辐射作用；
（3）**水工网**供水工程是改善供水质量，确保城市居民身体健康，提高人民生活水平的迫切需要；
第2章总体规划及方案论证
2.1工程规模论证
2.1.1水量现状及预测
本工程设计范围是**水工网****水工网**。
根据**水工网**普查资料及**水工网**自来水公司调查资料表明：
2001年**水工网**城区人口为7.79万人，用水标准为120L/d.cap，用水普及率80%。
根据正在修编中的**水工网**城市总体规划及给水工程规划，近期规划2010年；远期规划2020年。
2010年城区人口为10万人，用水标准为200L/d.cap，用水普及率95%。
⑴、居民生活用水量预测：
依据《室外给水设计规范》GBJ13—86（1997年版）的综合生活用
水定额并结合**水工网**城市总体规划以及**水工网**的实际情况，确定综合生活用水定额。
综合生活用水定额包括居民日常生活用水和公建用水，但不包括浇洒绿地、道路用水和消防、市政用水。
居民生活用水量见表2-1。
居民生活用水量表2-1
年限
项目
2001
2010
2020
城区人口（万人）
7.79
10
15
供水人口（万人）
6.23
9.5
15
用水定额（L/cap.d）
120
180
200
生活用水量（万m3/d）
0.75
1.71
3.0
⑵、工业用水量预测：
根据**水工网**提供的现状工业产值和城市体规划，2001年**水工网**工业总产值为4亿元,用水复用率50%；；预计2010年工业总产值为8.34亿元，用水复用率70%；万元产值耗水量100m3（以上数据是由建设单位提供的）。
工业用水量计算结果见表2-2：
工业用水量表2-2
年限
项目
2001
2010
2020
工业总产值（亿元/年）
4.0
8.34
18
万元产值用水（m3/万元）
120
100
80
用水复用率（%）
50
60
70
工业用水量（万m3/d）
0.65
0.91
1.18
⑶、其它用水量：
其它用水量包括浇洒绿地用水、道路用水、管网漏失水及其不可预见水量（一般约占总供水的10—20%），**水工网**自来水公司运营记载，现状供水其它用水量为22%。
本工程实施后，城市供水管网将得到极大改善，因此，2010年其它用水量按15%计取。
（4）城镇总用水量：
城镇总用水量表2-3
年限
项目
2001
2010
2020
生活用水量（万m3/d）
0.75
1.71
3.0
工业用水量（万m3/d）
0.65
0.91
1.18
其它用水量（万m3/d）
0.21
0.39
0.63
合计（万m3/d）
1.6
3.0
4.8
2.1.2工程规模确定
根据**水工网**城区用水量预测，2010年城区用水总量为3.0万m3/d。
Yuan原有水厂供水能力为1.0万m3/d，所以本次工程规模按规划2010年考虑，尚应增加供水规模2.0万m3/d。
城市供水管网的设计由于管道使用寿命较长，频繁的更换管道会造成很大的浪费，所以供水管道设计按远期考虑，即5.0万m3/d。
2.2水资源论证
2.2.1水源及水质论证
1、地下水资源
（1）地下水水量
**水工网**过去是省大骨节地方病的重点发病区之一，其主要原因是居民饮用的自备小土井水，水质恶劣；省市各级政府对居民生活用水问题非常重视，从1963开始建设自来水集中供水系统，采用大口井形式在取水，改善了城镇居民生活饮水条件。
随着城镇的建设发展，用水量的大幅度增加，城镇供需矛盾日益突出，主要原因是地下水不能满足用水的需求。
1991年省水文地质勘察院对**水工网**进行了详勘，结论是地下水资源贫乏，不能作为**水工网**永久性供水水源。
（2）地下水水质
**水工网**地下水为第四纪潜水，埋藏较浅，主要靠大气降水及区域内河流水补给，含水层以砂及砂砾为主，厚度6—8M。
由于前期排水系统不完善，城镇污水是以渗井方式排入地下，造成了地下水污染；地表水蚂蚁河的污染对地下水也造成了较大的影响。
2、地表水资源
**水工网**境内可选择的地表水资源有两处：
蚂蚁河及新城水库
（1）蚂蚁河
蚂蚁河是**水工网**境内一条最大的河流，贯穿全县。
据延寿水文站资料介绍：
最枯水年在1979年，年径流量为2.56亿m3，P=90%时，日均流量为0.132m3/s（2—3月份）；最枯月份发生在1980年2月，月均流量为0m3/s。
蚂蚁河水质由于受到尚志市化工厂、造纸厂等工业和城市污水的污染，据省城镇供水检测中心1999年3月11日水质分析报告（见附件），水质超标严重，已不能作为城市供水水源。
项目
检测值
国家标准
超标数
色度（度）
48
15
氟化物（mg/l）
1．42
1．0
氰化物（mg/l）
0．05
0．002
氨氮（mg/l）
3．30
0．05
铁（mg/l）
4．39
0．3
锰（mg/l）
3．51
0．1
COD（mg/l）
40
12（III类）
（2）新城水库
新城水库位于**水工网**东南部，距县城16KM，位于蚂蚁河右岸一级支流石头河中游，坝质以上集水面积99km2。
水库上游流域内村屯很少，没有工业，植被良好，水质很好。
新城水库于1975年建成，1983年交付使用，当时调节库容1130×104m3，总库容1700×104m3；2000年水库进行增容建设，提高到调节库容2190×104m3，总库容2580×104m3。
新城水库扩建后承担城镇和农业两项任务，为满足供水保证率，水库特别制订了调度制度，以保证城市供水。
在水质方面，根据**水工网**卫生防疫站对新城水库水质化验结果，除铁含量（0.56mg/l）略微超过国家饮用水标准（0.3mg/l）外，其它指标均符合要求。
新城水库水质经处理后，可符合国家生活饮用水标准。
因此，新城水库完全可作为城镇供水水源。
综上所述，**水工网**城区2010年规划水量3.0万m3/d，在水量及水质方面，新城水库是**水工网**唯一可保证城市供水的水源。
2.3工程方案论证
2.3.1取水方式
新城水库主要构筑物有：
大坝、溢洪道、输水隧道及电站工程；输水隧道进口为竖井式，底高程207.97m，隧道长122M，隧洞直径1.8m，最大过水能力5m3/s，其出口段上1997年新建设有城市供水管道接口。
本工程取水从此接口接出，管道标高为207.0m，水库原水通过输水管线送至净水厂。
2.3.2净水厂位置
根据**水工网**城区供水现状，净水厂建设在现有水厂的位置；其理由如下：
1、水库原水可充分利用地形高差通过输水管线送至净水厂（水厂地面高程为151.34m）；
2、与现有水厂统一管理、调度；
3、充分利用现有水厂设施，节省投资；
4、交通、供电、排水等设施方便；
由于现有水厂已无空地，建议靠水厂向西征地；本工程设计水量2.0万m3/d，征地面积1.06公顷。
2.4水处理工艺方案论证
2.4.1水处理方案的选用原则
1）结合本地工程特点，推选国内先进水平的工艺流程；
2）节省用地；
3）方便管理，国内具有足够的经验以资借鉴；
4）操作和维修简单；
2.4.2水处理方案的选用论证
**水工网**地处我国北方地区，水库水质特点为低温低浊。
即由于冬季水库水温度较低，水质浊度较低，使水处理难度加大。
省位于我国最北部，气温也最寒冷，地表河流、水库在冬季低温低浊明显；我院以及省规划设计院由于在省设计了大量的地表水厂，总结掌握了北方地表水处理经验，采用的处理工艺均能够保证净化水质。
**水工网**城现有水厂是我院1997年设计建设的，经过多年生产运行，处理效果较好；因此、本工程设计工艺仍采用原有水厂处理形式，同时，对在前期工程中出现的不足之处进行设计改进，使新建设的水厂在出水水质、运行管理等方面更加完善。
工艺流程：
原水——加絮凝剂——混合——反应——沉淀——过滤——消毒——供水
1、絮凝剂选择
目前，我国在水处理工程中采用的絮凝剂品种很多，如硫酸铝、碱式氯化铝、三氯化铁等等；在此、与现有水厂一致采用的是碱式氯化铝，其优点为：
1）絮凝效率高，耗药量少；2）温度适应性好，PH值适用范围宽；3）操作方便，腐蚀性小，劳动条件好；4）投药设备简单；
2、药剂混合
在水处理工程中采用的药剂混合装置很多，机械浆板混合、混合池混合、水泵混合、管式混合等；本工程采用管式静态混合器，优点为：
混合效果好，设备简单、体积小无电耗、安装维修简便。
3、反应池
我国水处理工程中常用的反应池形式有：
隔板反应池、旋流反应池、机械反应池、折板反应池、孔式反应池等等。
本工程采用的是填料折板反应池，这种反应池是在普通折板反应池前部增加部分阶梯环填料，利用阶梯环填料比表面积大的特点，充分接触低浊度水，加强反应效果，在北方已投产工程中得到很好的应用，这也是我院根据低温低浊水质特点，对折板反应池的改进。
本工程在阶梯环填料下部设置有空气管道，一是定期冲洗阶梯环填料，二是平时充氧以保证去除原水中的铁、锰。
4、沉淀池
水处理厂中常采用的平流式沉淀池、斜管沉淀池、斜板沉淀池均具有较好的性能；由于现有水厂采用的是斜管沉淀池，98年建成后，经过近几年的运行，工人对其比较熟悉，控制管理比较方便，而且处理效果比较好，因此本工程仍选择斜管沉淀池，其优点是池体积小、占地面积小，沉淀效率高。
5、滤池
滤池的种类也很多，普通快滤池、虹吸滤池、双阀滤池、移动罩滤池等等，近几年在东北地区常用的多为普通快滤池和双阀滤池，普通快滤池和双阀滤池结构略有差别，根据现有水厂使用情况，推荐采用普通快滤池。
6、消毒设备
目前、给水处理中采用的消毒剂有液氯、次氯酸钠、二氧化氯等，本工程推荐采用液氯消毒，这样可以和现有水厂的消毒系统有机结合，方便管理、节省投资。
2.4.3水处理推荐方案
综上所述，本工程水处理推荐方案如下：
水库原水——管式静态混合器——折板反应池——斜管沉淀池——普通快滤池——清水池（加氯消毒）——用户
第3章工程方案内容
3.1设计原则
1、依据总体规划、结合城区现有给水系统，合理布局；并充分与现有给水设施相结合、发挥新建和原有设施的能力。
2、合理开发利用和保护水资源，保持水资源可持续利用。
3、工程设计中选择运行安全可靠的水处理工艺，采用新技术，新设备，达到降低建设投资，降低消耗，降低成本的目的。
3.2设计规模及内容
3.2.1设计规模
根据预测，结合2010年**水工网**城区发展，工程设计水量2.0万m3/d；供水管网结合远期考虑，近期实施。
3.2.2设计内容
（1）输水管线一条，输水长度18KM，由新城水库城市用水接口至净水厂；
（2）净水厂一座，处理能力2.0万m3/d，拟建在现有水厂西側；
（3）完善城市供水管网，保证远期供水量5.0万m3/d，2010年供水量3.0万m3/d；
3.3输水管线设计
新城水库管道接口标高为207m，净水厂地面标高151.34m，设计反应池进口标高155.34m；输水管线输水能力2.2万m3/d（包括水厂自用水量10%），输水长度18KM，采用球墨铸铁管道，直径DN600，橡胶圈接口。
3.4净水厂工艺设计
净水厂位于蚂蚁河北岸，延寿大桥西側，紧靠现有水厂西側；占地面积1.06公顷，主要建（构）筑物为净化间、加药间、加氯间、送水泵房、锅炉房、变电所等。
净水厂平面布置原则为：
厂区构筑物布置紧凑、功能分区合理、处理流程通畅、有利生产、方便管理。
功能分区分为生产区和附属区，并与原有水厂相协调。
1、药剂混合
采用管式静态混合器，直径DN600，长3M，玻璃钢材质，原水与絮凝剂瞬间混合，混合时间t=4s。
2、折板反应池
反应池分为两组，钢筋混凝土结构，单组反应池平面尺寸AXB=8m×8.4m平均水深H=4m，反应过程分为三段：
前段为阶梯环填料，中段为相对折板，平均流速V=0.15m/s，后段为平行折板，流速V=0.1m/s，反应池总反应时间t=25min。
反应池下设排泥管，塑料材质；采用角式水力快开阀门排泥。
3、斜管沉淀池
斜管沉淀池与反应池相接，钢筋混凝土结构，单池尺寸AXB=8.4m×9.0m，有效水深H=4m，清水区上升流速V=1.5mm/s，颗粒沉降速度为0.16mm/s，斜管安装角度为600，斜管采用食品级塑料，斜长1M。
斜管沉淀池排泥设施同反应池。
4、普通快滤池
滤池设计共分6格，双排布置，钢筋混凝土结构，单池尺寸AXB=5mX4m，池高H=3.9m，正常过滤速度V=6.9m/h，采用单层石英砂滤料，填高1m，粒经d=0.6-1.2mm，不均匀系数K80=1.8。
承托层高200mm，粒径d=2-8mm，配水系统采用滤砖。
滤池冲洗采用水泵，冲洗强度q=15l/s.m2，冲洗时间5-8min；冲洗泵设在供水泵房内，水泵规格流量Q=1220m3/h，扬程H=12m，配套电机功率N=75kw；冲洗泵为两台，一用一备。
反冲洗水泵放在送水泵房内。
5、清水池及吸水井
清水池为钢筋混凝土结构，本工程按设计供水量的15%作为调节容积，计3000m3；消防水量根据规范：
城市人口10万人，按2处着火2h，水量40l/s计算，储存水量为576m3；因现有水厂清水池中已储存（按城市人口5万人）按2处着火2h，水量35l/s计算的储存水量518m3；因此，本期工程清水池中仅需储存消防水量58m3。
本期工程清水池容积确定为3000m3一座。
设计在供水泵房前设吸水井一座，钢筋混凝土结构，平面AXB=22mX5m，有效水深5m。
6、送水泵房
供水泵房设计采用半地下式，下部为钢筋混凝土结构，上部为砖混结构；平面尺寸AXB=21mX7.2m，最大日最大时变化系数为1.5，设置离心给水水泵4台，其中一台备用。
单泵规格Q=365m3/h，扬程H=33m，电机功率55KW；其中一台水泵配有变频调速装备，节省能耗。
为检修方便，泵房还设有DX型电动单梁悬挂起重机一台，起重量3t。
7、加氯间
加氯间设计为砖混结构，平面尺寸AXB=24m×9m，包括加氯间、氯瓶库、漏氯中和回收间、值班室。
供水量2万m3/d时，加氯量0.92kg/h。
选用V10K型加氯机2台（其中一台备用），单机最大加氯量1kg/h。
为了解决瓶事故泄漏问题，设计一台漏氯中和回收装置，并配备漏氯检测探头。
设计中和回收装置处理能力500kg/h。
氯瓶库按储量3个月计，采用YL-500型氯瓶，共计8个；氯瓶库设单梁悬挂吊车一台，起重量W=1t。
8、加药间
设计采用药剂为碱式氯化铝，根据现有水厂多年的运行情况，最大加药量按55mg/l考虑。
加药间设计为砖混结构，平面尺寸AXB=13.5mX9m，设有加药设备、溶药池、药库、值班室等。
溶药池和药液池为钢筋混凝土结构，分为两组；溶药池AXBXH=1.2mX0.8mX1m；药液池AXBXH=1.2mX2.0mX1.5m。
溶药池设电动搅拌机，电机功率0.2kw。
药剂投加采用隔膜计量泵，共两台（一用一备）；最大流量Q=900l/h，扬程H=0.2-0.4MPa；电机功率1.1kw。
药剂库面积设计81m2，考虑固定储备药量1个月，周转储备药量1个月，总药剂储量可满足60天用量。
9、水厂厂区给排水管道
（1）给水管道：
在厂区内设环形给水主管道一条，管径DN100，塑料材质，用于厂区
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