设计案例 | 滇池含藻原水的设计样板——昆明市第五水厂
栏目导语
以作品为媒，让图纸说话，感受每一个工程项目背后的设计理念和思想。“设计案例”与国内各大设计院所联名合作，深入剖析我国市政给排水新改扩建工程项目设计过程中的理念和经验，相互启迪，引领发展。
供稿单位：中国市政工程西南设计研究总院有限公司
一、工程概况
昆明市第五水厂以滇池为水源，净水厂位于昆明市火车南站之南的福德村，工程设计规模为20万m3/d，占地9.2hm2。该工程于1985年进行编制可行性研究报告，1986年完成初 步设计，1987年进行施工图设计。
1987年破土动工，1990年3月竣工投产，工程总投资为8200万元。
工程审计被昆明市审计局评为“设计单位信誉评价A级” 。
二、工程内容
昆明五水厂净化工艺，结合昆明市自来水公司的管理经验与滇池水源含藻量高的特点，采用气浮一一过滤方案。具体净化流程如下：
净水厂工程设计情况：1987年7月1日昆明市第五水厂净水厂工程设计组，集中于广汉 市航校招待所，在室、院领导关心、支持下，设计组全体人员日以继夜地拼博，终于在 9月3日提前完成该水厂施工图设计，设计建筑物总面积10973m2、构筑物总容积 39825.43m3,设计图纸976张（折2#标准张），为该工程87年12月破土动工创造了可靠的前提条件。
1、配水井：11.6x19.0x6.2m，钢筋砕结构，一座；内设有滤网室、搅抖机（LJ-S2 型），水力停留时间为1分钟。
2、气浮池：分两大组，每大组分六格，每大组平面尺寸65.56x30.16m,深3.65- 3.95 （絮凝池部分为3.95m），钢筋校结构。
（1） 絮凝池部分：采用栅条，停留时间为10分钟。
（2）气浮池部分：进人接触室的流速<0.1m/s，接触室上升流速15mm/s停留时间为 3.0分钟，分离室向下的分离速度1.5mm/s，有效水深2.0m,停留时间22分钟，分离室集水系统为穿孔管，孔口流速为0.5-0.7m/s，集水支管为DN75mm，集水干管为DN60012根。
压力溶气罐为Φ1.4m、高3.61m，内填聚丙烯阶梯环1.5m，溶气罐共设6个，钢结构。为溶气配套设有空压机房与回流水泵房，内配有Z-1.5/7-1型立式单级水冷空压机三 套，S200-42型回流水泵四台。
气浮池中配有撤渣吸泥机12套，即每格池一套，每隔2-4h撇渣一次，每天吸泥一次。
3、气水反冲滤池：分两大组，每组又分12格，每格净尺寸6.2x6.0m。各大组平面尺寸为39.25 x 19.3m,深4.1m，现浇钢筋睑结构。
滤池设计滤速为10m/h，最大过滤水头取1.6m。
滤料为：无烟煤d = 0.8 -1.8 mm K80= 1.7 H=400mm ；
石英砂d = 0.5-1.0mm K80=1.5δ=400mm ；
承托层厚度为300mm。
冲洗强度及时间：
气冲：q= 15L/m2 • s，T = 4分钟；
水冲：q = 4 ~ 8L/m2 • s，T = 5分钟。
滤池的反冲水塔容积=450m3，水深2.3m，钢筋砼结构。
滤池的气冲采用C40〜1.5型鼓风机四套，鼓风机房平面尺寸为6.94 x 20.2m,地下部分 3.05m，地上部分为4.1m。
4、清水池：按设计规模10%设置,即设二座10000m3的清水池，钢筋砼结构。
5、吸水井：43.95 x 6.0 x 7.63m均分2格，现浇钢筋砼结构。
6、送水泵房：平面尺寸为48.5 x 12.0m,地下部分5.9m钢筋砼结构，地上部分7.2m排架结构，泵房内设置24SA-10型水泵6套，4用2备，单排布置，配用10kV电机，功率630kW。
7、加药间：底层20 x 44 x 6.6m，二层为20 x 20 x 5. 1m。
混凝剂釆用特制硫酸铝，设计采用计量泵投加，型号为T26HM15-1000P型三套。
消毒剂釆用液氯与液氨：其中液氯通过美国首都公司生产的先进牌4000系列自动加氯 机投加。预氯用4O14C型流量比例真空加氯机三套，二用一备，投加量为2-3mg/L,后氯选 用4033C型复合环式加氯机三套，二用一备，投加量为l~2mg/Lo
液氨的投加量为0.25〜0.5mg/L,加氨机选用4613A型三套，二用一备。
8、回收水系统
（1）回收水池：8.3 x25.3 x3.5m,钢筋砕结构，内设有回收提升泵三套。
（2）回收水处理池一一水力循环澄清池两座，Φ8.4m,，H=6.8m，钢筋碇结构。
三、工程设计特点
1、总体布局正确合理。
昆明市原有水厂总设计规模为22万m3/d，其中生产能力合计为18万的一.二.四厂均 取自昆明市北边的松华坝水库。为提高昆明市供水的安全可靠性，另辟择供水水源显得尤 为重要。根据这一原则，我们选择滇池为昆明市第五水厂水源。这样南、北水源的水厂相 对布置，不但供水保证率高，而且使该市的供水管网配设也更加经济合理。
2、工艺流程与净水构筑物选择合理。
根据滇池原水具有低浊、高藻的特色，方案比较后择用气浮一过滤净化工艺，净水效 果高。
水经机械混合后，进入高效栅条反应池，反应时间10min。
气浮池内总停留时间约28分钟(其中接触室为3分钟)，回流比为5〜8%，溶气压力为 0.3~0.4MPa，气浮池出水浊度2.0-7.0 NTU。除藻率高，该厂气浮池设计规模，目前是全国最大。
滤池选用气水反冲双层滤料滤池，对于含高藻和微污染的滇池是十分必要的，适宜 的。该工程在西南地区首先采用气水反冲滤池从当时已投产的设计规模来看，也是国内最大。经运行滤池出水浊度为0.5〜2.5NTU，大部分小于1NTU。
3、选择高效节能的机电设备和安全可靠的加药消毒设备仪表。取、送水泵房釆用节能型Y系列10kV直配电机，它具有低耗、节省占地和高压配电装置，基建投资省，这种电机在西南地区水厂尚属首次采用。
加药（硫酸铝）系统采用西德的隔膜式计量泵，加氯加氨系统全套引进美国首都控制机器公司产品。保证了加药、消毒的安全可靠运行。
4、水厂平面布局合理。
净水厂厂区地形平坦，加上工程地质条件差，地下水位高，给高程布置带来困难。
净水厂功能分区合理，其中生产区净水流程呈直线型，水头损失小；构筑物考虑到管 道、设备进出、交通等因素布置得疏密相间，考虑到净水厂距当地农民的住房太近，故在围墙内留有一定的绿化带，以保护净水厂安全生产，同时全厂花草郁郁葱葱颇有园林感。
净水厂建筑以淡黄色为基调，显得清新悦目，明快清洁。与四季如春的昆明市郊环境衬托。
5、几项设计指标：
（1）净水占地指标：0.44m2/m3・d (含厂前区、深度处理与气浮渣处置预留池)。
（2）投资指标：165.00元/m3（净水厂)
（3）耗能指标：0.26度/m3
四、社会、经济效益
昆明市第五水厂建成后，除了自来水公司有较低的自身效益外，更主要的是国民经济效益与社会效益。本工程初估年间接经济效益约为2500〜2300万元。由于昆明市地区近来连续三年干旱，松华坝水库蓄水比正常年减少60%，使一、二、四水厂处于停产或半停产状态，三个水厂日供水总量减少2/3。给全市人民的生活用水，工业生产用水及社会安定带来严重威协。1990年3月1日第五水厂一次投运成功，使昆明市供水渡过难关，春城人民称赞，社会效益显著。
五、获奖情况
建设部优秀工程勘察设计三等奖
六、参加人员
吴济华、冉启藻、李昌文、顾松涛、龚全寿、卿荣华、王岩侠、钟木华、田淑稳、童 润南等。
