长桥水厂的建设与改造

城市给排水·长桥水厂的建设与改造沈裘昌提要长桥水厂是我国自行设计和建设的一座特大型水厂现已达到160万m3/d的供水能力。其始建于大跃进年代是当时国内新建的最大水厂。根据建设条件采用了土堤式平流沉淀池节省了材料加快了施工进度。还开创了水厂采用大口径非金属管道作浑水管的先例。在以后的扩建中首创平流沉淀池下叠清水池解决了平流沉淀池占地大的问题迕水泵冲洗旳移动罩滤池基础上开发了虹吸式移动罩滤池大大节省了工程造价采用了国内水厂最大的清水水泵和电动机。几经改扩建长桥水厂已成为我国规模最大、工艺合理、设备先进、布置紧凑的现代化水厂。为了实现上海新的供水专业规划长桥水厂又制定了新的总体发展规划关键词城市水厂改扩建规划处理工艺设计参数材料设备上海市长桥水厂是一座我国自行设计建造逐步发展桥港段设江心式取水箱1座直径5m2根DN1起来的特大型水厂,目前供水能力已达到160万250钢制自流管每根长250m设计能力30万m3m3/(平面布置见图1)成为我国最大的城市水厂,d60万m3d时再建一套。取水泵房和吸水井各1担负着上海市西南和部分西北地区的供水重任。随座取水泵房设5台机组水源泵站还设低压变电所着上海综合实力的增强,市民对自来水水质要求的1座办公楼1幢水源地至净水厂设2根DN1200提高长桥水厂还将面临新一轮的改造。其出水水的浑水管距离2km左右设计管材采用预应力钢质目标是上海市供水专业规划提出的水质目标砼管施工时由于货源原因,部分采用预应力钢砼2010年以前,依据卫生部《生活饮用水卫生规范》,管,部分采用铸铁管。开创了水厂采用大囗径非同时比照美国EPA水质标准及欧盟目前水质标准金属管道的先例结合现行美国水质标准中的微量有害物质和微生物净水厂原设计钢筋混凝士平流沉淀池2组每指标进行拟定的水质目标彻底改善自来水饮用口组分成2格每格能力7.5万m3/d。为了节约钢感2020年的水质目标是依据上海市的水源特点制材、水泥加快建设进度改为30万m3/d土堤沉淀定的与当时发达国家保持同等水平的新的水质目池1组分成可独立运行的2格。回流隔板絮凝絮标凝时间20min沉淀时间75min前段小泥斗排泥大跃进年代艰苦建厂后段大泥斗定期冲洗。滤池采用2组钢筋混凝土快长桥水厂始建于大跃进年代,一直由上海市政滤池每组6格滤速10m3/h单池面积106m2大工程设计研究院承担设计。1958年上海市政府为阻力配水系统水塔冲洗水塔容积600m3,下层为适应经济发展的需要在特别缺水的西南地区立项加氯间滤池采用左右两翼中间水塔的布置形式滤建设一座新水厂规模60万m3/是当时国内新建也管廊上层为月台式空廊布置合理操作方便。清的最大水厂分两期建设。一期工程30万m3/d水水池采用钢筋混凝土,分设2座,由原设计每座源经多方案比较选在黄浦江关港段水厂设在上中万m3减小至5000m3仅满足消毒接触时间调节路南侧当年完成施工图,为了贯彻多、快、好、省完全中凵中国煤化工水泵房1座没6台的精神和推行投资包干”又两改设计图反映了当机组CNMH泵房吸水井分设2时经济条件的困难和广大工程技术人员的智慧。座。水厂的总平面布置采用功能分区进厂大道的为节省投资,一期工程水源地由关港段缩至长东侧为行政管理和检修区西侧为生产区使工艺流给水排水vol.29No.120031叫暾池〔下设清水池折板翱凝流沉淀池(卜设清水池)2·折板絮凝半流沉淀池(下没清水池排泥3半流沉淀池池6’半流沉淀池7°半流沉淀池图1160万m3/d长桥水厂平面布置程紧凑,直线型布置便于以后扩建,为国内大型水池1座回流隔板絮凝时间20min沉淀时间1.8h新厂的典型布置。建快滤池1组分6格屋顶水箱冲洗送水泵房挖期工程于1961年1月正式动工同年6月初潜改造更换水泵挡当年12月份开始施工1971年7步通水原水由厂区东侧春申塘边的20万m3/d临竣工。扩建后出水能力勉强达到了60万m3/d时取水泵房取水1962年5月一期工程竣工。运行指标:1°,2*土堤沉淀池,回流隔板絮凝时间1966年为了满足用水量的需要,着手对土堤沉15min沉淀时间55min水平流速36mm/s,平时淀池进行了技术改造。主要是絮凝部分通过现场小斗排泥每半年停池清洗1次;*沉淀池絮凝时测定和经验总结提出了回流隔板的改造方案将每间12min沉淀时间54min排泥采用虹吸式机械格絮凝能力提髙到ρ000m3h将土堤沉淀池的岀排泥滤池滤速15m/h。水能力提高到40万m3d滤池滤速提高到14m/h,2文革结束后供水量继续增长使一期工程供水能力提高到40万m3/d。1976年上海经济重又回升用水量急剧增加,1970年供水缺口增大,又提出了扩建要求,长当时桥水厂的供水能力需要提高到60万m3/d。水源部水质中国煤化工用的黄浦江下游水,重。1977年上海市分将黄浦江边的水源地由30万m3/d挖潜至40万CNMH政府决A↓是上住正模定为60万m3/dm3/d厂内舂申塘边的临时泵房可挖潜至24万m3/d与原系统配套为120万m3/d供水能力。当时长桥满足了需要。新建⑩0万m3d钢筋混凝土平流沉淀水源地正处于黑臭带的边缘扩建水源地有3个方2给水排水Vol.29No.12003案Φ原地扩建;至上游28km的黄浦江德胜港台机组水源泵站总取水能力达140万m3/d。段③淀浦河。经技术经济比较碍于当时的经济实水厂部分按140万m3/d配套由于已建沉淀池力还是采用了原地扩建的方案由于春申塘水质恶指标较高,滤池指标相对较低故新建6*,7艹两组化临时泵房取消原黄浦江取水能力为40万m3/d平流沉淀池下设清水池,形式规模基本同4#5#水源地加建80万m3/d能力设直径6m进水箱沉淀池新建虹吸式移动钟罩滤池8组每组24格座2根DN2000钢制自流管,各长180m新建取单格面积9.6m2新建3#送水泵房1座和吸水井水泵房吸水井1座取水泵房1座设6台机组水3格共设7台机组源地到净水厂设DN1600浑水管2根长约2km。长桥水厂建于我国经济条件比较困难的年代,净水厂根据已有沉淀池能力新增平流沉淀池2设计指标采用都比较高1999年上海自来水市南公座A*5#每座30万m3d共60万m3d絮凝采用司依据建设部统计指标对长桥水厂综合生产能力进机械与回流相结合并考虑了沉淀前段污泥至絮凝行了核定。核定参数如下取水能力144.96万m3/d池的回流絮凝时间约13min平流沉淀池总长150沉淀池能力135.62万m3d滤池能力147.74万m宽29m沉淀时间约35min水平流速55mm/s,m3/d清水池5万m3送水泵房能力6.41万m3/h由于征地十分困难在每座沉淀池下叠1万m3清综合能力135.62万m3/d,当时统称长桥水厂的供水池开创了平流沉淀池下叠清水池的先河。滤池水能力为140万m3/d。在总结水泵冲洗移动罩滤池基础上通过生产性试3改革开放迎来了新的发展验开发了虹吸式移动罩滤池滤池分8组,每组34随着改革开放迎来了长桥水厂的又一个春天格单格面积9.6m2全厂滤池平均滤速11m/h移1995年原上海自来水总公司提出了对长桥水厂进动罩滤池取消了管廊结构简单自动化程度高并行技术改造的规划。以提高供水可靠性及运行管理大大降低了工程造价。新建二级泵房座没沅江水平降低能耗、药耗和水耗同时根据上水九五48-20立式水泵3台预留1台泵位,每台沅江泵规划将长桥水厂的供水能力扩大至160万m3/d流量15000m3h扬程46.6m,配套电机功率2由于长桥水厂技术改造工程涉及面广实施难度大500kW。该泵型占地面积小、效率高在城市水厂投资高为了不影响上海市西南地区的正常供水结中首次应用对大型水厂有可取之处但缺点是维修合资金筹措总公司对改造工程作了总体考虑和分要求较高。长桥水厂三期工程于1978年开始施期实施的安排。工,1979年6月部分通水1980年竣工1997年底黄浦江上游引水二期工程建成并部1986年随着上海经济的进一步发展,上海西分通水长桥水厂完成了160万m3d的提升泵房的部及西北部的供水一直十分紧张另一方面黄浦江建设该泵房利用上游引水DN3500进厂管顶管施的污染也日趋严重为了改善上海自来水的水源国工的工作井建成。设计能力20m3/s设8台大型飞家计委批准了黄浦江上游引水工程计划将当时上力潜水泵流量3.75m3s扬程12m电机功率430海就近取用黄浦江原水的6家水厂和计划新建的2kW其中2台暂时先装小叶轮流量3.25m/s扬程家水厂的水源移至黄浦江上游的黄浦江松浦大桥12m必要时可更换库存的大叶轮,泵房设在水厂段作为配套项目长桥水厂再一次扩建。1987年7的南端并将原来的浑水管同时进行了改造以黄浦月黄浦江上游引水工程完成了从黄浦江中游临江段江上游引水作为常用水源,以原来水源泵站作为备取水的部分工程引水230万m3d首先实现了黄用水源两个系统可任意切换。浦江下游5家水厂的水源置换碍于资金问题临江什亨峂N开实施全厂加药设备、以上的引水工程作为二期工程暂时缓建。部分j中国煤化工控设备改造。该项长桥水厂取用黄浦江中游水源水源泵站再次目利CNMH自的余额引进设备,扩建J989年建成直径5m进水箱1座,DN1800以全套自动化加矾、加氯、加氨设备,替代了原来的自流管1根新建取水泵房1座吸水井1座设2手动加药设备和-1型加氯机以西班牙英格索给水排水vol.29No.120033兰3台1万m3h和3台0.5万m3h的卧式双吸离积1.5万m3。3座沉淀池下设3座清水池另在水厂心泵更换了3台立式沅江泵改建了全厂压力水系的东北角设独立清水池容量1.5万m3清水池总容统增设了2座变频调速的增压泵房使加氯水射器量6万m3相当新建规模的10%的工作水压力稳定;絮凝池前增设了静态管道混合设均质滤料气水反冲滤池2组每组12格双器配置了相应的配电系统和仪表监控系统设置了排布置每格过滤面积138m2滤速约8mh气冲各工作点的控制PLC子站和中央控制室强度55m3(hm2),气水同冲时水冲强度10m3(h2001年开始实施了40万m3/d老系统改造工·m2),单水冲强度17m3(Hm2),滤料粒径0.95程该工程利用黄浦江上游引水二期工程世行货款mm厚1.20m,Ks<1.3,下部设粒径6~7mm砾余额工程包括以下内容石100mm滤池进水和冲洗排水均采用气动闸板备用水源地的改造。备用水源地分三期建成阀反冲洗气、水和泄气均采用气动蝶阀清水阀采期工程的取水位置较理想常年不淤二、三期工用气动调节阀压缩空气由一体化的空压机提供。程取水位置受规划限制,设在淤积区,毎年要疏浚管廊上部不设操作室采用敞廊式布置每组滤池下二次作为备用取水口管理比较困难但1#进水设接触池满负荷时接触时间21min不足部分由清箱和2根υN1250自流管已严重损坏改造工程的水池补充。目标是完善140万m3/d备用能力,工程在原1#进反冲洗泵房设在2组滤池的北端冲洗泵房设水箱位置,就地重建直径8m进水箱一座和1根鼓风机4台风量64m3/min风压45kPa2台风机DN3000钢制自流管并在水源地建旋转滤网井1满足格滤池沖洗风量。冲洗水泵4台流量1200座没2台德国 GEIGER生产的宽2m深15m的转滤m3h扬程12m,台水泵满足气水同冲时的水量网。滤网中间进水两侧出水网孔4mm×4mm改2台水泵满足单水漂洗水量。空压机2套,包括空造解决了原2*,3*取水头部的淤积问题和黄浦江气除湿、除油的压缩杋一体杋和储气罐。厂用压力原水的漂浮物问题网后水再通过虹吸管分配到原水增压水泵2台流量800m3/h扬程55m。冲洗3个吸水井。取水泵房的水泵型号也都比较老性能泵房的上层设滤池控制室、水厂中心控制室和水厂差效率低将其中4台原上海水泵厂生产的48h化验室22泵更换为上海中德合资凯士比生产的RDL型水新建1*送水泵房按80万m3/h规模建设设6泵流量1万m/h扬程22m电机功率800kW。改台机组其中2台备用水泵采用上海凯士比生产的造后的备用水源地大大改善了工作条件RDL型双吸离心泵每台流量1万m3/h,目前扬程净水厂拆除原1%61年建成的后扩容为40万45~30m,电机按今后可能50m扬程配置功率m3d的老系统即土堤沉淀池和2组12格快滤池包1600kW需要提高扬程时可更换叶轮。送水泵房括冲洗水塔2座5000m3清水池和1*送水泵房。吸水井做成流道形式由清水总渠渐变而成使水流在拆除的位置及净水厂东北角56亩(3.73分布更为均匀减小了吸水井的工程量经济地解决hm2)新征地建设60万m3/d新系统了吸水井抗浮问题减小了水头损失。吸水流道通设20万m3/d平流沉淀池3座每座分为2格过水力模型试验验证各种运行工况设计按试验结每格沉淀池设机械混合池采用凯米尼尔4HTD型果作了进一步修改实际使用情况良好。快混搅拌机功率11kW混合时间20s絮凝为折增设了回收池。通常情况下长桥水厂的原水由板絮凝絮凝时间15min沉淀池停留时间1.5h水20km外的原水厂送来因此滤池反冲洗水的回收平流速约23mm/s排泥采用泵吸虹吸式机械刮泥很有经价严3同池空积3000m3分为4机可根据泥位计指示泵吸强排虹吸弱排或只行格可中国煤化工收反冲洗水由内置油走刮泥而不排泥大大节省了排泥水量。采用9根不循环,m后水泵均匀送至混合锈钢指形集水槽其中6根长l8m3根长24m岀水池冋流水量小于5%。由于长桥水厂用地十分紧负荷300m3(md)沉淀池下部设清水池每座容张回收池上部设车库、配电间和司机休息室。4给水排水vol.29No.12003增设了排泥池。长桥水厂原生产废水、雨水在工作16h浊度较高时通过延长脱水机工作时间和昋申塘低潮位时均自流排λ舂申塘暴雨或髙潮位平衡池调节来适应泥饼经储泥斗储存由环卫部门时由排水泵房抽入春申塘。因环保意识的增强水外运填埋。厂的生产废水也要达标排放水厂的滤池反冲洗水长桥水厂40万m3/d老系统改造工程中的净水已回用生活废水收入城市管网沉淀池排泥水需要部分已在2002年6月底建成送水备用水源地的改经脱水处理首先要将沉淀池排泥水收集起来再行造和污泥脱水车间正在紧张的施工中。处理排泥池容积2000m3分2格可独立运行,为长桥水厂40余年的发展反映了我国给水事业防止污泥沉积毎格设2台德国EMU澘水搅拌机在建国后的艰辛创业的历史在十分困难的条件下本次改造先建设新建部分60万m3d规模的污泥保证了上海的经济发展和人民生活的需要。充分体脱水系统其余暂时还直排春申塘改造后旳原排水现了我国广大工程技术人员的智慧和艰苦奋斗的精泵房就改建为雨水排水泵房。神。现在的长桥水厂正以崭新的面貌展现在蓬勃新建60万m3d部分的排泥水处理系统也是发展的上海供水能力跃居国內城市水厂之最岀厂本次改造工程的一个重点。随着环保监管力度的加水浊度<0.2NTU,自动化程度达国内先进水大城市水厂生产废水的达标排放已提上了议事日平程长桥水厂总体规模160万m3d結合本次改造4长桥水厂新的规划目标排泥水处理先上60万m3/d时代的发展向长桥水厂提出了新的要求微污长桥水厂的原水平均浊度40NTU按原水的染的水源新的水质目标,上海新的供水专业规划,水质特性和药剂的投加情况60万m3d水量产生的都为长桥水厂的发展指明了方向。解决目前出厂水干泥为58td,l60万m3d水量产生干泥154/d原时有超标的色、铁、锰和微量有机污染等问题是新水最高浊度为300NTU则60万m3/d水量时产生一轮发展努力的目标在黄浦江上游引水集中生物干泥201t/d,l60万m3d水量时产生干泥535td预处理基础上参照上海周家渡水厂试验运行的经长桥水厂的位置条件只可能采用机械脱水根据国验长桥水厂将进一步加强常规处理并进行深度处内外用于自来水厂污泥脱水机械的使用经验比较理使岀厂水水质进一步提高达到上海市供水专业理想的有离心脱水机和板框压滤机,上海自来水公司在闵臭氧发生间制氧车间行一水厂也取得了使用离心脱(处理4冲洗泵房’《处理现在已处于届民层住区想模水做又特别大板框压滤机有其更混合池}叫折板絮凝十流池水反冲滤池吳代接触泡有利的一面。长桥水厂60万的1:游水源生物活性炭滤泡m3/d规模的污泥脱水系统采用斜板污泥浓缩,上清液悬浮固体小于70mg/L,符合浓细池消毒接触池GB8987-96)级标准,设斜板浓缩池4座污泥平衡池2冲洗水座受场地限制脱水机房与储吸水井泥斗叠合布置,脱水机房设中国煤化工2m×2m板框压滤机3台和CNMHG送水集房注泥、加药、冲洗等辅助设备。脱水机在原水平均浊度时每天图2规划的工艺流程给水排水vol.29No.120035水池￠折板絮凝屮流泓淀池(下设清水池)(下设清水池n雷分「,折板繁凝流沉淀池□■h5’折板絮凝流沉淀池卜设清水池)P# e区‖折板某减流淀池!水提升泉2颁民接触泡3合池4均质滤料’(水反冲滤池(卜设清水池)5滤池反冲缇泵塄(设控制、化验6丛抆触池?作物活性旋誌池(下设洁水池)♀送水梨房嗫水片鬥收池(上:设车)10暾水处池1排泥池(设仓坼)12污泥脱水有13南水泵房1行政管15生活轴助<16帆,氣所及加、加间图3长桥水厂规划布置图规划2010年的水质目标长桥水厂新的总体规划正清水池约2万m3在制定中见图2和图3新建现场制氧车间和制臭氧车间。根据上海产业结构的调整和总体供水布局,长改造2#3*送水泵房合建成1座送水泵房桥水厂的供水能力将调整为140万m3/d出厂水质泵房西侧新建35kV变电所满足全厂的供电需要要达到上海新制定的供水专业规划要求并要合理污泥脱水车间扩建至140万m3/d规模共设浓降低能耗、药耗和水耗使长桥水厂的素质进一步提缩池6座,平衡池4座脱水机房设板框压滤机6台。长桥水厂将在1997年和2001年改造的基础综合管理楼及附属设施也将按需要调整重上继续改造4*5*6*7#沉淀池取消3*沉淀建池将16组虹吸式移动罩滤池改造成均质滤料气水届时长桥水厂又将以新的面貌屹立在黄浦江反冲滤池沉淀池设计指标与新建的沉淀池相同滤畔以合格的优质自来水服务于上海的西南部,为上池的设计滤速将与新建的滤池统一至10mh左右。海的经济发展和人民的日常生活作出贡献。新建4组臭氧接触池、生物活性炭滤池臭氧最中国煤化工大加注量3mg/L接触时间大于10min话活性炭滤CNMHG二路901号海市政工程设计研究院池滤速10m/h左右,与活性炭接触时间大于10电话(0215026848min活性炭滤料采用气水反冲活性炭滤池下叠建收稿日期2002-10-86给水排水Vol.29No.12003