我國供水水質(zhì)凈化與取水輸水科技發(fā)展
論文類型 | 技術(shù)與工程 | 發(fā)表日期 | 2004-08-01 |
來源 | 《水工業(yè)科技與產(chǎn)業(yè)》 | ||
作者 | 楊文進(jìn),李家就 | ||
摘要 | 楊文進(jìn) 李家就 建國之初,我國的城市總供水量為186.7萬m3/d,供水管道總長度為6589km,有給水設(shè)施的城市約60個(gè)。建國50年來,我國的供水事業(yè)有了很大的發(fā)展,現(xiàn)有的供水范圍、供水設(shè)施和供水量等,均非昔日所可比擬。 50年來我國供水水質(zhì)凈化和取水、輸水的科技有了很大的發(fā)展。 ... |
楊文進(jìn) 李家就
建國之初,我國的城市總供水量為186.7萬m3/d,供水管道總長度為6589km,有給水設(shè)施的城市約60個(gè)。建國50年來,我國的供水事業(yè)有了很大的發(fā)展,現(xiàn)有的供水范圍、供水設(shè)施和供水量等,均非昔日所可比擬。
50年來我國供水水質(zhì)凈化和取水、輸水的科技有了很大的發(fā)展。
凈水技術(shù)
受污染水源水預(yù)處理
70年代以來,我國的地面水源大都受到不同程度的污染,城市周邊的水域有90%受到嚴(yán)重污染。水源水質(zhì)的惡化,致使生活飲用水處理增加了很大困難。
80年代開始,特別是在“八五”、“九五”國家重點(diǎn)科技攻關(guān)中,我國投入科技力量針對(duì)微污染和富營養(yǎng)化水源水的處理問題進(jìn)行了研究,提出了在常規(guī)處理工藝之前增加預(yù)處理的工藝。
1990~1992年,武漢在武昌東湖水廠做彈性填料生物接觸氧化預(yù)處理的中型試驗(yàn)。1992~1994年,上海在寧波梅林水廠研究彈性填料生物接觸氧化預(yù)處理,為中試規(guī)模。自1996年起,寧波、嘉興、合肥等地先后建成生產(chǎn)性的受污染水源水彈性填料生物接觸氧化預(yù)處理設(shè)施。
規(guī)模為400萬m3/d的東深原水彈性填料生物接觸氧化處理系統(tǒng)于1998年12月在深圳水庫庫尾建成投產(chǎn)。該生物接觸氧化池系統(tǒng)由6條長270m、寬25m、有效水深3.8m的廊道組成,總水力停留時(shí)間55.4 min,曝氣的氣水比為1:1。
1987~1992年,北京研究的生物陶粒反應(yīng)器進(jìn)入小試和中試階段,1995年在蚌埠建成了生產(chǎn)性的生物陶粒濾池。
上述彈性填料生物接觸氧化池和生物陶粒濾池的工藝本身不產(chǎn)生有害副產(chǎn)物,排泥量少。
90年代,我國有多處研究臭氧預(yù)氧化工藝。深圳根據(jù)大涌水廠預(yù)氧化試驗(yàn)結(jié)果,在深圳東湖水廠興建35萬m3/d預(yù)臭氧氧化設(shè)施。
1989年,哈爾濱開始研究高錳酸鉀預(yù)氧化。高錳酸鉀及高錳酸鹽復(fù)合藥劑預(yù)氧化工藝已推廣應(yīng)用。
1990年合肥與武漢合作研究,在合肥四水廠用投加粉末活性炭的方法去除水臭。
氯雖然常被用作原水預(yù)氧化的藥劑,但預(yù)氯化時(shí),氯與原水中天然有機(jī)物(NOM)相作用后,就產(chǎn)生揮發(fā)性總有機(jī)鹵化物(VTOX)和非揮發(fā)性總有機(jī)鹵化物(NVTOX),這種預(yù)氯化副產(chǎn)物對(duì)人體有害,并且在后續(xù)凈水工藝中難于去除。
我國跨入21世紀(jì)時(shí),還需要繼續(xù)研究生物預(yù)處理、臭氧、高錳酸鉀預(yù)氧化等的生產(chǎn)應(yīng)用技術(shù),以期為后續(xù)常規(guī)水處理工藝提供可處理性好的進(jìn)水。
常規(guī)處理
混凝劑,快速混合
50年代,我國一般常用粗制和精制硫酸鋁、明礬、硫酸亞鐵,三氯化鐵、硫酸鐵等為凝聚劑。60、70年代,廣州、哈爾濱、吉林、成都、長春等地研究生產(chǎn)聚合氯化鋁;1971年成都研究一步酸溶鋁灰法制造聚合氯化鋁成功。聚合氯化鋁凝聚效果甚佳,得到迅速推廣。1966~1967年開始,蘭州、哈爾濱研究并應(yīng)用聚丙烯酰胺(PAM),PAM處理高濁度水(如黃河水)的凝聚效果很好;只是國產(chǎn)的PAM中單體丙烯酰胺含量較高的問題,尚有待于在飲用水水質(zhì)上進(jìn)一步做出毒理學(xué)的結(jié)論。此外,50年來我國還具有研制、使用氯化硫酸亞鐵、聚合鐵等凝聚劑以及活化硅酸、骨膠、石灰等助凝劑的經(jīng)驗(yàn)。
50至70年代,我國的混合形式有障板式混合;穿孔板式混合、隔板式混合、水泵混合、管道混合和機(jī)械攪拌混合。
80年代,我國充分重視快速混合的作用,并研究速度梯度G值以及GTC值與混合效果的關(guān)系。我國自行研究開發(fā)和應(yīng)用了多種新型的快速混合設(shè)備,如網(wǎng)格、多孔隔板、彎管和管式靜態(tài)混合器。這些混合器的維修工作量小,多用于中小型水廠。但管式混合或水泵混合,對(duì)流量變化難于適應(yīng)。
80、90年代,在我國新建的大、中型水廠中,有多座水廠采用機(jī)械攪拌快速混合。此種混合型式不受水量變化的影響,水頭損失小,應(yīng)變能力較強(qiáng),適用于不同規(guī)模的水廠。但需要維修,還有機(jī)械混合裝置中途停用的實(shí)例。
凝聚劑的適當(dāng)投加和投加后的快速混合,對(duì)沉淀水、濾后水的濁度都有影響??缛?1世紀(jì)后,我國還需要對(duì)凝聚劑的加注口位置,對(duì)不同的原水水質(zhì)與凝聚劑的快速混合要求以及機(jī)械攪拌快速混合的正常運(yùn)行條件等作進(jìn)一步的研究。
絮凝
50、60年代,我國常用的絮凝池有隔板絮凝池(包括平流式和豎流式以及回轉(zhuǎn)式)、旋流式絮凝池、渦流式絮凝池和機(jī)械絮凝池。
70年代,由于人們對(duì)絮凝過程重要性的認(rèn)識(shí)越來越深,在不斷的研究和實(shí)踐過程中,采用了新的絮凝工藝。
1976年,鎮(zhèn)江開始試驗(yàn)豎流式折板絮凝池,該技術(shù)已得到推廣使用。豎流式折板、平流式折板又分為同步、異步兩種型式。
孔室旋流絮凝池起源于上海的一個(gè)水廠,該廠絮凝池原為分格垂直軸機(jī)械絮凝池。后來流量增加,拆除機(jī)械攪拌后,絮凝效果仍然較好。后經(jīng)不斷總結(jié)提高,形成了現(xiàn)在各地應(yīng)用的孔室旋流絮凝池。
波紋板絮凝器最早見于荷蘭范士威公司。80年代伊始,我國對(duì)此絮凝池先做了小試。在小試基礎(chǔ)上,武漢于1981年在應(yīng)城建了一座1.25萬m3/d生產(chǎn)性波紋板絮凝池;北京于1983年在福州建成投產(chǎn)了一座波紋板絮凝池。
武漢從1982年起,研究柵條網(wǎng)格絮凝工藝,并于1982~1983年在沙市、漢陽,南寧、洪湖新建柵條網(wǎng)格絮凝生產(chǎn)池。該技術(shù)已得到推廣使用。
跨入21世紀(jì)后,我國除需要在絮凝池設(shè)計(jì)中繼續(xù)研究最佳G值和GT值以外,還需要研究機(jī)械絮凝的應(yīng)用技術(shù)。
沉淀和澄清
平流式沉淀池是我國解放前就較多采用的一種沉淀構(gòu)筑物。解放后一直被沿用。其中有的池子是串聯(lián)式的。
50年代,國內(nèi)水廠采用的沉淀型式還有豎流式沉淀池,輻流式沉淀池以及懸浮澄清池。
60、70年代,我國的沉淀和澄清技術(shù)發(fā)展很快。1960年,嘉興建成水力循環(huán)澄清池。1965年,北京、武漢通過研究建成機(jī)械攪拌澄清池。1965年,試驗(yàn)成功脈沖澄清池,在廣州、上海、四川、南京使用較多。蘭州于1971年建成投產(chǎn)了水旋澄清池,該池處理原水含砂量可達(dá)到60~80kg/m3,短時(shí)間可達(dá)100~150kg/m3。
1969~1971年,武漢在國內(nèi)首先做管長600mm、700mm、980mm、管徑20mm、26mm、51mm、傾角30°、45°、60°的異向流斜管沉淀對(duì)比小試,續(xù)做內(nèi)切圓直徑37.5mm、管長1000mm、傾角60°的異向流正六邊形蜂窩斜管沉淀中試,再在漢陽國棉水廠新建我國第一座2.5萬m3/d異向流正六邊形蜂窩斜管沉淀池,并于1972年投產(chǎn)。從此以后,該沉淀技術(shù)得到迅速推廣應(yīng)用。
1972~1975年,天津、北京試驗(yàn)同向流斜板沉淀池,1975年,北京田村山水廠的同向流斜板沉淀池投產(chǎn),單池能力8.64萬m3/d。
1975年,成都試驗(yàn)側(cè)向流斜板沉淀裝置;1976年北京經(jīng)試驗(yàn)將側(cè)向流斜板沉淀技術(shù)用于水源八廠水源井除砂工程;1983年,長春通過試驗(yàn)采用側(cè)向流斜板沉淀池,規(guī)模18萬m3/d。
1984年,重慶、湖北、哈爾濱等地開展對(duì)翼片斜板沉淀池(又稱迷官式斜板沉淀池)的研究,長春將該項(xiàng)沉淀技術(shù)于1985年用于哈爾濱第四水廠,并通過生產(chǎn)性試驗(yàn)研究獲得成功,后在1988年用于該市第三水廠30萬m3/d擴(kuò)建工程。
氣浮工藝能夠處理含藻水和低溫低濁水。上海自1977年開始研究氣浮法凈水工藝,蘇州胥江水廠于1979年最先應(yīng)用氣浮池,規(guī)模為5000m3/d,同年,武漢東湖水廠也建成規(guī)模5萬m3/d的氣浮池。
在特定的濾床、濾速和有關(guān)效率因素的條件之下,沉淀、澄清池出水濁度的高低會(huì)直接影響其后續(xù)濾池的濾后水濁度值。隨著人們對(duì)飲用水水質(zhì)要求的提高,不同年代我國對(duì)于沉淀、澄清池出水濁度的設(shè)計(jì)規(guī)定或掌握也有相應(yīng)變化:60年代的設(shè)計(jì)規(guī)定進(jìn)入濾池前不宜超過20mg/L,如遇意外情況,個(gè)別時(shí)間不應(yīng)超過50 mg/L;70年代規(guī)定不宜超過20 mg/L;80年代規(guī)定不宜超過10 NTU,遇高濁度原水或低溫低濁度原水時(shí)不宜超過15 NTU。90年代起,一類水司的沉淀、澄清水濁度一般都控制在3 NTU以下。
水廠的沉淀、澄清、氣浮池的排泥以及其他水處理過程的排泥,對(duì)環(huán)境是一種污染源。有的水廠“采用洼地沉淀法,泥沉于池塘中,水回收。北京設(shè)計(jì)建設(shè)的第九水廠150萬m3/d供水規(guī)模的污泥處理工程于1997年投產(chǎn)。脫水后泥餅含水率較低??缛?1世紀(jì)后,我國需要對(duì)水廠污泥的濃縮、脫水等污泥處理技術(shù)開展研究。
過濾
50年代,在水處理工藝流程中很重視過濾過程的作用,當(dāng)時(shí),我國使用的濾池有石英砂濾料濾池、煤砂雙層濾料濾池、雙向?yàn)V池、慢濾池;采用自下向上過濾的接觸濾池時(shí),規(guī)定此種濾池應(yīng)設(shè)在室內(nèi),以防止受到外界污染。60年代以后,國內(nèi)只有個(gè)別地方使用雙向?yàn)V池。
1965年,第一座虹吸濾池在北京建成投產(chǎn),系從外國引進(jìn)技術(shù);到1979年左右,我國的虹吸濾池的總過濾水量約在400萬m3/d 以上。重力式無閥濾池自60年代開始被推廣使用。70年代初期,我國又研制發(fā)展了單閥濾池、雙閥濾池。大型水廠多采用四閥濾池或雙閥濾池。
1973~1974年,武漢做三層濾料濾池的小試、中試,并于1975年在黃石建成生產(chǎn)性三層濾料濾池,隨之推廣到蚌埠、連云港、湖北、成都的水廠。
1975年,南通研究建成國內(nèi)第一座泵吸式移動(dòng)罩濾池試驗(yàn)池,并推廣使用。1977~1980年,上海研究用虹吸式移動(dòng)罩濾池,并在上海長橋水廠建成60萬m3/d 虹吸式移動(dòng)罩濾池系統(tǒng)。
重慶于1977年開始研究陶粒濾料濾池。并于80年代推廣到四川、貴州等地的水廠。
粒狀濾料去除水中懸浮雜質(zhì)主要屬于遷移機(jī)理和附著機(jī)理,濾床過濾效率與單位濾池面積的濾料顆??偙砻娣e有關(guān)。而總表面積與L/d成正比。所以近幾十年,國外很重視提高L/d的比值。
武漢在做均粒濾料過濾小試的基礎(chǔ)上,于1987年在宜昌、黃石建成生產(chǎn)規(guī)模的石英砂均粒濾料濾池。型式有2種:(1)濾料粒徑0.8~1.0mm,濾料厚0.9m;(2)濾料粒徑1.0~1.25mm,濾料厚1.1m,用氣水反沖洗。80年代從法國引進(jìn)的V型濾池,濾料粒徑0.95~1.35mm,濾料厚0.95~1.5m,用氣水反沖洗。北京在粗濾料厚濾床的研究基礎(chǔ)上,于1995年建成北京第九水廠二期工程的無煙煤均粒濾料濾池,濾料有效粒徑1.1mm,濾料厚1.5m,上述3種濾池的L/d50值都等于、大于1000,濾后水濁度低,過濾周期長。
濾池用氣水反沖洗比用單一水反沖洗的效果好,并可節(jié)約沖洗水量,對(duì)于均粒濾料濾床有利于保持上下均粒。近年來,氣水反沖洗發(fā)展很快。
過濾是常規(guī)水處理工藝的最后一個(gè)把關(guān)工序,最為重要。建國50年來,我國在濾池的研究上已經(jīng)提出很多成果?,F(xiàn)在過濾工藝研究的課題中可能需要包括下述內(nèi)容:濾床的最佳L/d值,直接過濾對(duì)原水水質(zhì)的要求,濾料和承托料鋪裝技術(shù)的優(yōu)化,氣水反沖洗與單一水反沖洗技術(shù)比較,慢濾池的特殊使用條件等。
消毒
建國50多年來,我國對(duì)于城市自來水廠出廠水的消毒,一直都很重視。在1986年版《室外給水設(shè)計(jì)規(guī)范》中明確規(guī)定:生活飲用水必須消毒。
飲用水消毒一般采用加氯(液氯、漂白粉或漂粉精)法。1959、1976和1985年的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)中基本上都做近似的規(guī)定:游離性余氯在接觸30min后不低于0.3mg/L,管網(wǎng)末梢水不應(yīng)低于0.05mg/L。在常規(guī)處理工藝流程中,加氯點(diǎn)都設(shè)在濾池之后,也有眾多原水預(yù)加氯和一些中間加氯的實(shí)例。
在當(dāng)前飲用水源受到污染以及處理程度受限的條件之下,我國對(duì)于生活飲用水消毒只能加強(qiáng),不能削弱。我國在消毒技術(shù)上,在控制氯消毒副產(chǎn)物的方向上,與世界先進(jìn)國家差距不大?,F(xiàn)在需要研究繼續(xù)降低第一個(gè)加氯點(diǎn)水中的消毒副產(chǎn)物前體物濃度以及加氯的快速混合效果。
氯胺消毒在國內(nèi)使用的時(shí)間也較長。氯胺消毒能滿足長管網(wǎng)末梢余氯要求,能降低有機(jī)鹵化物。
90年代,國內(nèi)有些小型水廠開始使用二氧化氯消毒。由于二氧化氯需要防爆和現(xiàn)場制備,因而在推廣應(yīng)用上尚有其局限性。
經(jīng)過最后消毒出廠送至城市管網(wǎng)的自來水即成為用戶飲用水。我國生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。1959年規(guī)程中有16項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo),1976年有23項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo),1985年標(biāo)準(zhǔn)中有35項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)。建設(shè)部1992年關(guān)于印發(fā)《城市供水行業(yè)2000年技術(shù)進(jìn)步發(fā)展規(guī)劃》的通知中要求一類水司2000年水質(zhì)目標(biāo)有88項(xiàng)指標(biāo)及一項(xiàng)Ames試驗(yàn)。這相當(dāng)于國際先進(jìn)水平。水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的提高,要求凈水技術(shù)的科技水平也應(yīng)有相應(yīng)的發(fā)展。
深度處理
由于飲用水源受到污染,常規(guī)水處理工藝出水水質(zhì)不能滿足要求,我國從70年代起就開始研究深度處理,并陸續(xù)有些水廠上了深度處理設(shè)施。
1975年,蘭州白銀地區(qū)建成飲用水活性炭深度凈化及其再生的生產(chǎn)性裝置,深度處理能力為3萬m3/d。活性炭塔的濾速為13.4m/h。通過活性炭深度處理,水的臭味、耗氧量、硝基化合物、丙烯腈指標(biāo)都有顯著改善。
北京于1979年對(duì)田村山地表水進(jìn)行臭氧—活性炭深度處理試驗(yàn)。1985年建成具有常規(guī)-臭氧、粒狀活性炭水處理工藝的田村山水廠,規(guī)模17萬m3/d,其中常規(guī)—粒狀活性炭水處理工藝投入常年正常運(yùn)行。
北京第九水廠一期、二期兩個(gè)50萬m3/d,常規(guī)-GAC水處理工藝先后于1990年、1995年投產(chǎn)。該廠三期總規(guī)模為150萬 m3/d ,是我國最大的具有GAC深度處理的水廠。
撫順于1981年、北京燕山石油化工區(qū)于1986年建了臭氧-粒狀活性炭深度水處理裝置,投入了生產(chǎn)運(yùn)行。
哈爾濱等地,對(duì)臭氧、生物活性炭做過多年的系統(tǒng)研究,并于90年代在3個(gè)石油化工企業(yè)的水廠分別建成1500 m3/d、10000 m3/d和20000 m3/d臭氧-生物活性炭深度處理設(shè)施。
昆明第六水廠南分廠由于滇池水源水質(zhì)不好,通過研究于1997年建成常規(guī)處理-臭氧、生物活性炭深度處理的10萬m3/d水廠,臭氧接觸池停留時(shí)間10 min,生物活性炭濾池濾速8.3m/h。
特殊水質(zhì)處理
除鐵除錳
我國含鐵含錳地下水分布甚廣。比較集中的地區(qū)是松花江流域,長江中下游地區(qū)以及黃河流域、珠江流域、漢水流域的部分地區(qū)。
建國初期,地下水除鐵都是采用自然氧化工藝,一般由曝氣、氧化反應(yīng)、沉淀和過濾組成。1960年,哈爾濱、佳木斯、齊齊哈爾、長春等地協(xié)作試驗(yàn)成功天然錳砂接觸催化除鐵工藝。同年,吉林市雙吉機(jī)械廠將原有自然氧化除鐵工藝改建成我國第一座天然錳砂接觸催化除鐵生產(chǎn)設(shè)備,1975年,在大慶試驗(yàn)成功以石英砂為濾料的人造銹砂除鐵工藝,石英砂濾料表面形成鐵質(zhì)活性濾膜,同樣能對(duì)除鐵起催化作用。60~70年代,在我國東北、中南地區(qū),有多座地下水除鐵設(shè)施建成,濾料包括錳砂、石英砂以及無煙煤石英砂雙層濾料。經(jīng)測定,這些濾料表面大都有鐵質(zhì)活性濾膜存在,除鐵效果甚佳。
1958年,在哈爾濱建成的一座地下水除鐵除錳裝置水廠,是我國早期具有除錳效果的水廠。70年代初開始研究以空氣為氧化劑的接觸過濾除錳技術(shù),在“七五”、“八五”,兩個(gè)五年計(jì)劃科技攻關(guān)中,長春、哈爾濱研究確立了以空氣為氧化劑的除錳的生物氧化機(jī)制。對(duì)于含鐵含錳地下水,先接觸過濾除鐵,繼而生物除錳。
除氟
在我國,天然高氟水分布范圍很廣。全國各省市、自治區(qū)(除上海市外)均有不同程度的高氟水。
50年代研究混凝沉淀法除氟;70、80年代還使用此法。但到80年代末則認(rèn)為化學(xué)沉淀法處理后的水質(zhì)差,成本高?,F(xiàn)在只是有些農(nóng)村尚沿用此法。
活性氧化鋁法除氟是我國當(dāng)前農(nóng)村飲用水除氟的主要方法之一。1963年蘭州試驗(yàn)結(jié)果表明,活性氧化鋁粒徑以0.5~2.5 mm為最合適。90年代起采用粒徑0.5~1.5 mm。并從80年代初開始采用降低進(jìn)水pH值進(jìn)行除氟。天津等地對(duì)活性氧化鋁除氟做了系統(tǒng)研究。活性氧化鋁除氟吸附容量現(xiàn)已提高到5 mg F-/g(Al2O3) 以上。90年代以后,國內(nèi)基本上采用集中式除氟設(shè)備。
在天津,80年代初研究了電滲析除氟技術(shù),此法現(xiàn)已廣泛用于高氟水的飲用水除氟。
1983年開始,我國研究人員將電凝聚應(yīng)用于飲水除氟取得成功。90年代初,在塔克拉瑪干沙漠腹地,首次利用反滲透設(shè)備制取淡化除氟水。
水質(zhì)穩(wěn)定處理
在調(diào)查統(tǒng)計(jì)的我國26個(gè)城市自來水公司之中,有50%~79%的公司出廠水水質(zhì)不穩(wěn)定,有30%~50%屬于腐蝕性水。
我國對(duì)于有腐蝕性水的水質(zhì)穩(wěn)定處理方法有加堿劑和曝氣兩種。
60、70年代,湖北、湖南的小型地下水水廠的水中侵蝕性二氧化碳,經(jīng)過研究,采用曝氣方法予以去除。
大型自來水廠腐蝕性水的水質(zhì)穩(wěn)定大都采用投加堿劑法。廣州的水廠幾十年來一般采用塊狀生石灰為原料投加石灰。深圳市從1987年開始用自動(dòng)投加系統(tǒng)投加消石灰粉。
取水技術(shù)
地下水取水
50年代至80年代,我國在水源選擇上一般優(yōu)先選用地下水。在這幾十年中,我國的水文地質(zhì)勘察技術(shù)力量得到了成長。
50年代,我國地下水取水構(gòu)筑物,一般采用管井、大口井、滲渠、泉室等型式。當(dāng)時(shí)有北京水源三廠的地下水源工程,洛陽、包頭的大型滲渠工程。自1960年開始,研究管井分段取水,并先后在各地建成投產(chǎn)。阜新市采用滲渠取水的很多。1974年該市大凌河水源工程采用滲渠與大口井井群相結(jié)合的取水方式,規(guī)模為8萬m3/d,是70年代我國以滲渠為主的大型水源工程。到80年代,由于滲渠的取水量逐年減小,并且施工困難,因此只在其他取水形式無條件采用時(shí),才采用滲渠取水。據(jù)山東、廣西、云南等地調(diào)查,由于泉水流量下降,水質(zhì)污染和與農(nóng)業(yè)矛盾等原因,泉室取水也受到限制。
地表水取水
浮船取水能適應(yīng)水位漲落幅度為10~38m的水源。1955~1978年間,嘉陵江、沱江、長江、漢江以及有些水庫,有多處浮船投入運(yùn)行。80年代,一座浮船的取水能力達(dá)到30萬m3/d,連絡(luò)管長度達(dá)到40m。
纜車取水宜用于水位漲落幅度為10~35m、岸坡傾角為10~30°的岸邊取水,在1952年至1963年之間,長江、嘉陵江等河流有多座纜車式取水構(gòu)筑物建成投產(chǎn)。
60年代以后,為了供水安全和管理方便,采用固定式取水構(gòu)筑物取水的比例增多。
對(duì)于水庫、深水湖泊的取水,在建國初期,大連、撫順就有分層取水的經(jīng)驗(yàn)。大伙房水庫一座分層取水塔目前取水量達(dá)12m3/d。80年代以來,為了取得較好的湖水,淺水湖泊固定式取水泵房的取水頭部有逐漸向湖心延伸的趨勢。
在高寒地區(qū)大中型山溪河道上,為了防止冰凌堵塞沖擊和泥砂淤積,多年用淹沒式、橋墩式或箱式取水頭部。70年代中期以后,對(duì)淹沒式取水革新采用船式取水頭部。
50年代,蘭州西固第一水廠的黃河引取水工程,是我國最大最早的斗槽式取水和高濁度水處理工程。黃河中下游河段水中含砂量高,砂峰期最高日達(dá)405~509 kg/m3,枯水期脫流。自1962年起,鄭州、開封的黃河水源給水工程采取避砂峰、防脫流、設(shè)沉砂以及預(yù)沉池等蓄水措施,取得成效。
1978年建成的武鋼二號(hào)水源泵站從長江取水,取水量為40萬m3/d,采用高水位自流進(jìn)水,水位漲落幅度19m。由兩座26m的雙層取水口和兩座外徑374m、高32.7m的沉井泵房組成。是我國大型給水水源泵站之一,節(jié)約了用地、投資和運(yùn)行費(fèi)。
80年代開始,杭州赤山埠水廠、上海寶山鋼廠、上海崇明青草沙水庫先后利用入海河口,在岸邊興建水庫,伺機(jī)取蓄淡水,“避咸蓄淡”。工程投產(chǎn)后均取得成功。
輸水技術(shù)
1959年試制成功承插式預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管。60年代管徑一般為600~1000mm,工作壓力為0.5~0.8MPa。1966年試制成功承插式自應(yīng)力鋼筋混凝土管。在水質(zhì)和埋設(shè)環(huán)境適宜時(shí),這兩種管材與金屬管道相比,具有耐腐蝕和使用壽命長的優(yōu)點(diǎn)。60年代至80年代,通過研究,確定了上述兩種管材使用橡膠圈接口和膨脹性水泥接口的可行性。
80年代,我國有些城市由于附近水源水量不足、水源受到污染,不得不長距離引水。
天津市引灤入津工程于1983年投產(chǎn),引水距離236km,年引水量10億m3。青島市引黃工程于1988年通水,引水距離246 km,引水量30萬m3/d。大連市碧流河引水工程于1983年通水,引水距離166.9km,引水量15萬m3/d。
寧夏汝箕溝礦區(qū)給水工程的輸水干管長45km,輸水設(shè)計(jì)壓力6.4MPa。1977年設(shè)計(jì)采用高壓自動(dòng)復(fù)位差壓式水錘消除裝置等以及其他措施,保證了長距離輸水安全。
1987年建成的上海黃浦江上游引水工程,供水規(guī)模430萬m3/d。通過采用低壓輸水渠、降低渠道和鋼管粗糙系數(shù)、選用經(jīng)濟(jì)渠內(nèi)流速、布置足夠渠道透氣孔等技術(shù),從而降低了輸水能耗和制水成本。
自90年代起估計(jì),我國每年敷設(shè)長距離輸水管線長達(dá)1000~1500km。長距離輸水工程的出現(xiàn)和實(shí)踐,為我國輸水技術(shù)的發(fā)展積累了研究成果,提出新的研究課題。
上述全文是筆者對(duì)于我國供水水質(zhì)凈化和取水、輸水科技發(fā)展簡況所寫的概述。不妥之處,歡迎批評(píng)指正。
致謝:在本文編寫過程中,得到我院魏建忠(老院長)、朱士龍二位顧問總工、教授級(jí)高工詳細(xì)審閱,并提供許多寶貴資料,特此表示感謝!
參考文獻(xiàn)
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