国内最大规模超滤水厂——广州北部水厂一期工程经验总结-undefined

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广州市自来水公司副总工程师吴春翘介绍广州北部水厂（总规模150万m³/d，一期60万m³/d）的设计和施工特点。通过这个报告，不但可以先睹这座目前国内最大规模的超滤膜水厂的芳容，而且可以聆听工程设计施工细节。北部水厂一期工程常规工艺于2019年1月14日正式试运行通水，目前超滤膜车间还在安装中，预计9月30日部分试运行通水，10月30日全面试运行通水。有图有真相，先睹为快。

01 工程概况

为缓解广州北部地区日趋紧张的供水形势及实现城乡供水的统一调配，广州市自来水公司确定在白云区石井镇鸦岗村，用地49.9h㎡建设北部水厂。

北部水厂主要建设内容包括原水管、水厂、配水管网，这三部分共同组成了取水—制水—配水的北部水厂供水系统，总投资约36.6亿元。

原水管为两条DN3000管，接自鸦岗大道南白坭水道东侧的两条DN3600西江原水主干管。

厂区总设计规模为150万m³/d，一期规模60万m³/d,工艺按生物预处理、常规工艺处理、臭氧-活性炭、超滤膜等深度处理、生产废水处理等全流程工艺规划，一期工程建设常规工艺、超滤膜及生产废水处理等工程。

配水管网总长约50km，管径为DN2000～DN2200,管道穿越了流溪河、武广高铁、京广铁路、北二环高速、广清高速、机场高速等高速公路、铁路、河流。

此外,还配套建设约19.55km的新广从路DN1000～DN1800供水管网改造工程及一期供水规模10万m3/d的广从加压站工程。

02 总体设计特点

北部水厂是国内最大规模的水厂之一，建成后将成为广州供水史上又一里程碑。同时，北部水厂将成为国内采用膜处理先进工艺的最大规模水厂，具有较深远的影响。

北部水厂一期厂区工程确定了现代工业化设计理念，总体设计具有前瞻性和先进性，体现现代科技，以及广州市自来水公司百年企业的文化底蕴及先进的管理水平，努力打造广州供水的品牌工程。总体设计特点如下：

（1）系统论证确定水质目标及规划工艺流程，全面提升供水水质、工艺流程及水质控制标准，对标国际先进标准

综合考虑西江水源水质、管网水质情况及与国内外生活饮用水卫生标准不断提升的发展趋势，按常规及深度处理的全流程规划工艺及用地规模，同时规划工艺体现先进性与科学合理相结合，分阶段实施，全面提升供水水质。

（2）全面提升应急处理能力，净水工艺具有应对多种常见水源突发污染事件的保障能力

一是在水厂内设置应急投加设施，投加设备能满足烧碱、盐酸、矾、聚丙烯酰胺等的应急投加，还设置2座溶解搅拌池用于投加各种应急粉剂。二是在净水工艺中增加臭氧氧化、颗粒活性炭滤池、过滤膜池等净水单元，对突发污染原水进行深度处理。三是在水源处建立监测预警系统。

（3）结合水环境发展要求，贯穿生态设计理念，实现资源的可持续利用

该项目生产废水收集排入污泥系统处理后，上清液回用于自来水生产环节，不外排。厂区生产废水的循环利用，节约了水资源，节省了原水提升能耗，同时因部分季节源水浊度较低，还可改善反应条件，减少药剂投加量。

参照海绵城市理念对雨水径流量进行控制，降低地面径流系数。通过设置下沉式绿地、镂空铺地砖，以及利用厂区内远期工程用地现状洼地作为雨水调蓄塘，内设排蓄设施，实现雨水蓄存及错峰排放。

（4）合理规划用地，做好功能分区，并采用省地、节能的建（构）筑物及设备设计

合理布置建（构）筑物和功能分区，减少管道水头损失，降低项目能耗。采用最节省用地的构筑物形式，如平流沉淀池下叠清水池的工艺布置，两个生产构筑物有机叠合，仅占用一座构筑物的土地面积。

主要耗能设备采用节能选型，将能耗指标作为重要技术指标列入设备招标文件和采购合同。

超滤膜车间采用膜通量较高的压力式超滤膜，降低膜设备的配置量。

（5）结合现代工业化设计理念，使工艺布置的先进性、科学性及建筑风格的特色均能体现广州现代化都市形象，打造科普和供水现代化的展示平台

建筑设计以“以水为本，历史传承”为核心设计理念，贯穿岭南建筑“兼容并蓄”的核心精神，运用现代融入传统的手法，将传统的岭南建筑元素融入现代建筑之中。

总体采用岭南开放性院落式布局，包括连廊、亭台和坡屋面，体现广州自来水“百年老店”的历史，力求营造一种具有丰富人文底蕴的生产兼具城市公共建筑功能的空间。

围绕水处理工艺流程及水质全过程监控等，设置水厂参观、展示线路，将北部水厂打造成一个科普及供水现代化的展示平台。参观通道安全、顺畅，室外视野开阔，并做好参观与生产区域的分区设置。

03 工程难点

（1）原水管接驳

原水管接自鸦岗大道南白坭水道东侧的两条DN3600西江原水主干管。由于西江原水管同时提供石门水厂、江村水厂、西村水厂的原水供应，管道停水接驳时间约24h，施工涉及面广，技术难道较大，工期紧。

（2）大面积综合泵房及基坑施工

综合泵房（含原水提升泵房和送水泵房）按总规模150万m3/d一次建成。泵房总长度153.5m，宽度18m，综合泵房屋面框架梁最高处达1.75m，整个泵站布置17台大型水泵，是广州市自来水公司众多水厂中最大的泵房。

综合泵房基坑最深处达9.4m，基坑面积约1.34hm2。整个基坑在220kV的电塔旁边，离白泥水道150米，基坑的止水及安全尤为重要；沉清叠合池基坑最深处达3.4m，基坑面积约2.45 hm2。这两处基坑施工面积大，是工期控制的关键点。

（3）错综复杂的管道铺设

北部水厂是国内最大规模的水厂之一，工艺流程也是最完善的，并预留了多种工艺流程的搭配运行，所以厂区内的连通管不仅管径大而且错综复杂，施工过程中对管线的敷设要求也较高。

此外，为合理利用及节省用地面积，在220kV高压走廊下，布置了共8条DN200～DN2200重力流和有压管道，以及加药管沟和电力管。除做好电塔保护外，施工期间需严格按照供电部门交底要求落实6m的安全距离，以确保施工安全。

（4）高精度的安装要求

各单体构筑物都包含大量预埋件和预留孔洞，需各工种间协调配合，此外，多处构筑物设置出水堰、槽等，施工顺序与安装标高的准确与否对工程顺利通水运行有着至关重要的影响。

（5）多项工程的交叉施工

厂区远期原水管、综合泵房、河涌改造、围墙、道路与配水管网工程、外电等工程存在多处交叉施工，工种的协调、作业面的交叉要求特别高。

（6）管道非开挖施工

北部水厂原水管、配水管网多次穿越河道、铁路、高速公路，其中穿越流溪河采用沉管施工，原水管穿越鸦岗涌，配水管网穿越铁路和高速公路采用顶管施工。沿程土性变化较大，有砂层、淤泥、粘土、岩层，地质情况复杂，地下水位高，沿线的管道穿越部分重要，技术难度大、非开挖施工要求高，是北部水厂整个管网贯通的难点。必须根据地质资料、管径、单坑顶进长度、主顶力等因素，选择合适的顶管机头，监测顶进过程中的各项数据。