長橋水廠建設

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摘要：長橋水廠是我國自行設計和建設的一座特大型水廠，現已達到160萬m3/d的供水能力。其始建于年代，是當時國內新建的最大水廠。根據建設條件采用了土堤式平流沉淀池，節省了材料，加快了施工進度。還開創了水廠采用大口徑非金屬管道作渾水管的先例。

關鍵詞：水廠建設水廠改造

長橋水廠是一座我國自行設計建造，逐步發展起來的特大型水廠，目前供水能力已達到160萬m3/d(平面布置見圖1)，成為我國最大的城市水廠，擔負著上海市西南和部分西北地區的供水重任。隨著上海綜合實力的增強，市民對自來水水質要求的提高，長橋水廠還將面臨新一輪的改造。其出水水質目標是上海市供水專業規劃提出的水質目標，2010年以前，依據衛生部《生活飲用水衛生規范》，同時比照美國epa水質標準及歐盟目前水質標準，結合現行美國水質標準中的微量有害物質和微生物指標進行擬定的水質目標，徹底改善自來水飲用口感；2020年的水質目標是依據上海市的水源特點制定的與當時發達國家保持同等水平的新的水質目標。

1年代艱苦建廠

長橋水廠始建于年代，一直由上海市政工程設計研究院承擔設計。1958年上海市政府為適應經濟發展的需要，在特別缺水的西南地區立項建設一座新水廠，規模60萬m3/d，是當時國內新建的最大水廠，分兩期建設。一期工程30萬m3/d，水源經多方案比較選在黃浦江關港段，水廠設在上中路南側，當年完成施工圖，為了貫徹多、快、好、省的精神和推行投資包干，又兩改設計圖，反映了當時經濟條件的困難和廣大工程技術人員的智慧。

為節省投資，一期工程水源地由關港段縮至長橋港段，設江心式取水箱1座，直徑5m，2根dn=1250鋼制自流管，每根長250m，設計能力30萬m3/d，60萬m3/d時再建一套。取水泵房和吸水井各1座，取水泵房設5臺機組，水源泵站還設低壓變電所1座，辦公樓1幢，水源地至凈水廠設2根dn=1200的渾水管，距離2km左右，設計管材采用預應力鋼砼管，施工時由于貨源原因，一部分采用預應力鋼砼管，一部分采用鑄鐵管。開創了水廠采用大口徑非金屬管道的先例。

凈水廠原設計鋼筋混凝土平流沉淀池2組，每組分成2格，每格能力7.5萬m3/d。為了節約鋼材、水泥，加快建設進度，改為30萬m3/d土堤沉淀池1組，分成可獨立運行的2格。回流隔板絮凝，絮凝時間20min，沉淀時間75min，前段小泥斗排泥，后段大泥斗定期沖洗。濾池采用2組鋼筋混凝土快濾池，每組6格，濾速10m3/h，單池面積106m2，大阻力配水系統，水塔沖洗，水塔容積600m3，下層為加氯間，濾池采用左右兩翼中間水塔的布置形式，濾池管廊上層為月臺式空廊，布置合理，操作方便。清水池采用鋼筋混凝土，分設2座，由原設計每座1萬m3減小至5000m3，僅滿足消毒接觸時間，調節完全由廠外水庫泵站承擔。送水泵房1座，設6臺機組，為了節省聯絡管道，送水泵房吸水井分設2座。水廠的總平面布置采用功能分區，進廠大道的東側為行政管理和檢修區，西側為生產區，使工藝流程緊湊，直線型布置，便于以后擴建，為國內大型水廠的典型布置。

圖1160萬m3/d長橋水廠平面布置

一期工程于1961年1月正式動工，同年6月初步通水，原水由廠區東側春申塘邊的20萬m3/d臨時取水泵房取水，1962年5月一期工程竣工。

1966年為了滿足用水量的需要，著手對土堤沉淀池進行了技術改造。主要是絮凝部分，通過現場測定和經驗總結，提出了回流隔板的改造方案，將每格絮凝能力提高到9000m3/h，將土堤沉淀池的出水能力提高到40萬m3/d，濾池濾速提高到14m/h，使一期工程供水能力提高到40萬m3/d。

1970年供水缺口增大，又提出了擴建要求，長橋水廠的供水能力需要提高到60萬m3/d。水源部分，將黃浦江邊的水源地由30萬m3/d挖潛至40萬m3/d，廠內春申塘邊的臨時泵房可挖潛至24萬m3/d，滿足了需要。新建10萬m3/d鋼筋混凝土平流沉淀池1座，回流隔板絮凝時間20min，沉淀時間1.8h；新建快濾池1組，分6格，屋頂水箱沖洗；送水泵房挖潛改造更換水泵，當年12月份開始施工1971年7月竣工。擴建后出水能力勉強達到了60萬m3/d。運行指標：1#，2#土堤沉淀池，回流隔板絮凝時間15min，沉淀時間55min，水平流速36mm/s，平時小斗排泥，每半年停池清洗1次；3#沉淀池絮凝時間12min，沉淀時間54min，排泥采用虹吸式機械排泥，濾池濾速15m/h。

2結束后供水量繼續增長

1976年，上海經濟重又回升，用水量急劇增加，當時楊樹浦水廠和南市水廠取用的黃浦江下游水，水質逐漸惡化，每年黑臭漸趨嚴重。1977年上海市政府決定擴建三期工程，擴大規模定為60萬m3/d，與原系統配套為120萬m3/d供水能力。當時長橋水源地正處于黑臭帶的邊緣，擴建水源地有3個方案：①原地擴建；②至上游28km的黃浦江德勝港段；③淀浦河。經技術經濟比較，礙于當時的經濟實力，還是采用了原地擴建的方案，由于春申塘水質惡化臨時泵房取消，原黃浦江取水能力為40萬m3/d，水源地加建80萬m3/d能力，設直徑6m進水箱1座，2根dn=2000鋼制自流管，各長180m，新建取水泵房吸水井1座，取水泵房1座，設6臺機組，水源地到凈水廠設dn=1600渾水管2根，長約2km。

凈水廠根據已有沉淀池能力新增平流沉淀池2座，4#，5#每座30萬m3/d共60萬m3/d，絮凝采用機械與回流相結合，并考慮了沉淀前段污泥至絮凝池的回流，絮凝時間約13min，平流沉淀池總長150m，寬29m，沉淀時間約35min，水平流速55mm/s，由于征地十分困難，在每座沉淀池下疊1萬m3清水池，開創了平流沉淀池下疊清水池的先河。濾池在總結水泵沖洗移動罩濾池基礎上，通過生產性試驗開發了虹吸式移動罩濾池，濾池分8組，每組34格，單格面積9.6m2，全廠濾池平均濾速11m/h，移動罩濾池取消了管廊，結構簡單，自動化程度高，并大大降低了工程造價。新建二級泵房1座，設沅江48－20立式水泵3臺，預留1臺泵位，每臺沅江泵流量15000m3/h，揚程46.6m，配套電機功率2500kw。該泵型占地面積小、效率高，在城市水廠中首次應用，對大型水廠有可取之處，但缺點是維修要求較高。長橋水廠三期工程，于1978年開始施工，1979年6月部分通水，1980年竣工。

1986年，隨著上海經濟的進一步發展，上海西部及西北部的供水一直十分緊張，另一方面黃浦江的污染也日趨嚴重，為了改善上海自來水的水源，國家計委批準了黃浦江上游引水工程，計劃將當時上海就近取用黃浦江原水的6家水廠和計劃新建的2家水廠的水源移至黃浦江上游的黃浦江松浦大橋段，作為配套項目長橋水廠再一次擴建。1987年7月黃浦江上游引水工程完成了從黃浦江中游臨江段取水的部分工程，引水230萬m3/d，首先實現了黃浦江下游5家水廠的水源置換，礙于資金問題，臨江以上的引水工程作為二期工程暫時緩建。

長橋水廠取用黃浦江中游水源，水源泵站再次擴建，1989年建成直徑5m進水箱1座，dn=1800自流管1根，新建取水泵房1座，吸水井1座，設2臺機組，水源泵站總取水能力達140萬m3/d。

水廠部分按140萬m3/d配套，由于已建沉淀池指標較高，濾池指標相對較低，故新建6＃，7＃兩組平流沉淀池，下設清水池，形式規?；就?＃，5＃沉淀池，新建虹吸式移動鐘罩濾池8組，每組24格，單格面積9.6m2；并新建3＃送水泵房1座和吸水井3格，共設7臺機組。

長橋水廠建于我國經濟條件比較困難的年代，設計指標采用都比較高，1999年上海自來水市南公司依據建設部統計指標對長橋水廠綜合生產能力進行了核定。核定參數如下：取水能力144.96萬m3/d，沉淀池能力135.62萬m3/d，濾池能力147.74萬m3/d，清水池5萬m3，送水泵房能力6.41萬m3/h，綜合能力135.62萬m3/d，當時統稱長橋水廠的供水能力為140萬m3/d。

3改革開放迎來了新的發展

隨著改革開放，迎來了長橋水廠的又一個春天。1995年原上海自來水總公司提出了對長橋水廠進行技術改造的規劃。以提高供水可靠性及運行管理水平，降低能耗、藥耗和水耗，同時根據上水九五規劃，將長橋水廠的供水能力擴大至160萬m3/d。由于長橋水廠技術改造工程涉及面廣，實施難度大，投資高，為了不影響上海市西南地區的正常供水，結合資金籌措，總公司對改造工程作了總體考慮和分期實施的安排。

1997年底黃浦江上游引水二期工程建成并部分通水，長橋水廠完成了160萬m3/d的提升泵房的建設，該泵房利用上游引水dn=3500進廠管頂管施工的工作井建成。設計能力20m3/s，設8臺大型飛力潛水泵，流量3.75m3/s，揚程12m，電機功率430kw，其中2臺暫時先裝小葉輪，流量3.25m/s，揚程12m，必要時可更換庫存的大葉輪，泵房設在水廠的南端，并將原來的渾水管同時進行了改造，以黃浦江上游引水作為常用水源，以原來水源泵站作為備用水源，兩個系統可任意切換。

1997年供水高峰以后開始實施全廠加藥設備、部分送水泵和相應配電、儀表監控設備改造。該項目利用西班牙政府貸款工程項目的余額，引進設備，以全套自動化加礬、加氯、加氨設備，替代了原來的手動加藥設備和jz－1型加氯機；以西班牙英格索蘭3臺1萬m3/h和3臺0.5萬m3/h的臥式雙吸離心泵更換了3臺立式沅江泵，改建了全廠壓力水系統，增設了2座變頻調速的增壓泵房，使加氯水射器的工作水壓力穩定；絮凝池前增設了靜態管道混合器；配置了相應的配電系統和儀表監控系統，設置了各工作點的控制plc子站和中央控制室。

2001年開始實施了40萬m3/d老系統改造工程，該工程利用黃浦江上游引水二期工程世行貸款余額，工程包括以下內容：

備用水源地的改造。備用水源地分三期建成，一期工程的取水位置較理想，常年不淤，二、三期工程取水位置受規劃限制，設在淤積區，每年要疏浚一、二次，作為備用取水口管理比較困難，但1＃進水箱和2根dn=1250自流管已嚴重損壞，改造工程的目標是完善140萬m3/d備用能力，工程在原1＃進水箱位置，就地重建直徑8m進水箱一座和1根dn=3000鋼制自流管，并在水源地建旋轉濾網井1座，設2臺德國geiger生產的寬2m，深15m的轉濾網。濾網中間進水，兩側出水，網孔4mm×4mm，改造解決了原2＃，3＃取水頭部的淤積問題和黃浦江原水的漂浮物問題，網后水再通過虹吸管分配到原3個吸水井。取水泵房的水泵型號也都比較老，性能差，效率低，將其中4臺原上海水泵廠生產的48sh－22泵更換為上海中德合資凱士比生產的rdl型水泵，流量1萬m3/h，揚程22m，電機功率800kw。改造后的備用水源地大大改善了工作條件。

凈水廠拆除原1961年建成的后擴容為40萬m3/d的老系統，即土堤沉淀池和2組12格快濾池包括沖洗水塔，2座5000m3清水池和1＃送水泵房。

在拆除的位置及凈水廠東北角56畝(3.73hm2)新征地建設60萬m3/d新系統。

設20萬m3/d平流沉淀池3座，每座分為2格，每格沉淀池設機械混合池，采用凱米尼爾4htd型快混攪拌機，功率11kw，混合時間20s，絮凝為折板絮凝，絮凝時間15min，沉淀池停留時間1.5h，水平流速約23mm/s，排泥采用泵吸虹吸式機械刮泥機，可根據泥位計指示，泵吸強排，虹吸弱排或只行走刮泥而不排泥，大大節省了排泥水量。采用9根不銹鋼指形集水槽，其中6根長18m，3根長24m，出水負荷300m3/(m·d)，沉淀池下部設清水池，每座容積1.5萬m3。3座沉淀池下設3座清水池，另在水廠的東北角設獨立清水池，容量1.5萬m3，清水池總容量6萬m3，相當新建規模的10％。

設均質濾料氣水反沖濾池2組，每組12格，雙排布置，每格過濾面積138m2，濾速約8m/h，氣沖強度55m3/(h·m2)，氣水同沖時水沖強度10m3/(h·m2)，單水沖強度17m3/(h·m2)，濾料粒徑0.95mm，厚1.20m，k80＜1.3，下部設粒徑6～7mm礫石100mm，濾池進水和沖洗排水均采用氣動閘板閥，反沖洗氣、水和泄氣均采用氣動蝶閥，清水閥采用氣動調節閥，壓縮空氣由一體化的空壓機提供。管廊上部不設操作室，采用敞廊式布置，每組濾池下設接觸池，滿負荷時接觸時間21min，不足部分由清水池補充。

反沖洗泵房設在2組濾池的北端，沖洗泵房設鼓風機4臺，風量64m3/min，風壓45kpa，2臺風機滿足1格濾池沖洗風量。沖洗水泵4臺，流量1200m3/h，揚程12m，1臺水泵滿足氣水同沖時的水量，2臺水泵滿足單水漂洗水量?？諌簷C2套，包括空氣除濕、除油的壓縮機一體機和儲氣罐。廠用壓力水增壓水泵2臺，流量800m3/h，揚程55m。沖洗泵房的上層設濾池控制室、水廠中心控制室和水廠化驗室。

新建1＃送水泵房按80萬m3/h規模建設，設6臺機組，其中2臺備用，水泵采用上海凱士比生產的rdl型雙吸離心泵，每臺流量1萬m3/h，目前揚程45～30m，電機按今后可能50m揚程配置，功率1600kw，需要提高揚程時可更換葉輪。送水泵房吸水井做成流道形式，由清水總渠漸變而成，使水流分布更為均勻，減小了吸水井的工程量，經濟地解決了吸水井抗浮問題，減小了水頭損失。吸水流道通過水力模型試驗，驗證各種運行工況，設計按試驗結果作了進一步修改，實際使用情況良好。

增設了回收池。通常情況下長橋水廠的原水由20km外的原水廠送來，因此濾池反沖洗水的回收很有經濟價值，新建回收池容積3000m3,分為4格，可獨立運行、方便清洗?；厥辗礇_洗水由內置油循環冷卻系統的德國emu潛水泵均勻送至混合池,回流水量小于5％。由于長橋水廠用地十分緊張，回收池上部設車庫、配電間和司機休息室。

增設了排泥池。長橋水廠原生產廢水、雨水在春申塘低潮位時均自流排入春申塘，暴雨或高潮位時由排水泵房抽入春申塘。因環保意識的增強，水廠的生產廢水也要達標排放，水廠的濾池反沖洗水已回用，生活廢水收入城市管網，沉淀池排泥水需要經脫水處理，首先要將沉淀池排泥水收集起來，再行處理，排泥池容積2000m3，分2格可獨立運行，為防止污泥沉積，每格設2臺德國emu潛水攪拌機，本次改造先建設新建部分60萬m3/d規模的污泥脫水系統，其余暫時還直排春申塘，改造后的原排水泵房就改建為雨水排水泵房。

新建60萬m3/d部分的排泥水處理系統也是本次改造工程的一個重點。隨著環保監管力度的加大，城市水廠生產廢水的達標排放已提上了議事日程，長橋水廠總體規模160萬m3/d，結合本次改造排泥水處理先上60萬m3/d。

長橋水廠的原水平均濁度40ntu，按原水的水質特性和藥劑的投加情況，60萬m3/d水量產生的干泥為58t/d，160萬m3/d水量產生干泥154t/d；原水最高濁度為300ntu,則60萬m3/d水量時產生干泥201t/d，160萬m3/d水量時產生干泥535t/d。長橋水廠的位置條件只可能采用機械脫水，根據國內外用于自來水廠污泥脫水機械的使用經驗，比較理想的有離心脫水機和板框壓濾機，上海自來水公司在閔行一水廠也取得了使用離心脫水機的成功經驗，但長橋水廠現在已處于居民居住區，規模又特別大，板框壓濾機有其更有利的一面。長橋水廠60萬m3/d規模的污泥脫水系統，采用斜板污泥濃縮，上清液懸浮固體小于70mg/l，符合(gb8987-96)一級標準，設斜板濃縮池4座，污泥平衡池2座，受場地限制，脫水機房與儲泥斗疊合布置，脫水機房設2m×2m板框壓濾機3臺和注泥、加藥、沖洗等輔助設備。脫水機在原水平均濁度時每天工作16h，濁度較高時通過延長脫水機工作時間和平衡池調節來適應，泥餅經儲泥斗儲存，由環衛部門外運填埋。

長橋水廠40萬m3/d老系統改造工程中的凈水部分已在2002年6月底建成送水，備用水源地的改造和污泥脫水車間正在緊張的施工中。

長橋水廠40余年的發展，反映了我國給水事業在建國后的艱辛創業的歷史，在十分困難的條件下保證了上海的經濟發展和人民生活的需要。充分體現了我國廣大工程技術人員的智慧和艱苦奮斗的精神?，F在的長橋水廠正以嶄新的面貌，展現在蓬勃發展的上海，供水能力躍居國內城市水廠之最，出廠水濁度＜0.2ntu，自動化程度達國內先進水平。

4長橋水廠新的規劃目標

時代的發展向長橋水廠提出了新的要求，微污染的水源，新的水質目標，上海新的供水專業規劃，都為長橋水廠的發展指明了方向。解決目前出廠水時有超標的色、鐵、錳和微量有機污染等問題，是新一輪發展努力的目標，在黃浦江上游引水集中生物預處理基礎上，參照上海周家渡水廠試驗運行的經驗，長橋水廠將進一步加強常規處理，并進行深度處理，使出廠水水質進一步提高，達到上海市供水專業規劃2010年的水質目標，長橋水廠新的總體規劃正在制定中(見圖2和圖3)。

根據上海產業結構的調整和總體供水布局，長橋水廠的供水能力將調整為140萬m3/d，出廠水質要達到上海新制定的供水專業規劃要求，并要合理降低能耗、藥耗和水耗，使長橋水廠的素質進一步提高。

長橋水廠將在1997年和2001年改造的基礎上，繼續改造4＃，5＃，6＃，7＃沉淀池，取消3＃沉淀池，將16組虹吸式移動罩濾池改造成均質濾料氣水反沖濾池，沉淀池設計指標與新建的沉淀池相同，濾池的設計濾速將與新建的濾池統一至10m/h左右。

新建4組臭氧接觸池、生物活性炭濾池，臭氧最大加注量3mg/l，接觸時間大于10min，活性炭濾池濾速10m/h左右，與活性炭接觸時間大于10min，活性炭濾料采用氣水反沖，活性炭濾池下疊建清水池約2萬m3。

新建現場制氧車間和制臭氧車間。

改造2＃，3＃送水泵房，合建成1座送水泵房，泵房西側新建35kv變電所，滿足全廠的供電需要。

污泥脫水車間擴建至140萬m3/d規模，共設濃縮池6座，平衡池4座，脫水機房設板框壓濾機6臺。

綜合管理樓及附屬設施也將按需要調整重建。

屆時長橋水廠又將以新的面貌屹立在黃浦江畔，以合格的優質自來水服務于上海的西南部，為上海的經濟發展和人民的日常生活作出貢獻。