凈水工藝的水廠工程策劃研討范文

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取水工程設(shè)計(jì)

1取水方案

由于徐洪河為通航河道，不考慮采用河中心箱式取水方案，而采用岸邊式取水。本工程管道口徑較大，取水若采用虹吸引水，管道密封性要求高，施工要求高，且需設(shè)一套真空系統(tǒng)，不便運(yùn)行管理，引水安全性差；而自流管雖埋深較大，可采用頂管施工工藝，因此采用重力自流引水方式。

2取水頭部

取水頭部進(jìn)水端設(shè)計(jì)寬度為23.00m，底標(biāo)高為15.90m，徐洪河最高水位22.06m，最低水位為18.40m，取水頭部進(jìn)水端最小進(jìn)水?dāng)嗝娣e為57.50m2。取水頭部取水規(guī)模為10×104m3/d，秒流量為1.16m3/s。取水頭部進(jìn)水端橫向最大進(jìn)水流速為0.02m/s，符合水利、航道管理的相關(guān)規(guī)定。

3取水泵房

取水泵房?jī)?nèi)安裝5臺(tái)變頻調(diào)速離心泵，單臺(tái)功率220kW，其中一期安裝3臺(tái)，2用1備。取水泵房合建加氯間，內(nèi)設(shè)5臺(tái)5kg加氯機(jī)，其中一期安裝3臺(tái)，2用1備，為控制管道內(nèi)的余氯不超過(guò)1.5mg/L，在需進(jìn)行預(yù)加氯時(shí)，加氯量一般在2mg/L，最高達(dá)4mg/L。

渾水管工程設(shè)計(jì)

本工程取水頭部和凈水廠相距10.64km，屬于長(zhǎng)距離渾水輸水管線工程。設(shè)計(jì)采用DN800玻璃鋼管道沿河岸大堤坡腳外敷設(shè)，沿途需跨越2處河道以及穿越1處高速公路。由于在長(zhǎng)距離輸水工程中，事故停泵后管道的水壓會(huì)發(fā)生較大變化，特別是大口徑平坦管線，突出的問(wèn)題是負(fù)壓，對(duì)管道的正常運(yùn)行構(gòu)成嚴(yán)重威脅。因此，在渾水管道設(shè)計(jì)中除了隨橋架設(shè)過(guò)河的兩處給水管道上安裝放氣閥外，在平坦的輸水管線中增加2處局部略高點(diǎn)并安裝放氣閥，制造局部高點(diǎn)將管線分為3段，當(dāng)事故停水時(shí)，高點(diǎn)兩側(cè)的管道短時(shí)間內(nèi)在水力上幾乎不相關(guān)，有利于避免后段管線負(fù)壓的形成。渾水管穿過(guò)高速公路的具體位置選擇在機(jī)耕道路橫穿高速公路下方形成的涵洞下部。根據(jù)高速公路管理單位減小施工對(duì)高速公路運(yùn)行的要求，此處管道標(biāo)高局部抬升至連接涵洞橋臺(tái)的水平支撐梁頂上方穿行，此時(shí)管道為淺覆土管道，因此，管道采用混凝土包裹，并與路面混凝土相接。

凈水廠工藝設(shè)計(jì)

凈水廠工藝流程見圖1。凈水廠主要構(gòu)筑物設(shè)計(jì)如下：

1壓力配水井

壓力配水井按照遠(yuǎn)期工程規(guī)模一次性建成，設(shè)計(jì)流量10.0×104m3/d，平面尺寸6.0m×4.0m，池深6.0m。配水堰上裝設(shè)了可調(diào)堰板并在出水管道上安裝電磁流量計(jì)，可以精確調(diào)整每個(gè)單元的處理水量。

2生物接觸氧化池

生物接觸氧化池一期工程設(shè)計(jì)流量5.0×104m3/d，總池長(zhǎng)48m，池寬14.5m，高5.9m。設(shè)置2組，設(shè)計(jì)水力停留時(shí)間1.45h，氣水體積比1：1，設(shè)置Φ150組合填料5888套，微孔曝氣器920個(gè)，單個(gè)曝氣量2.0m3/h。為防止垃圾在接觸池內(nèi)與組合填料發(fā)生纏繞，在生物接觸氧化池前端設(shè)置6mm網(wǎng)板式階梯格柵2臺(tái)，柵寬1500mm。

3混合、網(wǎng)板絮凝及平流沉淀池

3.1混合

管道靜態(tài)混合器將PAC均勻地分布擴(kuò)散到進(jìn)水中，以便取得良好的絮凝效果，梯度600～1000s-1。

3.2網(wǎng)板絮凝

網(wǎng)格絮凝池絮凝時(shí)間短、效果好、構(gòu)造簡(jiǎn)單，但絮凝效果易受水量變化影響，考慮到渾水管道和生物接觸氧化池已有較長(zhǎng)水力停留時(shí)間，可起到調(diào)節(jié)水量的作用，因此，本工程采用網(wǎng)格絮凝工藝。一期工程新建5.0×104m3/d規(guī)模絮凝沉淀池1座，采用網(wǎng)格絮凝與平流沉淀池合建形式，設(shè)置2組。絮凝停留時(shí)間為14.0min，每組池體積267m3，有效水深4.0m，每組池面積67m2，豎井流速0.13m/s，分格面積2.45m2，分格數(shù)28格，布置為4排，每排7格，每格尺寸1.56m×1.56m，前段32格內(nèi)設(shè)網(wǎng)篩網(wǎng)眼80mm×80mm，后段16格內(nèi)設(shè)網(wǎng)篩網(wǎng)眼100mm×100mm。

3.3平流沉淀

平流沉淀池設(shè)計(jì)流量5.0×104m3/d，分為2組，沉淀池平面尺寸為L(zhǎng)×B=136×14m，每組內(nèi)設(shè)中隔導(dǎo)流墻一道。水平流速13.7mm/s，沉淀時(shí)間2.7h，設(shè)計(jì)水深3.6m，弗勞德數(shù)1.7×10-5，設(shè)置虹吸式機(jī)械吸泥機(jī)1套，跨度14m，功率1.5kW。

氣水反沖洗濾池及反沖洗泵房

采用氣水反沖洗濾池，設(shè)計(jì)總規(guī)模10.0×104m3/d濾池共分10格，雙排布置，中間為管廊，管廊左、右各5格，一期工程建設(shè)管廊北面5格濾池，設(shè)計(jì)濾速7.5m/h，單格濾池有效過(guò)濾面積64m2。d=2～4mm粗砂支承層厚50mm，濾料層采用均質(zhì)濾料，有效粒徑0.95mm，濾料石均勻系數(shù)K80<1.4，厚1200mm。采用長(zhǎng)柄濾頭配水系統(tǒng)，氣水反沖洗方式。單格配置濾板54塊，每塊厚100mm，平面尺寸1140mm×975mm，配置D20濾頭3402個(gè)。濾池濾層表面以上過(guò)濾水深1.5m，沖洗前濾層水頭損失為20kPa，一個(gè)沖洗過(guò)程的操作時(shí)間取16min，初濾水排放時(shí)間為5min。單獨(dú)氣反沖強(qiáng)度15L/(m2•s)，歷時(shí)2min；氣水同時(shí)反沖時(shí)，氣沖強(qiáng)度15L/(m2•s)，水沖強(qiáng)度3L/(m2•s)，歷時(shí)4min；單獨(dú)水沖時(shí)，水沖強(qiáng)度6L/(m2•s)，歷時(shí)6min，在濾池反沖洗時(shí)同時(shí)進(jìn)行表面掃洗，強(qiáng)度1.5L/(m2•s)。反沖洗系統(tǒng)設(shè)置反沖洗水泵3臺(tái)（2用1備），流量680m3/h，揚(yáng)程13m；反沖洗鼓風(fēng)機(jī)3臺(tái)（2用1備），風(fēng)量54.4m3/min，風(fēng)壓4m。

清水池及送水泵房

清水池的有效容積按照水廠最高日設(shè)計(jì)水量的11.6%確定，總庫(kù)容6400m3。在秋冬季，原水氨氮濃度較高時(shí)，此時(shí)出水中均含有一定量的氨氮，因此，出水加氯消毒，也會(huì)有氯胺生成，設(shè)計(jì)時(shí)必須按照氯胺消毒2小時(shí)接觸時(shí)間和處理水量復(fù)核清水池容積和停留時(shí)間，確保出水安全。本次設(shè)計(jì)清水池水力停留時(shí)間達(dá)3.0h，可以滿足要求。清水池平面尺寸為：40m×40m，有效水深4.00m。送水泵房一期工程設(shè)置臥式雙吸離心泵3臺(tái)，2用1備，單泵流量1600m3/h，揚(yáng)程為42m，配套電機(jī)功率為280kW，其中1臺(tái)設(shè)置變頻調(diào)速裝置。

加氯加藥間

凈水廠內(nèi)設(shè)置加氯間，最大加氯量3.0mg/L，濾前加氯加注量2.0mg/L，清水池前加注量0.5～1.0mg/L，混凝劑采用液體堿式氯化鋁，藥劑投加量必須在實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)行中通過(guò)生產(chǎn)和實(shí)驗(yàn)積累，以確定不同水質(zhì)、不同季節(jié)的最佳投藥量。設(shè)計(jì)最大加注量35mg/L，平均加注量20mg/L。投配系統(tǒng)采用自動(dòng)吸料、自動(dòng)溶解、自動(dòng)加注方式。聚丙烯酰胺（PAM）最大投加量0.5mg/L，平均投加量0.1mg/L，PAM質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.25%。

設(shè)計(jì)總結(jié)

經(jīng)過(guò)近3年的運(yùn)行實(shí)踐表明，設(shè)計(jì)在水力高程、參數(shù)選取、設(shè)備選型等方面都是合理的，但在施工和運(yùn)行過(guò)程中反饋信息總結(jié)出設(shè)計(jì)還可進(jìn)行如下改進(jìn)：

（1）考慮到冬季水質(zhì)較差，工藝流程設(shè)置了預(yù)加氯工藝以及生物接觸氧化工藝。該工藝流程雖然對(duì)有機(jī)物、氨氮等指標(biāo)有較好去除效果，但對(duì)出水感官指標(biāo)中的臭和味效果不明顯。在經(jīng)濟(jì)允許條件下，可在取水頭部增設(shè)高錳酸鉀預(yù)氧化工藝，在沉淀池前增設(shè)粉末活性炭投加設(shè)備，以便于在出現(xiàn)原水水質(zhì)突發(fā)性污染時(shí)，作為應(yīng)急處置措施，進(jìn)一步提升供水安全性和飲用水口感。

（2）為應(yīng)對(duì)進(jìn)水水質(zhì)的變化，設(shè)計(jì)了三點(diǎn)加氯，包括取水頭部、濾池前端、清水池前端三處加氯點(diǎn)。

設(shè)計(jì)濾池前加氯2mg/L，可以防止運(yùn)行一段時(shí)間后藻類在砂濾池內(nèi)的滋生，但也減少了砂濾池內(nèi)附著的微生物量，降低了濾池的降解有機(jī)物和氨氮的能力。可在廠區(qū)大修時(shí)，調(diào)整加氯點(diǎn)以及加氯量，在沉淀池前增加一處加氯點(diǎn)，沉淀池前加氯量設(shè)置為1.0～2.0mg/L，濾前加氯加注量調(diào)整為0～1.0mg/L。

（3）濾池采用了成品鋼筋混凝土預(yù)制濾板，雖然在使用過(guò)程中未出現(xiàn)漏氣、漏水等問(wèn)題，但是由于小塊預(yù)制濾板濾縫較多，另外濾板安裝過(guò)程的平整度要求高，因此施工現(xiàn)場(chǎng)工序較復(fù)雜，工期較長(zhǎng)。如采用整體澆筑濾板和可調(diào)濾頭既可以減少濾板縫多造成的漏氣隱患，還可以提高機(jī)械化施工程序，縮短工期，降低造價(jià)。

結(jié)論

睢寧水廠一期工程設(shè)計(jì)規(guī)模5.0×104m3/d，采用網(wǎng)板混凝-平流沉淀-砂濾-氯消毒工藝，并針對(duì)水源水氨氮含量季節(jié)性偏高的特點(diǎn)，在取水頭部設(shè)置預(yù)氧化，在凈水廠區(qū)前置生物接觸氧化處理，并利用長(zhǎng)距離輸水管道內(nèi)的生物作用對(duì)原水中的有機(jī)物、氨氮等污染物質(zhì)發(fā)揮輔助降解作用。投產(chǎn)后，設(shè)備運(yùn)行正常，出水水質(zhì)達(dá)到《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》，出水濁度經(jīng)常在0.5NTU以下，氨氮質(zhì)量濃度一般控制在0.1mg/L以下，冬季一般在0.4mg/L以下。運(yùn)行實(shí)踐表明，本工程工藝可靠，可耐水質(zhì)水量沖擊，現(xiàn)狀供水成本約為0.58元/m3．

作者：梁汀蔣嵐嵐佘步存沈曉鈴李大成許凝碧單位：無(wú)錫市政設(shè)計(jì)研究院有限公司