水庫(kù)水凈水廠工藝設(shè)計(jì)

賈 會(huì) 艷

(太原供水設(shè)計(jì)研究院有限公司，山西 太原 030009)

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水庫(kù)水凈水廠工藝設(shè)計(jì)

賈 會(huì) 艷

(太原供水設(shè)計(jì)研究院有限公司，山西 太原 030009)

針對(duì)某水庫(kù)水的特性，制定了水庫(kù)水的凈水處理目標(biāo)，選擇了網(wǎng)格絮凝、斜管沉淀及重力無(wú)閥過(guò)濾的處理工藝流程，并采用了一體化凈水設(shè)備，取得了良好的凈水效果。

水庫(kù)，凈水廠，清水池，網(wǎng)格絮凝池

1 項(xiàng)目概況

某凈水廠標(biāo)高776 m，占地面積4.76畝。設(shè)計(jì)供水規(guī)模5 000 m3/d，時(shí)變化系數(shù)為1.4，廠區(qū)自用水5%。水源為水庫(kù)水。

2 工程方案

2.1 凈水處理目的

根據(jù)原水水質(zhì)情況和凈水處理標(biāo)準(zhǔn)，處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)從以下幾點(diǎn)考慮：

1)色度和濁度的去除。

本工程原水色度屬正常水平，濁度很低，符合一般水庫(kù)水的特點(diǎn)，含藻量很低。結(jié)合國(guó)內(nèi)中型水廠常規(guī)工藝的運(yùn)行情況，可采用絮凝沉淀+過(guò)濾兩級(jí)處理工藝。但考慮到原水水溫常年較低，不利于處理，且生活飲用水出廠水濁度要求較高，不超過(guò)0.5 NTU，需要在水廠凈水工藝藥劑和參數(shù)選擇中加以?xún)?yōu)化和采取一定措施。本工程生活飲用水采用了絮凝沉淀池+濾池的凈水工藝。

2)細(xì)菌總數(shù)、大腸菌群的殺活。

原水中的細(xì)菌及大腸桿菌需要通過(guò)消毒去除。

我國(guó)城市給水中常采用氯消毒，可投加液氯、漂白粉、次氯酸鈉等。目前液氯(Cl2)是應(yīng)用最為廣泛的消毒劑，液氯消毒具有運(yùn)行管理方便、價(jià)格便宜的優(yōu)點(diǎn)，因此基建費(fèi)用低，處理成本也低。根據(jù)本工程凈水廠的規(guī)模及水質(zhì)情況，工程中采用液氯消毒。

在凈水流程中，加氯點(diǎn)設(shè)在清水池進(jìn)水管上，同時(shí)在清水池后考慮預(yù)留補(bǔ)加氯點(diǎn)以保證出水余氯穩(wěn)定。

2.2 常規(guī)處理凈水工藝選擇

1)混合。

混合是混凝劑投入水中后，迅速分散，使混凝劑在水中的濃度均勻一致，有利于混凝劑水解時(shí)生產(chǎn)均勻的聚合物，發(fā)揮更好的絮凝作用。工程上，混合的過(guò)程是攪動(dòng)水體，產(chǎn)生渦流或產(chǎn)生水流速度差。按照混合設(shè)施的結(jié)構(gòu)形式，混合可以分為水力混合和機(jī)械混合。水力混合較常用的有管式靜態(tài)混合器和水泵混合。本工程水廠進(jìn)水流量變化不大，并且從水庫(kù)到水廠的水頭有富余，可滿足靜態(tài)混合器的水頭損失要求，確定采用靜態(tài)混合器方式。

2)絮凝。

絮凝是通過(guò)攪拌產(chǎn)生渦流或產(chǎn)生水流速度差，促使極細(xì)的懸浮顆粒相互碰撞，聚結(jié)成較大、較重的顆?；蛐躞w，以便在沉淀池中沉淀下來(lái)。

根據(jù)絮凝池的構(gòu)造和能量來(lái)源不同，可分為機(jī)械絮凝池和網(wǎng)格絮凝池兩種類(lèi)型。

機(jī)械絮凝池是依靠電動(dòng)機(jī)變速驅(qū)動(dòng)攪拌器攪動(dòng)水體，使水流運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生漩渦，導(dǎo)致水中顆粒相互碰撞聚結(jié)。機(jī)械絮凝池的主要優(yōu)點(diǎn)就是可根據(jù)水量、水質(zhì)和水溫的變化調(diào)整攪拌速度，適應(yīng)性強(qiáng)，水頭損失小。但由于機(jī)械絮凝池需要安裝機(jī)械裝置，加工較困難，后期維修量大，故國(guó)內(nèi)較少采用。

網(wǎng)格絮凝池是將絮凝池分成許多面積相等的方格，進(jìn)水水流順序從一格流向下一格，上下交錯(cuò)流動(dòng)，直至出口。在全池2/3的分格內(nèi)，水平放置網(wǎng)格，通過(guò)網(wǎng)格的孔隙時(shí)，水流收縮，過(guò)網(wǎng)孔后水流擴(kuò)大，經(jīng)過(guò)多次縮放，與藥劑充分接觸，形成良好的絮凝條件，從而提高礬花顆粒粒徑。本工程采用網(wǎng)格絮凝池。

3)沉淀。

目前凈水廠常用的沉淀池工藝一般為平流沉淀池和斜管沉淀池。斜管沉淀池的最大優(yōu)點(diǎn)是池體小、占地少，特別對(duì)于位于生產(chǎn)車(chē)間內(nèi)投資特別省，本工程采用斜管沉淀池。

4)過(guò)濾。

過(guò)濾是水中懸浮顆粒經(jīng)過(guò)具有孔隙的介質(zhì)或?yàn)V網(wǎng)被截留分離的過(guò)程。水處理中常采用的濾料有石英砂、無(wú)煙煤和陶粒等。過(guò)濾不僅可以截留水中懸浮雜質(zhì)，同時(shí)水中的部分附著在懸浮雜質(zhì)上的有機(jī)物、細(xì)菌、病毒也一并去除，從而使水獲得澄清。過(guò)濾是凈水處理中保證水質(zhì)安全的主要措施，是必不可少的處理工序。國(guó)內(nèi)常用的濾池有：普通快濾池、虹吸濾池、重力無(wú)閥濾池、氣水反沖的單層和雙層濾料濾池等較多形式。本工程處理規(guī)模較小，擬采用重力無(wú)閥濾池。

5)混凝劑。

水處理中常投加一些化學(xué)藥劑，促使水中膠體顆粒脫穩(wěn)以及懸浮顆粒相互凝結(jié)。這些藥劑統(tǒng)稱(chēng)為混凝劑。按照混凝劑的不同作用，分為凝聚劑、絮凝劑和助凝劑。一般把凝聚劑、絮凝劑都稱(chēng)為混凝劑。混凝劑有無(wú)機(jī)和有機(jī)兩大類(lèi)。有機(jī)混凝劑在水處理中應(yīng)用較少。無(wú)機(jī)混凝劑主要是鐵鹽和鋁鹽及其聚合物，在水處理中用的最多，常見(jiàn)有硫酸鋁、三氯化鐵、硫酸亞鐵、聚合氯化鋁(PAC，堿式氯化鋁)等。

對(duì)低溫低濁和微污染原水，采用聚合氯化鋁(PAC)處理效果較好。商品有液體和固體供貨。液體呈無(wú)色～黃褐色，固體為白色～黃褐色顆?；蚍勰２捎靡后w商品時(shí)，可使用罐車(chē)運(yùn)輸，直接將藥劑傾入儲(chǔ)藥池，利用水泵、攪拌機(jī)等進(jìn)行提升和配制，自動(dòng)化程度高，勞動(dòng)強(qiáng)度低，操作環(huán)境好。

本項(xiàng)目采用聚合氯化鋁(PAC)作為混凝劑。

2.3 工藝流程

該項(xiàng)目處理規(guī)模較小，僅為220 m3/h，構(gòu)筑物尺寸小，特別是網(wǎng)格絮凝池尺寸小，土建施工難度系數(shù)會(huì)很高，故采用一體化凈水設(shè)備，不僅具有良好的凈水效果，還具備性能穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、占地面積少、維修容易、管理操作方便等優(yōu)點(diǎn)。

工藝流程如圖1所示。

3 工程設(shè)計(jì)

該凈水廠設(shè)計(jì)供水規(guī)模為5 000 m3/d。水廠自用水量按最高日供水量的5%，含水廠內(nèi)濾池反沖水等工藝用水和生活、消防用水，則凈水車(chē)間內(nèi)各構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)處理水量為5 250 m3/d。時(shí)變化系數(shù)取1.4。

3.1 凈水車(chē)間

1)原水靠重力流進(jìn)凈水車(chē)間，進(jìn)水壓力為13 m～28 m。

2)凈水車(chē)間采用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，平面尺寸為20.4 m×13.4 m。

3)凈水車(chē)間內(nèi)設(shè)置一套一體化凈水設(shè)備，按水流順序分絮凝區(qū)、沉淀區(qū)和過(guò)濾區(qū)，集反應(yīng)、沉淀、過(guò)濾、反沖、排泥于一體，在原水符合飲用水源標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，其出水經(jīng)加氯消毒后可達(dá)生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)。設(shè)備處理能力為Q=220 m3/h，材質(zhì)為Q235鋼結(jié)構(gòu)，主體設(shè)備外形平面尺寸12.25 m×7 m×4.8 m。

4)各區(qū)設(shè)計(jì)參數(shù)如下：a.絮凝區(qū)。反應(yīng)區(qū)有效容積55.4 m3，采用網(wǎng)格反應(yīng)，絮凝時(shí)間14 min。b.斜管沉淀區(qū)。斜管面積33 m2；液面負(fù)荷6.5 m3/(m2·h)；斜管材質(zhì)為乙丙共聚(無(wú)毒材料)；斜管長(zhǎng)度1 000 mm；內(nèi)切圓直徑30 mm；傾角60°；上升流速1.85 mm/s；清水區(qū)保護(hù)高度1.1 m；底部配水區(qū)高度1.4 m。c.過(guò)濾區(qū)。一體化凈水設(shè)備配水系統(tǒng)采用高精度濾板濾頭小阻力配水，濾頭為短柄濾頭，濾料為石英砂。濾池采用水力自動(dòng)反沖洗的方式?jīng)_洗。

濾池各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)為：?jiǎn)胃衩娣e7.5 m2，分四格；設(shè)計(jì)濾速8.3 m/h；濾料為石英砂，d=0.6 mm～1.2 mm，厚度800 mm；承托層采用天然卵石，d=2 mm～4 mm，厚度50 mm；配水系統(tǒng)：高精度濾頭濾板小阻力配水系統(tǒng)，ABS短柄濾頭，鋼質(zhì)濾板，濾頭縫隙總面積與濾池面積之比為1.4%；反沖強(qiáng)度：q水=15 L/(m2·s)，歷時(shí)4 min～5 min，沖洗水量112.5 L/s，一格沖洗水量約35 m3。濾格數(shù)：?jiǎn)闻_(tái)一體化凈水設(shè)備分四格濾池，濾池設(shè)有檢修人孔和濾料更換進(jìn)出孔。

3.2 清水池

清水池設(shè)計(jì)容積需滿足消毒接觸時(shí)間30 min的要求，清水池儲(chǔ)水量按照供水量的12%計(jì)。設(shè)2座清水池，單座設(shè)計(jì)容積300 m3，設(shè)計(jì)尺寸10.7 m×10.7 m×3.5 m，結(jié)構(gòu)形式為矩形半地下式(現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu))。

每座清水池分設(shè)DN250進(jìn)水管、DN300出水管，進(jìn)水管設(shè)DN250蝶閥及液壓水位控制閥，出水管設(shè)DN300蝶閥，清水池內(nèi)設(shè)導(dǎo)流墻。

4 結(jié)語(yǔ)

本工程針對(duì)水庫(kù)水的特性，選擇網(wǎng)格絮凝、斜管沉淀及重力無(wú)閥過(guò)濾的處理工藝，結(jié)合水廠供水規(guī)模較小的特點(diǎn)，選用一體化凈水設(shè)備，不僅產(chǎn)生了良好的凈水效果，同時(shí)節(jié)約了用地，降低了施工難度。

[1] GB 50013—2006，室外給水設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[2] 上海市政工程設(shè)計(jì)研究院.給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)(第3冊(cè))[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2004.

Technological design of reservoir water purifying plant

Jia Huiyan

(TaiyuanWaterSupplyDesignAcademyCo.,Ltd,Taiyuan030009,China)

In light of reservoir water features, the article formulates the reservoir water purifying processing goals, selects grid flocculating tank and gravity valveless filter processing technology procedures, and adopts the integral water purifying equipment, and finally achieves good water purifying effect.

reservoir, water purifying plant, clear water tank, grid flocculating tank

1009-6825(2016)24-0130-02

2016-06-14

賈會(huì)艷(1981- )，女，工程師

TU991.2

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