水廠改擴建工程一體化凈水池設計探討

景立軍

摘? 要：本文以某水廠的濾水間改擴建項目為例，對該水廠的一體化凈水池展開全新設計，利用凈水設備，融合絮凝、沉淀以及過濾等多重功能，能夠?qū)崿F(xiàn)自動化運行，確保設備對原水的處理效果，處理過程對水量消耗較少，并可節(jié)約動力，且占地面積小，取得了良好成效。本文對設計方案進行了說明，重點對一體化凈水池建設工藝、結(jié)構(gòu)組成、設備選擇以及投加裝置的設計內(nèi)容展開了分析與探討。

關(guān)鍵詞：水廠? 改擴建? 一體化? 凈水池? 設計

中圖分類號：TU991.2? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-098X（2020）09（a）-0031-03

Abstract： In this paper， a new design of the integrated water purification tank of a water plant is carried out by taking the reconstruction and expansion project of the water filtering room of a water plant as an example. The water purification equipment is used to integrate the functions of flocculation， sedimentation and filtration， which can realize automatic operation and ensure the treatment effect of the equipment for raw water. The treatment process consumes less water， saves power， and occupies a small area，made thegood effect. This paper describes the design scheme， mainly analyzes and discusses the construction technology， structure composition， equipment selection and the design content of the unit.

Key Words： Water plant;Reconstruction and expansion;Integration;Water purification tank;Design

社會快速發(fā)展，人口增加，導致用水量逐漸升高，加速水廠運轉(zhuǎn)負擔。部分水廠在用水高峰期存在超負荷運行情況，對水池的維護與清洗等工作也帶來巨大挑戰(zhàn)。水廠的改擴建項目可有效地提升其負載能力。凈水池設計當中凈水設備的選擇十分重要，因其占用空間小、安裝便捷，因此受到推廣應用，合理運用凈水設備完成凈水池一體化設計工作至關(guān)重要。

1? 項目介紹

1.1 項目概況

某水廠的過濾間當中存在“V型”濾池以及過濾單元，水廠水質(zhì)可達到出水的水質(zhì)要求，但是在處理單元內(nèi)未設置凈水設備。若安裝凈水設備，可實現(xiàn)一體化凈水，因此需要實施水廠改擴建施工。

1.2 方案選擇

1.2.1 管式混合器

對于水質(zhì)展開混凝處理，主要是向其中加入絮凝劑，通過其水解、聚縮等反應，生成高聚物。此類物質(zhì)橋架作用較強，可使得膠粒順利吸附與黏結(jié)。該項目選擇管式混合器，此類混合器主要作用為利用混凝劑產(chǎn)生的水解產(chǎn)物，在其向水體內(nèi)擴散環(huán)節(jié)，可保證藥劑能夠均勻地向水流內(nèi)投加，并且在其中擴散。在混合器主管壁位置，存在螺旋狀的藥劑添加區(qū)，分布纏繞，其中含有大量噴藥口，存在傾斜角，這些噴藥口能夠按照螺旋方式，分布在管腔之中。水流處于投藥泵以及旋轉(zhuǎn)流二者雙重壓力下，螺旋狀藥劑按照特定角度通過噴口向混合器原水內(nèi)噴射，處于混合器的外腔旋流影響下，使得水流在內(nèi)外腔充分混合，在匯合管內(nèi)形成旋流，保證藥液、水流二者高效混合，發(fā)揮混合器使用功能。

1.2.2 絮凝池

項目使用絮凝池為網(wǎng)格型，主要原理可將絮凝池劃分成多個等面積網(wǎng)格，在各網(wǎng)格豎井內(nèi)設置多層網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，以便水流能夠從初始進化環(huán)節(jié)，向豎井內(nèi)流入，順利進入到下一豎井網(wǎng)格之中。各網(wǎng)格豎井上下開口相互錯開，便于水流能夠上下流動，一直向出口流出。由于此類絮凝池結(jié)構(gòu)簡單，并且絮凝效果優(yōu)良，可在短時間內(nèi)完成絮凝，因此對于本改造工程高度適用。

1.2.3 沉淀池

項目中沉淀池使用橫向分流式，此沉淀池基于側(cè)向流斜板技術(shù)加以改進形成，組成部分包括沉淀部件、翼片以及導流板等，各部件之間按照特定順序排列。運用此類型沉淀池，介質(zhì)能夠沿水平方向流動，通過多層翼板，對水流實施分層凈化。當介質(zhì)通過第一層翼板之后，能夠?qū)⑺谐两滴锵虺恋韰^(qū)排入。結(jié)合沉淀池能夠絮凝顆粒有效沉淀這一原理，通常而言，室內(nèi)的進水量保持不變，沉淀效率和其內(nèi)沉淀投影的面積之間成正比關(guān)系，因此，使用橫向分流斜板作為凈化裝置，能夠?qū)⒊恋硗队暗拿娣e有效增加，進而提升沉淀池對雜質(zhì)沉淀能力，因此應用此類沉淀池，可較好提升凈水池的凈水能力。

1.2.4 濾池

此改擴建項目中，使用的濾池為V型濾池，此類濾池主要特點為過濾速度快、周期長，可保證在恒定水位的條件下實現(xiàn)等速過濾，同時出水效果優(yōu)良。此類凈水池承托層無須過厚，能夠利用汽、水以及反沖洗等方式，可在消耗少量沖洗用水的前提下，獲得優(yōu)良的沖洗效果。鑒于此類濾池的使用優(yōu)勢，為本項目的最佳選擇。

2? 水廠改擴建工程建設一體化凈水池的設計

2.1 凈水池工藝及結(jié)構(gòu)

2.1.1 工藝設計

該項目凈水池在設計過程，將反應、沉淀與過濾等功能集于一體。在反應池內(nèi)使用不銹鋼，事先組裝，確保絮凝時間達到20min，在沉淀池內(nèi)使用不銹鋼斜管，不但占用空間小，而且還可高度適應原水沖擊，此類材料使用年限長、維修成本低。管內(nèi)流速設計為2mm/s，在過濾池內(nèi)使用厚鋼板，選擇使用細沙作為濾料，粒徑處于1.0～1.2mm之間，厚度約1.2m，配長柄濾頭。承托層使用卵石，粒徑約在2～4mm，厚度在100mm，濾速設計值7m/s。使用3個過程進行沖洗，周期在48h之內(nèi)，運用動力閥進行排污，反應池內(nèi)使用氯化鋁，消毒區(qū)使用二氧化氯。

2.1.2 凈水池結(jié)構(gòu)

凈水池整體使用鋼結(jié)構(gòu)，長方體外形，長度為23.1m，寬度為12.0m，高度為4.8m;反應池長度6.5m，寬度12.0m，高度4.8m;沉淀池長度8.5m，寬度12.0m，高度4.4m;過濾池長度8.1m，寬度12.0m，高度4.4m。不同鋼板之間使用雙面連續(xù)焊施工方式，制作之后先除銹，后拋光，之后涂刷底漆和環(huán)保漆，共同建設凈水器、清水池，其中清水池以半地埋方式建造。

2.2 設備選擇

該項目選擇一體化凈水設備，能夠處理水量15000m3/d，設備安裝在不銹鋼箱體之中。原水流經(jīng)混合器，在其中添加混凝劑，最后通入凈水設備當中，依次通過絮凝池、沉淀池以及過濾池，原水可直接向濾池出水管連接，之后經(jīng)過接觸池、濾池等處理加氯，通入清水池內(nèi)。將出水管向微型濾池當中接入，使用1臺一體化處理設備，材質(zhì)304不銹鋼，設備規(guī)格長度23.1m，寬度12.0m，高度3.6m，控制進水壓≥0.06MPa，使用均衡漩渦絮凝方式，保證絮凝時間20min，沉淀池使用分流斜板式，設置三格微型濾池，氣洗強度15L/s? m2，反沖時間2min，氣量23.6m3/min，水沖強度3L/s? m2，反沖時間5min，漂洗環(huán)節(jié)，水沖強度6L/s? m2，時間6min，用水量567m3/h，使用2臺反沖風機，1臺備用，參數(shù)為Q=25.09m3/h，N=30kW，H=40mm。使用3臺反沖洗泵，1臺備用，其參數(shù)為Q=300m3/h，N=19kW，H=15mm。

2.3 投加裝置

2.3.1 加氯裝置

按照水廠運行實況，確定氯的投加量，保證與飲用水的衛(wèi)生規(guī)范相符。根據(jù)項目設計規(guī)模，加氯量控制在1.0mg/L，以保障出廠水中余氯含量≤0.3mg/L。使用次氯酸鈉溶液，濃度10%，投加量控制在6.3L/h，設計驅(qū)動泵兩臺。次氯酸鈉的儲量需要保證設備可運行18d，使用容量5m3的儲罐存儲藥液。在加氯間可選擇智控設備，按照水流量對加氯環(huán)節(jié)自動化控制，使用PLC控制系統(tǒng)，實現(xiàn)對計量泵頻率以及電源等方面自動調(diào)節(jié)，實時反饋流量信息，按照出水余氯含量設計氯投加量。

2.3.2 加藥裝置

使用PAC藥劑，將其添加在混合器內(nèi)，經(jīng)過管道進入到凈水設備當中，因為設計的處理水量15000m3/d，因此，最高PAC藥量30mg/L，保證平均加藥量15mg/L，控制氯化鋁添加濃度在10%。投加裝置當中氯化鋁，單日消耗量225kg，PAC液添加量2250L/d。設置2只藥桶，參數(shù)為H=1630mm，V=3000L，分別配置1臺N=0.55kW攪拌機，計量泵2臺，1臺備用，參數(shù)為N=0.25kW，Q=180L/h。

3? 結(jié)語

總之，采取上述設計方案對該水廠的一體化凈水池展開全新設計，利用凈水設備，融合絮凝、沉淀以及過濾等多重功能，能夠?qū)崿F(xiàn)自動化運行，確保設備對原水的處理效果，效果良好。

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