淺析水廠工程設(shè)計

宋艷

摘 要：淺要分析水廠工程設(shè)計，對水廠水處理工藝選擇和應(yīng)用進(jìn)行了研究，并對水廠整體布局、構(gòu)筑物布置和廢水處理設(shè)施設(shè)計進(jìn)行了討論。

關(guān)鍵詞：水廠 ?工藝設(shè)計 ?構(gòu)筑物設(shè)計

中圖分類號：TU991 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）11（a）-0099-01

水廠是城市建設(shè)中最重要部分之一，關(guān)系著城市生產(chǎn)生活，水廠工程設(shè)計需要符合城市總體規(guī)劃，合理布局，并盡量靠近用水中心地帶和取水點(diǎn)，應(yīng)該在城市上游選址，并且要有相對便利的輸電線路，場地標(biāo)高要高于50年一遇洪水水位，并要充分考慮水廠的經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益，只有這樣，才能夠獲得最佳的水廠建設(shè)效果。

1 水處理工藝設(shè)計

1.1 常規(guī)水處理工藝

常規(guī)水處理工藝是指根據(jù)原水情況考慮加入助濾劑提高去除率，降低出水渾濁度，提高濾池的處理能力，如果水質(zhì)不穩(wěn)定，可投放水質(zhì)穩(wěn)定劑，使水質(zhì)達(dá)到要求。

1.2 強(qiáng)化常規(guī)水處理

進(jìn)一步降低原水渾濁度，一定程度清除原水中有機(jī)物。強(qiáng)化常規(guī)水處理工藝通過強(qiáng)化混凝和強(qiáng)化過濾措施降低渾濁度，強(qiáng)化有機(jī)物的處理能力。

1.3 預(yù)處理

（1）生物預(yù)處理。

主要用于微污染原水處理，微污染原水和廢水生物可處理性相近。生物預(yù)處理方法主要有生物膜法和生物流化床等。常規(guī)水處理工藝能夠保證飲用水水質(zhì)，但是不能清除原水中的天然有機(jī)物和微量有機(jī)污染物，使用生物預(yù)處理能夠清理常規(guī)處理無法清理的污染物，包括氨氮、有機(jī)物和溶解性生物可降解有機(jī)物等。

（2）化學(xué)預(yù)處理。

化學(xué)預(yù)處理在給水處理工藝前端投放化學(xué)氧化劑對處理效果進(jìn)行強(qiáng)化，目前常用給水處理氧化劑主要有臭氧、過氧化氫、高錳酸鉀等，由于氯氣對人身危害很大，已經(jīng)逐漸被淘汰。臭氧化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定，有著強(qiáng)烈的氧化性，能夠直接氧化水中有機(jī)物，破壞有機(jī)物不飽和鍵，增加有機(jī)物極性和可生化性，并能夠生成一些副產(chǎn)物，包括有機(jī)酸、醛、酮等，可以有效氧化水中的鐵離子、錳離子等氧化困難的離子，同樣可以氧化水中硝酸鹽，是良好的殺菌劑和除臭劑，但是臭氧會和溴化物生成有害副產(chǎn)物，溴離子濃度很高時不適用。過氧化氫是淡藍(lán)色粘稠液體，在微污染原水中投放能夠有效清除COD。

1.4 深度處理

深度處理主要使用活性炭、膜處理、光氧化等方案。

（1）活性炭吸附。

活性炭是一種處理常規(guī)工藝難以處理有機(jī)物問題的成熟技術(shù)?；钚蕴康奈叫Ч饕艿娇讖教攸c(diǎn)和有機(jī)特征兩方面的影響，活性炭大孔吸附能力微弱，微孔是吸附有機(jī)物的關(guān)鍵。有機(jī)物的極性以及分子尺寸、溶解度和親水性同樣會影響活性炭吸附效果。但是活性炭吸附對于三氯甲烷的吸附能力不理想。

（2）臭氧-生物活性炭技術(shù)。

在活性炭過濾之前投放臭氧，并在臭氧接觸反應(yīng)池中使用臭氧氧化降解水中有機(jī)物，堅減輕活性炭濾床有機(jī)負(fù)荷，提高低量活性炭處理平衡能力，并使用臭氧難降解大分子有機(jī)物，轉(zhuǎn)化無法生物降解有機(jī)物為可生物降解有機(jī)物，并通過臭氧使活性炭濾床達(dá)到富氧狀態(tài)，活性炭表面生成的生物群落提高了活性炭吸附有機(jī)物的能力，延長了使用壽命。臭氧活性炭聯(lián)用有效提高了出水水質(zhì)，活性炭再生周期得到了延長。

（3）膜法處理技術(shù)。

對比常規(guī)處理工藝，膜技術(shù)需要投入的化學(xué)藥劑更少，占地面積更小，自動化程度更高，常見壓力推動力膜分離及時主要包括微濾、超濾、納濾和反滲透等方法。膜分離提供的水質(zhì)穩(wěn)定，但是目前膜分離技術(shù)不成熟，成本偏高，大規(guī)模應(yīng)用還存在困難。

2 構(gòu)筑物設(shè)計

2.1 輸水管線

確定水廠輸水量，設(shè)置主管道，并按照遠(yuǎn)期規(guī)模擴(kuò)大增設(shè)管道，達(dá)到雙管運(yùn)行，保證供水穩(wěn)定性。

管材選擇。管材是水廠建設(shè)中大宗投入，需要綜合考慮投資、水質(zhì)、水壓以及運(yùn)行安全等，合理選擇。選擇管材通常情況下需要考慮內(nèi)壓、外部載荷、衛(wèi)生情況、施工、維修、可靠性以及使用壽命等情況，埋地管材主要有鋼管、球磨鑄鐵管、預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管、給水塑料管和剝離鋼砂管等，需要在選定材質(zhì)之后進(jìn)行綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)性分析。

2.2 廠平面布置

布置廠平面需要使功能區(qū)盡可能靠近，功能區(qū)之間使用綠化帶隔開，并使用道路連接，在保證綠化面積的前提下布置的盡量緊湊，并考慮近期遠(yuǎn)期結(jié)合和工程分期實(shí)施的可能，要求構(gòu)筑物分布盡量順暢，不要出現(xiàn)迂回，按照凈水推薦工藝流程布置廠平面。

2.3 建筑總體布局

水廠主要有生產(chǎn)區(qū)和廠前區(qū)兩大部分。生產(chǎn)區(qū)布置按照工藝流程進(jìn)行，布置水泵、配電室、加藥、污泥脫水、炭濾池、反沖洗泵房、清水池、取水泵等，并設(shè)置一定防護(hù)帶、綜合樓、車庫等，機(jī)修倉庫和大車庫等原理生產(chǎn)區(qū)，廠前不設(shè)置圍墻，使用綠化帶，即完成了功能分區(qū)，又不完全阻斷。布置廠前區(qū)需要考慮節(jié)能和朝向，南北向比較合理，要求交通組織方便又不互相干擾。

2.4 構(gòu)筑物設(shè)計

（1）配水井。

要求配水井水力停留時間不少于2 min，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。配水井內(nèi)安裝回轉(zhuǎn)式固液分離機(jī)2臺，設(shè)置溢流管以及放空管和原水濁度儀以及pH計，實(shí)現(xiàn)對原水水質(zhì)的在線檢測，并能夠及時上傳參數(shù)到中控制室。

（2）斜管道沉淀池。

斜管沉淀池需要配備一座混合池，混合池內(nèi)停留50～60 s，使用機(jī)械方式混合，斜管沉淀池絮凝反應(yīng)部分為了保證反應(yīng)充分，使用網(wǎng)格反應(yīng)，并且設(shè)置20 min的反應(yīng)時間。

3 廢水處理工程設(shè)計

3.1 濾池回收水池設(shè)計

主要用于收集炭濾池反沖洗水，在水池內(nèi)設(shè)置回收水泵，上清液回流，沉淀污泥輸送至廢水調(diào)節(jié)池。按照回收規(guī)模，確定回收水池平面尺寸和有效水深以及單格砂濾池反沖洗排水要求，回收水池內(nèi)設(shè)置回收水泵，選擇潛水泵，一用一備方案，回收水池可以兼做調(diào)節(jié)池，保證水質(zhì)穩(wěn)定。

3.2 廢水調(diào)節(jié)池

廢水調(diào)節(jié)池主要收集預(yù)沉和沉淀池排泥水以及濾池反沖洗前段排水，調(diào)節(jié)水質(zhì)，排泥水經(jīng)潛污泵提升至濃縮池。設(shè)計調(diào)節(jié)池規(guī)模要求每次1臺沉淀池吸刮泥機(jī)和排泥水濾池反沖洗前段排水，池內(nèi)設(shè)置潛水泵，二用二備，考慮到絮凝池排水存在一定壓力，泥污調(diào)節(jié)池容量要稍大，并在池內(nèi)設(shè)置潛水?dāng)嚢杵?，防止池?nèi)污泥沉淀。廢水調(diào)節(jié)池同樣為鋼筋砼結(jié)構(gòu)，近期設(shè)一座，設(shè)置合理的有效水深和總深。

4 結(jié)語

水廠建設(shè)的重點(diǎn)在于水處理工藝流程的選擇，水廠工程設(shè)計需要服從水處理工藝流程的需要，重視功能分區(qū)之間的隔離和交通協(xié)調(diào)，才能保證水廠工程設(shè)計合理。

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