清遠(yuǎn)市某中型水廠擴(kuò)建項(xiàng)目的工藝設(shè)計(jì)及參數(shù)

郭嘉湄

（廣東省建筑設(shè)計(jì)研究院廣東廣州 510010）

清遠(yuǎn)市某中型水廠擴(kuò)建項(xiàng)目的工藝設(shè)計(jì)及參數(shù)

郭嘉湄

（廣東省建筑設(shè)計(jì)研究院廣東廣州 510010）

本文以清遠(yuǎn)市某中型水廠擴(kuò)建工程為例，介紹項(xiàng)目取水水質(zhì)與水量、工藝流程及主要構(gòu)筑物設(shè)計(jì)的參數(shù)特點(diǎn)，與一期工程的銜接，分析其環(huán)境效益，以期為類似水廠設(shè)計(jì)提供參考。

水廠；工藝流程；工藝設(shè)計(jì)；設(shè)計(jì)參數(shù)

我國供水行業(yè)迅速發(fā)展，水廠供水能力相對(duì)以往有大幅度的增長，給水設(shè)施設(shè)計(jì)及施工水平有顯著提高，對(duì)出水水質(zhì)水量有一定的保障。

清遠(yuǎn)市位于廣東省珠三角經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)，該市經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和人口的急劇增加，使該市現(xiàn)狀自來水廠的供水量逐漸不能滿足中心城區(qū)的用水需求，城市用水供需失衡。根據(jù)清遠(yuǎn)市某供水有限公司的統(tǒng)計(jì)，目前清遠(yuǎn)市日最大需水量已達(dá)到39.0萬m3/d，而供水量達(dá)到34萬m3/d。因此擴(kuò)建水廠的任務(wù)迫在眉睫。

1 工程概況

目前，某水廠的供水范圍不斷擴(kuò)展，自來水需求大幅增加，水廠擴(kuò)建任務(wù)亟需解決。

2 工程設(shè)計(jì)

2.1 水質(zhì)、水量確定2.1.1水量

清遠(yuǎn)市多年平均降雨量為1897.4mm，市區(qū)多年平均降雨量為1951.3mm；清遠(yuǎn)市地表水資源量為193.3億m3，市區(qū)為9.433 億m3，占全市總量的4.9%。

北江以湞江為干流，源于江西省，于韶關(guān)市與武江交匯，流經(jīng)英德市、清新區(qū)及市區(qū)等地，于佛山市匯入西江。由于北江水源具有流量大，水質(zhì)好，因此本工程水源考慮取用北江水。

原水廠一期處理規(guī)模為5萬m3/d，本擴(kuò)建水廠的設(shè)計(jì)水量為10萬m3/d。三期總處理規(guī)模為25萬m3/d。本工程為二期工程。

2.1.2 水源水質(zhì)

根據(jù)北江清遠(yuǎn)段水環(huán)境質(zhì)量臨測(cè)結(jié)果可知。北江經(jīng)過清遠(yuǎn)市區(qū)段的水質(zhì)一般在Ⅱ～Ⅲ類之間。監(jiān)測(cè)結(jié)果如表1。

2.2 工藝流程及主要構(gòu)筑物設(shè)計(jì)

2.2.1 工藝流程

本工程水源為北江水，達(dá)到國家飲用水Ⅱ～Ⅲ類水源水平，常規(guī)處理工藝是比較合適的，因此本工程推薦采用普遍適用于地表水的常規(guī)成熟處理工藝：原水→絮凝→沉淀→過濾→消毒。

具體工藝流程如圖1所示。

由圖1可知，北江水經(jīng)過取水泵站取水，進(jìn)入廠區(qū)后在出水管上各安裝1個(gè)靜態(tài)管道混合器，原水首先經(jīng)過網(wǎng)格絮凝平流沉淀池，沉淀池出水經(jīng)恒速濾池過濾，使水體得到進(jìn)一步凈化，后進(jìn)入清水池。清水池出水后經(jīng)過二級(jí)泵房將處理后的清水送至市政給水管網(wǎng)。

該工程還包括了對(duì)絮凝池、沉淀池的排泥水和濾池的反沖洗廢水的處理，同時(shí)回收上清液。具體排泥水處理流程如圖2所示。

表1 北江清遠(yuǎn)段水環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)結(jié)果表

圖1 工藝流程圖

圖2 排泥水處理流程圖

水廠絮凝池、沉淀池的排泥廢水和濾池反沖洗水的排放都間歇進(jìn)行的，首先設(shè)置調(diào)節(jié)池進(jìn)行處理，經(jīng)調(diào)節(jié)池后排泥水進(jìn)入重力污泥濃縮池，污水濃縮的目的是為了提高污泥的含固率，縮小污泥體積，從而減輕后續(xù)污泥負(fù)荷。其中，污泥調(diào)節(jié)池及濃縮池合建。經(jīng)過濃縮后的污泥進(jìn)入污泥脫水機(jī)房的壓濾機(jī)進(jìn)行脫水。經(jīng)脫水后的泥餅由皮帶運(yùn)輸機(jī)運(yùn)至室外，再裝車外運(yùn)，用來填埋或進(jìn)行綜合利用。

2.2.2 主要構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)參數(shù)

各主要構(gòu)筑的設(shè)計(jì)參數(shù)見表2。

2.2.3 主要構(gòu)筑物設(shè)計(jì)特點(diǎn)

（1）網(wǎng)格絮凝池

網(wǎng)格絮凝池絮凝效果好、能量利用高、水頭損失小，是近年來應(yīng)用較多的絮凝池。

絮凝池共兩座，分4組。絮凝時(shí)間為17min。絮凝池容積：W= 1244.16m3，有效水深取H=4.0m。

表2 主要構(gòu)筑物參數(shù)表

（2）平流沉淀池

平流沉淀池利用淺池原理，池體淺而長，沉淀效果好，潛力大，受負(fù)荷沖擊大，適應(yīng)性強(qiáng)。

平流沉淀池共1座，分2組。沉淀時(shí)間為T=1.8h。水平流速為V=15.0mm/s，平流沉淀池有效長度：L=78.5m，池寬度：B= 33.4m，有效水深：H=3.0m。

（3）V型濾池

考慮到本工程規(guī)模較大，建設(shè)單位對(duì)出水水質(zhì)要求較高，而V型濾池適用于規(guī)模較大的水廠，出水水質(zhì)較其它濾池形式較好，自動(dòng)化程度高。

濾池濾速：V=8.7m/h，濾池面積：F=504m2（分6格濾池）。

濾池反沖洗強(qiáng)度：

氣沖洗：15L/m2·s（先開1臺(tái)鼓風(fēng)機(jī)7.5L/s·m2），沖3min；

氣水沖洗：氣15L/m2·s，水2.5L/s·m2，沖4min；

水沖洗：水5L/m2·s，沖5min；

表面掃洗：水1.8L/m2·s。

（4）清水池

清水池設(shè)在平流沉淀池及絮凝池底層，容積為最高日用水量的10%，約10550m3，水深：H=3.5m。

（5）調(diào)節(jié)池及濃縮池

水廠廢水的主要污染物為懸浮物，其它有機(jī)物污染物都不會(huì)超過環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB8978-96），廢水處理后的目標(biāo)為SS≤70mg/L。

排泥水處理系統(tǒng)按本次擴(kuò)建后總規(guī)模15萬m3/d配套。

廢水量：水廠排泥廢水量為生產(chǎn)規(guī)模的5%，即7500m3/d。

干泥量：干泥量的計(jì)算采用公式TDS=Q（T×E1+A×E2）。

Q為生產(chǎn)水量，即15萬m3/d；

T為原水濁度，取50NTU；

E1為濁度與懸浮物濃度的換算系數(shù)，取1.5；

A為鋁鹽混凝劑投加量，取7.5mg/L；

E2為Al2O3與Al（OH）3換算系數(shù)，取1.53；

則干泥量TDS=12.97t/d。

①調(diào)節(jié)池

根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況，絮凝沉淀池每天排泥一次，濾池每次沖洗一格，每天沖洗一次。

單格濾池反沖洗廢水量：V1=290.77m3；

調(diào)節(jié)池有效水深取2.6m，池體半徑取R=6m。

池內(nèi)選用水泵，Q=250m3/h、H=13m，N=15kW，兩臺(tái)（一用一備）。

②濃縮池

污泥濃縮池進(jìn)泥流量來自調(diào)節(jié)池污水泵，約612m3/h。

污泥濃縮池一日平均時(shí)進(jìn)泥流量：312m3/h。

濃縮池設(shè)置兩座，每個(gè)直徑18.5m，實(shí)際表面積269m2，濃縮時(shí)間取8h（按日平均時(shí)計(jì)），容積2496m3，每個(gè)容積設(shè)1248m3。濃縮池水深4.6m，污泥壓密區(qū)1.2m，上清液區(qū)1.0m，合計(jì)5.7m。

（6）脫水機(jī)房

污泥濃縮池濃縮污泥量Q5=18m3/h（濃縮后污泥濃度取3%）。

脫水機(jī)房前設(shè)儲(chǔ)泥池一座，儲(chǔ)泥量按12h計(jì)，即216m3。有效水深取3.3m，池體長寬D取6.5m。

脫水機(jī)進(jìn)泥量，按8h工作計(jì)為54m3/h，濃度為3%。

脫水后泥餅含水率按75%計(jì)算，則每天泥餅?zāi)嗔緿S1= 51.88t。

選用3臺(tái)帶式脫水機(jī)，近期2臺(tái)，滿負(fù)荷時(shí)同時(shí)開啟運(yùn)行。遠(yuǎn)期預(yù)留一臺(tái)。8h工作，單臺(tái)處理干污泥能力820kg DS/h。

經(jīng)脫水后的泥餅由皮帶運(yùn)輸機(jī)運(yùn)到室外，再由它裝車外運(yùn)。

2.3 本工程與一期已建工程的銜接

由于本工程為擴(kuò)建項(xiàng)目，因此需考慮與一期工程的銜接：

（1）水廠一期采用的工藝流程為網(wǎng)格絮凝+平流沉淀+V型濾池，根據(jù)各方面因素，擴(kuò)建工程推薦工藝流程與一期一致。

（2）擴(kuò)建工程與一期工程共用二級(jí)泵房，采用同一套送水管網(wǎng)將自來水送至城市管網(wǎng)，因此擴(kuò)建工程的清水池的水位標(biāo)高與一期一致。

（3）擴(kuò)建工程的消毒工藝擬采用與一期相同的二氧化氯消毒，易于銜接。

（4）由于一期工程未考慮廢水處理，絮凝池沉淀池的排泥水與反沖洗廢水的反沖廢水直接排放，擴(kuò)建工程擬對(duì)其改造，使一期工程的排泥廢水及反沖洗廢水與擴(kuò)建工程產(chǎn)生的廢水輸送至泥水處理區(qū)進(jìn)行處理后達(dá)標(biāo)排放。

3 社會(huì)環(huán)境效益分析

本項(xiàng)目是城鎮(zhèn)公用設(shè)施，從社會(huì)整體觀點(diǎn)出發(fā)，并結(jié)合全城鎮(zhèn)人民健康條件改善、生活水平的提高及全城鎮(zhèn)工業(yè)生產(chǎn)的加速發(fā)所帶來的宏觀效益進(jìn)行評(píng)價(jià)，本項(xiàng)目建成后在規(guī)劃年內(nèi)，可向用戶提供符合國家衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的飲用水，保障人民的身體健康，并為外來投資者在清遠(yuǎn)市地區(qū)投資辦廠創(chuàng)造有利條件。

4 設(shè)計(jì)體會(huì)

（1）根據(jù)水廠水源特點(diǎn)，采用常規(guī)水處理工藝優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，出水水質(zhì)好。

（2）本項(xiàng)目工程實(shí)施后，與清遠(yuǎn)市現(xiàn)狀供水管網(wǎng)及水廠形成一套完整的供水體系，保證清遠(yuǎn)市人民用水水質(zhì)及水量的需求，保障自來水供給的安全。

[1]《室外給水設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50013-2006）.

[2]給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)（第三冊(cè)：城鎮(zhèn)給水）.

[3]梅志剛，孫彥，韓硯萍.德州市第四凈水廠工藝設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn).中國給水排水，2014，29（14）：53～55.

TU991.2

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1673-0038（2015）47-0090-02

2015-11-3