某市高硬度地下水水廠工藝設計

鐵中用 張健奎 唐延東 鐵永珍

【摘要】某市地下水總硬度494-612 mg/L，通過實驗，提出原水曝氣+石灰乳軟化+常規處理工藝，經濾膜過濾出水水質均達到《生活飲用水衛生標準》（GB5749-2006）標準。水廠設計3.0萬m3/d，占地面積約32.0畝，設計人口23.0萬人，為該水廠及其他類似水源水廠設計提供了參考。

【關鍵詞】石灰乳；總硬度；地下水；工藝參數

引言

隨著近幾年來某市高新技術開發區的發展，城區面積的擴大，城市供水設施遠遠落后于客觀需要。某市目前用水量大約在5×104m3/d，現有水廠日供水能力1.2×104m3，供水不足的矛盾日益突出，新建水廠迫在眉睫。新建水廠設計處理規模3.0萬m3/d，占地面積約32.0畝，設計人口23.0萬人。水源井采用淺井與深井相結合，淺井單井出水量為80.0m3/h，深井單井出水量為65.0m3/h，泵房采用地上式泵房，一井一泵，有輸水管道接至凈水廠。

一、工藝設計

1.工藝流程

針對某市新建水廠高硬度高堿度及高含鐵量水質特點，水廠工藝采用跌水曝氣除鐵后，投加石灰乳，去除硬度，用硫酸調節出水pH值，用V型砂濾池過濾后進入清水池，由供水泵房加壓送入供水管網，采用二氧化氯消毒。工藝流程見圖9：

2.主要構筑物

（一）跌水曝氣裝置

跌水曝氣裝置采用地下水重力式除鐵連續跌水曝氣方式，與景觀水體相結合，占地直徑20米左右。設有三級圓形八卦式跌水曝氣，跌水曝氣外徑從一級至三級依次增大，三級跌水曝氣處設置收水渠，用管道輸送至下一級處理構筑物。

本工程設計跌水級數3級，其中一級曝氣直徑10米，二級曝氣直徑11米，二級曝氣直徑12米。第一級跌水高度為1.0m，第二級跌水高度為0.6m，第三級跌水高度為0.6m。單寬流量40m3/（h·m）。

（二）機械攪拌澄清池

機械攪拌澄清池屬于泥渣循環型澄清池[3]。其池體主要有第一絮凝室、第二絮凝室及分離室三部分組成。設置3座，單池設計處理量為500m3/h，直徑17.0米，地上式鋼筋混凝土結構。上升流速：0.6～0.77mm/s，停留時間1.5小時，進水管流速為0.8～1.6m/s，三角槽出水流速：0.5～1.0m/s，泥渣回流縫流速：150～200mm/s，二反應室導流板寬度為二反應室直徑的0.1倍。

（三）石灰乳投加裝置

選用全自動石灰乳投加系統成套設備[4]，車間平面尺寸42.0m×6.0m。石灰粉儲存量按10天量計算，筒倉容積為85m3，筒倉直徑4.5m，高2.5m，錐斗角度50°，下口直徑1.8m。石灰乳泵5m 3/h。石灰輔助箱直徑0.8m，計量箱直徑1.2m。加藥間尺寸6.0m×9m，脫水間尺寸6.0m×6.0m，污泥池尺寸6.5m×6.0m，全地下式。

（四）V型砂濾池

V型砂濾池、供氣泵房、加藥消毒間采用合建方式，總建筑平面尺寸為：53.05×15.84m。池體部分為鋼筋混凝土結構，其余為框架結構。選用四組，每組處理水量312.5m3/h，四組濾池采用單排布置，每格濾池采用雙格布置。設計濾速6.03m/h，反沖洗周期24h。氣沖洗強度：15L/（m2·s），沖洗歷時2min。氣水混沖強度：氣-15 L/（m2·s），水-4 L/（m2·s），沖洗歷時3min。單水沖洗強度：水-8 L/（m2·s），沖洗歷時5min。表面掃洗強度：水-2 L/（m2·s），歷時1min。濾頭采用DN25長柄濾頭，每塊濾板布置濾頭24個。濾料采用均質石英砂單層濾料，有效粒徑：D10=0.9～1.2mm，不均勻系數K80=1.20（D80/D10），厚1200mm；支承層采用粒徑2～4mm中粗砂，厚100mm。

（五）清水池

清水池調節容積為6000m3，設兩座，每座有效容積3000 m3，有效水深3.8m，平面尺寸為28.6m×28.6m，半地下式鋼筋混凝土結構，設有超聲波液位變送器[5]，以控制清水池水位，并設有水位上下限報警功能。

二、結語

水廠工藝流程為采用跌水曝氣除鐵后，投加石灰乳，用硫酸調節出水pH值，用V型砂濾池過濾后進入清水池，由供水泵房加壓送入供水管網，采用二氧化氯消毒。

【參考文獻】

[1]嚴煦世，范謹初.給水工程（第四版）[M].北京：中國建筑工業出版社，2008，395-396

[2]陳良才，魏宏斌，李少林等.石灰軟化法處理高硬度含氟地下水的研究[J].中國給水排水，2007，23（13）：49-51

[3]田偉，鄭音，單紹磊等.高溫高鹽礦井水除鹽工藝及熱能資源的綜合利用[J].山東煤炭科技，2011，04：38-39

[4]謝祖芳，譚華穎，朱萬仁等.石灰-純堿軟化/混凝預處理刁江河水[J].環境科學與技術，2007，30（6）：72-74

作者簡介：鐵中用，男，漢，1988.06，青海西寧，助教，建筑方向，四川工程職業技術學院。