水庫水凈水廠工藝設計

賈 會 艷

(太原供水設計研究院有限公司，山西 太原 030009)

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水庫水凈水廠工藝設計

賈 會 艷

(太原供水設計研究院有限公司，山西 太原 030009)

針對某水庫水的特性，制定了水庫水的凈水處理目標，選擇了網格絮凝、斜管沉淀及重力無閥過濾的處理工藝流程，并采用了一體化凈水設備，取得了良好的凈水效果。

水庫，凈水廠，清水池，網格絮凝池

1 項目概況

某凈水廠標高776 m，占地面積4.76畝。設計供水規模5 000 m3/d，時變化系數為1.4，廠區自用水5%。水源為水庫水。

2 工程方案

2.1 凈水處理目的

根據原水水質情況和凈水處理標準，處理系統設計時從以下幾點考慮：

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，符合一般水庫水的特點，含藻量很低。結合國內中型水廠常規工藝的運行情況，可采用絮凝沉淀+過濾兩級處理工藝。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0.5 NTU，需要在水廠凈水工藝藥劑和參數選擇中加以優化和采取一定措施。本工程生活飲用水采用了絮凝沉淀池+濾池的凈水工藝。

2)細菌總數、大腸菌群的殺活。

原水中的細菌及大腸桿菌需要通過消毒去除。

我國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)是應用最為廣泛的消毒劑，液氯消毒具有運行管理方便、價格便宜的優點，因此基建費用低，處理成本也低。根據本工程凈水廠的規模及水質情況，工程中采用液氯消毒。

在凈水流程中，加氯點設在清水池進水管上，同時在清水池后考慮預留補加氯點以保證出水余氯穩定。

2.2 常規處理凈水工藝選擇

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生產均勻的聚合物，發揮更好的絮凝作用。工程上，混合的過程是攪動水體，產生渦流或產生水流速度差。按照混合設施的結構形式，混合可以分為水力混合和機械混合。水力混合較常用的有管式靜態混合器和水泵混合。本工程水廠進水流量變化不大，并且從水庫到水廠的水頭有富余，可滿足靜態混合器的水頭損失要求，確定采用靜態混合器方式。

2)絮凝。

絮凝是通過攪拌產生渦流或產生水流速度差，促使極細的懸浮顆粒相互碰撞，聚結成較大、較重的顆粒或絮體，以便在沉淀池中沉淀下來。

根據絮凝池的構造和能量來源不同，可分為機械絮凝池和網格絮凝池兩種類型。

機械絮凝池是依靠電動機變速驅動攪拌器攪動水體，使水流運動產生漩渦，導致水中顆粒相互碰撞聚結。機械絮凝池的主要優點就是可根據水量、水質和水溫的變化調整攪拌速度，適應性強，水頭損失小。但由于機械絮凝池需要安裝機械裝置，加工較困難，后期維修量大，故國內較少采用。

網格絮凝池是將絮凝池分成許多面積相等的方格，進水水流順序從一格流向下一格，上下交錯流動，直至出口。在全池2/3的分格內，水平放置網格，通過網格的孔隙時，水流收縮，過網孔后水流擴大，經過多次縮放，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點是池體小、占地少，特別對于位于生產車間內投資特別省，本工程采用斜管沉淀池。

4)過濾。

過濾是水中懸浮顆粒經過具有孔隙的介質或濾網被截留分離的過程。水處理中常采用的濾料有石英砂、無煙煤和陶粒等。過濾不僅可以截留水中懸浮雜質，同時水中的部分附著在懸浮雜質上的有機物、細菌、病毒也一并去除，從而使水獲得澄清。過濾是凈水處理中保證水質安全的主要措施，是必不可少的處理工序。國內常用的濾池有：普通快濾池、虹吸濾池、重力無閥濾池、氣水反沖的單層和雙層濾料濾池等較多形式。本工程處理規模較小，擬采用重力無閥濾池。

5)混凝劑。

水處理中常投加一些化學藥劑，促使水中膠體顆粒脫穩以及懸浮顆粒相互凝結。這些藥劑統稱為混凝劑。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、絮凝劑都稱為混凝劑。混凝劑有無機和有機兩大類。有機混凝劑在水處理中應用較少。無機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。液體呈無色～黃褐色，固體為白色～黃褐色顆粒或粉末。采用液體商品時，可使用罐車運輸，直接將藥劑傾入儲藥池，利用水泵、攪拌機等進行提升和配制，自動化程度高，勞動強度低，操作環境好。

本項目采用聚合氯化鋁(PAC)作為混凝劑。

2.3 工藝流程

該項目處理規模較小，僅為220 m3/h，構筑物尺寸小，特別是網格絮凝池尺寸小，土建施工難度系數會很高，故采用一體化凈水設備，不僅具有良好的凈水效果，還具備性能穩定、結構緊湊、體積小、占地面積少、維修容易、管理操作方便等優點。

工藝流程如圖1所示。

3 工程設計

該凈水廠設計供水規模為5 000 m3/d。水廠自用水量按最高日供水量的5%，含水廠內濾池反沖水等工藝用水和生活、消防用水，則凈水車間內各構筑物的設計處理水量為5 250 m3/d。時變化系數取1.4。

3.1 凈水車間

1)原水靠重力流進凈水車間，進水壓力為13 m～28 m。

2)凈水車間采用鋼筋混凝土框架結構，平面尺寸為20.4 m×13.4 m。

3)凈水車間內設置一套一體化凈水設備，按水流順序分絮凝區、沉淀區和過濾區，集反應、沉淀、過濾、反沖、排泥于一體，在原水符合飲用水源標準時，其出水經加氯消毒后可達生活飲用水標準。設備處理能力為Q=220 m3/h，材質為Q235鋼結構，主體設備外形平面尺寸12.25 m×7 m×4.8 m。

4)各區設計參數如下：a.絮凝區。反應區有效容積55.4 m3，采用網格反應，絮凝時間14 min。b.斜管沉淀區。斜管面積33 m2；液面負荷6.5 m3/(m2·h)；斜管材質為乙丙共聚(無毒材料)；斜管長度1 000 mm；內切圓直徑30 mm；傾角60°；上升流速1.85 mm/s；清水區保護高度1.1 m；底部配水區高度1.4 m。c.過濾區。一體化凈水設備配水系統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。濾池采用水力自動反沖洗的方式沖洗。

濾池各項技術參數為：單格面積7.5 m2，分四格；設計濾速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：高精度濾頭濾板小阻力配水系統，ABS短柄濾頭，鋼質濾板，濾頭縫隙總面積與濾池面積之比為1.4%；反沖強度：q水=15 L/(m2·s)，歷時4 min～5 min，沖洗水量112.5 L/s，一格沖洗水量約35 m3。濾格數：單臺一體化凈水設備分四格濾池，濾池設有檢修人孔和濾料更換進出孔。

3.2 清水池

清水池設計容積需滿足消毒接觸時間30 min的要求，清水池儲水量按照供水量的12%計。設2座清水池，單座設計容積300 m3，設計尺寸10.7 m×10.7 m×3.5 m，結構形式為矩形半地下式(現澆鋼筋混凝土結構)。

每座清水池分設DN250進水管、DN300出水管，進水管設DN250蝶閥及液壓水位控制閥，出水管設DN300蝶閥，清水池內設導流墻。

4 結語

本工程針對水庫水的特性，選擇網格絮凝、斜管沉淀及重力無閥過濾的處理工藝，結合水廠供水規模較小的特點，選用一體化凈水設備，不僅產生了良好的凈水效果，同時節約了用地，降低了施工難度。

[1] GB 50013—2006，室外給水設計規范[S].

[2] 上海市政工程設計研究院.給水排水設計手冊(第3冊)[M].北京：中國建筑工業出版社，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

賈會艷(1981- )，女，工程師

TU991.2

A