水利工程論文-吉林市二水廠擴建工程設計.doc

水利工程論文-吉林市二水廠擴建工程設計摘要：介紹了吉林市二水廠擴建工程的設計特點及主要設計參數(shù)，結合運行狀況分析了工藝設計中存在的一些問題。關鍵詞：凈水廠,工藝設計,運行管理吉林市二水廠位于龍?zhí)渡侥_松花江畔，原規(guī)模4104m3/d(1964年建成投產)，由于供水量已無法滿足需求，于1992年開始擴建。工程分兩期建設，一期新建取水泵站及輸水工藝，二期擴建凈水廠及管網部分，設計規(guī)模12104m3/d。擴建工程設計特點主要體現(xiàn)在：工藝構筑物選型充分考慮原水水質特性；成套引進國外先進工藝及設備；引進先進的自控技術及完善的數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)；采用了先進的節(jié)能降耗技術及設備；擴建同時結合了對原有老工藝的技術改造。1凈水工藝設計及運行1.1取水工藝取水位置在龍?zhí)洞髽蛳掠?00m的江心處，水質較好，可避免冰凌沖擊。采用江心淹沒式箱式取水裝置，箱體兩面進水，流速為0.15m/s。共設兩個箱體，每個箱體平面尺寸為12.7m5.5m，高3.9m。取水頭部的設計特點：為了方便施工，將其分割為兩個獨立箱體，鋼筋混凝土箱體預制；在箱體上設置DN300充、排水管，施工時根據(jù)箱體就位偏差程度通過注水或抽水來精確定位箱體(控制標高精度)；在進水格柵柵條上加套導熱性能差的橡膠管，防止細小冰絮凍結在格柵上而縮小進水面積，影響進水量；水流流向與箱體長度方向平行，避免洪水沖刷，水力條件較好。共設兩根DN1200自流管線，v0.82m/s，i=0.0028。取水泵站為地下式，設計流量16104m3/d，校核流量按20104m3/d。泵站共四臺機組，離心泵型號為24SA18A，其中一臺為調速機組，電機采用YQT14506型屈氏內反饋調速電機，維護管理方便，節(jié)能效果顯著。輸水管線為兩根DN1200預應力鋼筋混凝土管，輸水距離為1.9km。取水泵站設計特點：自灌式取水，雖埋深較大，但水量供給相對充足，水力條件好，布置緊湊；采用先進的內反饋調速機組及高壓節(jié)能電機(10kV)，形成調、定聯(lián)合供水系統(tǒng)。在實際運行中發(fā)現(xiàn)取水泵站存在一些問題：在藻類繁殖旺盛期，格柵易被堵塞，加之大塊異物附著，嚴重影響正常取水量；取水戽頭箱體出現(xiàn)位移，自流管線接口出現(xiàn)漏點；由于戽頭為淹沒式，加之江心水流湍急，在進行戽頭堵塞清理及維護時，操作船只難于定位并靠近戽頭，操作條件差；取水泵站日總取水量不足，較難達到設計取水量。1.2穩(wěn)壓跌水曝氣配水井根據(jù)二水廠實際情況，要求擴建工程水處理構筑物在高程上要與原老工藝密切配合，故采用了穩(wěn)壓配水井，同時利于新、老系統(tǒng)水量的優(yōu)化調度與分配，并為后續(xù)處理創(chuàng)造良好的水力條件。水力停留時間為3min。1.3混合及絮凝工藝混凝劑采用聚合氯化鋁，投加濃度為2%5%，采用管式靜態(tài)混合器?；旌贤Ａ魰r間9s，管道停留時間25s，混合流速v1.23m/s。加藥控制方式采用開環(huán)控制，投藥泵電機的轉速在PLC控制下和原水流量成正比，而沖程根據(jù)原水、絮凝水、沉后水濁度和pH值等因素在PLCXBT鍵盤上調節(jié)。絮凝池形式為“豎流折板絮凝池+往復式隔板絮凝池”的組合結構，穿孔管排泥。絮凝時間約25min，實測GT95352，G58s-1。絮凝池分三個區(qū)段：前三格為異向折板，v0.35m/s；中三格為同向折板，v0.18m/s；后四格為隔板段，v0.10m/s。沉淀池過渡采用穿孔花墻實現(xiàn)均勻配水，v孔0.075m/s。實踐證明，豎流折板絮凝池工藝特征的設計符合松花江水質特點，實際應用效果理想，在折板間距的選取、絮凝時間的確定、折板的組合方式、GT值的選取上都較具特點。但唯一不足之處是隔板絮凝時間過長，流速選取偏低，在渾水期淤泥沉積嚴重，加重了絮凝池的排泥工作量。結合新、老系統(tǒng)1999年的運行數(shù)據(jù)得出以下結論：新系統(tǒng)混凝效果明顯好于老系統(tǒng)，聚合鋁單耗僅為老系統(tǒng)的1/2，這顯示出新系統(tǒng)“靜態(tài)混合器+豎流折板絮凝池”工藝的優(yōu)越性。降低藥耗的關鍵是要強化混凝工藝，主要方法是采用快速均勻的混合凝聚設備和高效的絮凝工藝，提高單位時間顆粒碰撞次數(shù)，使膠體顆粒脫穩(wěn)瞬時、充分，并為微絮體的穩(wěn)定增長和凝聚創(chuàng)造良好的水力條件。1.4沉淀工藝針對松花江不同季節(jié)水質特點，并考慮擴建預留地緊張等因素，設計選型采用橫向流斜板沉淀池。池體由前穩(wěn)流配水區(qū)、沉淀區(qū)、后穩(wěn)流區(qū)、出水區(qū)、污泥區(qū)幾部分組成。設計特點主要體現(xiàn)在：沉淀區(qū)采用三層斜板單體組架，占地面積小，水力條件好，沉淀效率高；可將其方便地改成氣浮池，即在預設配水區(qū)的底部加裝溶氣釋放設備形成溶氣接觸區(qū)，浮渣通過設在池上部的刮渣機刮入排渣槽排走，這就是氣浮工藝和沉淀工藝有機融為一體的“浮沉池”，其實質是在同一池體內實現(xiàn)兩種固液分離技術的有機結合。不同季節(jié)的原水水質波動較大，針對各時期水質特征，相繼采用氣浮或沉淀在低溫低濁和藻類旺盛繁殖期采用氣浮工藝，而在其他時期采用沉淀工藝。同水源的第一、第三水廠氣浮工藝的多年實際運行結果證明，氣浮工藝對體積質量小的微細懸浮物、藻類及色度都有較好的去除效能，并且顯著降低混凝劑單耗。主要設計參數(shù)：平面尺寸為28.6m18m，沉淀時間為32min，水平流速為15mm/s，斜板單體尺寸為4.4m1.0m2.6m，斜板間距為80mm，傾角為60，斜板區(qū)表面負荷為7.2m3/(m2h)。在運行管理中也發(fā)現(xiàn)該工藝存在一些問題：沉淀池底板采用橫向鋼筋混凝土拉梁結構，并作為斜板組架的支撐結構，刮泥車安置在相鄰兩梁槽底的預設導軌上，拉梁上部支設斜板組架，這樣完全封閉的結構給檢修刮泥車帶來了極大不便；由于斜板采用單體組架結構，每池斜板區(qū)共設置421個單體，內側單體檢修更換極為不便，同時也不易判定內側斜板組架或板片的損壞及淤積狀況；混凝效果不好時，微絮體有時被出水攜出，緩沖能力不如老系統(tǒng)平流式沉淀池穩(wěn)定。1.5過濾工藝其主要特點是：采用粒徑相對較粗的石英砂均質濾料及較厚濾層的截污、納污能力，并延長濾池工作周期；氣水反沖洗加表面掃洗，濾層不膨脹或微膨脹；其配水系統(tǒng)為長柄濾頭配水系統(tǒng)；運行實現(xiàn)“公用沖洗PLC+各濾池PLC”的自動控制模式。主要設計參數(shù)如下：平面尺寸為12m7m；設計濾速為8.04m/h；濾頭密度為54個/m2；濾料層厚1.2m。V型濾池在自動模式下運行時，PLC通過控制濾后水出水閘門的開度來控制濾池恒液位，當符合下列條件之一時開始反沖洗：濾池運行時間達到設定值；過濾水頭損失達到設定值；來自于控制臺現(xiàn)場PLCXBT鍵盤或中控室監(jiān)控計算機的沖洗命令。V型濾池反沖洗方式較具特色，沖洗分三個過程：氣預擦洗一臺鼓風機，送氣1min，q氣22.5m3/(m2h)；氣水混合沖洗兩臺鼓風機，一臺沖洗水泵，沖洗6min，q氣55m3/(m2h)，q水=7.5m3/(m2h)；水漂洗兩臺沖洗水泵，沖洗6min，q水15m3/(m2h)；始終的橫向表面掃洗強度q水5.2m3/(m2h)左右。在運行管理中發(fā)現(xiàn)：濾池進水V型槽橫向表面掃洗孔的標高過低，表面掃洗強度略低，導致橫向掃洗效果欠佳，泡沫浮渣漂浮滯留；濾頭有堵塞現(xiàn)象，清理極為不便；濾池調節(jié)故障經常出現(xiàn)，采取的主要對策是經常定期清洗水位計及濾層水頭損失計，保持靈敏度，適當控制濾池進水穩(wěn)定性，濾池維護管理工作量較大。另外，在生產中考察了低濁期(原水濁度20NTU)的V型濾池直接過濾性能及聚合鋁投加量對直接過濾的影響。結果表明，合理控制PAC投加量會產生如下效應：使過濾水頭損失增長減緩，水頭損失隨時間變化曲線近似直線，可有效防