吉林市二水廠擴建工程設(shè)計

1、吉林市二水廠擴建工程設(shè)計摘要：介紹了吉林市二水廠擴建工程的設(shè)計特點及主要設(shè)計參數(shù)，結(jié)合運行狀況分析了工藝設(shè)計中存在的一些問題。關(guān)鍵詞：凈水廠,工藝設(shè)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41043/d(1964年建成投產(chǎn))，由于供水量已無法滿足需求，于1992年開始擴建。工程分兩期建立，一期新建取水泵站及輸水工藝，二期擴建凈水廠及管網(wǎng)部分，設(shè)計規(guī)模121043/d。擴建工程設(shè)計特點主要表達(dá)在：工藝構(gòu)筑物選型充分考慮原水水質(zhì)特性；成套引進(jìn)國外先進(jìn)工藝及設(shè)備；引進(jìn)先進(jìn)的自控技術(shù)及完善的數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)；采用了先進(jìn)的節(jié)能降耗技術(shù)及設(shè)備；擴建同時結(jié)合了對原有老工藝的技術(shù)改造。1凈水工藝設(shè)

2、計及運行1.1取水工藝取水位置在龍?zhí)洞髽蛳掠?00的江心處，水質(zhì)較好，可防止冰凌沖擊。采用江心吞沒式箱式取水裝置，箱體兩面進(jìn)水，流速為0.15/s。共設(shè)兩個箱體，每個箱體平面尺寸為12.75.5，高3.9。取水頭部的設(shè)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(yù)制；在箱體上設(shè)置dn300充、排水管，施工時根據(jù)箱體就位偏向程度通過注水或抽水來準(zhǔn)確定位箱體(控制標(biāo)高精度)；在進(jìn)水格柵柵條上加套導(dǎo)熱性能差的橡膠管，防止細(xì)小冰絮凍結(jié)在格柵上而縮小進(jìn)水面積，影響進(jìn)水量；水流流向與箱體長度方向平行，防止洪水沖刷，水力條件較好。共設(shè)兩根dn1200自流管線，v0.82/s，i=0.0028

3、。取水泵站為地下式，設(shè)計流量161043/d，校核流量按201043/d。泵站共四臺機組，離心泵型號為24sa18a，其中一臺為調(diào)速機組，電機采用yqt14506型屈氏內(nèi)反響調(diào)速電機，維護(hù)管理方便，節(jié)能效果顯著。輸水管線為兩根dn1200預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管，輸水間隔 為1.9k。取水泵站設(shè)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(jìn)的內(nèi)反響調(diào)速機組及高壓節(jié)能電機(10kv)，形成調(diào)、定結(jié)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(yán)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

4、為吞沒式，加之江心水流湍急，在進(jìn)展戽頭堵塞清理及維護(hù)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?cè)∷咳狈?，較難到達(dá)設(shè)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(gòu)筑物在高程上要與原老工藝親密配合，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(diào)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3in。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。混合停留時間9s，管道停留時間25s，混合流速v1.23/s。加藥控制方式采用開環(huán)控制，投藥泵電機的轉(zhuǎn)速在pl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

5、度和ph值等因素在plxbt鍵盤上調(diào)節(jié)。絮凝池形式為“豎流折板絮凝池+往復(fù)式隔板絮凝池的組合構(gòu)造，穿孔管排泥。絮凝時間約25in，實測gt95352，g58s-1。絮凝池分三個區(qū)段：前三格為異向折板，v0.35/s；中三格為同向折板，v0.18/s；后四格為隔板段，v0.10/s。沉淀池過渡采用穿孔花墻實現(xiàn)均勻配水，v孔0.075/s。理論證明，豎流折板絮凝池工藝特征的設(shè)計符合松花江水質(zhì)特點，實際應(yīng)用效果理想，在折板間距的選娶絮凝時間確實定、折板的組合方式、gt值的選取上都較具特點。但唯一缺乏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(yán)重，加重了絮凝池的排泥工作量。結(jié)合新、老系統(tǒng)1

6、999年的運行數(shù)據(jù)得出以下結(jié)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(guān)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(shè)備和高效的絮凝工藝，進(jìn)步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(zhì)特點，并考慮擴建預(yù)留地緊張等因素，設(shè)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(shè)計特點主要表達(dá)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

7、池，即在預(yù)設(shè)配水區(qū)的底部加裝溶氣釋放設(shè)備形成溶氣接觸區(qū)，浮渣通過設(shè)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，其本質(zhì)是在同一池體內(nèi)實現(xiàn)兩種固液別離技術(shù)的有機結(jié)合。不同季節(jié)的原水水質(zhì)波動較大，針對各時期水質(zhì)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(jié)果證明，氣浮工藝對體積質(zhì)量小的微細(xì)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(shè)計參數(shù)：平面尺寸為28.618，沉淀時間為32in，程度流速為15/s，斜板單體尺寸為4.41.02.6，斜板間距為80，

8、傾角為60，斜板區(qū)外表負(fù)荷為7.23/(2h)。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構(gòu)造，并作為斜板組架的支撐構(gòu)造，刮泥車安置在相鄰兩梁槽底的預(yù)設(shè)導(dǎo)軌上，拉梁上部支設(shè)斜板組架，這樣完全封閉的構(gòu)造給檢修刮泥車帶來了極大不便；由于斜板采用單體組架構(gòu)造，每池斜板區(qū)共設(shè)置421個單體，內(nèi)側(cè)單體檢修更換極為不便，同時也不易斷定內(nèi)側(cè)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?dāng)y出，緩沖才能不如老系統(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(zhì)濾料及較厚濾層的截污、納污才能，并延長濾池工作周期；氣水反沖洗加外表掃洗，濾層不膨

9、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pl+各濾池pl的自動控制形式。主要設(shè)計參數(shù)如下：平面尺寸為127；設(shè)計濾速為8.04/h；濾頭密度為54個/2；濾料層厚1.2。v型濾池在自動形式下運行時，pl通過控制濾后水出水閘門的開度來控制濾池恒液位，當(dāng)符合以下條件之一時開始反沖洗：濾池運行時間到達(dá)設(shè)定值；過濾水頭損失到達(dá)設(shè)定值；來自于控制臺現(xiàn)場plxbt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(yù)擦洗一臺鼓風(fēng)機，送氣1in，q氣22.53/(2h)；氣水混合沖洗兩臺鼓風(fēng)機，一臺沖洗水泵，沖洗6in，q氣553/(2h)，q水=7.53/(

10、2h)；水漂洗兩臺沖洗水泵，沖洗6in，q水153/(2h)；始終的橫向外表掃洗強度q水5.23/(2h)左右。在運行管理中發(fā)現(xiàn)：濾池進(jìn)水v型槽橫向外表掃洗孔的標(biāo)高過低，外表掃洗強度略低，導(dǎo)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(diào)節(jié)故障經(jīng)常出現(xiàn)，采取的主要對策是經(jīng)常定期清洗水位計及濾層水頭損失計，保持靈敏度，適當(dāng)控制濾池進(jìn)水穩(wěn)定性，濾池維護(hù)管理工作量較大。另外，在消費中考察了低濁期(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(jié)果說明，合理控制pa投加量會產(chǎn)生如下效應(yīng)：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

11、防止濾層過早堵塞；增加絮體在濾層內(nèi)的穿透深度，充分發(fā)揮v型濾池的均質(zhì)濾料、深濾床的截污納污優(yōu)勢。1.6氯消毒工藝氯消毒工藝可實現(xiàn)兩種控制形式：開環(huán)控制即加氯量和濾后水流量成正比關(guān)系；閉環(huán)控制即加氯機控制器pu不但根據(jù)濾后水流量進(jìn)展控制，還接收余氯分析儀和余氯設(shè)定點號，pl根據(jù)以上信息綜合控制加氯。pl從監(jiān)控系統(tǒng)或加氯plxbt操作員終端接收余氯設(shè)定點并通過模擬輸出將其送到調(diào)節(jié)系統(tǒng)；pl通過模擬輸入接收濾后水流量信息及濾后水余氯信息，并通過模擬輸出將其送到調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)，加氯機pufuzzy控制器具有模糊控制功能。1.7清水池及送水泵站清水池調(diào)節(jié)才能按日供水量的9%設(shè)計。送水泵站設(shè)置了吸水井，穩(wěn)定

12、流態(tài)，形成良好的吸水條件。采用了hibn消費的delta型真空裝置(自動真空)，泵裝置出口設(shè)有微阻緩閉止回閥。機組設(shè)有多種運行保護(hù)：泵出口低壓保護(hù)；清水池低液位保護(hù)；低電壓和過電流保護(hù)；軸承溫度(85)，繞組溫度(105)保護(hù)；電動蝶閥過轉(zhuǎn)矩保護(hù)等。2自控系統(tǒng)設(shè)計特點2.1系統(tǒng)構(gòu)造及功能控制系統(tǒng)由中心控制站和假設(shè)干現(xiàn)場監(jiān)控子站構(gòu)成。該系統(tǒng)是由工業(yè)計算機和可編程邏輯控制器組成的集散型控制系統(tǒng)，其特點是可實現(xiàn)消費過程“集中管理，分散控制的功能，系統(tǒng)運行可靠度高，能實現(xiàn)中心控制站、監(jiān)控子站和現(xiàn)場手動操作的分級控制，技術(shù)先進(jìn)，構(gòu)造開放，支持多種網(wǎng)絡(luò)，編程方便。2.2中心控制室中控室主要設(shè)備：監(jiān)控計算機

13、與管理計算機各一臺；模擬報警屏；水廠消費狀態(tài)模擬屏等設(shè)備。中心控制站具有方便靈敏的系統(tǒng)組態(tài)功能，完善的數(shù)據(jù)采集、監(jiān)測、控制及信息處理功能。監(jiān)控計算機用于對水廠消費設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)視和控制，管理計算機用于存儲及顯示由pl生成的平均積分值模擬量報表。中控室主要功能有：系統(tǒng)現(xiàn)場控制站和控制參數(shù)組態(tài)，系統(tǒng)監(jiān)控功能；實時監(jiān)測、顯示、處理、控制各監(jiān)測子站狀態(tài)、通信、數(shù)據(jù)和信息；動態(tài)數(shù)據(jù)庫和歷史數(shù)據(jù)庫管理，趨勢打?。粓缶幚砑皥蟊泶蛴?；與公司總調(diào)度室的通訊等。2.3現(xiàn)場監(jiān)控站共設(shè)立取水、加藥、過濾、加氯、新送水、老送水6個pl子站，進(jìn)展集中檢測和程序控制，并和中控室總站p100通過fipay及以太網(wǎng)進(jìn)展數(shù)據(jù)和指令的傳送?，F(xiàn)場監(jiān)控站控制系統(tǒng)由法國te公司的tsx67、tsx47可編程邏輯控制器(pl)及等自控設(shè)備組成。主要功能是完成消費過程的邏輯