凈水廠處理流程選擇及說明

凈水廠處理流程選擇及說明設(shè)計開始時初步擬定了兩個處理流程的方案：方案Ⅰ：水源→泵站→機械攪拌澄清池→普通快濾池→加濾消毒→清水池→吸水井→二泵站→用戶混凝劑采用：三氯化鐵，擴(kuò)散混合器混合；消毒劑采用：液氯消毒，濾后加氯，加氯機加氯。方案Ⅱ：水源→泵站→水力循環(huán)澄清池→虹吸濾池→加濾消毒→清水池→吸水井→二泵站→用戶混凝劑采用：三氯化鐵，擴(kuò)散混合器混合；消毒劑采用：液氯消毒，濾后加氯，加氯機加氯。兩個方案的區(qū)別在于澄清池和濾池的選擇有所差異，其它方面基本相同。本人將現(xiàn)在常出現(xiàn)的澄清池和濾池列表進(jìn)行比較，進(jìn)行選擇。見表2.1澄清池選擇和表2.2濾池選擇表2.1澄清池選擇類型 性能特點 使用條件機械攪拌澄清池 優(yōu)點：1.處理效率高，單位面積產(chǎn)水量大；2.適應(yīng)性較強，處理效果穩(wěn)定；3.采用機械刮泥設(shè)備后，對高濁度水處理也具有一定適應(yīng)性。缺點：1.需要一套機械攪拌設(shè)備；2.加工和安裝要求精度高；3.維修較麻煩。 1.進(jìn)水懸浮物含量一般小于3000mg/L，短時間內(nèi)允許達(dá)5000—10000mg/L；2.一般為圓形池體；3.適用大、中型水廠。水力循環(huán)澄清池 優(yōu)點：1.無機械攪拌設(shè)備；2.構(gòu)造簡單。缺點：1.投藥量較大，需要較大的水頭；2.對水質(zhì)水溫變化適應(yīng)性較差。 1.進(jìn)水懸浮物含量一般小于2000mg/L，短時間內(nèi)允許達(dá)5000mg/L；2.一般為圓形池體；3.適用中、小型水廠。脈沖澄清池 優(yōu)點：1.虹吸式機械攪拌設(shè)備較為簡單；2.混合充分，布水較均勻；3.池深較淺，便于布置。缺點：1.需要一套真空設(shè)備，較為復(fù)雜；2.虹吸式水頭損失較大，周期難控制；3.操作管理要求較高。 1.進(jìn)水懸浮物含量一般小于3000mg/L，短時間內(nèi)允許達(dá)5000—10000mg/L；2.可建成圓形、矩形或方形池體；3.適用大、中、小型水廠。懸浮澄清池 優(yōu)點：1.構(gòu)造比較簡單；2.能處理高濁度和水；3形式較多，可間歇運行。缺點：1.需設(shè)氣水分離器；2.隊水溫、水量等因素較敏感；3.雙層式時池深較大。 1.進(jìn)水懸浮物含量小于3000mg/L時，宜用單層式，在3000—10000mg/L時，宜用雙層式；2.可建成圓形或方形池子；3.一般流量變化每小時步大于10﹪。表2.2濾池選擇名稱 性能特點 適用條件 進(jìn)水濁度（mg/L） 規(guī)模普通快濾池 單層濾料 優(yōu)點：1.運行管理可靠；2.池深較淺；缺點：1.閥件較多；2.一般用大阻力沖洗，須設(shè)沖洗設(shè)備。 一般不超過20 1.大、中、小型水廠均適用；2.單池面積不大于100m2。 雙層濾料 優(yōu)點：1.濾速較高；2.含污能力較大，工作周期長；3.無煙煤作濾料易取得；缺點：1.濾料粒徑選擇嚴(yán)格；2.沖洗時操作要求較高；3.煤砂之間易積泥。 一般不超過20，個別時間不超過50 1.大、中、小型水廠均適用；2.單池面積不大于100m2。虹吸濾池 優(yōu)點：1.不需大型閘閥，可節(jié)省閥井；2.不需沖洗水泵；3.易于實現(xiàn)自動化；缺點：1.一般需設(shè)真空設(shè)備；2.池深較大。 一般不超過20 1.大、中型水廠適用；2.一般采用小阻力排水，單池面積不大于25m2。無閥濾池 重力式 優(yōu)點：1.一般不設(shè)閘閥；2.管理維護(hù)簡單，能自動沖洗；缺點：1.清砂較為不便。 一般不超過20 1.適用于中、小型水廠；2.單池面積不大于25m2。 壓力式 優(yōu)點：1.可一次凈化；2.可省去二級泵房；缺點：清砂較為不便。 一般不超過150 1.適用于小型水廠；2.單池面積不大于5m2。壓力濾池 優(yōu)點：1.濾池多為鋼罐；2.移動方便，可用作臨時供水；3.用作接觸過濾時，可一次凈化省去二級泵房；缺點：1.清砂不便；2.需耗用鋼材。 一般不超過20—150 1.適用于小型水廠；2.可與除鹽、軟化床串聯(lián)使用。根據(jù)表2.1和表2.2對比，本人選用機械攪拌澄清池與普通快濾池作為工藝流程中的構(gòu)筑物。從技術(shù)可靠性而言，由于原水濁度在35——1200NTU，是含沙量比較小的水源，設(shè)計采用機械攪拌澄清池或水力循環(huán)澄清池進(jìn)行處理，完全可以達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，但是設(shè)計水量達(dá)到27500m3/d，若采用水力循環(huán)澄清池，根據(jù)計算就會有4—6座池子，占用大量的空間，還會造成施工時間和費用的提升，是得不償失的；采用機械攪拌澄清池，經(jīng)計算，只有2座池子，可以大量的降低成本和土地占用率，也使得施工工期大大縮短，所以設(shè)計采用機械攪拌澄清池。同樣設(shè)計采用普通快濾池或虹吸濾池都可以達(dá)到良好過濾的效果。但是，虹吸濾池的池深較大，會造成取水泵站水泵的揚程提高，使得取水泵站的造價提高；虹吸濾池需要真空設(shè)備，易出現(xiàn)設(shè)備故障，且造價高于普通快濾池；普通快濾池由于運行可靠，有成熟的運行管理經(jīng)驗，且池深較淺，不會對取水泵站造成壓力，其次普通快濾池工程造價較低，工期較短。所以采用普通快濾池。綜上所述，設(shè)計采用方案Ⅰ為工藝流程最終選擇。張家川回族自治縣凈水廠工藝流程見圖2.1圖2.1凈水廠工藝流程圖第一節(jié)岸邊式取水構(gòu)筑物一、集水間集水間采用淹沒式，集水間與泵房合建。合建式岸邊取水構(gòu)筑物，北川河河水經(jīng)過進(jìn)水孔進(jìn)入進(jìn)水間的進(jìn)水室，再經(jīng)過格網(wǎng)進(jìn)入吸水室，然后由水泵抽送至水廠的機械攪拌澄清池。在進(jìn)水孔上設(shè)有格柵，用以攔截水中粗大的漂浮物，設(shè)在進(jìn)水間中的格網(wǎng)用以攔截水中的細(xì)小漂浮物。格柵采用給排水標(biāo)準(zhǔn)圖集S321-1,型號6。格柵尺寸為B×H=1100mm×1100mm,柵條間孔數(shù)為15孔，柵條根數(shù)為16根，有效面積為0.84m2。格網(wǎng)采用給排水標(biāo)準(zhǔn)圖集S321-5，C10型，格網(wǎng)尺寸為B×H=2130mm×1130mm,有效面積為1.39m2。設(shè)計采用4個單獨的集水間，在分格墻上設(shè)置連通管和閥門。二、取水泵房(一)選泵根據(jù)設(shè)計流量和設(shè)計揚程選擇水泵的型號和數(shù)量；選用4臺300s-12型（3用1備）流量Q=612m3/h揚程H=14.5m的水泵；吸水管的流速為1.05m/s，管徑為DN400mm，L=2.8m。吸水管選用鑄鐵管；出水管流速為3.89m/s，管徑DN350mm，L=2.5m。，出水管選用鋼管；四條出水管并聯(lián)后，出水總管為DN500mm，流速為2.43m/s。(二)泵房布置水泵機組的排列是泵房布置的重要內(nèi)容，它決定泵防建筑面積的大小，機組的間距以不能妨礙操作和維修的需要為原則。因所選的泵的是300s-12型水泵是側(cè)向進(jìn)水和側(cè)向出水的水泵，所以采用橫向排列。要適當(dāng)增加泵房的長度，但跨度小，進(jìn)出水管順直，水利條件好，可減少水頭損失，省電。1水泵凸出部分到墻的凈距A1=2.0m；2出水側(cè)水泵基礎(chǔ)與墻的凈距B1=2.04m（包括一個止回閥和一個閘閥的長度）；3進(jìn)水側(cè)水泵基礎(chǔ)與墻的凈距D1=3.2m（包括一個閘閥的長度）；4電動機凸出部分與配電設(shè)備的凈距應(yīng)保證電動機轉(zhuǎn)子檢修時能拆卸，并保持一定的距離C1=2.4m；5水泵基礎(chǔ)之間的凈距E1=2.0m；水泵房的尺寸為(按長方形布置)L=A1+C1+3E1+4L=17.5mB=D1+B1+B5=6m(三)起重設(shè)備的選型與布置因最大設(shè)備的重量為709kg，所以選用起重在0.5-2.0噸之間的電動單軌吊車梁。單軌吊車梁配置電動葫蘆；即可垂直起舉設(shè)備，也能水平運移；其運動軌跡取決于吊車梁的布置；采用U形布置形式。根據(jù)起重量、跨度，起升高度選用DX型電動單梁懸掛起重機。跨度1.25-16m，起升高度12m，大車電機運行速度20m/s，型號2DY12-4配套電動葫蘆型號CD1；精確的跨度15.5m，長17.5m，最大輪壓0.98噸總重1.69噸，CD11-12D電動葫蘆。主要尺寸長954-974m，重量1.98噸。(四)泵房高度水泵采用自灌引水方式，其泵心低于吸水井的最低水位；泵房使用半地下式建造，泵房的高度在有吊車起重時，高度。第二節(jié)藥劑投配設(shè)備一、藥劑選擇根據(jù)原水的水質(zhì)水溫和PH值的情況，選用混凝劑為三氯化鐵，投加濃度為10％，最大投加量為33（mg/L）。優(yōu)點：凈化效率高、用藥量少、出水濁度低、色度小，過濾性能好，溫度適應(yīng)性高，PH值使用范圍寬（PH=5~9）。操作方便，腐蝕性小，勞動條件好，成本較低。采用計量泵濕式投加，不需要加助凝劑。二、藥劑配制藥劑通過溶解池進(jìn)行溶解，溶解池采用壓縮空氣進(jìn)行藥劑溶解攪拌；溶解池采用矩形建造，有效尺寸B×L×H=2.0m×1.2m×0.65m，超高0.2m；放水管管徑d0=25mm，相應(yīng)流速v0=3.06m/s；溶解池底部設(shè)管徑d=100mm的排渣管一根；空氣壓縮機設(shè)在加藥間內(nèi)，選用SSR100型羅茨鼓風(fēng)機兩臺，1用1備。三、藥劑投加及藥劑混合溶解的藥液在溶液池中靜置儲藏，而后通過計量泵投加到機械攪拌澄清池?；炷齽┑耐都臃指赏杜c濕投法兩種。設(shè)計采用采用計量泵濕式投加。計量泵采用三臺J-ZM250/4.0型隔膜計量泵。藥劑混合采用靜態(tài)混合器混合，混合器采用JT-500型靜態(tài)混合器混合。第三節(jié)機械攪拌澄清池澄清即凈化，指靠重力作用的泥水分離過程，亦即沉淀范疇的處理工序。設(shè)計采用機械攪拌澄清池。其池體主要由第一絮凝室、第二絮凝室、及分離室三部分組成。機械攪拌澄清池工藝流程如下：加過混凝劑的原水由進(jìn)水管，通過環(huán)形配水三角槽下面的縫隙流進(jìn)第一絮凝室，與數(shù)倍于原水的回流活性泥渣在葉片的攪動下，進(jìn)行充分地混合和初步絮凝。然后經(jīng)葉輪提升至第二絮凝室繼續(xù)絮凝，結(jié)成良好的礬花。再經(jīng)導(dǎo)流室進(jìn)入分離室，由于過水?dāng)嗝嫱蝗粩U(kuò)大，流速急速擴(kuò)大，泥渣依靠重力下沉與清水分離。清水集水槽引出。下沉泥渣大部分回流到第一絮凝室，循環(huán)流動形成回流泥渣，另一小部分泥渣進(jìn)入泥渣濃縮室排出。一、設(shè)計參數(shù)池數(shù)設(shè)計取兩座；第二絮凝室提升水量為原水進(jìn)水水量的4倍；水在池中的總停留時間為1.25h；第二絮凝室中停留時間為50s，導(dǎo)流室中的停留時間為3min；第二絮凝室、第一絮凝室、分離室的容積比1：1.99：6.66；為使進(jìn)水分配均勻，采用配水三角槽分配進(jìn)水；配水三角槽上設(shè)排氣管，以排出槽中積水；池下部圓臺坡度為45°，池底采用球殼式結(jié)構(gòu)，取球冠高1m；集水方式采用淹沒口環(huán)形集水槽，孔徑25mm；池子設(shè)泥渣濃縮斗3個，濃縮室總?cè)莘e約為池子容積的1﹪，設(shè)100mm排泥管；在進(jìn)水管、第一第二絮凝室、分離室、泥渣濃縮室、出水槽等處設(shè)取樣管；設(shè)計池子尺寸：采用2個池子，每個池子直徑14.8m，面積為171.95m2，澄清池總高度為6.60m；機械攪拌的葉輪直徑，一般按第二絮凝室內(nèi)徑的70%設(shè)計，其提升水頭約為0.10m；攪拌葉片總面積，一般為第一絮凝室平均縱剖面積的8%，葉片高度為第一絮凝室高度的1/3，葉片對稱裝設(shè)，安裝10片。第四節(jié)普通快濾池過濾就是懸浮液流經(jīng)過多孔介質(zhì)或濾網(wǎng)進(jìn)行固液分離的過程，大多數(shù)過濾工藝采用粒料層過濾。最常用的粒料為石英砂，它的主要目的是去除濁度。設(shè)計中采用普通快濾池。一、設(shè)計參數(shù)強制濾速是指一個或兩個濾池檢修時，其他濾池在超過正常負(fù)荷下的濾速，在濾池面積和個數(shù)決定后，應(yīng)以強制濾速進(jìn)行校核；如果強制濾速過高，設(shè)計濾速應(yīng)適當(dāng)降低或濾池個數(shù)適當(dāng)增加。濾池個數(shù)多，沖洗效果好，運轉(zhuǎn)靈活，強制濾速較低，但單位面積濾池造價增加。(一)濾池尺寸濾池個數(shù)選擇見表2.1表2.1濾池面積與個數(shù)關(guān)系濾池面積濾池數(shù)當(dāng)濾池總面積小于30m2 一般采用2個濾池當(dāng)濾池總面積為30m2-100m2 一般采用3-4個當(dāng)濾池總面積為150m2 一般采用5-6個濾池當(dāng)濾池總面積為200m2 一般采用6-8個當(dāng)濾池總面積為300m2以上 一般采用10個以上濾池平面形狀可為正方形或矩形。設(shè)計濾池兩座，每座設(shè)四格，采取雙排布置濾池單格面積24m2，長寬比1.28：1，單池有效尺寸采用B×L=4.3m×5.5m，濾池高度為2.55米，包括超高0.3m濾池高度包括超高0.3m，濾層上水深1.10m，濾料層厚度0.7m、承托層厚度0.45m等。(二)大阻力配水系統(tǒng)干管始端流速1.5m/s，采用管徑為400mm支管始端流速3.38m/s，采用管徑50mm反沖洗泵采用350S-26A型提升水泵，流量1264，揚程15.70m(三)管廊設(shè)置管廊設(shè)置應(yīng)力求緊湊，簡捷，要留有設(shè)備管配件等安裝、維修等的必要空間；要有良好的防水、排水、通風(fēng)、照明設(shè)備；由于設(shè)計采用雙行排列，管廊位于兩排濾池中間。管廊中包括1給水管管徑DN400mm,管中流速為1.26m/s2排水管管徑DN500m3沖洗水管管徑DN300mm，管中流速為4.07m/s4過濾水管管徑DN400mm，管中流速為1.26m/s濾池底部應(yīng)設(shè)排空管，其入口處設(shè)隔柵，池底坡度約為0.005，坡向排空管；每個濾池上宜裝設(shè)水頭損失計或水位尺及取水樣設(shè)備；各種密封渠道上應(yīng)設(shè)人孔，以便檢修；濾池壁與砂層接觸處應(yīng)拉毛成鋸狀，以免過濾水在該處形成“短路”而影響水質(zhì)。第五節(jié)消毒間設(shè)計選用液氯消毒。氯是一種黃綠色窒息性氣體，有劇毒。在常壓下的液化點為-33.6℃，在0℃壓力大于3.66大氣壓時轉(zhuǎn)化為液體。0℃時每升液氯的重量為1468.4克，同樣重量的液氯，其體積僅為氣態(tài)氯的1/457。在10℃以下時，在氯的飽和溶液中會析出氯的水化結(jié)晶物，這種現(xiàn)象會造成加氯設(shè)備故障。氯所以能消毒，主要是它能破壞細(xì)菌中的酶系統(tǒng)。主要反應(yīng)如下：一、加氯量根據(jù)相似條件下水廠的運行經(jīng)驗，按最大用量確定，并應(yīng)使余氯量符合飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的要求.投加量一般取決于濾化的目的，并隨水中的氨氮比、PH值、水溫和接觸時間等變化。投量取2mg/L，管網(wǎng)末端含量0.05mg/L，接觸時間不少于32min。二、加氯設(shè)備大型真空加氯機由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜，零部件、儀表容易損壞，維修困難等原因，國內(nèi)水廠目前已少采用。設(shè)計采用加氯機投加。ZJ-2型轉(zhuǎn)子加氯機，加氯機是由旋流分離器、彈簧膜閥、控制閥、轉(zhuǎn)子流量計、中轉(zhuǎn)玻璃罩，平衡水箱及水射器等組成。加氯量2-10kg/h,加氯機的外型尺寸為：寬×高=3300mm×370mm,加氯機安裝在墻上，安裝高度在地面以上1.5m，兩臺加氯機之間的凈距為0.8m。氯瓶：采用容量為500kg的氯瓶，氯瓶的外形尺寸為：外徑600mm,瓶高1800mm。采用4個氯瓶，使用周期為30天。三、加氯間的布置設(shè)置加氯間，加氯間應(yīng)設(shè)在水廠或增壓站等構(gòu)筑物的主導(dǎo)風(fēng)向下游。加氯間盡量靠近投加點。加氯機設(shè)置兩臺，分別有兩根加氯管通到加氯點，互作備用。加氯機按最大投氯量來選用，原則上以一臺加氯機對接一只氯瓶進(jìn)行布置。加氯機臺數(shù)按最大投氯量計算，并考慮1臺備用。加氯間是安置加氯設(shè)備的操作間，氯庫是儲備氯瓶的倉庫。采用加氯間與氯庫合建的方式，中間用墻隔開，加氯間平面尺寸為5×5m,氯庫平面尺寸為12.5m×10m。第六節(jié)清水池一、清水池容量清水池容量由兩部分組成，一是調(diào)節(jié)容量，一是儲備容量，前者為調(diào)節(jié)用水負(fù)荷而必須儲存的水量，后者為消防或其他特殊需要而儲備的水量，這部分水量在一般請情況下是不動用的。清水池的總調(diào)節(jié)容量按水廠產(chǎn)水量20﹪設(shè)計，設(shè)計中采用2個池子，每個池子容積2750m3,按規(guī)定要求，由于容積大于2000m3,采用矩形水池。二、清水池尺寸清水池的總調(diào)節(jié)容量按水廠產(chǎn)水量20﹪設(shè)計，設(shè)計中采用2個池子，每個池子容積2750m3,按規(guī)定要求，由于容積大于2000m3,采用矩形水池。清水池設(shè)2座，采用池有效水深4.0m，超高0.5m。每座清水池設(shè)計尺寸為：B×L×H=35m×20m×4.0m。有效容積為：2750m3。清水池最高水位標(biāo)高為±0.00米。儲備水量主要是消防用水量，大中城市因用水量大，發(fā)生火警所需的消防水占城市用水量的比例不大，一般不予考慮。小城鎮(zhèn)用水量不多，消防用水量所占的比例應(yīng)增大。進(jìn)水管選用DN450mm，水力計算；出水管選用DN450mm，水力計算。第七節(jié)送水泵站一、選泵根據(jù)設(shè)計流量和設(shè)計揚程(出廠水壓力≥0.35mpa)選擇水泵的型號和數(shù)量。選用4臺250s-65型（3用1備）流量Q=612m3/h揚程H=56m的水泵。吸水管：流速為3.89m/s，管徑DN350mm，用鑄鐵管L=4.0m;出水管：流速為1.05m/s，管徑DN400mm，用鋼管L=