净水工艺的水厂工程策划研讨范文

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取水工程设计

1取水方案

由于徐洪河为通航河道，不考虑采用河中心箱式取水方案，而采用岸边式取水。本工程管道口径较大，取水若采用虹吸引水，管道密封性要求高，施工要求高，且需设一套真空系统，不便运行管理，引水安全性差；而自流管虽埋深较大，可采用顶管施工工艺，因此采用重力自流引水方式。

2取水头部

取水头部进水端设计宽度为23.00m，底标高为15.90m，徐洪河最高水位22.06m，最低水位为18.40m，取水头部进水端最小进水断面积为57.50m2。取水头部取水规模为10×104m3/d，秒流量为1.16m3/s。取水头部进水端横向最大进水流速为0.02m/s，符合水利、航道管理的相关规定。

3取水泵房

取水泵房内安装5台变频调速离心泵，单台功率220kW，其中一期安装3台，2用1备。取水泵房合建加氯间，内设5台5kg加氯机，其中一期安装3台，2用1备，为控制管道内的余氯不超过1.5mg/L，在需进行预加氯时，加氯量一般在2mg/L，最高达4mg/L。

浑水管工程设计

本工程取水头部和净水厂相距10.64km，属于长距离浑水输水管线工程。设计采用DN800玻璃钢管道沿河岸大堤坡脚外敷设，沿途需跨越2处河道以及穿越1处高速公路。由于在长距离输水工程中，事故停泵后管道的水压会发生较大变化，特别是大口径平坦管线，突出的问题是负压，对管道的正常运行构成严重威胁。因此，在浑水管道设计中除了随桥架设过河的两处给水管道上安装放气阀外，在平坦的输水管线中增加2处局部略高点并安装放气阀，制造局部高点将管线分为3段，当事故停水时，高点两侧的管道短时间内在水力上几乎不相关，有利于避免后段管线负压的形成。浑水管穿过高速公路的具体位置选择在机耕道路横穿高速公路下方形成的涵洞下部。根据高速公路管理单位减小施工对高速公路运行的要求，此处管道标高局部抬升至连接涵洞桥台的水平支撑梁顶上方穿行，此时管道为浅覆土管道，因此，管道采用混凝土包裹，并与路面混凝土相接。

净水厂工艺设计

净水厂工艺流程见图1。净水厂主要构筑物设计如下：

1压力配水井

压力配水井按照远期工程规模一次性建成，设计流量10.0×104m3/d，平面尺寸6.0m×4.0m，池深6.0m。配水堰上装设了可调堰板并在出水管道上安装电磁流量计，可以精确调整每个单元的处理水量。

2生物接触氧化池

生物接触氧化池一期工程设计流量5.0×104m3/d，总池长48m，池宽14.5m，高5.9m。设置2组，设计水力停留时间1.45h，气水体积比1：1，设置Φ150组合填料5888套，微孔曝气器920个，单个曝气量2.0m3/h。为防止垃圾在接触池内与组合填料发生缠绕，在生物接触氧化池前端设置6mm网板式阶梯格栅2台，栅宽1500mm。

3混合、网板絮凝及平流沉淀池

3.1混合

管道静态混合器将PAC均匀地分布扩散到进水中，以便取得良好的絮凝效果，梯度600～1000s-1。

3.2网板絮凝

网格絮凝池絮凝时间短、效果好、构造简单，但絮凝效果易受水量变化影响，考虑到浑水管道和生物接触氧化池已有较长水力停留时间，可起到调节水量的作用，因此，本工程采用网格絮凝工艺。一期工程新建5.0×104m3/d规模絮凝沉淀池1座，采用网格絮凝与平流沉淀池合建形式，设置2组。絮凝停留时间为14.0min，每组池体积267m3，有效水深4.0m，每组池面积67m2，竖井流速0.13m/s，分格面积2.45m2，分格数28格，布置为4排，每排7格，每格尺寸1.56m×1.56m，前段32格内设网筛网眼80mm×80mm，后段16格内设网筛网眼100mm×100mm。

3.3平流沉淀

平流沉淀池设计流量5.0×104m3/d，分为2组，沉淀池平面尺寸为L×B=136×14m，每组内设中隔导流墙一道。水平流速13.7mm/s，沉淀时间2.7h，设计水深3.6m，弗劳德数1.7×10-5，设置虹吸式机械吸泥机1套，跨度14m，功率1.5kW。

气水反冲洗滤池及反冲洗泵房

采用气水反冲洗滤池，设计总规模10.0×104m3/d滤池共分10格，双排布置，中间为管廊，管廊左、右各5格，一期工程建设管廊北面5格滤池，设计滤速7.5m/h，单格滤池有效过滤面积64m2。d=2～4mm粗砂支承层厚50mm，滤料层采用均质滤料，有效粒径0.95mm，滤料石均匀系数K80<1.4，厚1200mm。采用长柄滤头配水系统，气水反冲洗方式。单格配置滤板54块，每块厚100mm，平面尺寸1140mm×975mm，配置D20滤头3402个。滤池滤层表面以上过滤水深1.5m，冲洗前滤层水头损失为20kPa，一个冲洗过程的操作时间取16min，初滤水排放时间为5min。单独气反冲强度15L/(m2•s)，历时2min；气水同时反冲时，气冲强度15L/(m2•s)，水冲强度3L/(m2•s)，历时4min；单独水冲时，水冲强度6L/(m2•s)，历时6min，在滤池反冲洗时同时进行表面扫洗，强度1.5L/(m2•s)。反冲洗系统设置反冲洗水泵3台（2用1备），流量680m3/h，扬程13m；反冲洗鼓风机3台（2用1备），风量54.4m3/min，风压4m。

清水池及送水泵房

清水池的有效容积按照水厂最高日设计水量的11.6%确定，总库容6400m3。在秋冬季，原水氨氮浓度较高时，此时出水中均含有一定量的氨氮，因此，出水加氯消毒，也会有氯胺生成，设计时必须按照氯胺消毒2小时接触时间和处理水量复核清水池容积和停留时间，确保出水安全。本次设计清水池水力停留时间达3.0h，可以满足要求。清水池平面尺寸为：40m×40m，有效水深4.00m。送水泵房一期工程设置卧式双吸离心泵3台，2用1备，单泵流量1600m3/h，扬程为42m，配套电机功率为280kW，其中1台设置变频调速装置。

加氯加药间

净水厂内设置加氯间，最大加氯量3.0mg/L，滤前加氯加注量2.0mg/L，清水池前加注量0.5～1.0mg/L，混凝剂采用液体碱式氯化铝，药剂投加量必须在实际生产运行中通过生产和实验积累，以确定不同水质、不同季节的最佳投药量。设计最大加注量35mg/L，平均加注量20mg/L。投配系统采用自动吸料、自动溶解、自动加注方式。聚丙烯酰胺（PAM）最大投加量0.5mg/L，平均投加量0.1mg/L，PAM质量分数0.25%。

设计总结

经过近3年的运行实践表明，设计在水力高程、参数选取、设备选型等方面都是合理的，但在施工和运行过程中反馈信息总结出设计还可进行如下改进：

（1）考虑到冬季水质较差，工艺流程设置了预加氯工艺以及生物接触氧化工艺。该工艺流程虽然对有机物、氨氮等指标有较好去除效果，但对出水感官指标中的臭和味效果不明显。在经济允许条件下，可在取水头部增设高锰酸钾预氧化工艺，在沉淀池前增设粉末活性炭投加设备，以便于在出现原水水质突发性污染时，作为应急处置措施，进一步提升供水安全性和饮用水口感。

（2）为应对进水水质的变化，设计了三点加氯，包括取水头部、滤池前端、清水池前端三处加氯点。

设计滤池前加氯2mg/L，可以防止运行一段时间后藻类在砂滤池内的滋生，但也减少了砂滤池内附着的微生物量，降低了滤池的降解有机物和氨氮的能力。可在厂区大修时，调整加氯点以及加氯量，在沉淀池前增加一处加氯点，沉淀池前加氯量设置为1.0～2.0mg/L，滤前加氯加注量调整为0～1.0mg/L。

（3）滤池采用了成品钢筋混凝土预制滤板，虽然在使用过程中未出现漏气、漏水等问题，但是由于小块预制滤板滤缝较多，另外滤板安装过程的平整度要求高，因此施工现场工序较复杂，工期较长。如采用整体浇筑滤板和可调滤头既可以减少滤板缝多造成的漏气隐患，还可以提高机械化施工程序，缩短工期，降低造价。

结论

睢宁水厂一期工程设计规模5.0×104m3/d，采用网板混凝-平流沉淀-砂滤-氯消毒工艺，并针对水源水氨氮含量季节性偏高的特点，在取水头部设置预氧化，在净水厂区前置生物接触氧化处理，并利用长距离输水管道内的生物作用对原水中的有机物、氨氮等污染物质发挥辅助降解作用。投产后，设备运行正常，出水水质达到《生活饮用水卫生标准》，出水浊度经常在0.5NTU以下，氨氮质量浓度一般控制在0.1mg/L以下，冬季一般在0.4mg/L以下。运行实践表明，本工程工艺可靠，可耐水质水量冲击，现状供水成本约为0.58元/m3．

作者：梁汀蒋岚岚佘步存沈晓铃李大成许凝碧单位：无锡市政设计研究院有限公司