水处理工程设计Water treatment plant

第第页水处理工程设计，Watertreatmentplant，Watertreatmentplant2.1用水处理原理及工艺：用水处理可分为：a浮游物、着色物等的去除b.溶解盐类的去除c.溶存气体的去除实际上是指利用气曝法、凝集、过滤、离子交换等，单独或合并操作，依原水的水质及水的用途而决议合适的方法，进行处理以达到用水水质。工艺流程的选择要从技术、经济方面进行分析比较。合理的工艺形式应为操作管理便利、节能、削减药耗，在充足使用功能的前提下，从投资和运行成本综合考虑。2.1.1水处理厂的工艺设计流程加氯加药超越管线原水缓冲池厂区配水管网滤池清水池微涡旋网格反应、斜管沉淀池初反废冲水排水排泥管由厂区排水至污水处理厂回收水池2.1.2原水水质：pH=6.0—7.5电导率≤100μs/cm浊度≤30NTU色度≤50ppm总硬度≤40ppm碱度≤50ppm总溶解性固体≤130ppm硫酸盐≤10ppm氯化物≤5ppm钙≤30ppm镁≤20ppm钾+钠≤15ppm锰≤0.007ppm铁≤0.5ppmCOD≤60ppmSiO2≤15ppmSS≤80ppmKmnO4指数≤10ppm2.1.2处理后水质指标pH=6.0—7.0浊度≤1NTU色度≤5ppm总硬度≤50ppmSS≤5ppm总铁≤0.1ppm余氯≤0.5ppm2.2流程选择水处理厂重要为造纸生产用水，对浊度、色度、Fe2+的处理结果要求较高。设计选用了常规的前加氯（预氧化、**及除色）、混凝、沉淀、过滤的处理工艺。除常常能取得高水质以外，还具有更强的应变本领。在流程上还考虑到设备和构筑物检修和故障条件下保证正常供水的措施，设置必要的超越、溢流、排空，备用设备和集散型的监控设备，能适时发觉问题适时解决，保证纸浆厂供水**。水处理厂的设计处理水量规模为120000m3/d。2.2.1加氯加药给水处理系统中加氯其目的是为了抑制给水中的微生物、菌类、藻类的生长与繁殖。水处理厂的加氯系统的氯源由化工厂的碱氯课供应。水厂内加氯点设置一处，采纳前加氯，加在混合器前起杀藻及氧化助凝作用，考虑到原水藻类含量较高，*大加氯量取4mg/L；24小时连续工作，每日加氯量为528Kg/d。加氯机采纳两台真空加氯机（一用一备），为闭环自动掌控，掌控系数为滤后水量和余氯量。加氯间至加氯点采纳DN50的ABS工程塑料管。同时给水处理中还采纳加NaOH、PAC、助凝剂，目的分别是为了调整水的pH度，以及给水中的不可见的悬浮物的凝集，去除。2.2.2混凝用自然沉降不能完全去除不纯物，尤其水温低的时候，溶存的盐类极少，含有色度的浮游物非常安靖，不能通过砂滤去除。浮游物通常带阴电荷。若加入阳电荷的物质，则杂质简单形成较大粒子而简单沉淀！此方式即为混凝现象。处理中的混凝现象比较多而杂，不同的混凝剂以及不同的水质条件，混凝机理都有所不同。常见的有以下四种水混凝现象：压缩双电层作用机理、吸附—电性中和作用机理、吸附架桥作用机理和沉淀物网捕或卷扫机理。（1）压缩双电层：当向溶液中投加电解质时，溶液中反离子浓度增高，依据浓度扩散和异号电荷相吸的作用。这些离子与胶粒吸附的反离子发生交换。挤入扩散层，使扩散厚度缩小，进而更多地挤入滑动面与吸附层，使胶粒带电荷数削减，ξ电位降底，从而达到混凝效果。（2）吸附—电性中和作用机理:胶粒表面对异号离子、异号胶粒或链状分子带异号电荷的部位有猛烈的吸附作用而中和了其他的部分电荷，削减了静电压力，因而简单与其他颗粒接近而相互吸附。（3）吸附架桥作用机理：高分子物质与胶粒的吸附与桥连。当高分子链的一端吸附了某一胶粒后，一端又吸附了另一胶粒形成胶粒—高分子—胶粒的絮凝体。（4）沉淀物网捕或卷扫机理：当铝盐、铁盐、混凝剂的投加量很大而形成大量氢氧化物沉淀时，可以网捕、卷扫水中的胶粒，以致产生沉淀分别。PAC的混凝特性是同过投加铝盐后，发生金属离子的水解和聚合反应过程，其产物兼有凝集和絮凝作用的特性。2.2.2.1混凝作用的影响因素：胶质系的凝集*重要的是微粒子表面的物理化学性质。由于水中的微粒子的凝集去除，其对象是浊度及色度，水的粘度，水的粘性支配条件为水温、PH、碱度、硬度、游离碳酸等的溶解，所以微粒子之离子交换本领不得不考虑。A、水温：水温是凝集反应、floc形状、凝集剂使用、floc的沉降分别的紧要支配因素。通常水温低的时候，要形成floc的时间长，而且要使用较多的凝集剂。B、系统的PH值:系统的ph值，会影响凝集剂生成氢氧化物的溶解度，folc生成所用的时间，以及胶质粒子的电荷予以本领。C、浊度粒子的离子交换本领。D、水中共存物的影响。E、其他因素：如凝集助剂、搅拌混合等。2.2.2.2药品投加方式：a.凝集注入設备：药品的注入有湿式及干式两种。选择适当的药品注入方式是有必要的．药品的注入有以下几个要点:⑴注入速度,注入的*高*低量⑵制御方式（自动、手动掌控）⑶动力的使用（pump、搅拌装置的使用）⑷药品的储留槽、仓库及搬运等⑸注入量的精准度Ⅰ.干式注入方式：药品（粉末状固体）的注入一般用于较小规模，注入装置不必挂念腐蚀，但原水浊度急剧上升，简单使注入量加添，干式药品的注入装置Ⅱ.湿式注入：对于任何凝集剂均可使用，注入药剂量较少时，也简单调整注入量。但需得注意装置的腐蚀。浊度急剧上升时，注入量有可能不足，故需有溶液储留槽。重力下滴式湿式注入装置在我们水环制程中，混凝剂按三种药剂设计，考虑干、湿并储，以湿储为主。液体药剂的输送以容积计量。隔膜计量泵投加量稳定、精准。以投加PAC为主，助凝剂和碱液，备用多级加药,提高了加药系统的快捷性。b.凝集剂的混合搅拌：为了药剂在水中的溶解，凝集剂在水中急速扩散、与水中的杂质相互接触而形成floc.在制程中往往加以混合搅拌。常用的混合方式有管式静态混合器、混合池混合及机械混合等。一般使用的混合池有矩形池和圆形槽，搅拌器的种类依需要而定，通常使用低速搅拌。螺旋式搅拌器是我们水环药剂溶解搅拌器的使用形式。螺旋式搅拌器铅锤式搅拌器管式静态混合器———混合效果较好、设备简单，不需单建构筑物，但水头损失大，当流量变化大时，影响混合效果；混合池混合———混合效果较好，占地面积大。某些进水方式要带进大量气体，流量变化较大时，混合效果不稳定；机械混合————混合效果好，适应流量变化，水头损失小，缺点是消耗电能，管理维护多而杂。设计考虑原水水头有富余，且供水流量均匀稳定，因此，混合选用管式静态混合器方式。拟采纳管式微涡静态混合器。c.絮凝反应:絮凝反应方式一般分为水力和机械两大类。前者结构简单，但适应流量变化性差，后者可进行调整，能适应各种流量的变化，但需有肯定的机械维护和修理量，能耗大。为节省投资和运行费用，充分利用有效富余水头，本工程采纳水力反应方式。拟在工艺中采纳小孔眼网格絮凝反应池，该工艺应用“涡漩混凝低脉动沉淀给水处理技术”（国家砖利技术、获国家创造奖）。对混凝过程进行强化与完善，使得该工艺对原水中色度的去除较常规工艺有明显的效果。2.2.3沉淀沉淀是在重力作用下，使悬浮液中密度大于水的悬浮固体下沉，从而与水分别的水处理方法。水中的大部分杂质由于其比重比水大，固可利用重力而沉降，在沉降工段去除水中的浮游物及floc.以减轻过滤池的负担，是沉降池的重要目的。影响沉淀的事项有:（1）原水水质（包括粘性、比重、PH、碱度、水温等）（2）悬浮物的性质（大小、比重、凝集性）（3）气候条件（温度、风雨等等）（4）沉淀池的构造（形状、沉淀时间、池内流速、水深、长宽比、整流设备）沉淀池分为平流式、竖流式、辐流式及斜管（斜板）式沉淀池等形式。平流式沉淀池沉淀效果好；对冲击负荷和温度变化的适应本领较强；施工简易，造价较底。竖流式沉淀池排泥便利，管理简单；占地面积较小。辐流式沉淀池运行较好，管理较简单；排泥设备已趋定型。a.一般沉淀池：沉淀池的形状有长方形即圆形等，理论上沉淀效果亦水流面积大且浅较好，但实际上太浅时，因沉淀物上浮及温度、风等影响而使效果降低；而且考虑沉淀物聚积，有效水深为3～4米，长宽比一般为3：1～8：1；圆形时，其直径及深度之比为6:1～12:1左右较佳。b.药品沉淀池⑴容量及平均流速：依原水的水质而加以适当的凝集剂，良好的floc形需要3～5小时的沉淀。沉淀池的容量为计划静水量3～5小时的总额⑵整流设备：池内水流的状态受流入管、整流壁的设置、温度及流出侧设置影响⑶排泥装置：连续式排泥通常设有sludge的刮除装置，有走行式、回转式，及ringbelt式等等。⑷管理：药品沉淀池的管理与一般池有很多相像，但sludge较多是其特点.Ringbelt式平流沉淀池辐流式沉淀池污泥靠池中水静压排出池外，浮渣通过排渣管排出。Dor式圆形沉淀池（辐流式）对于大型水厂,平流沉淀池和斜管沉淀池较为合理。而由于场地面积有限，设计只能考虑采纳斜管沉淀池，它具有停留时间短、占地小、沉淀效率高等优点。沉淀工艺我们采纳逆向流斜管沉淀设备，表面负荷2.5mm/s，该沉淀池排泥采纳穿孔管排泥，运行管理时积泥必需适时得到排放，发挥斜管沉淀池的*大效率，克服沉淀池因排泥不适时显现的“跑矾花”现象。每个沉淀池设有一台超声波泥位计，当泥位超出预定值时适时报警，并参加掌控排泥阀的运行。2.2.4过滤过滤是指液体通过适当的多孔物质层，将液体中的浮游物及其他物质去除的方法。给水处理所使用的过滤法有：重力式过滤法、急速砂滤净水及压力式过滤法。其滤材一般使用沙，在其他特别滤过目的时，又或使用其他特别滤材。A.重力式滤池的净水机理在持续过滤时，渐渐的在沙层的表面会形成聚积物，这种聚积物是由有机与无机质构成的一种胶质膜。又成为过滤膜，过滤膜有抑制**及浮游物质使其留下的作用，此中作用不仅是机械作用，又有物理化学及生物作用，这种作用无法有物质的本态来判定，而得考虑过滤膜内胶质、**、生物等等，其作用不至十表面过滤作用，亦需考虑其下沙层的作用。沙粒子的表面带有负电荷，对有相同电荷的**及浮游物质（有机物、无机物）的微粒子无法吸着。而表面胶质膜在沙面形成时带有正电荷，胶质的构成由不完全分解的有机物附带铁、锰、铝及无水硅酸等，此状态在*初将吸着水中带有负电荷的微细物质。其次，经过数日至数周，表层的无机盐或磷酸盐加添，当阳光照射时称为植物繁殖的好场所，*后形成藻类的薄膜，在藻类的薄膜中有（1）浮游物微粒子（2）因碳酸的同化效果，放出的氧气荣誉水中，帮忙浮游物质的氧化。在藻类的薄膜之下有极多的**层生存，有机物受到**的分解而成为有机物。而使有害的物质转化成为无害物质。B.急速砂滤净水装置：沙粒子的表面在水中带有负电荷而能被带有正电荷的铁、铝、锰、硅酸等的氧化物所吸着，带正电的膜又吸着带有负电的杂志微粒子。而急速过滤是以较高的过滤速度滤过，接触时间短，这样的变化是不能达到的，单单利用沙粒来抑留浮游物质，固急速砂滤重要是依靠机械作用及物理的吸着作用来去除杂质，而没有生物学的无机化作用。砂滤池构造：（1）沙层；（2）砂砾层；（3）下部集水装置：下部集水装置是均等过滤和有效洗净的紧要决议因素，其形式有：a.Strainer（滤过网）b.oilier（给油器型）c.多孔管d多孔性滤板（2）洗净装置a.机械搅拌式b汽水反冲式c水逆流洗净式d表面洗净式（3）排水装置排水沟的配置（4）配管a原水流入管b.滤过水流出管c.洗净管d洗净排水管e空气管滤池形式有虹吸滤池、无阀滤池、普快滤池、均质滤料滤池和新引进的瑞士翻板滤池等。翻板滤池具有很多特别的优点：施工简单、周期短，投资比单层滤料滤池低，运行费用削减，操作简单易管理，但由于该滤池的布气技术的砖利技术费用太高，经综合比较采纳均质滤料滤池。均质滤料滤池于70时代初已在欧洲开始使用，经过不断完善，广泛沿用至今。采纳的均质滤料、不均匀系数K60很小。它大大提高了滤料层的孔隙率，使滤速提高、过滤周期延长，且水质好，节水节能等优点。缺点是掌控系统多而杂，造价较高。但经过我国给排水设计人员和设备制造商的不断探究和努力，均质滤料滤池现已基本国产化，并被广泛应用，已达到了比较理想的水平。滤池设计我们采纳深层截污的、气水反冲、恒水头滤速过滤的均质滤料滤池。重要设计参数如下：l水质：滤池出水浊度≤1NTUl设计滤速：8.89m/h；强制滤速10.67m/h；l冲洗强度：·气冲强度：15L/s.m2,3min·气、水同时反冲强度———气冲强度：15L/s.m2、4min———水冲强度：3—4L/s.m2、4min·水冲强度：5L/s.m2、4min·表面扫洗强度：2.1L/s.m2l滤料：采纳均粒石英砂滤料，砂粒径0.95～1.25mm；滤床厚度1.3m。l气水调配系统由气水调配槽、滤板和长柄滤头构成。滤池采纳长柄滤头配气、配水系统，保证布水、布气的均匀。滤头和滤板为国内定型产品，采纳成品的钢筋混凝土滤板每块滤板平面尺寸为975mmx975mm，其上装624个F—4型滤头。滤池进水端与沉淀池出水管相连，并与低浊时可以直接过滤的超越管连通。每个滤池的进口设有可调整的进水堰板，通过堰板的调整和跌落配水，使各滤池的进水流量均匀一致；为削减工程投资，提高滤池操作的牢靠性，全部滤池参加掌控操作的闸板阀、阀门均采纳气动；气源由动力厂直接供应，并应确保气源的不间断供应，气源进气量为2.0m3/h，压力为0.07MPa。滤池全部气