净水厂处理流程选择及说明

净水厂处理流程选择及说明设计开始时初步拟定了两个处理流程的方案：方案Ⅰ：水源→泵站→机械搅拌澄清池→普通快滤池→加滤消毒→清水池→吸水井→二泵站→用户混凝剂采用：三氯化铁，扩散混合器混合；消毒剂采用：液氯消毒，滤后加氯，加氯机加氯。方案Ⅱ：水源→泵站→水力循环澄清池→虹吸滤池→加滤消毒→清水池→吸水井→二泵站→用户混凝剂采用：三氯化铁，扩散混合器混合；消毒剂采用：液氯消毒，滤后加氯，加氯机加氯。两个方案的区别在于澄清池和滤池的选择有所差异，其它方面基本相同。本人将现在常出现的澄清池和滤池列表进行比较，进行选择。见表2.1澄清池选择和表2.2滤池选择表2.1澄清池选择类型 性能特点 使用条件机械搅拌澄清池 优点：1.处理效率高，单位面积产水量大；2.适应性较强，处理效果稳定；3.采用机械刮泥设备后，对高浊度水处理也具有一定适应性。缺点：1.需要一套机械搅拌设备；2.加工和安装要求精度高；3.维修较麻烦。 1.进水悬浮物含量一般小于3000mg/L，短时间内允许达5000—10000mg/L；2.一般为圆形池体；3.适用大、中型水厂。水力循环澄清池 优点：1.无机械搅拌设备；2.构造简单。缺点：1.投药量较大，需要较大的水头；2.对水质水温变化适应性较差。 1.进水悬浮物含量一般小于2000mg/L，短时间内允许达5000mg/L；2.一般为圆形池体；3.适用中、小型水厂。脉冲澄清池 优点：1.虹吸式机械搅拌设备较为简单；2.混合充分，布水较均匀；3.池深较浅，便于布置。缺点：1.需要一套真空设备，较为复杂；2.虹吸式水头损失较大，周期难控制；3.操作管理要求较高。 1.进水悬浮物含量一般小于3000mg/L，短时间内允许达5000—10000mg/L；2.可建成圆形、矩形或方形池体；3.适用大、中、小型水厂。悬浮澄清池 优点：1.构造比较简单；2.能处理高浊度和水；3形式较多，可间歇运行。缺点：1.需设气水分离器；2.队水温、水量等因素较敏感；3.双层式时池深较大。 1.进水悬浮物含量小于3000mg/L时，宜用单层式，在3000—10000mg/L时，宜用双层式；2.可建成圆形或方形池子；3.一般流量变化每小时步大于10﹪。表2.2滤池选择名称 性能特点 适用条件 进水浊度（mg/L） 规模普通快滤池 单层滤料 优点：1.运行管理可靠；2.池深较浅；缺点：1.阀件较多；2.一般用大阻力冲洗，须设冲洗设备。 一般不超过20 1.大、中、小型水厂均适用；2.单池面积不大于100m2。 双层滤料 优点：1.滤速较高；2.含污能力较大，工作周期长；3.无烟煤作滤料易取得；缺点：1.滤料粒径选择严格；2.冲洗时操作要求较高；3.煤砂之间易积泥。 一般不超过20，个别时间不超过50 1.大、中、小型水厂均适用；2.单池面积不大于100m2。虹吸滤池 优点：1.不需大型闸阀，可节省阀井；2.不需冲洗水泵；3.易于实现自动化；缺点：1.一般需设真空设备；2.池深较大。 一般不超过20 1.大、中型水厂适用；2.一般采用小阻力排水，单池面积不大于25m2。无阀滤池 重力式 优点：1.一般不设闸阀；2.管理维护简单，能自动冲洗；缺点：1.清砂较为不便。 一般不超过20 1.适用于中、小型水厂；2.单池面积不大于25m2。 压力式 优点：1.可一次净化；2.可省去二级泵房；缺点：清砂较为不便。 一般不超过150 1.适用于小型水厂；2.单池面积不大于5m2。压力滤池 优点：1.滤池多为钢罐；2.移动方便，可用作临时供水；3.用作接触过滤时，可一次净化省去二级泵房；缺点：1.清砂不便；2.需耗用钢材。 一般不超过20—150 1.适用于小型水厂；2.可与除盐、软化床串联使用。根据表2.1和表2.2对比，本人选用机械搅拌澄清池与普通快滤池作为工艺流程中的构筑物。从技术可靠性而言，由于原水浊度在35——1200NTU，是含沙量比较小的水源，设计采用机械搅拌澄清池或水力循环澄清池进行处理，完全可以达到排放标准，但是设计水量达到27500m3/d，若采用水力循环澄清池，根据计算就会有4—6座池子，占用大量的空间，还会造成施工时间和费用的提升，是得不偿失的；采用机械搅拌澄清池，经计算，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缩短，所以设计采用机械搅拌澄清池。同样设计采用普通快滤池或虹吸滤池都可以达到良好过滤的效果。但是，虹吸滤池的池深较大，会造成取水泵站水泵的扬程提高，使得取水泵站的造价提高；虹吸滤池需要真空设备，易出现设备故障，且造价高于普通快滤池；普通快滤池由于运行可靠，有成熟的运行管理经验，且池深较浅，不会对取水泵站造成压力，其次普通快滤池工程造价较低，工期较短。所以采用普通快滤池。综上所述，设计采用方案Ⅰ为工艺流程最终选择。张家川回族自治县净水厂工艺流程见图2.1图2.1净水厂工艺流程图第一节岸边式取水构筑物一、集水间集水间采用淹没式，集水间与泵房合建。合建式岸边取水构筑物，北川河河水经过进水孔进入进水间的进水室，再经过格网进入吸水室，然后由水泵抽送至水厂的机械搅拌澄清池。在进水孔上设有格栅，用以拦截水中粗大的漂浮物，设在进水间中的格网用以拦截水中的细小漂浮物。格栅采用给排水标准图集S321-1,型号6。格栅尺寸为B×H=1100mm×1100mm,栅条间孔数为15孔，栅条根数为16根，有效面积为0.84m2。格网采用给排水标准图集S321-5，C10型，格网尺寸为B×H=2130mm×1130mm,有效面积为1.39m2。设计采用4个单独的集水间，在分格墙上设置连通管和阀门。二、取水泵房(一)选泵根据设计流量和设计扬程选择水泵的型号和数量；选用4台300s-12型（3用1备）流量Q=612m3/h扬程H=14.5m的水泵；吸水管的流速为1.05m/s，管径为DN400mm，L=2.8m。吸水管选用铸铁管；出水管流速为3.89m/s，管径DN350mm，L=2.5m。，出水管选用钢管；四条出水管并联后，出水总管为DN500mm，流速为2.43m/s。(二)泵房布置水泵机组的排列是泵房布置的重要内容，它决定泵防建筑面积的大小，机组的间距以不能妨碍操作和维修的需要为原则。因所选的泵的是300s-12型水泵是侧向进水和侧向出水的水泵，所以采用横向排列。要适当增加泵房的长度，但跨度小，进出水管顺直，水利条件好，可减少水头损失，省电。1水泵凸出部分到墙的净距A1=2.0m；2出水侧水泵基础与墙的净距B1=2.04m（包括一个止回阀和一个闸阀的长度）；3进水侧水泵基础与墙的净距D1=3.2m（包括一个闸阀的长度）；4电动机凸出部分与配电设备的净距应保证电动机转子检修时能拆卸，并保持一定的距离C1=2.4m；5水泵基础之间的净距E1=2.0m；水泵房的尺寸为(按长方形布置)L=A1+C1+3E1+4L=17.5mB=D1+B1+B5=6m(三)起重设备的选型与布置因最大设备的重量为709kg，所以选用起重在0.5-2.0吨之间的电动单轨吊车梁。单轨吊车梁配置电动葫芦；即可垂直起举设备，也能水平运移；其运动轨迹取决于吊车梁的布置；采用U形布置形式。根据起重量、跨度，起升高度选用DX型电动单梁悬挂起重机。跨度1.25-16m，起升高度12m，大车电机运行速度20m/s，型号2DY12-4配套电动葫芦型号CD1；精确的跨度15.5m，长17.5m，最大轮压0.98吨总重1.69吨，CD11-12D电动葫芦。主要尺寸长954-974m，重量1.98吨。(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，泵房的高度在有吊车起重时，高度。第二节药剂投配设备一、药剂选择根据原水的水质水温和PH值的情况，选用混凝剂为三氯化铁，投加浓度为10％，最大投加量为33（mg/L）。优点：净化效率高、用药量少、出水浊度低、色度小，过滤性能好，温度适应性高，PH值使用范围宽（PH=5~9）。操作方便，腐蚀性小，劳动条件好，成本较低。采用计量泵湿式投加，不需要加助凝剂。二、药剂配制药剂通过溶解池进行溶解，溶解池采用压缩空气进行药剂溶解搅拌；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；放水管管径d0=25mm，相应流速v0=3.06m/s；溶解池底部设管径d=100mm的排渣管一根；空气压缩机设在加药间内，选用SSR100型罗茨鼓风机两台，1用1备。三、药剂投加及药剂混合溶解的药液在溶液池中静置储藏，而后通过计量泵投加到机械搅拌澄清池。混凝剂的投加分干投与湿投法两种。设计采用采用计量泵湿式投加。计量泵采用三台J-ZM250/4.0型隔膜计量泵。药剂混合采用静态混合器混合，混合器采用JT-500型静态混合器混合。第三节机械搅拌澄清池澄清即净化，指靠重力作用的泥水分离过程，亦即沉淀范畴的处理工序。设计采用机械搅拌澄清池。其池体主要由第一絮凝室、第二絮凝室、及分离室三部分组成。机械搅拌澄清池工艺流程如下：加过混凝剂的原水由进水管，通过环形配水三角槽下面的缝隙流进第一絮凝室，与数倍于原水的回流活性泥渣在叶片的搅动下，进行充分地混合和初步絮凝。然后经叶轮提升至第二絮凝室继续絮凝，结成良好的矾花。再经导流室进入分离室，由于过水断面突然扩大，流速急速扩大，泥渣依靠重力下沉与清水分离。清水集水槽引出。下沉泥渣大部分回流到第一絮凝室，循环流动形成回流泥渣，另一小部分泥渣进入泥渣浓缩室排出。一、设计参数池数设计取两座；第二絮凝室提升水量为原水进水水量的4倍；水在池中的总停留时间为1.25h；第二絮凝室中停留时间为50s，导流室中的停留时间为3min；第二絮凝室、第一絮凝室、分离室的容积比1：1.99：6.66；为使进水分配均匀，采用配水三角槽分配进水；配水三角槽上设排气管，以排出槽中积水；池下部圆台坡度为45°，池底采用球壳式结构，取球冠高1m；集水方式采用淹没口环形集水槽，孔径25mm；池子设泥渣浓缩斗3个，浓缩室总容积约为池子容积的1﹪，设100mm排泥管；在进水管、第一第二絮凝室、分离室、泥渣浓缩室、出水槽等处设取样管；设计池子尺寸：采用2个池子，每个池子直径14.8m，面积为171.95m2，澄清池总高度为6.60m；机械搅拌的叶轮直径，一般按第二絮凝室内径的70%设计，其提升水头约为0.10m；搅拌叶片总面积，一般为第一絮凝室平均纵剖面积的8%，叶片高度为第一絮凝室高度的1/3，叶片对称装设，安装10片。第四节普通快滤池过滤就是悬浮液流经过多孔介质或滤网进行固液分离的过程，大多数过滤工艺采用粒料层过滤。最常用的粒料为石英砂，它的主要目的是去除浊度。设计中采用普通快滤池。一、设计参数强制滤速是指一个或两个滤池检修时，其他滤池在超过正常负荷下的滤速，在滤池面积和个数决定后，应以强制滤速进行校核；如果强制滤速过高，设计滤速应适当降低或滤池个数适当增加。滤池个数多，冲洗效果好，运转灵活，强制滤速较低，但单位面积滤池造价增加。(一)滤池尺寸滤池个数选择见表2.1表2.1滤池面积与个数关系滤池面积滤池数当滤池总面积小于30m2 一般采用2个滤池当滤池总面积为30m2-100m2 一般采用3-4个当滤池总面积为150m2 一般采用5-6个滤池当滤池总面积为200m2 一般采用6-8个当滤池总面积为300m2以上 一般采用10个以上滤池平面形状可为正方形或矩形。设计滤池两座，每座设四格，采取双排布置滤池单格面积24m2，长宽比1.28：1，单池有效尺寸采用B×L=4.3m×5.5m，滤池高度为2.55米，包括超高0.3m滤池高度包括超高0.3m，滤层上水深1.10m，滤料层厚度0.7m、承托层厚度0.45m等。(二)大阻力配水系统干管始端流速1.5m/s，采用管径为400mm支管始端流速3.38m/s，采用管径50mm反冲洗泵采用350S-26A型提升水泵，流量1264，扬程15.70m(三)管廊设置管廊设置应力求紧凑，简捷，要留有设备管配件等安装、维修等的必要空间；要有良好的防水、排水、通风、照明设备；由于设计采用双行排列，管廊位于两排滤池中间。管廊中包括1给水管管径DN400mm,管中流速为1.26m/s2排水管管径DN500m3冲洗水管管径DN300mm，管中流速为4.07m/s4过滤水管管径DN400mm，管中流速为1.26m/s滤池底部应设排空管，其入口处设隔栅，池底坡度约为0.005，坡向排空管；每个滤池上宜装设水头损失计或水位尺及取水样设备；各种密封渠道上应设人孔，以便检修；滤池壁与砂层接触处应拉毛成锯状，以免过滤水在该处形成“短路”而影响水质。第五节消毒间设计选用液氯消毒。氯是一种黄绿色窒息性气体，有剧毒。在常压下的液化点为-33.6℃，在0℃压力大于3.66大气压时转化为液体。0℃时每升液氯的重量为1468.4克，同样重量的液氯，其体积仅为气态氯的1/457。在10℃以下时，在氯的饱和溶液中会析出氯的水化结晶物，这种现象会造成加氯设备故障。氯所以能消毒，主要是它能破坏细菌中的酶系统。主要反应如下：一、加氯量根据相似条件下水厂的运行经验，按最大用量确定，并应使余氯量符合饮用水卫生标准的要求.投加量一般取决于滤化的目的，并随水中的氨氮比、PH值、水温和接触时间等变化。投量取2mg/L，管网末端含量0.05mg/L，接触时间不少于32min。二、加氯设备大型真空加氯机由于结构复杂，零部件、仪表容易损坏，维修困难等原因，国内水厂目前已少采用。设计采用加氯机投加。ZJ-2型转子加氯机，加氯机是由旋流分离器、弹簧膜阀、控制阀、转子流量计、中转玻璃罩，平衡水箱及水射器等组成。加氯量2-10kg/h,加氯机的外型尺寸为：宽×高=3300mm×370mm,加氯机安装在墙上，安装高度在地面以上1.5m，两台加氯机之间的净距为0.8m。氯瓶：采用容量为500kg的氯瓶，氯瓶的外形尺寸为：外径600mm,瓶高1800mm。采用4个氯瓶，使用周期为30天。三、加氯间的布置设置加氯间，加氯间应设在水厂或增压站等构筑物的主导风向下游。加氯间尽量靠近投加点。加氯机设置两台，分别有两根加氯管通到加氯点，互作备用。加氯机按最大投氯量来选用，原则上以一台加氯机对接一只氯瓶进行布置。加氯机台数按最大投氯量计算，并考虑1台备用。加氯间是安置加氯设备的操作间，氯库是储备氯瓶的仓库。采用加氯间与氯库合建的方式，中间用墙隔开，加氯间平面尺寸为5×5m,氯库平面尺寸为12.5m×10m。第六节清水池一、清水池容量清水池容量由两部分组成，一是调节容量，一是储备容量，前者为调节用水负荷而必须储存的水量，后者为消防或其他特殊需要而储备的水量，这部分水量在一般请情况下是不动用的。清水池的总调节容量按水厂产水量20﹪设计，设计中采用2个池子，每个池子容积2750m3,按规定要求，由于容积大于2000m3,采用矩形水池。二、清水池尺寸清水池的总调节容量按水厂产水量20﹪设计，设计中采用2个池子，每个池子容积2750m3,按规定要求，由于容积大于2000m3,采用矩形水池。清水池设2座，采用池有效水深4.0m，超高0.5m。每座清水池设计尺寸为：B×L×H=35m×20m×4.0m。有效容积为：2750m3。清水池最高水位标高为±0.00米。储备水量主要是消防用水量，大中城市因用水量大，发生火警所需的消防水占城市用水量的比例不大，一般不予考虑。小城镇用水量不多，消防用水量所占的比例应增大。进水管选用DN450mm，水力计算；出水管选用DN450mm，水力计算。第七节送水泵站一、选泵根据设计流量和设计扬程(出厂水压力≥0.35mpa)选择水泵的型号和数量。选用4台250s-65型（3用1备）流量Q=612m3/h扬程H=56m的水泵。吸水管：流速为3.89m/s，管径DN350mm，用铸铁管L=4.0m;出水管：流速为1.05m/s，管径DN400mm，用钢管L=