水廠工藝設(shè)計(jì)論文范文

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1主要構(gòu)筑物設(shè)計(jì)參數(shù)

1.1避咸池一期避咸池設(shè)計(jì)容積3萬m3，平面尺寸為95m×65m，高5．4m，為鋼筋混凝土現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)。超高取0．55m，實(shí)際水深為4．85m。一期避咸池調(diào)蓄時(shí)間6．8h。避咸池上設(shè)置了2條1．8m寬的進(jìn)水渠道，渠道上設(shè)置了閘板及平板格柵，可1用1備。柵條間縫5mm，上部設(shè)置電動(dòng)起升裝置。避咸池設(shè)置溢流管，溢流至廠內(nèi)的泄洪溝。避咸池平面示意見圖2。

1.2配水井配水井平面尺寸10m×4．2m，高5．5m，為鋼筋混凝土現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)。其內(nèi)設(shè)兩格出水井，近遠(yuǎn)期各用1格，每格出水井設(shè)電動(dòng)配水調(diào)節(jié)堰門，通過管道將水配往后續(xù)的絮凝沉淀池。配水井設(shè)置溢流堰及溢流管，溢流至廠內(nèi)的泄洪溝。

1.3絮凝沉淀池一期設(shè)置絮凝沉淀池1座，混合池、絮凝池、沉淀池合建，遠(yuǎn)期再增加1座。單座絮凝沉淀池設(shè)計(jì)能力10萬m3／d，內(nèi)設(shè)1格機(jī)械混合池，2格絮凝池、2組前置平流沉淀段斜管沉淀池。

1.3.1混合池混合池平面尺寸3．2m×3．2m，總高5．1m，有效水深4．5m。混合池主要用于快速混合投加絮凝劑，絮凝劑采用堿式氯化鋁（PAC）。為了加強(qiáng)混合效果，在混合池進(jìn)水管段設(shè)置靜態(tài)管道混合器，絮凝劑投加在進(jìn)混合池之前的靜態(tài)管道混合器上。助凝劑采用PAM，直接投加在混合池出水口處。設(shè)計(jì)負(fù)荷下攪拌混合時(shí)間37．8s，超負(fù)荷20％工況下攪拌混合時(shí)間31．8s。混合采用三葉片槳式快速攪拌器。

1.3.2絮凝池絮凝池單座平面尺寸為29．3m×17．2m，高4．8m，設(shè)計(jì)負(fù)荷下絮凝時(shí)間19．5min，超負(fù)荷20％工況下絮凝時(shí)間16．2min。折板絮凝池分為3級(jí)，參數(shù)如表1所示。絮凝池采用穿孔虹吸式排泥，穿孔排泥管直徑DN200，每座絮凝池共設(shè)26條排泥管道，排泥管管端設(shè)手動(dòng)、氣動(dòng)排泥閥各1個(gè)。

1.3.3前置平流沉淀段斜管沉淀池前置平流沉淀段斜管沉淀池單座平面尺寸為43．2m×29．3m，高5m，其中平流沉淀段長13m，斜管段長30m。平流沉淀段共分4格，單格寬7m。沉后水由穿孔集水槽收集，單格設(shè)集水槽24個(gè)，1個(gè)集水槽設(shè)孔70個(gè)，孔徑25mm。在沉淀池底部設(shè)鋼絲繩牽引刮泥小車，每格沉淀池設(shè)1套刮泥設(shè)備，1套設(shè)備帶2個(gè)刮泥小車。每格池設(shè)4個(gè)泥斗，每2個(gè)泥斗共用1個(gè)DN200排泥管，每條排泥管管端設(shè)手動(dòng)、氣動(dòng)排泥閥各1個(gè)。前置平流沉淀段斜管沉淀池示意見圖3。

1.4氣水反沖洗濾池一期設(shè)10萬m3／d濾池1座，分為8格雙排布置，中間為管廊，管廊的上部為值班室，內(nèi)設(shè)生物預(yù)警池。濾池平面尺寸為33．7m×35m，單格濾池尺寸為12m×8．2m，濾池總高4．75m，濾料厚度1．20m，配水配氣區(qū)高度0．9m，濾池濾料采用均質(zhì)石英砂濾料，粒徑0．95mm，不均勻系數(shù)K80≤1．3。濾池進(jìn)水由沉淀池出水總槽進(jìn)入濾池進(jìn)水渠，經(jīng)兩端配水后，均勻分配至8格濾池，濾后水通過設(shè)在中間管廊的出水井進(jìn)入濾后水集水池，最后進(jìn)入清水池。

1.5清水池清水池一期總?cè)莘e為2萬m3，設(shè)計(jì)為2座，清水池單座平面尺寸76m×32．4m，高4．5m，最大水深4．3m，池內(nèi)設(shè)有導(dǎo)流墻。單座清水池總有效容積10458m3，在每格清水池進(jìn)水段設(shè)置一處反沖洗水池，用3m高的堰墻將反沖洗用水儲(chǔ)存在池進(jìn)水口處，池容384m3，可滿足單格濾池的反沖洗用水量。

1.6送水泵房及變配電間送水泵房按遠(yuǎn)期20萬m3／d規(guī)模設(shè)計(jì)，平面尺寸55．6m×12m，地上為框架結(jié)構(gòu)，高6．8m，地下為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。泵房設(shè)計(jì)滿足水泵自灌式啟動(dòng)，近期供水量10萬m3／d，時(shí)變化系數(shù)1．3。設(shè)送水大泵4臺(tái)（3用1備，其中1臺(tái)變頻調(diào)速），單臺(tái)Q＝2020m3／h，設(shè)送水小泵1臺(tái)，單臺(tái)Q＝1040m3／h，變頻調(diào)速。遠(yuǎn)期增加同等規(guī)模上述水泵，設(shè)計(jì)進(jìn)行了遠(yuǎn)期泵位布置。供水采用恒壓供水模式，根據(jù)設(shè)定的出廠壓力來控制工頻機(jī)組的啟停及變頻機(jī)組的運(yùn)行頻率；同時(shí)也能根據(jù)出廠流量調(diào)整設(shè)定的壓力，實(shí)現(xiàn)不同流量時(shí)的恒壓供水。

1.7反沖洗水泵房反沖洗水泵房平面尺寸9m×15m，地上部分高4．8m，為框架結(jié)構(gòu)，地下深4m，為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，反沖洗水池設(shè)置在清水池內(nèi)，容積384m3，內(nèi)有堰墻作為儲(chǔ)存保障，可保證一次反沖洗用水量。反沖洗水泵房內(nèi)的主要設(shè)備為反沖洗水泵3臺(tái)（2用1備）。加氯用加壓水泵近期設(shè)置4臺(tái)，單獨(dú)設(shè)置加氯用水泵，水量、水壓穩(wěn)定，有利于加氯量穩(wěn)定、精確。

1.8鼓風(fēng)機(jī)房鼓風(fēng)機(jī)房分為鼓風(fēng)機(jī)間及值班控制室。鼓風(fēng)機(jī)房配備羅茨鼓風(fēng)機(jī)2臺(tái)（1用1備），Q＝92m3／min，P＝39．2kPa，空壓機(jī)2臺(tái)，Q＝2．0m3／min，P＝1000kPa。空壓機(jī)系統(tǒng)設(shè)置冷干機(jī)、除油、除塵，還設(shè)水力自動(dòng)排水閥，設(shè)于儲(chǔ)氣罐、干燥器底部，用于自動(dòng)排除冷凝水、干燥器冷凝水。

1.9加藥間與加氯間加藥間一層主要為值班、配電、控制、石灰和活性炭投加系統(tǒng)及藥劑庫。加藥間二層主要設(shè)置混凝劑、助凝劑溶藥攪拌池，設(shè)有PAC溶藥攪拌池3座。PAM溶藥攪拌池2座。根據(jù)進(jìn)廠原水水質(zhì)情況，混凝劑選用堿式氯化鋁（PAC），助凝劑選用聚丙烯酰胺（PAM）。水廠按兩級(jí)加氯設(shè)計(jì)，前加氯主要用于滅活原水中的藻類等，后加氯用以消毒并保證輸水管道及中途用戶管網(wǎng)中的余氯量。

2設(shè)計(jì)特點(diǎn)

2.1避咸池設(shè)計(jì)在近10年期間，閩江下游咸潮入侵河段，曾多次發(fā)生嚴(yán)重的咸潮入侵，該河段處的含鹽量大大超過了國家集中式生活飲用水地表水源地補(bǔ)充項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)限值（250mg／L）。咸潮影響的時(shí)間與范圍加大，且呈逐年加劇之勢(shì)，直接影響長樂市的原水水質(zhì)和飲水安全。水廠原水來自閩江炎山原水泵站，處在咸潮影響范圍內(nèi)，在枯水期漲潮時(shí)容易受到咸潮的影響，故設(shè)置避咸池。當(dāng)咸水濃度超過500mg／L，取水泵房完全停止原水輸送，水廠將全部采用避咸池的水，保證正常運(yùn)行。當(dāng)咸水濃度在250～500mg／L時(shí)，視避咸池的氯化物濃度情況，按比例摻和使用。當(dāng)氯化物濃度小于250mg／L，向東區(qū)水廠輸送原水。無需避咸時(shí)，對(duì)避咸池進(jìn)行清理及維護(hù)。經(jīng)水力核算，在一期水質(zhì)正常情況及咸潮時(shí)，原水即可流入水廠海撥17m的避咸池。本次設(shè)計(jì)將避咸池池底標(biāo)高比配水井溢流堰略高，在60d的避咸時(shí)間里，原水泵無須增加揚(yáng)程，即能直接進(jìn)入避咸池，而且可以全部重力流至配水井，完全利用原水水頭，節(jié)省提升避咸池水至配水井的動(dòng)力消耗，減少運(yùn)行成本、符合節(jié)能原則。

2.2絮凝池及前置平流沉淀段斜管沉淀池設(shè)計(jì)絮凝池采用單通道折板絮凝池，不銹鋼折板采用活動(dòng)式安裝，便于安裝及拆卸。水流通過折板中不斷擴(kuò)大、縮小的通道，產(chǎn)生許多微尺度渦流流態(tài)，有利于礬花的接觸碰撞，促使礬花結(jié)團(tuán)增大，絮凝效果好，適用于該廠原水水質(zhì)。沉淀池采用前置平流沉淀段斜管沉淀池，在池前段設(shè)置13m的平流沉淀段，泥渣在該段大部分自由沉降，有明確的泥水沉降分界線，沉淀效率高，解決了斜管沉淀池前端設(shè)置的塑料材質(zhì)斜管底部大量積泥易損壞的問題［1］。設(shè)計(jì)的斜管沉淀池為平流沉淀段后的二級(jí)沉淀，可使沉淀池出水濁度保持在3NTU以下，為保障濾池出水水質(zhì)提供了可靠條件。本設(shè)計(jì)未采用平流沉淀池，主要原因是廠區(qū)中部有一條2m寬、2m深的鋼筋混凝土農(nóng)灌渠南北向貫穿廠區(qū)，要求設(shè)計(jì)中必須保留。若采用平流沉淀池，池尺寸為110m×30m×4．2m，則勢(shì)必將占用農(nóng)灌渠。本設(shè)計(jì)的前置平流沉淀段斜管沉淀池占地面積小，可以布置在農(nóng)灌渠的西側(cè)，而不占用農(nóng)灌渠，工藝流程順暢，工程投資低于平流沉淀池，且出水水質(zhì)能得到保證，故采用此池型。

2.3氣水反沖濾池根據(jù)國內(nèi)外近年來過濾技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)及應(yīng)用的日趨成熟，本工程過濾單元設(shè)計(jì)采用均質(zhì)濾料氣水反沖洗濾池。氣水反沖洗比單一水洗具有節(jié)水、節(jié)能、沖洗后凈度高和過濾周期長等顯著的優(yōu)點(diǎn)；而均質(zhì)濾料由于不存在反沖洗時(shí)的濾層混雜問題，因此最適合氣＋氣水同時(shí)＋水（濾層微膨脹）的沖洗方式。這種沖洗方式由于具有“氣水同時(shí)沖洗”階段，氣水同時(shí)沖洗時(shí)濾料不斷磨擦，同時(shí)脫落污泥上浮排出濾料層，因此沖洗效果比其他方式要好。

3運(yùn)營效果

自2012年7月投入運(yùn)營至今，凈水水質(zhì)各項(xiàng)指標(biāo)均符合國家標(biāo)準(zhǔn)，從根本上解決了長樂市的供水問題。水質(zhì)情況如表2所示。采用前置平流沉淀段斜管沉淀池工藝，原水的濁度去除率均在97．5％以上。處理后最大濁度值均在1NTU以下。

4結(jié)語

長樂東區(qū)水廠在常規(guī)處理系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，通過采用取水避咸蓄淡及前置平流沉淀段斜管沉淀池工藝，解決了咸水倒灌及濁度處理問題。出水水質(zhì)各項(xiàng)指標(biāo)均滿足《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB5749—2006）的要求。

作者：劉嘉夫齊昕張國利單位：重慶水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院中國市政工程西北設(shè)計(jì)研究院有限公司