凈水廠達設計規模的運行工藝校核探討范文

本站小編為你精心準備了凈水廠達設計規模的運行工藝校核探討參考范文，愿這些范文能點燃您思維的火花，激發您的寫作靈感。歡迎深入閱讀并收藏。

摘要：隨著城市供水配套管網延伸和區域用水需求的提高，城市A水廠供水能力已逐步達到設計規模。與此同時，近年來，國家室外給水設計標準等相關規范的逐步實施，急需對取水、配水井、沉淀池、清水池、送水系統等進行工藝運行校核和技術改造提出建議，保證城市供水廠工藝運行平穩、安全。

關鍵詞：設計規模；取水；沉淀池；技術改造

國家《室外給水設計標準》（GB50013—2018）已自2019年8月1日起正式實施,新版《標準》對凈水廠工藝提出了更高的要求。基于此背景下，凈水廠需結合已建水廠未來供水量趨勢對凈水工藝進行校核。

1水廠工藝及運行概況

A水廠位于城區北部，設計總規模35萬m3/d，其中一期工程15萬m3/d，20世紀前竣工投產；二期工程20萬m3/d于新建投產。水廠取水水源為長江，主要負責城中、城東及城北開發區用水的供水任務。目前，水廠采用取水、配水井、靜態混合器、折板絮凝反應池、平流沉淀池、V型濾池、液氯消毒、供水等常規處理工藝，A水廠工藝流程圖如下圖1。現階段水廠對外供水量約為25～30萬m3/d，從近年供水趨勢看，年供水量增加約5%，預計3～5年即將達到設計供水規模35萬m3/d。基于水量增長的背景下，急需對水廠一期全工藝流程進行校核，并提出可行的優化或改造建議。

2取水系統

目前，水廠取水頭部共設置8個進水口，其中4個進水口尺寸為2m×2m，4個進水口尺寸為2m×1.5m，進水口面積為28m2，柵條寬度10mm，格柵間距50mm，經計算，當水廠供水量35萬m3/d時，取水量達到Q=35×（1+5%）×（1+5%）=38.59萬m3/d（考慮取水渾水管漏損率5%、水處理自用水率5%）時，取水頭部過柵流速0.353m/s，對照《室外給水設計標準》（GB50013-2018）（下文簡稱標準）“5.3.18-2河床式取水構筑物無冰絮時宜為0.2～0.6m/s”，滿足標準設計要求。水廠取水自流管和渾水管分別為DN1600鋼管和DN1400鋼管，各設有2根。根據標準5.3.21“進水自流管或虹吸管的設計流速不宜小于0.6m/s。必要時，應有清除淤積物的措施。虹吸管宜采用鋼管。”經校核，取水量達到38.59萬m3/d時，原水自流管管道流速1.17m/s，事故時管道流速1.63m/s；原水輸水管道流速1.52m/s，事故時管道流速1.03m/s，滿足標準規定的不淤流速同時，也能保證水廠的取水需求。

3廠區水處理系統

3.1配水井

水廠設有1座配水井（分為2格），配水井的功能主要為向2座絮凝沉淀池配水，進水管為2×DN1400。出水管2根，其中1根DN1400至一期反應池，距離約100m、1根DN1600至二期反應池，距離約45m。配水井配水堰堰長分別為34.9m和46.3m，當水廠設計水量35萬m3/d，配水井配水堰設置能夠滿足一、二期系統的均勻配水，堰上水頭約為88mm。但是，由于配水井出水水位與絮凝池進水設計水位差為1.30m，當水廠供水能力達到35萬m3/d時，配水井堰口會出現淹沒流，分析原因是由于當進水流量達到35萬m3/d時，配水井至反應池之間管道及水頭損失增加，設計過程中，1.30m的水位差取值偏小，導致配水井出水堰水頭抬高，表1為計算后的配水井至絮凝池水頭損失復核計算表。從上述分析可見，當水廠按設計流量35萬m3/d運行時，配水井出水水位與絮凝池進水水位1.30m的水位差無法滿足要求，會導致配水井淹沒流出流，因此建議當供水量上升到35萬m3/d前將靜態混合器改為機械混合池，或采用改造靜態混合器的方法進一步降低水頭損失，保證取水水量和水壓的需要。

3.2靜態混合器

水廠混合的方式采用管式混合器，管式混合器水頭損失較大，當水廠進水流量達到35萬m3/d，水頭損失達1.5～1.6m，設計的配水井至絮凝池水位差無法滿足要求。

3.3折板絮凝、平流沉淀池

水廠一期絮凝反應池設計規模15萬m3/d，1座，分2格，單格設計規模為7.5萬m3/d，絮凝池采用折板絮凝池，折板為混凝土結構，池長20m，寬16.75m，池高3.6m，池內水深3.3m，絮凝時間19.65min。水廠滿負荷時折板絮凝池運行狀態穩定，礬花生成良好，設計參數滿足標準要求。水廠一期平流沉淀池設計規模15萬m3/d，分2格，單格設計規模為7.5萬m3/d，設三道導流墻，每格寬4m，每池內三角堰總長254m，單格池長97m，寬16.75m，池高3.3m，水深3m。對照《室外給水設計標準》（GB50013-2018）9.4.8，平流沉淀池集水槽溢流率不宜超過250m3/m.d，建議后期改造時，加長集水槽條數或指型槽長度至少8m，將實現集水槽溢流率低于246m3/m•d。根據標準9.4.17,9.4.19對滿負荷下工況進行了比較。除沉淀時間外，一期工藝15萬m3/d運行時相關指標均滿足設計標準，但是，水廠在冬季運行時，需重點關注低溫低濁的水質凈化，建議水廠適當儲備助凝劑提高期間的水處理混凝、沉淀效果，表2為平流沉淀池校核的主要指標。

3.4氣水反沖洗濾池

水廠濾池共26組，均為氣水反沖洗濾池，生產運行穩定且反沖洗布水均勻，過濾狀態良好，出水濁度穩定，對原水水質變化有較強的適應性。達到了設計規模35萬m3/d濾池設計參數滿足《室外給水設計標準》（GB50013-2018）要求，水廠濾池出水濁度一般為0.2～0.4NTU，即使在滿負荷下也能夠滿足《國家生活飲用水衛生標準》不高于1NTU的要求。

3.5清水池

水廠設有2座清水池，水廠清水池總庫容為3.84萬m3，有效水深均為3.80m。其中一期清水池有效容積15000m3，進出水管為DN1400鋼管。二期清水池有效容積23400m3，進水管為DN1600，出水管為DN1400鋼管。經分析達到設計規模時，清水池實際使用調蓄容積為（10932+1558）×1.5=18735m3,最不利時調節比例為11%，參照標準“7.6.4水廠清水池的有效容積，應根據產水曲線、送水曲線、自用水量及消防儲備水量等確定。當管網無調節構筑物時，在缺乏資料情況下，可按水廠最高日設計水量的10%～20%確定。”基本能滿足水廠調節下限需求（表3）。

4送水系統

送水泵房為半地下自灌式，內設有5臺臥式離心泵，4用1備。送水泵房一期出廠管管道直徑DN1400，二期出廠管管道直徑DN1800。根據水廠近年供水量統計數據，送水泵房供水日變化系數在1.1～1.2，時變化系數為1.3～1.4，出廠壓在0.28～0.4MPa。當水廠達到35萬m3/d滿負荷運行時，4臺水泵需要全開，部分時段需開啟5臺水泵。主要原因是外部管網在高峰期保證末端壓力時，出廠壓力達到0.39MPa，推算水泵在供水高峰時的實際揚程為45m，超過水泵額定工況點揚程，單泵出流量低于額定流量。因此，需新增泵組，并考慮適當增加供水流量和揚程。

5結語

（1）現狀。取水泵房、取水頭部、原水自流管、原水輸水管均能滿足35萬m3/d運行要求。（2）配水井配水堰設置能夠滿足一、二期系統的均勻配水。水廠按設計流量35萬m3/d運行時，設計流程中預留的配水井出水水位與絮凝池進水水位1.30m的水位差無法滿足要求，從而導致配水井雍水（淹沒流）。建議對靜態混合裝置進行改造。（3）折板絮凝、平流沉淀池設計參數滿足《室外給水設計標準》（GB50013-2018）要求，沉淀池出水濁度在3NTU以下。一期沉淀池設計溢流率建議在技改時沉淀池指形槽長度增加8m，指形槽增加后溢流率為246m3/m•d。（4）水廠濾池生產運行穩定，反沖洗布水均勻，過濾狀態良好，出水濁度穩定，對原水水質變化有較強的適應性。濾池設計參數滿足《室外給水設計標準》（GB50013-2018）要求。（5）清水池調節容積滿足標準要求。（6）送水泵房泵組備用率不足，且改造時需考慮提高額定流量和揚程。

作者：史偉 曹輝 衛平 單位：蕪湖華衍水務工程有限公司 江北華衍水務有限公司