高浊度水净水厂水处理工程设计

Posted 2023-01-12 工程设计

篇首语：人不能只做正确的选择，偶尔也得做一些喜欢的选择。本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了高浊度水净水厂水处理工程设计相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

1.工程概况
高浊度水是指水中含有高浓度泥沙和细颗粒的水体。目前，我国对高浊度水采用强化常规工艺、预处理工艺、深度处理工艺三种。从净化机理上，常用物理吸附法、生物分解法、化学氧化法和膜分离法等。其中，沉淀预处理+常规工艺(混凝、沉淀、过滤、消毒)是应用的重点。本次设计的是内蒙古磴口高浊度水净水厂，浊度比较大，处理困难。因此这次设计的目的也不单单是为了处理磴口高浊度水，更重要的是总结国内外先进的处理高浊水的技术，为今后类似净水厂建设发展提供参考。
2.设计进、出水水质及水量
2.1设计进、出水水质
根据规划，净水厂处理后的水供城市用水，因此水厂出水应满足GB5749—2006生活饮用水卫生标准。设计进水水质见表1。

2.2设计水量
磴口县位于内蒙古西部河套平原源头，总面积4167km2，地区服务人口为30万人，用水普及率100%，服务水压为45m水柱。净化后的饮用水供给磴口县的居民用水和周边的食品厂、毛纺厂、棉纺厂、肉食厂、制革厂等工业企业。通过计算，净水厂的设计水量Qd=76000m3/d。
3.工艺方案的比选及确定
根据实际的水质水量情况，为使处理出水水质达到标准并考虑到技术可行性和经济承受能力，进行工艺比较，选择一套最佳方案。方案一：原水→平流式预沉池→静态混合器→机械搅拌澄清池→V型滤池→消毒→清水池→用户。方案二：原水→辐流式预沉池→静态混合器→水力循环澄清池→V型滤池→消毒→清水池→用户。方案三：原水→辐流式预沉池→静态混合器→机械搅拌澄清池→V型滤池→消毒→清水池→用户。
方案比选分析：磴口县以黄河水为水源，典型的高浊度水，辐流式预沉池可以处理高浊度水，对水进行初步的处理，减小以后工艺的处理负担，水力循环澄清池适用于中小水厂，处理进水浊度小于2000度，符合此次设计要求，此次设计水源没有受到污染，故不必做深度处理，V型滤池采用气水混合反冲和表面冲洗，冲洗效果好，自动化程度高。预沉池的建造首先考虑利用现有的低洼地，湖泊，河道等加以改造，出水后送水厂进行常规处理，根据方案比选分析，选用方案二，工艺合理，造价适中，符合中国国情。处理工艺流程图见图1。

4.主要构筑物设计
4.1辐流式预沉池
辐流式预沉池总面积为710m2，其半径为11m，池高3.2m，预沉池容积878m3，总停留时间为0.49h，泥渣浓缩时间为10.6h，每池设计进水量为0.14m3/s，原水中含砂量的重量百分数为78%，矩形周边集水槽的计算长度为11.5m。
4.2水力循环澄清池
水力循环澄清池共有8个，分两套系统，每套系统采用一组双钢丝牵引刮泥机，横向刮泥。水射器的喷嘴直径为0.13m，净作用水头为4.86m，喷嘴断面积0.013m2，喉管直径0.55m，喉管高度1.4m，喇叭口直径1.1m，喇叭口斜壁高度0.275m，喷嘴与喉管间距260mm。第一反应室出口断面积6.15m2，第一反应室高度4.2m。第二反应室上口断面积9.6m2，第二反应室上口直径4.5m，实际断面积9.75m2，第二反应室出口至第一反应室上口高度0.5m，第二反应室高度5.5m。澄清池各部分尺寸：分离室面积120m2，澄清池直径13m，池内水深7.26m，池总高度7.4m，池锥体部分高度4.8m，池直壁高度2.6m。各部分容积及停留时间：喉管混合时间0.7s，第一反应室容积及停留时间22s，第二反应室容积及停留时间166s，分离室停留时间91min，净水历时T'=94.2min，澄清池总容积及停留时间分别为517m3和1.2h。
4.3V型滤池
1)池体设计。滤池工作时间23.9h，滤池总面积279m2，滤池分格选双格V型滤池，池底板用混凝土，单格宽B单=3.5m，长单=10m，面积35m2，共4座，每座面积70m2，总面积280m2。滤池高度3.83m，滤头个数1393个。
2)反冲洗管渠系统。反冲洗用水量1260m3/h，反冲洗配水系统干管截面积为0.23m2，反冲洗配水干管用钢管，DN600，流速1.44m/s。反冲洗用气量1050L/s，反冲洗配气系统干管断面面积0.21m2，反冲洗配气干管用钢管，DN600，流速v=4.3m/s。气水同时反冲洗时反冲洗水的流量0.28m3/s，气水同时反冲洗时反冲洗空气的流量1.05m3/s，气水分配渠干管的断面积0.40m2。
3)滤池的管渠布置。
a.反冲洗管渠：气水分配渠起端宽取0.4m，高取1.5m，末端宽取0.4m，高取1m。则起端面积0.6m2，末端截面积0.4m2，两侧沿程各布置20个配气小孔和20个布水方孔，孔间距0.6m，共40个配气小孔和40个配水方孔。排水集水槽起端槽高为1.03m，排水集水槽末端高为1.53m。
b.进水管渠：4座滤池分成独立的两组，每座滤池由进水侧壁开3个进水孔，每组进水总渠过水流量按强制过滤流量设计，流速0.8m/s～1.2m/s，强制过滤流量为0.62m3/s，进水总渠水流断面积0.62m2，进水总渠宽1m，水面高0.8m。两侧进水孔孔口在反冲洗时关闭，中间进水孔孔口设手动调节闸板，在反冲洗时不关闭，供给反洗表扫用水。出口总面积0.55m2，中间孔面积0.1m2。
4)V型槽设计。V型槽底设表扫水出水孔，直径取0.025m，间隔0.15m，每槽共计80个，则单侧V型槽表扫水出水孔总面积0.04m2。表扫水出水孔低于排水集水槽堰顶0.15m，即V型槽槽底的高度低于集水槽堰顶0.15m。V型槽倾角45°，垂直高度1m，壁厚0.05m。反冲洗时，V型槽顶高出滤池内流面的高度为0.79m。反冲洗时，V型槽顶高出槽内液面的高度为0.53m。反冲洗配水干管用钢管，DN600，管内流速1.44m/s，1000i=4.21，布置管长总计60m。反冲洗总管的沿程水头损失0.25m，反冲洗配水干管主要配件及局部阻力0.77m，冲洗水塔到滤池配水系统的水头损失1.02m，冲洗水箱高度4.54m。
4.4消毒
消毒方式采用单独滤后消毒，消毒方法采用氯消毒。加氯量为3.325kg/h。加氯机选用一台LS80-3转子真空加氯机，相邻两台加氯机距离采用1m，安装高度采用高出地坪1.5m。氯气管采用紫铜管。其储备量为2394kg，氯库和加氯间采用合建的办法。
4.5清水池
清水池容积为7600m3/d，清水池的各部分尺寸：拟建2个池子，池子有效水深取hu=4.5m，超高取0.3m，安全储量水深为0.5m，清水池总高5.3m。设计2个清水池，清水池形状取为矩形。其单池面积791m2，清水池平面尺寸设计为800m2。进水管采用700mm的管径，管内流速为0.821m/s。最高日最高时水量为4117m3/h，采用管径为1000mm，管内流速为1.16m/s。溢水管管径和进水管管径相同。
5.结语
随着经济的快速发展引发了环境污染问题，水质不断恶化，水资源严重短缺，高浊度水作为重要的水资源，按照其实际情况，完全可以作为城市供水水源。此次设计为内蒙磴口净水厂，设计规模7.6万m3/d，针对进水浊度高的情况，净水工艺采用辐流式预沉池降低原水的浊度，减小后续处理构筑物负荷，使水厂出水满足GB5749—2006生活饮用水卫生标准。