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一體化凈水設備在河北獻縣南水北調水廠中的應用
雜志名稱:河南科技 投稿:河南科技雜志社

一體化凈水設備在河北獻縣南水北調水廠中的應用

湯曉紅   白志超

( 河北九易莊宸工程設計有限公司   河北 石家莊   050031)

摘要:傳統凈水廠的混合、反應、沉淀、過濾等重要處理環節一般都采用鋼筋混凝土現澆池,占地面積大,建設時間長,施工精度要求高。一體化凈水設備是集混合、反應、沉淀、過濾于一體的模塊化設備,具有布置緊湊、構造合理、體積小、建設工期短、操作管理簡單、運輸安裝方便等優點。獻縣凈水廠中采用一體化凈水設備,效果良好。

關鍵詞:一體化凈水設備;南水北調;設計;技術

 

中圖分類號:TU991.2  文獻標識:B  文章編號:

 


 

1 凈水廠建設背景

南水北調工程是我國水資源優化配置,解決北方地區缺水的問題的一項戰略性基礎設施工程,它關系到我國黃淮海地區經濟社會和生態環境可持續發展的長遠利益。獻縣位于河北省滄州市,受地域環境的影響,水資源較為匱乏,屬于華北地區典型的資源型缺水城市。為了緩解城市水資源緊張的局面,獻縣被列入了南水北調工程的受水區。

南水北調中線總干渠工程目前已建成通水。為實現配套工程同步建成生效的總體目標,必須抓緊配套水廠及配水管網的設計、建設工作。

2 工程設計

2.1一體化凈水設備設計工藝流程

凈水廠采用混合→絮凝→沉淀→過濾→消毒→二次加壓的凈水工藝方案。

進入水廠的原水首先進行預加氯處理,達到降低水中THM(三氯甲烷)含量并節省氯劑的目的,然后通過管道混合器投加絮凝劑,充分混合進入凈水設備。凈水設備包括絮凝反應、沉淀和過濾工藝單元,處理水經過絮凝反應形成絮體通過斜管沉淀去除水中懸浮物,沉淀器的出水進入過濾器,經過濾進一步去除水中的雜質,使出水濁度達到標準,凈化后的水進入清水池,投加二氧化氯消毒達到用水要求后,通過變頻調速水泵供用戶使用。在預加氯與投加混凝劑之間增設投加粉末活性炭點,以保證原水水質季節性變化時凈水廠運行的穩定。

2.2. 一體化凈水設備凈水處理原理

一體化給水凈水設備是把傳統凈水廠的三大池(絮凝池、沉淀池、濾池)集中制作在一個容器內,完成水處理全過程的一種工廠化生產的凈水設備。該凈水設備采用穿孔旋流絮凝池形成絮凝,異向流斜管沉淀,石英砂過濾的水處理方式。原水從設備上部進入絮凝區,在絮凝藥劑的作用下,水中細小微粒形成絮體礬花,隨后進入斜管沉淀區,水流經過斜管時,礬花在斜管表面聚成薄泥層,依靠重力作用滑至污泥濃縮區,上清液則沿斜管逐漸上升至集水槽,完成固液分離。由集水槽收集的水流從過濾器進水口進入并流經石英砂過濾層,水中的懸浮雜質被過濾層所截留,濾后的水從濾帽流向出水口,由出水管至清水池。

3 設計要點

3.1設計規模

該凈水廠近期送水規模為3.0萬m3/d,考慮自用水量5%,選用6臺單元凈水模塊并聯運行,每臺設計進水流量為5250m3/d。

3.2絮凝

單元凈水模塊中絮凝池的總體高度,是兼顧后續沉淀池和濾池的正常運行所需高度和材料規格的要求,選定模塊化凈水設備。絮凝池共12格,外形尺寸為長度L=4.28m,寬度B=4.0m,高度H=5.1m,有效水深h=4.7m,絮凝時間為22min。

3.3沉淀

本工程單元凈水模塊采用異向流斜管沉淀池。沉淀區進水采用穿孔墻整流布水,使水流均勻分配,斜管與池壁間隙處也設有阻流擋板,防止水流短路。

沉淀區的外形尺寸為長度L=8.18m,寬度B=4.0m,高度H=5.11m,配水區高度為1.5m,清水區高度約為1.2m,斜管沉淀區內選用六角形蜂窩斜管,邊距采用35mm 長度為1000mm,與水平面成60°安裝。

池底設集泥區,高度約為0.98m,采用DN150穿孔管重力排泥。

內部有效尺寸為長度L=7.55m,寬度B=3.70m,有效水深h=4.5m。則沉淀區有效面積為S=7.55×3.7≈27.94(m2)。沉淀負荷:q=Q/S=210/27.94≈7.52(m3/(m2·h)),符合《室外給水設計規范》(GB50013-2006)沉淀負荷為5.0~9.0 m3/(m2·h)的要求。

3.4過濾

進水槽和排水槽分設于濾池的兩側,可沿著長度方向發展,布水均勻,濾池濾速V=8.5m/h。過濾區砂濾料厚度1.2m,采用石英砂有效粒徑d10=0.9mm,k80=1.4,下設50mm承托層,承托層粒徑d=2~4mm,清水區高度約為1.5~1.8m。總體高度為5.1m。

反沖洗時:首先單獨氣洗,氣洗強度15L/m2·s,時間2s;然后氣水同時沖洗,氣洗強度15L/m2·s,水洗強度3.5L/m2·s,時間4分鐘;最后單獨水洗,水洗強度7L/m2·s,時間6s。沖洗周期T=24-36h。

4 技術優勢

4.1節約投資 

本工程如采用傳統鋼筋混凝土反應沉淀池、濾池及兩池外保溫維護結構,總投資約930萬元;一體化設備及廠房投資約860萬元。后者較傳統做法節約70萬元。

4.2節省工期 

本工程如采用傳統鋼筋混凝土反應沉淀池、濾池,土建及設備安裝總工期約7.5個月;采用一體化凈水設備,廠房建筑及設備安裝總工期約6個月。后者較傳統做法節省工期約1.5個月。

4.3方便調試

由于配套市政管網建設滯后及自備井很難短時間內全部關停等原因,水廠建設之


 

初,處理水量很難達到設計規模。傳統鋼筋混凝土反應沉淀池、濾池一般為兩組設置,只能靠閥門調節減少進水流量,造成反應池和濾池等水流速度大大降低,反而容易引起藻類滋生難以處理等很多問題。而一體化凈水設備一個單元處理水量為5000 m3/d,完全可以根據處理水量設置設備的運行數量,運行調試起來方便快捷。

5 結論

一體化給水凈水設備集傳統的給水處理工藝:混合、反應、沉淀、過濾于一體,在獻縣凈水廠實際建設過程中,減少了占地面積,縮短了建設工期,節省了工程投資。并且設備管理方便,易于調試,是凈水廠中重要的工藝處理單元,它是凈水廠安全、可靠、穩定運行的保障之一。

 

參考文獻:

[1] 呂仕友.小型供水一體化凈水設備在設計及工程應用中的問題[J]. 環保科技, 2012,(01).

[2] 李桂新,韋朝強.小型一體化凈水器在村鎮供水中的應用[J].中國農村水利水電,2003,(12).

[3] 謝薇.一體化凈水器在工業廢水處理中的應用[J].有色冶金節能,2007,(03).

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