《給水廠布置及工藝選擇案例探析》4100字

給水廠布置及工藝選擇案例分析綜述1.1水源論證工程地點附近的水源有：（1）鰲江（2）鰲江流域水庫（3）蓮花山水庫（4）財溪水庫（5）塘坂引水工程根據(jù)分析，鰲江流域是本工程地點附近最可靠水源，無論水質還是水量均可滿足本工程的需求，而且考慮到塘坂水庫下游存在許多污染，故本設計由塘坂水庫取水。1.2廠址選擇方案一：官嶺村廠址方案。該方案凈水廠廠區(qū)位于浦口鎮(zhèn)官嶺村文山隧道入口前疏港公路東側，廠區(qū)占地約91.5畝，現(xiàn)狀地面標高約為17~37m，凈水廠水處理區(qū)及污水、污泥處理區(qū)設計地面標高約為26m。方案二：鶯頭村廠址方案。該方案凈水廠廠區(qū)位于官坂鎮(zhèn)鶯頭村現(xiàn)狀201省道南側，廠區(qū)占地約70.9畝，現(xiàn)狀地面標高約為11~33m，凈水廠水處理區(qū)設計地面標高約為19m，污水、污泥處理區(qū)設計地面標高約為11m。方案三：白鶴嶺廠址方案。該方案凈水廠廠區(qū)位于文山隧道出口西側約1.60km處，白鶴嶺西北面的山頭上，廠區(qū)占地約130畝，現(xiàn)狀地面標高約為30~65m，凈水廠水處理區(qū)設計地面標高約為35m，污水、污泥處理區(qū)設計地面標高約為25m。經(jīng)綜合比較，方案三原水、配水干管線路較長，投資較高，僅規(guī)劃為遠期凈水廠廠址。方案一、方案二原水管道和配水干管線路長度基本相同，與方案二相比，方案一的場地面積更大，投資更低，更能充分利用塘坂引水工程在文山隧道附近的水壓，故選擇方案一：官嶺村廠址方案作為本設計的凈水廠廠址方案。1.3給水處理方案及比選1.3.1凈水工藝凈水工藝的流程根據(jù)原水水質的不同而各異，下表對各種情況的水質所適合的常用工藝流程進行比較：表4-1凈水工藝比選工藝流程適用條件成本備注在水源井處投加消毒劑比較淺層的地下水低設置高位水池，在水源井到高位水池中間投加消毒劑海拔位置較高處的水源較低沉淀+過濾后投加消毒劑，必要時設置水塔調(diào)蓄原水濁度小于50NTU的地表水較低推薦工藝過濾前投加混凝劑和消毒劑原水濁度小于100NTU的地表水較低在水源和泵站中間投加凝聚劑和消毒劑，采用接觸過濾和綜合凈水器的處理工藝當原水濁度大于100NTU且小于500NTU中等由于引水水源是塘坂水庫，水庫的水質較好，濁度不高，結合廠址選地的實際情況，本設計決定選用沉淀加過濾后消毒的工藝流程。同時為了防止在遠期的水質會有波動的情況，在水廠內(nèi)預留空間以備遠期再建設深度處理工藝，初步設計流程為臭氧加生物處理，凈水廠的出水濁度控制目標在0.5NTU以內(nèi)。1.3.2構筑物形式（1）混合混合的目的是使藥物均勻快速地擴散到加入的水流中，使膠體不穩(wěn)定。綜合分析其他類型的混合方式：隔膜式混合對流量變化的適應性較差，而泵式混合一般在水量較小時使用，大部分化學物質都很容易使水泵腐蝕，所以本設計只比較管式靜態(tài)混合和機械混合。表4-2混合工藝比較方式優(yōu)缺點適用條件備注機械攪拌混合優(yōu)點：1、單位功率產(chǎn)生的流量大2、剪切率小3、分布均勻缺點：1、投資較高2、管理不方便3、需要建混合池適用于各種規(guī)模的水廠推薦工藝管式靜態(tài)混合器優(yōu)點：1、流程比較簡單2、結構相對緊湊3、管段截面各處濃度均勻缺點：1、水量影響混合效果水頭損失比較大占地面積大適合水量變化幅度小的各種規(guī)模的水廠為適應原水水量的變化幅度，經(jīng)過綜合考慮分析后，本設計決定采用機械攪拌混合池。（2）絮凝絮凝與混合密切相關，分為水力攪拌和機械攪拌兩種。其原理是在原水中投加無機鹽等，使水中的懸浮物凝聚在一起，形成較為穩(wěn)定的絮凝體。下表對常用的幾種絮凝方式進行比較分析：表4-3絮凝工藝比較形式優(yōu)缺點適用條件備注隔板絮凝池往復式優(yōu)點：1、絮凝效果出色2、能耗可以控制在較低的水平缺點：1、運行的周期較長2、出水流量容易波動，不易控制1、不適合水量太小的水廠2、水量變化幅度不大回轉式優(yōu)點：1、絮凝效果出色2、能量的損失少3、管理、施工及維修方便，成本低缺點：出水流量容易波動，不易控制1、不適合水量太小的水廠2、水量變化幅度不大3、水廠的擴建和改造中較為常見折板絮凝池優(yōu)點：1、設備運行的周期耗時較少2、絮凝效果出色缺點：1、工藝較為復雜，維修保養(yǎng)不方便2、運行效率受水質的影響水量變化幅度較小的水廠推薦工藝網(wǎng)格（柵條）絮凝池優(yōu)點：1、設備運行的周期耗時較少2、絮凝效果出色3、管理、施工及維修方便，成本低缺點：水量變化影響絮凝效果水量變化幅度較小的水廠機械絮凝池優(yōu)點：1、絮凝效果出色2、能耗低3、能較好地適應水質變化缺點：維修和保養(yǎng)不方便，成本較高水量變化幅度較小的水廠根據(jù)上表對比，結合其他同類型水廠的運行管理經(jīng)驗，考慮到后期的設備維護保養(yǎng)的投資，本設計采用立式折板絮凝池。沉淀一般沉淀池用于分離原水混凝過程產(chǎn)生的絮體。由于其他常見類型的沉淀池對水質的適應性不如平流式和斜板沉淀池，而且考慮到水廠運行能耗及投資的問題，故本設計只比較平流沉淀池和斜板沉淀池。表4-4沉淀工藝比較形式優(yōu)缺點適用條件平流沉淀池優(yōu)點：1、維護和保養(yǎng)比較容易2、不存在運行效率被水質影響而大幅度波動的問題3、通常會設置機械排泥設備缺點：1、投資和成本相對較高2、比較占用面積3、如果使用重力排泥效率較低4、運行效率相對不高一般用于大、中型凈水廠斜管沉淀池優(yōu)點：1、前期建造的成本不高2、流程運行周期短，效率高3、面積占用不大缺點：后期的維護和保養(yǎng)花費較高不適合大型水廠不適合溫度變化大的地區(qū)進水的水量不宜過大經(jīng)上述表格的綜合比較，結合福建省相關的規(guī)范及其他相似類型的水廠設計，考慮到本設計水廠進水水質可能會有較大的變化，且水量可能時常不均，因此在控制前期投入成本的情況下，本設計采用平流沉淀池。過濾過濾的作用是在濾池中把沉淀池中無法過濾的殘渣、固體懸浮物等大小中等的顆粒進一步排出，目前應用的比較廣泛的構筑物形式是V型濾池。下表對V型濾池和翻板濾池進行比較：表4-5濾池工藝比較表項目V型濾池CTE翻板濾池優(yōu)點1、可以采用較厚較粗的濾料，以延長過濾的周期2、沖洗所用的水量相對比較少3、能和現(xiàn)狀大部分自動化系統(tǒng)配套，管理方便5、占地面積不大6、目前最常用的形式，因此設計經(jīng)驗較豐富7、投入產(chǎn)出比高1、建造構筑物時施工進度較快，周期較短2、反沖洗布水布氣比較均勻，不會出現(xiàn)脈沖現(xiàn)象3、由于是自動翻版，因此出現(xiàn)負水頭的概率較低4、能和現(xiàn)狀大部分自動化系統(tǒng)配套，管理方便5、濾料的流失的概率比較低缺點后期維修保養(yǎng)會比較復雜建造的成本較高建造的成本較高池體中的懸浮物無法排除徹底，比較容易出現(xiàn)再次沉降的現(xiàn)象翻板的壽命不長，需要定期保養(yǎng)從上表的比較可以看出，兩種類型的濾池均可適合本設計現(xiàn)狀規(guī)模下的水廠。但考慮到V型濾池在目前應用的更廣泛，有較多的水廠設計經(jīng)驗可以作為參考，且后期的運行管理經(jīng)驗也比較多。經(jīng)過綜合考慮，本設計決定采用V型濾池。（5）預氧化處理工藝預氧化是在常規(guī)水處理工藝的基礎上，提高混凝效果的一種工藝。其主要特點是可以除去水中引起色度的物質。為求出水水質的指標達到目標，本設計決定增加預氧化的比選。表4-6預氧化形式比較預氧化類型特點備注氯氣預氧化氯氣氧化的效果較好，但比較容易產(chǎn)生三致物質二氧化氯預氧化目前二氧化氯的投加安全濃度暫時沒有標準高錳酸鉀預氧化氧化效果出色，可以強化后續(xù)的處理過程，且不需要改變現(xiàn)有的工藝流程推薦臭氧預氧化處理效果比較好，但缺點是原料成本比較高，投資大經(jīng)過上表比較分析，氯氣的氧化效果雖然比較好，效率高，但比較容易產(chǎn)生致癌物質。而臭氧的制造成本較高，因此為了適應遠期水質的變化，本設計采用在投加混凝劑之前進行高錳酸鉀預氧化的方式。（6）投藥種類及方式混凝劑：混凝劑一般分為無機和有機，但有機混凝劑的造價成本較高，因此本設計僅考慮無機混凝劑?；炷齽┑姆磻硎峭ㄟ^投加高分子物質，使水中的懸浮顆粒和大顆粒物質凝聚形成漂浮的絮凝體。鋁系混凝劑中常用的混凝劑是聚合氯化鋁，即PAC，適合使用的PH范圍是5.5~8.0。而鐵系混凝劑適用的PH較鋁系更廣，為5.0~11.0。但鐵系無機混凝劑比較容易腐蝕，因此本設計對僅聚合氯化鋁和聚合硫酸鋁進行比選。表4-7混凝劑比選混凝劑名稱優(yōu)缺點備注聚合氯化鋁（PAC）優(yōu)點：1.凈水的效果好2.同等凈水量的成本比聚合硫酸鋁略低3.采用PAC做凈水劑可以不用投加堿劑缺點：運輸需要使用罐車，單位運輸成本會比較高聚合硫酸鋁（PAS）優(yōu)點：1.凈水效果比任何傳統(tǒng)的凈水劑都要出色2.絮凝的速度快，絮體形成及沉淀快3.活性高，能夠適應各種情況的水質缺點：存放和保存條件比較嚴苛推薦通過上表的比較分析，兩者的凈水效果都比較出色，但經(jīng)過綜合考慮，為了適應遠期水廠內(nèi)水質的波動，本設計決定采用聚合硫酸鋁，即PAS作為混凝劑。投加方式：常見的混凝劑投加方式如下：表4-8混凝劑投加方式投加方式適用條件備注重力投加一般適用于中小型的水廠，不需要投加設備，成本較低，操作簡單，但條件是必須設置高位罐壓力投加可以精確控制投加混凝劑的量，缺點是需要設置水泵，運行耗費成本比較高推薦虹吸投加法虹吸法也能在一定范圍內(nèi)通過調(diào)整高差控制投加的量，比較穩(wěn)定，條件是必須設置高位罐經(jīng)過比較，由于采取的凈水工藝流程不太適合設置高位水罐，而且為了適應遠期的水質變化，需要精準控制投加藥劑的量，因此本設計決定采用壓力投加的方式?；钚蕴康耐都樱簽榱藢⒊鏊|控制在目標內(nèi)，本設計采用投加活性炭的方法進一步強化后續(xù)流程的反應。粉末活性炭的吸附效果是最好的，但容易產(chǎn)生揚塵。顆粒活性炭的投加環(huán)境較好，但由于顆粒較大，比表面積相對較小，因此吸附效果不如粉末活性炭。綜合考慮，決定采用濾前投加粉末活性炭的方案。（7）消毒系統(tǒng)目前常用的消毒方式有多種，各種方式的比選如下：表4-9消毒方式比選消毒方式優(yōu)缺點備注紫外線消毒優(yōu)點：1.不需要進行任何的化學反應，且反應速度快2.運行維護的成本相對較低3.設備空間小，節(jié)省空間缺點：1.消毒的效果受外界因素影響較大2.不能做到持續(xù)消毒氯消毒優(yōu)點：1.運行維護的成本相對較低2.消毒的速度快，周期短3.所用的設備簡單，后期維修保養(yǎng)方便缺點：容易產(chǎn)生致癌致畸和致突變的物質次氯酸鈉消毒優(yōu)點：1