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制水方案

发布时间：2010/6/4 阅读次数：1157 字体大小: 【小】【中】【大】

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方案选择
2.1工艺选择原则
针对原水水质的特点以最低的基建投资和经常运行费用达到要求的出水水质。同时考虑操作人员的经验和管理水平，以及场地的建设条件。
2.2处理工艺比较
2.2.1、混合
混合是絮凝中最主要的环节之一。混凝剂的水解产物迅速混合到水体的每一个细部，并使水中胶体颗粒脱稳，同时产生凝聚是取得好的絮凝效果的先决条件，也是节省投药量的关键。混合问题的实质是混合剂水解产物在水中扩散问题。
目前常采用的混合形式一般分四种，管式混合，隔板混合，水泵混合及机械搅拌混合。
1）、管式混合，静态混合器和扩散混合器，缺点是混合效果一般，不适合流量变化，流量减少时，在管中易产生沉淀；优点是混合快速，安装、维护简单，造价低，运行费用低。
2）、隔板混合,是靠水流本身消耗能力来产生大的紊流，以达到混合目的。虽然此种池型不需机械设备，但对流量变化适应性差，能耗大，增大了后续构筑物的埋深。
3）、水泵混合,适应于一级泵站距净化构筑物较近的情况，一般用在水量较小的工程上，它的缺点是：药品易腐蚀水泵，造价高，运行费用高。
4)、机械搅拌混合,是依靠外部机械供给能量，使水流产生的絮流，它的优点是水头损失小，适应各种流量变化，能使药剂迅速而均匀的分布在原水胶体颗粒上，具有节约投药量等特点；缺点是增加相应的机械设备，需消耗电能，也就相应增加了机械设备的维修及保养工作。
5）列管式静态混合器，混合快速，水头损失小、混合效果好，安装、维护简单，节省投药量20%～30%，运行费用低。是利用水流通过列管产生高频涡流，使数种物料得到充分混合。
2.2.2、反应
反应是给水处理的最重要的工艺环节，絮凝长大过程是微小颗粒接触碰撞的过程。絮凝效果的好坏取决下面的两个因素：一是混凝剂水解后产生的高分子络合物形成吸附架桥的连接能力，这是由混凝剂的性质决定的；二是微小颗粒接触碰撞的机率和如何控制它们进行合理的有效碰撞，这是由设备的动力学条件决定的。
要想使水体中颗粒相互碰撞，就必须使其与水流产生相对运动，这样水流就会对颗粒运动产生水力阻力。由于不同尺度颗粒所受水力阻力不同，所以不同尺度之间就产生了速度差。这一速度差为相邻不同尺度颗粒的碰撞提供了条件。如何让水中颗粒与水流产生相对运动呢？最好办法是改变水流的速度。改变速度方法有两种：一是改变水流时平均速度大小。二是改变水流方向。
由此，如果能在絮凝池中大幅度的增加湍流涡旋的比例，就可以大幅度的增加颗粒碰撞次数，有效的改善絮凝效果。这可以在絮凝池的流动通道上增设反应设备的办法来实现。
反应型有：穿孔旋流反应池、涡流反应池、折板反应池、孔室反应池、机械反应池、隔板反应池等。
1）、穿孔旋流反应池、涡流反应池、孔室反应池，优点是结构简单，造价低，施工方便；缺点是不适合水量的变化，反应时间长20~30分钟，水头损失大，反应效果比较差，占地面积较大，大型水厂一般不宜采用。
2）、折板反应池、隔板反应池虽然反应效果好，所需反应时间15~24分钟，也相对较短，但对大水量，且存在低温、低浊期情况的不宜采用且结构较复杂，造价高。
3）、机械反应池反应效果好，水头损失小，反应时间12~15分钟，但机械设备维护量大，管理比较复杂。
4)、翼片隔板反应池，是折板反应和隔板反应的加强，在反应池中顺着水流方向设置隔板，垂直水流方向设置翼片，使水流产生高频谱涡旋，为药剂与水中的颗粒充分接触提供微水动力学条件，产生密实的矾花。设计按照反应要求进行水力分级和流态控制。因此可得到理想的反应效果，反应时间短，仅需8~12分钟，施工简单，安装方便，管理维护简单，对原水水量和水质变化的适应性较强，可适应难处理期及微污染水质，絮凝效果稳定。
2.2.3、沉淀
沉淀设备是水处理工艺中有机物与水分离的最重要环节，其设备运行状况直接影响了出水水质。
沉淀池常用的型式有：平流式沉淀池、斜管沉淀池,斜板沉淀池，澄清池等。
1）、平流沉淀池：施工方便，水力条件好，适应性强，操作管理简单等优点。但有占地面积大，排泥困难等缺点。
2）、斜管沉淀池：占地面积小，沉淀效率高，一般应用较多。排泥不好是由于斜管的结构形式造成的，因为其排泥面积只占其沉淀面积的一半，在特殊时期，如高浊期、低温低浊期，加药失误期，污泥沉降性能、特别是排泥性能明显变坏，在斜管排泥面的缘处由于沉积数量与由斜面上滑落下来的污泥的数量大于排走数量，造成了污泥堆积，这样就使斜管过水断面减少，上升流速增加，增加了污泥下滑的顶托力，进一步增加污泥堆积。
3）、机械搅拌澄清池
澄清是利用原水中的颗粒和池中积聚的沉淀泥渣相互碰撞接触、吸附、聚合，然后形成絮粒与水分离，使原水得到澄清的过程。澄清池综合了混凝和分离作用，在一个池内完成混合、絮凝、悬浮物分离等过程的净水构筑物。设计上升流速一般采用0.8～1.1mm/s，低温低浊或有机物较多时一般选用低值；占地面积大，机械设备的日常管理和维修工作量较大；初次运行及停池后重新运行，调试困难，一般需要2～3天；抗冲击负荷能力弱，当原水由于洪水等情况出现变化时，出水不稳定，需重新调试；深度大、圆形池施工困难。最大缺点是运行费用和维修费用高。
4）、接触絮凝斜板沉淀池
在斜板沉淀池设备中，设置整流段，在斜板区和整流段内形成絮体粒子动态悬浮区，利用接触絮凝和沉淀原理去除水中固体颗粒，该设备材质采用乙丙共聚，具有美观，表明光滑利于排泥，上升流速大，表面负荷高，沉淀效果好等特点。提高了斜板沉淀池沉淀效率，使沉淀池上升流速达到3.5mm/s以上，沉后水可保证达到3 mg/l以下。
2.2.4推荐处理工艺流程
根据工艺选择原则、处理工艺比较以及该处理厂要求的处理水质，推荐以下二种工艺流程进行比较。
A、原水→管式静态混合器→机械搅拌高密度澄清池→滤池
B、原水→列管式静态混合器→翼片隔板絮凝池→接触絮凝斜管沉淀池→
3．工艺流程内容
3.1方案A（管式混合，机械搅拌澄清）
供水水量8000t/h分为4个系列，每个系列处理能力为2000t/h。
3.1.1、混合
混合采用管式静态混合器，设DN800混合器，安装于反应池前部，水头损失0.6m。投药点在混合器前进水管0.5m处。混合时间6s。
3.1.2澄清池
方案设计澄清池采用机械搅拌高密度澄清池，采用四座直径为28m澄清池。澄清池池深7.20m。搅拌机型号JJ-3.5L，电机功率7.5KW，排泥采用JG-13.5刮泥机排泥,电机功率1.5KW，刮臂直径15.5m。
3.2方案B（列管式静态混合，隔板翼片絮凝，接触絮凝沉淀）
处理水量8000t/h分为四个系列，每个系列处理能力为2000t/h。
3.2.1、混合
混合采用列管式静态混合器，每个系列处理水量为2000t/h，采用DN800列管式混合器一个，安装在反应池前部，水头损失0.5m，混合时间3s。
3.2.2反应
反应采用翼片隔板反应池，每个系列分2个单元，每个单元处理能力为1000 m3/S。设反应池2个。池中间进水,然后向两侧对称配水,水力分级为3级。设计流速0 .12~0.06m/s。反应时间9分钟。
反应池排泥采用斗式重力式排泥, 采用DN200排泥管，每条排泥管管端设手动、电动蝶阀各一个，实现自动控制。
3.2.3沉淀
采用接触絮凝斜板沉淀池设备，斜板系乙丙共聚材料制作，安装倾角60度，上升流速2.5mm/s。集水部分采用不锈钢制穿孔集水槽集水，以保证出水均匀, 再汇集到总集水渠中。
沉淀池排泥采用多斗式重力排泥, 泥斗尺寸为1500*1500mm, 采用DN200排泥管，每条排泥管管端设手动、电动蝶阀各一个，实现自动控制。
4．工艺方案比较
项目方案A 方案B
混　　合混合快速，安装、维护工作量小，造价低，混合快速。混合效果一般，不适合流量变化。混合快速，水头损失小、混合效果好，安装、维护简单，节省投药量30%，运行费用低。
絮　　凝水头损失小，絮凝效果较一般：维护管理困难，絮凝效果为初级絮凝，在沉淀池内形成接触絮凝，沉淀池内矾花松散不易沉淀；反应效果好，反应时间短8~12分钟，施工简单，安装方便，对原水水量和水质变化的适应性较强，可适应难处理期及微污染水质，絮凝效果稳定。适用各种水量；
沉淀（澄清）工艺较成熟；初次运行，及停池后重新运行较困难，安装管理困难,抗冲击负荷能力弱，出水波动大。沉淀效率高，使上升流速达到2.5mm/s以上，抗冲击负荷能力强，出水稳定，排泥效果好。
出水水质小于8mg/l 小于3 mg/l
占地面积大小
池深 7.20m 5.60m
容积大小
投　资高 226同机械搅拌澄清池比节约20％以上
投药量高同其它工艺比节省30％
运行费有电耗、药剂投加量大无需电耗、药剂节省，运行成本低
运行管理机械设备维护困难、检修需停水放空、清水池池容大基本无设备维护。
施　工深度大、圆形池施工困难深度小、矩形池施工简单
使用年限 5～7年 12年以上

5、方案确定
通过以上技术经济比较，本工程方案采用方案B。方案B,采用湍流凝聚接触絮凝沉淀处理技术。
列管式静态混合器，利用水流通过列管产生高频涡流，使数种物料得到充分混合。优点是混合快速，水头损失小、混合效果好，安装、维护简单，节省投药量30%，运行费用低。
翼片隔板反应池，是折板反应和隔板反应的加强，在反应池中顺着水流方向设置隔板，垂直水流方向设置翼片，使水流产生高频谱涡旋，为药剂与水中的颗粒充分接触提供微水动力学条件，产生密实的矾花，同时对铁有高效去除作用。设计按照反应要求进行水力分级和流态控制。因此可得到理想的反应效果，反应时间短，仅需8~12分钟，施工简单，安装方便，絮凝效果稳定。
接触絮凝斜板沉淀设备是在斜板沉淀池设备中，设置整流段，在斜板区和整流段内形成絮体粒子动态悬浮区，利用接触絮凝和斜板沉淀原理去除水中固体颗粒本设备材质采用乙丙共聚，具有美观，表明光滑利于排泥，上升流速大，表面负荷高，沉淀效果好等特点。提高了斜板沉淀池沉淀效率，使上升流速达到2.5mm/s以上，沉淀后水可保证达到3mg/l以下。
6、选择方案优点
由于方案B采用的技术和设备是在微水动力学理论基础上，总结传统给水技术及设备不足，研制开发的给水处理技术。使其处理工艺具有以下优点：
6.1、处理效率高、占地面积小、经济效益显著
由于混合充分，反应时间短，仅为10分钟。沉淀池上升流速大，水质好，缩短了水在处理构筑物中的停留时间，处理效率提高，较其它处理工艺节省占地50%,同时节省基建投资10%以上。
6.2、处理水质好，社会效益好，水质效益可观
这项工艺可使沉淀后水浊度稳定在3mg/l以下，其它处理工艺只能达到10 mg/l以下，且不稳定。水质好可节省滤池反冲洗水量40％，延长滤料使用寿命，水质效益可观。
6.3、抗冲击能力强，适用水质广泛
此项技术抗冲击能力强，当流量、原水浊度、药量有些变化时，出水浊度稳定，其原因是，沉淀池加强了接触絮凝作用，使得沉淀池按3.5mm/s的上升流速设计时尚有很大潜力。且此项工艺设备对处理低温低浊水、低温高浊水、及微污染水来说都是非常有效的。
6.4、制水成本低
由于采用高效的混合及反应设备，可节省投药量30%以上，同时无机械设备，管理人员少，节省电费及运行费管理费，因此制水成本低。
6.5、运行启动方便，操作简单
该工艺设备运行初期不需复杂的启动调试，工艺设备安装完毕后，投药正常，2小时既可得到理想的出水水质。整个工艺无需机械设备。采用泥斗电动蝶阀排泥，使操作更简单。
6.6、施工简便，设备使用年限长
采用矩形池体更便于施工，由于主要设备采用不锈钢及乙丙共聚材料，使得设备使用年限十年以上。
总之，本方案具有处理效率高、水质好、投资省、制水成本低等特点。

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