水库水净水厂工艺设计

贾 会 艳

(太原供水设计研究院有限公司，山西 太原 030009)



水库水净水厂工艺设计

贾 会 艳

(太原供水设计研究院有限公司，山西 太原 030009)

针对某水库水的特性，制定了水库水的净水处理目标，选择了网格絮凝、斜管沉淀及重力无阀过滤的处理工艺流程，并采用了一体化净水设备，取得了良好的净水效果。

水库，净水厂，清水池，网格絮凝池

1 项目概况

某净水厂标高776 m，占地面积4.76亩。设计供水规模5 000 m3/d，时变化系数为1.4，厂区自用水5%。水源为水库水。

2 工程方案

2.1 净水处理目的

根据原水水质情况和净水处理标准，处理系统设计时从以下几点考虑：

1)色度和浊度的去除。

本工程原水色度属正常水平，浊度很低，符合一般水库水的特点，含藻量很低。结合国内中型水厂常规工艺的运行情况，可采用絮凝沉淀+过滤两级处理工艺。但考虑到原水水温常年较低，不利于处理，且生活饮用水出厂水浊度要求较高，不超过0.5 NTU，需要在水厂净水工艺药剂和参数选择中加以优化和采取一定措施。本工程生活饮用水采用了絮凝沉淀池+滤池的净水工艺。

2)细菌总数、大肠菌群的杀活。

原水中的细菌及大肠杆菌需要通过消毒去除。

我国城市给水中常采用氯消毒，可投加液氯、漂白粉、次氯酸钠等。目前液氯(Cl2)是应用最为广泛的消毒剂，液氯消毒具有运行管理方便、价格便宜的优点，因此基建费用低，处理成本也低。根据本工程净水厂的规模及水质情况，工程中采用液氯消毒。

在净水流程中，加氯点设在清水池进水管上，同时在清水池后考虑预留补加氯点以保证出水余氯稳定。

2.2 常规处理净水工艺选择

1)混合。

混合是混凝剂投入水中后，迅速分散，使混凝剂在水中的浓度均匀一致，有利于混凝剂水解时生产均匀的聚合物，发挥更好的絮凝作用。工程上，混合的过程是搅动水体，产生涡流或产生水流速度差。按照混合设施的结构形式，混合可以分为水力混合和机械混合。水力混合较常用的有管式静态混合器和水泵混合。本工程水厂进水流量变化不大，并且从水库到水厂的水头有富余，可满足静态混合器的水头损失要求，确定采用静态混合器方式。

2)絮凝。

絮凝是通过搅拌产生涡流或产生水流速度差，促使极细的悬浮颗粒相互碰撞，聚结成较大、较重的颗粒或絮体，以便在沉淀池中沉淀下来。

根据絮凝池的构造和能量来源不同，可分为机械絮凝池和网格絮凝池两种类型。

机械絮凝池是依靠电动机变速驱动搅拌器搅动水体，使水流运动产生漩涡，导致水中颗粒相互碰撞聚结。机械絮凝池的主要优点就是可根据水量、水质和水温的变化调整搅拌速度，适应性强，水头损失小。但由于机械絮凝池需要安装机械装置，加工较困难，后期维修量大，故国内较少采用。

网格絮凝池是将絮凝池分成许多面积相等的方格，进水水流顺序从一格流向下一格，上下交错流动，直至出口。在全池2/3的分格内，水平放置网格，通过网格的孔隙时，水流收缩，过网孔后水流扩大，经过多次缩放，与药剂充分接触，形成良好的絮凝条件，从而提高矾花颗粒粒径。本工程采用网格絮凝池。

3)沉淀。

目前净水厂常用的沉淀池工艺一般为平流沉淀池和斜管沉淀池。斜管沉淀池的最大优点是池体小、占地少，特别对于位于生产车间内投资特别省，本工程采用斜管沉淀池。

4)过滤。

过滤是水中悬浮颗粒经过具有孔隙的介质或滤网被截留分离的过程。水处理中常采用的滤料有石英砂、无烟煤和陶粒等。过滤不仅可以截留水中悬浮杂质，同时水中的部分附着在悬浮杂质上的有机物、细菌、病毒也一并去除，从而使水获得澄清。过滤是净水处理中保证水质安全的主要措施，是必不可少的处理工序。国内常用的滤池有：普通快滤池、虹吸滤池、重力无阀滤池、气水反冲的单层和双层滤料滤池等较多形式。本工程处理规模较小，拟采用重力无阀滤池。

5)混凝剂。

水处理中常投加一些化学药剂，促使水中胶体颗粒脱稳以及悬浮颗粒相互凝结。这些药剂统称为混凝剂。按照混凝剂的不同作用，分为凝聚剂、絮凝剂和助凝剂。一般把凝聚剂、絮凝剂都称为混凝剂。混凝剂有无机和有机两大类。有机混凝剂在水处理中应用较少。无机混凝剂主要是铁盐和铝盐及其聚合物，在水处理中用的最多，常见有硫酸铝、三氯化铁、硫酸亚铁、聚合氯化铝(PAC，碱式氯化铝)等。

对低温低浊和微污染原水，采用聚合氯化铝(PAC)处理效果较好。商品有液体和固体供货。液体呈无色～黄褐色，固体为白色～黄褐色颗粒或粉末。采用液体商品时，可使用罐车运输，直接将药剂倾入储药池，利用水泵、搅拌机等进行提升和配制，自动化程度高，劳动强度低，操作环境好。

本项目采用聚合氯化铝(PAC)作为混凝剂。

2.3 工艺流程

该项目处理规模较小，仅为220 m3/h，构筑物尺寸小，特别是网格絮凝池尺寸小，土建施工难度系数会很高，故采用一体化净水设备，不仅具有良好的净水效果，还具备性能稳定、结构紧凑、体积小、占地面积少、维修容易、管理操作方便等优点。

工艺流程如图1所示。

3 工程设计

该净水厂设计供水规模为5 000 m3/d。水厂自用水量按最高日供水量的5%，含水厂内滤池反冲水等工艺用水和生活、消防用水，则净水车间内各构筑物的设计处理水量为5 250 m3/d。时变化系数取1.4。

3.1 净水车间

1)原水靠重力流进净水车间，进水压力为13 m～28 m。

2)净水车间采用钢筋混凝土框架结构，平面尺寸为20.4 m×13.4 m。

3)净水车间内设置一套一体化净水设备，按水流顺序分絮凝区、沉淀区和过滤区，集反应、沉淀、过滤、反冲、排泥于一体，在原水符合饮用水源标准时，其出水经加氯消毒后可达生活饮用水标准。设备处理能力为Q=220 m3/h，材质为Q235钢结构，主体设备外形平面尺寸12.25 m×7 m×4.8 m。

4)各区设计参数如下：a.絮凝区。反应区有效容积55.4 m3，采用网格反应，絮凝时间14 min。b.斜管沉淀区。斜管面积33 m2；液面负荷6.5 m3/(m2·h)；斜管材质为乙丙共聚(无毒材料)；斜管长度1 000 mm；内切圆直径30 mm；倾角60°；上升流速1.85 mm/s；清水区保护高度1.1 m；底部配水区高度1.4 m。c.过滤区。一体化净水设备配水系统采用高精度滤板滤头小阻力配水，滤头为短柄滤头，滤料为石英砂。滤池采用水力自动反冲洗的方式冲洗。

滤池各项技术参数为：单格面积7.5 m2，分四格；设计滤速8.3 m/h；滤料为石英砂，d=0.6 mm～1.2 mm，厚度800 mm；承托层采用天然卵石，d=2 mm～4 mm，厚度50 mm；配水系统：高精度滤头滤板小阻力配水系统，ABS短柄滤头，钢质滤板，滤头缝隙总面积与滤池面积之比为1.4%；反冲强度：q水=15 L/(m2·s)，历时4 min～5 min，冲洗水量112.5 L/s，一格冲洗水量约35 m3。滤格数：单台一体化净水设备分四格滤池，滤池设有检修人孔和滤料更换进出孔。

3.2 清水池

清水池设计容积需满足消毒接触时间30 min的要求，清水池储水量按照供水量的12%计。设2座清水池，单座设计容积300 m3，设计尺寸10.7 m×10.7 m×3.5 m，结构形式为矩形半地下式(现浇钢筋混凝土结构)。

每座清水池分设DN250进水管、DN300出水管，进水管设DN250蝶阀及液压水位控制阀，出水管设DN300蝶阀，清水池内设导流墙。

4 结语

本工程针对水库水的特性，选择网格絮凝、斜管沉淀及重力无阀过滤的处理工艺，结合水厂供水规模较小的特点，选用一体化净水设备，不仅产生了良好的净水效果，同时节约了用地，降低了施工难度。

[1] GB 50013—2006，室外给水设计规范[S].

[2] 上海市政工程设计研究院.给水排水设计手册(第3册)[M].北京：中国建筑工业出版社，2004.

Technological design of reservoir water purifying plant

Jia Huiyan

(TaiyuanWaterSupplyDesignAcademyCo.,Ltd,Taiyuan030009,China)

In light of reservoir water features, the article formulates the reservoir water purifying processing goals, selects grid flocculating tank and gravity valveless filter processing technology procedures, and adopts the integral water purifying equipment, and finally achieves good water purifying effect.

reservoir, water purifying plant, clear water tank, grid flocculating tank

1009-6825(2016)24-0130-02

2016-06-14

贾会艳(1981- )，女，工程师

TU991.2

A