【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 1 絮凝池的類型及特點(diǎn)表 類 型 特 點(diǎn) 適用條件 隔板絮凝池 往復(fù)式 優(yōu)點(diǎn)：絮凝效果好，構(gòu)造簡(jiǎn)單，施工方便； 缺點(diǎn)：容積較大，水頭損失較大，轉(zhuǎn)折處釩花易破碎 水量大于 30000m3/d 的水廠；水量變動(dòng)小者 回轉(zhuǎn)式 優(yōu)點(diǎn)：絮凝效果好，水頭損失小，構(gòu)造簡(jiǎn)單，管理方便； 缺點(diǎn)：出水流量不宜分配均勻，出口處宜 積泥 水量大于 30000m3/d 的水廠；水量變動(dòng)小者；改建和擴(kuò)建舊 池時(shí) 更適用 折板絮凝池 優(yōu)點(diǎn)：絮凝效果好，絮凝時(shí)間短，容積較?。? 缺點(diǎn)：構(gòu)造較隔板絮凝池復(fù)雜，造價(jià)高 流量變化較小的中小型水 廠 機(jī)械絮凝池 優(yōu)點(diǎn)：絮凝效果好，節(jié)省與 藥劑；水頭損失小 缺 點(diǎn)：機(jī)械維修量大 適 用于小中型水廠 網(wǎng)格絮凝池 優(yōu)點(diǎn)：絮凝效果好，水頭損失小，絮凝時(shí)間短； 缺點(diǎn)：末端池底易積泥 對(duì)水質(zhì)水量變化適用性強(qiáng) 續(xù)表 旋流式絮凝池 優(yōu)點(diǎn)：容積小，水頭損失較小； 缺點(diǎn)：池子較深，地下水位高處施工較難，絮凝效果較差 一般用于中小型水廠 已知水廠的設(shè)計(jì)水量為 1 萬(wàn) m3/d，根據(jù)以上各種絮凝池的特點(diǎn)及實(shí)際情況，選用折板絮凝池。 沉淀池 沉淀池是使懸浮顆粒從水中分離的構(gòu)筑物。常 見(jiàn) 沉淀池有豎流式、平流式、輻流式以及斜管斜板式?，F(xiàn)將 各種形式沉淀池的性能特點(diǎn) 以 及適用條件 匯總 如下表 2。 表 2 沉淀池類型及特點(diǎn) 型式 性能特點(diǎn) 適用條件 平流式 優(yōu)點(diǎn)： 可就地取材，造價(jià)低； 操作管理方便，施工較簡(jiǎn)單； 適應(yīng)性強(qiáng)，潛力大，處理效果穩(wěn)定； 帶有機(jī)械排泥設(shè)備時(shí)，排泥效果好 缺點(diǎn)： 不采用機(jī)械排泥裝置，排泥較困難 機(jī)械排泥設(shè)備，維護(hù)復(fù)雜； 占地面積較大 一般用于大中型凈水廠； 原水含砂量大時(shí)作預(yù) 沉池 豎 流式 優(yōu)點(diǎn)： 排泥較方便 一般與絮凝池合建，不需建絮凝池； 占地面積較小 缺點(diǎn)： 上升流速受顆粒下沉速度所限，出水流量小，一般沉淀效果較差； 施工較平流式困難 一般用于小型凈水廠； 常用于地下水位較低時(shí) 輻流式 優(yōu)點(diǎn)： 沉淀效果好； 有機(jī)械排泥裝置時(shí)，排泥效果好； 缺點(diǎn)： 基建投資及費(fèi)用大； 刮泥機(jī)維護(hù)管理復(fù)雜，金屬耗量大； 施工較平流式困難 一般用于大中型凈水廠； 在高濁度水地區(qū)作預(yù)沉淀池 斜管沉淀 優(yōu)點(diǎn)： 沉淀效果高； 池體小，占地少 缺點(diǎn)： 斜管（板） 耗用材料多，且價(jià)格較高； 排泥較困難 適用于大中型水廠 宜用于舊沉淀池的擴(kuò)建、改建和挖槽 原水經(jīng)投藥、混合與絮凝后，水中懸浮雜質(zhì)已形成粗大的絮凝體，要在沉淀池中分離出來(lái)以完成澄清的作用。設(shè)計(jì)采用斜管沉淀池。斜管沉淀池因采 用斜管組件，使沉淀效率大大提高，處理效果比平流沉淀池要好 過(guò)濾池 表 3 過(guò)濾池的比較 過(guò)濾池 V型濾池 普通快濾池 優(yōu)點(diǎn) 運(yùn)行穩(wěn)妥可靠； 采用砂濾料，材料易得； 慮床含污量大、周期長(zhǎng)、濾速高、水質(zhì)好； 沖洗效果好； 有成熟的運(yùn)轉(zhuǎn)經(jīng)驗(yàn)，運(yùn)行穩(wěn)妥可靠； 采用砂濾料，材料易 得，價(jià)格便宜； 采用大阻力配水系統(tǒng)，單池面積大，池身較淺； 可采用降速過(guò)濾，水質(zhì)較好； 缺點(diǎn) 配套設(shè)備多； 土建復(fù)雜，池身比普通快濾池 閥門(mén)多； 必須有全套沖洗設(shè)備。 本設(shè)計(jì)為小型水廠，選用普通快濾池，運(yùn)行可靠，占地面積小。 工藝的確定 通過(guò)上述構(gòu)筑物的選擇，確定工藝流程如下： 圖 1 水處理工藝流程圖 3 配水井 （ 1） 配水井容積 設(shè)計(jì)一座圓形配水井，設(shè)水力停留時(shí)間為 ，設(shè)計(jì)流量為：取水廠自用水系數(shù)為 10%，設(shè)計(jì)流量 smQ / 6 0 024 0 0 0 0 3?? ?? 。 則配水井有效容積為： mV ???? （ 2） 進(jìn)水管管徑 D1 根據(jù)配水井進(jìn)水管的設(shè)計(jì)流量，取經(jīng)濟(jì)流速為 。由 Q=AV得 D1=332mm,取 D1= v=4 混凝劑藥劑的選擇與投加 混凝劑的選用 已知有硫酸鋁、三氯化鐵、堿式氯化鋁三種混凝劑。由混凝劑投加參考值可知，當(dāng)濁度一定時(shí)，混凝劑投加量與藥劑的選擇相關(guān)。考慮經(jīng)濟(jì)最優(yōu)原則，選定水廠混凝劑為 硫酸鋁 。 硫酸鋁 因效果顯著，發(fā)展較快，目前應(yīng)用較普 遍，絮凝效果較好。 混凝劑的投加 混凝劑的濕投方式分為重力投加和壓力投加兩種類型 ,重力投加方式有泵前投加和高位溶液池重力投加；壓力投加方式有水射投加和計(jì)量泵投加。計(jì)量設(shè)備有苗嘴，電磁流量計(jì)，計(jì)量泵和轉(zhuǎn)子流量計(jì)。 綜合比較，本設(shè)計(jì)采用計(jì)量投加。 混凝劑投配 的 設(shè)計(jì) 在藥劑濕投法系統(tǒng)中，首先把固體藥劑置入溶解池中，并注水溶化。為增加溶解速度及保持均勻的濃度，一般采用水力、機(jī)械及壓縮空氣等方法攪拌，本設(shè)計(jì)采用機(jī)械攪拌。 混凝劑用量計(jì)算 混凝劑用量按下式計(jì)算： 1000QT ?? 式中， T— 混凝劑用量， kg/d； a— 硫酸鋁投加量， mg/L，本設(shè)計(jì)最大投加量為 30mg/L； Q— 水廠處理水量， m3/d，本設(shè)計(jì)為 11000m3/d。 則硫酸鋁藥劑用量為 dkgT /3 3 01 0 0 01 1 0 0 030 ??? 溶液池容積 W1 溶液池一般 以高架式設(shè)置 ，以便能依靠重力投加藥劑。池周?chē)鷳?yīng)有工作臺(tái)，底部應(yīng)設(shè)置放空管 ， 必要時(shí)設(shè)溢流裝置 。 31 mncQaW ????????? 式中： a— 混凝劑（硫酸鋁）的最大投加量，取 30 mg/L； Q— 處理的水量， ； c— 溶液濃度 ,一般采用 5%～ 20%， 本設(shè)計(jì)取 10%； n— 每日調(diào)制次數(shù)， 2 次。 溶液池設(shè)在地面上，采用矩形鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，內(nèi)壁襯以聚乙烯板，設(shè)置 1個(gè)，容積為 W1，溶液池的尺寸為 ????? HBL ，其中包括超高 。溶液池旁邊設(shè)有寬度為 的工作臺(tái)，以應(yīng)操作管理，地步設(shè)有排空管。 溶解池容積 W2 設(shè)計(jì)藥劑溶解池時(shí)，為便于投置藥劑，溶解池的設(shè)計(jì)高度一般以在地平面以下或半地下為宜，以減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，改善操作條件。溶解池的底坡不小于 ，池底應(yīng)有直徑不小于 100mm 的排渣管，池壁需設(shè)超高，防止攪拌溶液時(shí)溢出。由于藥液一般都具有腐蝕性，所以盛放藥液的池子和管道及配件都應(yīng)采取防腐措施。溶解池一般采用鋼筋混凝土池體，內(nèi)壁襯以聚乙烯板，若其容量較小，可用耐酸陶土缸作溶解池 。 溶解池的容積一般為溶液池的 ~ 倍，本設(shè)計(jì)中取 。 312 mWW ???? 取 3 溶解池設(shè)置一個(gè)，容積為 m3 ， 溶解池的形狀為矩形，尺寸為 ????? HBL （包括超高 ），池底坡度為 3‰，采用地下式，池頂高出地面 ，以減輕勞動(dòng)強(qiáng)度和改善工作條件。本設(shè)計(jì)采用計(jì)量投藥泵進(jìn)行投藥。 溶解池池底設(shè)有管道，以便溶解的藥液重力流入溶液池。采用鋼筋混凝土池體，內(nèi)壁用環(huán)氧樹(shù)脂進(jìn)行防腐處理。池的一角設(shè)有隔板，隔板上設(shè)有直徑為 1cm的小孔，攔截藥渣，并在隔板底部設(shè)有排 渣管，采用硬聚氯乙烯管。 溶解池的放水時(shí)間采用 t=10min，則放水流 sLtWq / 20 ????? 查水力計(jì)算表得放水管管徑 d＝ 30mm，相應(yīng)流速 v=。放空管兼做排渣管。 氯投配的設(shè)計(jì) 通過(guò)對(duì)原水水質(zhì)的分析可知，原水中鐵、錳含量均超標(biāo)，考慮工藝的簡(jiǎn)單合理性，通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，采用氯氣氧化法即可較好的去除水質(zhì)的鐵。 因鐵、錳的化學(xué)性質(zhì)相近，且鐵的氧化還原電位低于錳、易被 O2 氧化，相同 pH 時(shí)， Fe3+比 Mn2+的氧化速率快，故高錳酸鉀的用量應(yīng)綜合考慮鐵、錳離子的消耗。加過(guò)氯氣后，原水經(jīng)過(guò)沉淀池、濾池，除去水中的鐵，再經(jīng)過(guò)曝氣過(guò)濾除去錳。 鐵與氯的反應(yīng)式為： 2Fe2++Cl2→2Fe 3++2Cl 按以上式計(jì)算，每氧化 1mg/L Fe2+理論上需要 。 按上述所說(shuō)，耗氯量為 dkgq / 0 0 01 1 0 0 4 ?????? ? 加藥間 及藥庫(kù)布置 加藥間 加藥間應(yīng)盡量靠近投藥點(diǎn)，宜與藥庫(kù)合并布置。溶液池邊應(yīng)設(shè)工作臺(tái)，工作臺(tái)寬度以 1～ 為宜。與藥劑接觸的池內(nèi)壁、設(shè)備、管道和地坪，應(yīng)根據(jù)藥劑的性質(zhì)采取相應(yīng)的防腐措施。各種管線應(yīng)設(shè)在地溝內(nèi)。加藥間必須有保障工作人員衛(wèi)生安全的勞動(dòng)保護(hù)措施。當(dāng)采用發(fā)生異臭或粉塵的藥劑時(shí)，應(yīng)在通風(fēng)良好的單獨(dú)房間內(nèi)制備，必要時(shí)應(yīng)設(shè)置通風(fēng)設(shè)備。冬季使用聚丙烯酰胺的室內(nèi)溫度不低于 2℃ 。室內(nèi)應(yīng)設(shè)有沖洗設(shè)施，視具體情況應(yīng)設(shè)置機(jī)械搬運(yùn)設(shè)備。加藥間的地坪應(yīng)有不小于 5‰ 的排水坡度，室內(nèi)應(yīng)具有良好的采光效果并設(shè)有值班室。 本設(shè)計(jì)設(shè)置一條投藥管路，采用硬聚氯乙烯管，并分別在加藥間內(nèi)和投加點(diǎn)處設(shè)置切換閘門(mén)。 藥劑倉(cāng)庫(kù) 藥 劑倉(cāng)庫(kù)儲(chǔ)存量一般按最大投藥量的 15～ 30d 用量計(jì)算，藥劑堆放高度一般采用 ～ ，倉(cāng)庫(kù)內(nèi)應(yīng)設(shè)有磅秤，并留有 的通道，盡可能考慮汽車(chē)運(yùn)輸?shù)姆奖?，并保證良好的通風(fēng)。 本設(shè)計(jì)混凝劑選用硫酸鋁，采用氯去除鐵、錳。 每袋藥劑的質(zhì)量是 40kg，每袋規(guī)格為 。藥劑堆放高度為 m，藥劑儲(chǔ)存期為 20d 。則總藥劑用量為 WTtN max?? 式中， N— 藥劑袋數(shù)，袋； Tmax— 藥劑最大投量， kg/d； W— 每袋藥劑的質(zhì)量， kg； t— 藥劑的最大儲(chǔ)存期， d。 則硫酸鋁用量為 1 6 5403 3 020 ???N 袋。 選用氯瓶最大充氯量為 350kg，儲(chǔ)存量按 20 天 儲(chǔ)存量為 kgq ???? 氯瓶量 ?? ，取 5 為取藥及卸藥方便，同時(shí)要預(yù)留相應(yīng)的操作空間，倉(cāng)庫(kù)平面尺寸為： LB=8m5m。 在混合階段，水中雜質(zhì)顆粒較小，要求混合速度快，劇烈攪拌的目的并非為了造成顆粒的劇烈碰撞，而是使藥劑迅速而均勻的擴(kuò)散于水中，以利于混凝劑快速水解和聚合顆粒脫穩(wěn)，并借助于布朗運(yùn)動(dòng)進(jìn)行異向絮凝。由于混凝劑在水中化學(xué)反應(yīng)，顆粒脫穩(wěn)和異向絮凝速度都相當(dāng)快。因此混合要快速劇烈，在 10~30s至多不超過(guò) 2min 中完成。 管式靜態(tài)混合器是處理水與混凝劑、助凝劑、消毒劑實(shí)行瞬間混合的理想設(shè)備：具有 高效混合、節(jié)約用藥、設(shè)備小等特點(diǎn)，它是有二個(gè)一組的混合單元件組成，在不需外動(dòng)力情況下，水流通過(guò)混合器產(chǎn)生對(duì)分流、交叉混合和反向旋流三個(gè)作用，混合效益達(dá) 9095%，構(gòu)造如圖所示。 圖 2 管式靜態(tài)混合器的構(gòu)造圖 （ 1） 設(shè)計(jì)流量 smhmQ /?? （ 2） 設(shè)計(jì)流速 設(shè)在絮凝池進(jìn)水管中，流速 v 一般取 ～ ，這里取 v＝ ，則 ????? ??QD 取 D＝ 400mm,則 v＝ （ 3） 混合單元數(shù) 混合單元數(shù) n 一般取為 1～ 4 節(jié)，本設(shè)計(jì)取為 3 節(jié)。 （ 4） 混合器的長(zhǎng)度 mnDL ?????? （ 5） 混合時(shí)間 svLT ??? （ 6） 水頭損失 mnDQh 1 2 1 8 1 8 22 ??????? （ 7） 校核 G： 11668 ???? ??? sThG ?? ????GT ， 水利條件符合 。 故本設(shè)計(jì)選用管徑為 400mm 的管式靜態(tài)混合器，規(guī)格 DN400，靜態(tài)混合器采用 3 節(jié)，總長(zhǎng) 1320m。 投加混凝藥劑并經(jīng)充分混合后的原水在水流作用下使微小絮粒相互接觸碰撞，以形成更大絮粒的過(guò)程稱作絮凝，完成絮凝過(guò)程的構(gòu)筑物為絮凝池。 設(shè)計(jì)要點(diǎn)及絮凝形式選擇 設(shè)計(jì)要點(diǎn) （ 1） 絮凝 池形式的選擇和設(shè)計(jì)參數(shù)的采用，應(yīng)根據(jù)原水水質(zhì)情況和相似條件下的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)或通過(guò)試驗(yàn)確定； （ 2） 絮凝池設(shè)計(jì)應(yīng)使顆粒有充分接觸碰撞的機(jī)率，又不致使已形成的較大絮粒破碎，因此在絮凝過(guò)程中速度梯度 G 或絮凝流速應(yīng)逐漸由大到??； （ 3） 絮凝池要有足夠的絮凝時(shí)間，根據(jù)絮凝形式的不同，絮凝時(shí)間也有區(qū)別，一般宜在 10～ 30min 之間，低濁、低溫水宜采用較大值； （ 4） 絮凝池的平均流速梯度 G 一般在 30～ 60s1 之間， GT 值達(dá) 104～ 105，以保證絮凝過(guò)程的充分與完整； （ 5） 絮凝池應(yīng)盡量與沉淀池合并建造，避免用管渠連接； （ 6） 為避免已形成絮粒的破碎 ，絮凝池出水穿孔墻的過(guò)孔流速宜小于； （ 7） 應(yīng)避免絮粒在絮凝池中沉淀。 絮凝池形式選擇 絮凝設(shè)備與混凝設(shè)備一樣，可分為兩大類：水力和機(jī)械。本設(shè)計(jì)采用折板