加藥間和加氯間的設(shè)計(jì)要點(diǎn)

1、加藥間和加氯間的設(shè)計(jì)要點(diǎn)舒昕(天津市市政工程設(shè)計(jì)研究院給排水分院，天津300051)摘要：通過對加藥同和加氯間各種設(shè)備的分析，結(jié)合設(shè)計(jì)規(guī)范，總結(jié)設(shè)計(jì)體會(huì)。關(guān)鍵詞：計(jì)量泵混凝劑藥劑投加量安全性腐蝕性自動(dòng)控制1概述加藥間和加氯間是水處理中常見的處理建筑物，在各種設(shè)計(jì)行業(yè)中都有著廣泛的應(yīng)用。在市政行業(yè)中，加藥間主要為給水廠、污水廠、再生水廠的混凝沉淀服務(wù)，具有配藥、加藥及計(jì)量的功能；其中的藥劑分為混凝劑、絮凝劑和助凝劑，混凝劑包括各種低分子和高分子的鋁鹽和鐵鹽，絮凝劑主要指聚丙烯酰胺(PAM)，助凝劑主要來調(diào)節(jié)水中的pH值，如氯氣、氫氧化鈉、生石灰等。加藥間的投藥方式主要有三種，重力式投加、水射器投

2、加和計(jì)量泵投加，隨著技術(shù)發(fā)展和用戶對自動(dòng)化操作要求的提高，計(jì)量泵投加越來越普遍，本文只討論采用計(jì)量泵加藥的加藥間設(shè)計(jì)。加氯間主要為給水廠、污水廠、再生水廠殺菌消毒服務(wù)，具有投加及計(jì)量的功能；主要有投加液氯和投加二氧化氯二類，本文只討論使用液氯的加氯間設(shè)計(jì)。加藥間的處理基本流程為：2加藥間主要設(shè)備的選型使用計(jì)量泵投加的加藥間最主要的設(shè)備就是計(jì)量泵，依據(jù)中華人民共和國關(guān)于計(jì)量泵的國家標(biāo)準(zhǔn)(GBT77821996)的規(guī)定，計(jì)量泵根據(jù)“泵頭部分”不同可以分為柱塞泵和隔膜泵；根據(jù)“過流部分”的情況不同分為：活塞式、機(jī)械隔膜式；液壓隔膜式；根據(jù)“驅(qū)動(dòng)方式”的不同分為：電機(jī)驅(qū)動(dòng)、電磁驅(qū)動(dòng)、氣動(dòng)；根據(jù)“工作方

3、式”不同分為：往復(fù)式、回轉(zhuǎn)式、齒輪式、液壓隔膜式等。恰當(dāng)?shù)倪x擇計(jì)量泵非常關(guān)鍵。一般可依據(jù)如下原則選擇：1、被計(jì)量液體的流量(Lh)，所需要的壓力(MPa)。2、被計(jì)量液體的主要特性，液體名稱、化學(xué)腐蝕性、黏度(cp)、溫度()、濃度、比重、固體含量等。3、系統(tǒng)的背壓，流動(dòng)的穩(wěn)定性需求、合適的吸升高度。4、計(jì)量泵的工作環(huán)境狀況，例如是否需要耐腐蝕、防爆等。5、計(jì)量泵的計(jì)量精度。對于我們市政行業(yè)來說，常用的藥劑種類不多，化學(xué)性質(zhì)相對穩(wěn)定，輸送介質(zhì)的濃度和粘度不高，其物理特性與水比較近似，所以我們選擇計(jì)量泵時(shí)主要關(guān)心的就是被計(jì)量液體的流量和壓力及腐蝕性和計(jì)量精度。特殊情況下，輸送的藥劑中雜質(zhì)較且容易

4、結(jié)垢時(shí)(如CaO)通常采用螺桿泵。柱塞計(jì)量泵是柱塞作直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，直接借助閥的開閉達(dá)到吸排液體目的的。柱塞泵可以有很多氣缸從而達(dá)到很高的壓力(幾百兆帕)，其流量受其工作原理限制一般較小。隔膜泵的工作原理與柱塞泵類似，它是依靠夾緊在泵缸之間的隔膜，通過柱塞或其推動(dòng)的推動(dòng)液壓油使泵缸工作容積交替發(fā)生變化，并通過排出閥和吸入閥的啟閉來輸送液體的。隔膜靠靜密封將輸送的液體與外部嚴(yán)密隔開，所以隔膜泵不會(huì)泄漏，雙隔膜的泵安全性更高。按操作方式不同隔膜泵分為機(jī)械操作和液壓(或氣壓)操作兩種。前者靠直接與隔膜相連的柱塞形推桿的往復(fù)運(yùn)動(dòng)使隔膜產(chǎn)生交替的運(yùn)動(dòng)；后者則靠由外部供人壓力油或壓縮空氣或者通過柱塞作用于液

5、壓腔中液壓油產(chǎn)生脈沖壓力使隔膜交替運(yùn)動(dòng)。三種計(jì)量泵的比較見表1。3加藥間的設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)1安裝高度：隔膜式計(jì)量泵的泵中心與最低液位之間高差應(yīng)小于1米，當(dāng)可以使泵腔內(nèi)充滿介質(zhì)時(shí)，泵中心與最低液位之間高差也應(yīng)小于3米。2進(jìn)出管經(jīng)：計(jì)量泵前后管道的管徑不應(yīng)小于泵本身吸入及排出口的管徑。計(jì)量泵出水是脈沖型的(非連續(xù)流)，不能按連續(xù)流查表計(jì)算管徑，一般可按設(shè)計(jì)流量的23倍來查表計(jì)算管徑。如果管徑過小，管道抖動(dòng)幅度大，容易損壞。這一點(diǎn)在加藥間的設(shè)計(jì)中是一個(gè)非常普遍的錯(cuò)誤!3計(jì)量泵應(yīng)靠近吸藥點(diǎn)，吸藥管路應(yīng)減少拐彎和長度，保證脈動(dòng)的計(jì)量泵不會(huì)產(chǎn)生局部真空，以避免氣蝕和噪聲，保證隔膜和止回閥的使用壽命；出水管路中

6、應(yīng)避免局部凸起，造成斷流。4計(jì)量泵加藥時(shí)需要配備一些設(shè)備，標(biāo)準(zhǔn)的配套設(shè)備有：背壓閥、泄壓閥、脈沖阻尼器、校準(zhǔn)柱、角閥、Y型過濾器等。在泵進(jìn)口設(shè)有校準(zhǔn)柱，用于標(biāo)定每臺(tái)泵的流量或沖程，許多計(jì)量泵可共用一臺(tái)；而脈沖阻尼器位于計(jì)量泵的出口，用來平衡出口壓力，該設(shè)備高約05米，粗細(xì)不等2030厘米，二者都要安裝在立管上，同時(shí)這二種設(shè)備容易漏藥，需要考慮排藥液和地面防腐問題。Y型過濾器要安裝在水平的管道上才能起到作用，泄壓閥和背壓法應(yīng)當(dāng)安裝在泵的進(jìn)出口附近。5依據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范要求，加藥問內(nèi)應(yīng)儲(chǔ)存一定量的藥品。我們使用的鐵鹽和鋁鹽的工業(yè)產(chǎn)品絕大多數(shù)都是含有結(jié)晶水和雜質(zhì)的，當(dāng)儲(chǔ)存的藥品為液體時(shí)應(yīng)特別注意該藥液在不

7、同濃度以及在不同溫度下的溶解度，為了不使液體藥品結(jié)晶析出必要時(shí)應(yīng)考慮加熱措施；當(dāng)使用固體藥品而且純度不高時(shí)應(yīng)在溶解藥液前增加簡單的篩分措施(如增加篩網(wǎng))，避免大塊的固體進(jìn)入溶藥罐，卡住和損壞攪拌槳葉。6由于鋁鹽和鐵鹽低分子藥劑的溶解性高，溶解速度快，攪拌槳葉的速度可以高一些，攪拌時(shí)間大約2030分鐘即可，但是像聚丙烯酰胺這樣的高分子物質(zhì)的水溶液一般都比較粘度，攪拌槳葉的速度應(yīng)低一些，攪拌時(shí)間大約60分鐘以上，藥劑的水溶液才能達(dá)到完全均勻混合。7加藥間的控制比較簡單，溶藥罐(池)一般用高、低液位浮球閥控制，計(jì)量泵本身具有調(diào)沖成和調(diào)節(jié)流量的功能。4加氯間主要設(shè)備及控制形式加氯問的主要設(shè)備是加氯機(jī)。

8、我國加氯在早期大多使用轉(zhuǎn)子加氯機(jī)，隨著技術(shù)進(jìn)步和對操作安全的要求越來越高，目前幾乎都是用自動(dòng)真空加氯機(jī)。真空式加氯機(jī)其本質(zhì)是“氣體流量調(diào)節(jié)與測量控制系統(tǒng)”，主要由真空調(diào)節(jié)器，流量計(jì)控制閥及水射器組成，主要分為差壓穩(wěn)壓器調(diào)節(jié)的真空加氯機(jī)和音速流原理調(diào)節(jié)的真空加氯機(jī)二種，目前大多為進(jìn)口產(chǎn)品，國產(chǎn)的比較少見。目前比較先進(jìn)的是音速流原理調(diào)節(jié)的真空加氯機(jī)。真空加氯機(jī)配套的主要設(shè)備有：氯瓶、液氯蒸發(fā)器、漏氯吸收裝置等。為避免串聯(lián)的氯瓶過多，液氯蒸發(fā)器只有在加氯量大的場合使用?？紤]經(jīng)濟(jì)因素，結(jié)合當(dāng)?shù)氐臏囟龋狈降募勇攘看笥?5kgh時(shí)就可以使用；南方冬季溫度高，加氯量大于40kgh時(shí)才使用。漏氯吸收裝置的處

9、理規(guī)模分為500kg和1000kg，這與單個(gè)氯瓶的重量是對應(yīng)的，只有在大中型的加氯間或?qū)Π踩筝^高的場所才使用該裝置。自動(dòng)真空加氯機(jī)的控制方式有手動(dòng)和全自動(dòng)。全自動(dòng)控制又可分為：流量比例控制、余氯反饋控制、復(fù)合環(huán)控制三種。母流量比例控制：該控制方式是在加氯前設(shè)置一臺(tái)流量計(jì)，測量需要加氯的水量，然后依據(jù)設(shè)計(jì)的加氯量或經(jīng)驗(yàn)值按流量的比例加氯。該方法適應(yīng)用在對余氯沒有要求的場所(如污水處理廠出水)，不能依據(jù)水質(zhì)調(diào)節(jié)，不能控制消毒成本。· 余氯反饋控制：該控制方式是開始加氯時(shí)不考慮其它因素，按照一個(gè)適中的固定量加氯，在該加氯點(diǎn)附近的下游區(qū)域取樣，通過余氯分析儀將余氯量的信號(hào)反饋給加氯機(jī)，讓

10、其與設(shè)定好的余氯量(依據(jù)經(jīng)驗(yàn)得到)進(jìn)行比較，從而調(diào)節(jié)加氯機(jī)的加氯量。該方法適用于對余氯要求的場所，但是控制的精確度不高，加加氯受水質(zhì)和水量的影響大同時(shí)存在滯后性對控制消毒成本不強(qiáng)復(fù)合環(huán)控制是前面二者的結(jié)合，該控制采用二點(diǎn)加氯法，分別位于進(jìn)入清水池(接觸池)的前后。進(jìn)人清水池的采用流量比控制，并且把加氯量信號(hào)傳到加氯機(jī)，在清水池的出水采用余氯反饋控制并且依據(jù)余氯情況和管網(wǎng)的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行補(bǔ)氯，從而很好的控制加氯量，該方法適用于對余氯要求的場所，控制的精確度高，加氯量不受水質(zhì)和水量的影響大，可以很好控制消毒的成本，但是控制系統(tǒng)的投資略高。5加氯間的設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)加氯間的設(shè)計(jì)在新舊規(guī)范中有了很大不同，新

11、規(guī)范已經(jīng)把加氯間的安全性提到了一個(gè)新的高度在6263頁中用黑體字標(biāo)出，但是還有好多設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)需要審視。水射器最好放在加氯點(diǎn)旁邊，將負(fù)壓(氯氣不會(huì)泄漏)的氯氣管引到該處，管徑很小，外加套管的管徑也小。我們以前的設(shè)計(jì)中，經(jīng)常將水射器放在加氯間內(nèi)，離清水池距離較遠(yuǎn)這樣做使混合液出水管徑較大，外加套管或做纜溝的價(jià)格較貴，不經(jīng)濟(jì)而且距離較遠(yuǎn)時(shí)水利器的需要較大的壓力才能正常工作，小盡合理2水射器應(yīng)安裝豎直的管道上，還應(yīng)保證水射器處水壓高于投加點(diǎn)壓力！加氯機(jī)加氯量在4kgh或以下的用DN20管、加氯量在10 kgh，的用DN25管或DN32管。3依據(jù)我國國標(biāo)一“氯氣安牟操作規(guī)程”中 6 .3.1 .2條的規(guī)定

12、，氯庫中的吊車荷載應(yīng)當(dāng)是氯瓶總重的二倍以上，這點(diǎn)在設(shè)計(jì)中經(jīng)常被忽視。4氯瓶和加氯機(jī)連接一律采用銅管，它們之間的閥門必須是特殊的閥門，鋼的和不銹鋼材質(zhì)的閥門很快被銹蝕；加氯機(jī)以后的加氯管道大多采用PVC的，一般埋地時(shí)需要加套管保護(hù)，或設(shè)置專用的纜溝。5漏氯吸收系統(tǒng)的吸收點(diǎn)最好也要平均分布在室內(nèi)，否則吸收效果不好，濃度降低速度就慢，而且該裝置應(yīng)靠近氯庫，距離遠(yuǎn)時(shí)風(fēng)阻過大，吸抽的負(fù)壓過大，速度慢；報(bào)警裝置的感應(yīng)探頭應(yīng)均布在整個(gè)氯庫。6氯瓶的擺放應(yīng)在鞍型支架上，最好有橡膠緩沖墊；氯瓶周圍最好有地溝或圍堰，泄漏時(shí)將氯氣通入地溝中。7氯庫的大門一定要考慮卡車能過進(jìn)入，且室內(nèi)空間要能足夠停下運(yùn)送氯瓶的卡車。8加氯管與鋼管連接時(shí)要保證一定的深入長度；氯氣加到管道中時(shí)應(yīng)與插入管呈45度斜