水處理工程設(shè)計Water treatment plant

第第頁水處理工程設(shè)計，Watertreatmentplant，Watertreatmentplant2.1用水處理原理及工藝：用水處理可分為：a浮游物、著色物等的去除b.溶解鹽類的去除c.溶存氣體的去除實際上是指利用氣曝法、凝集、過濾、離子交換等，單獨或合并操作，依原水的水質(zhì)及水的用途而決議合適的方法，進(jìn)行處理以達(dá)到用水水質(zhì)。工藝流程的選擇要從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)方面進(jìn)行分析比較。合理的工藝形式應(yīng)為操作管理便利、節(jié)能、削減藥耗，在充足使用功能的前提下，從投資和運行成本綜合考慮。2.1.1水處理廠的工藝設(shè)計流程加氯加藥超越管線原水緩沖池廠區(qū)配水管網(wǎng)濾池清水池微渦旋網(wǎng)格反應(yīng)、斜管沉淀池初反廢沖水排水排泥管由廠區(qū)排水至污水處理廠回收水池2.1.2原水水質(zhì)：pH=6.0—7.5電導(dǎo)率≤100μs/cm濁度≤30NTU色度≤50ppm總硬度≤40ppm堿度≤50ppm總?cè)芙庑怨腆w≤130ppm硫酸鹽≤10ppm氯化物≤5ppm鈣≤30ppm鎂≤20ppm鉀+鈉≤15ppm錳≤0.007ppm鐵≤0.5ppmCOD≤60ppmSiO2≤15ppmSS≤80ppmKmnO4指數(shù)≤10ppm2.1.2處理后水質(zhì)指標(biāo)pH=6.0—7.0濁度≤1NTU色度≤5ppm總硬度≤50ppmSS≤5ppm總鐵≤0.1ppm余氯≤0.5ppm2.2流程選擇水處理廠重要為造紙生產(chǎn)用水，對濁度、色度、Fe2+的處理結(jié)果要求較高。設(shè)計選用了常規(guī)的前加氯（預(yù)氧化、**及除色）、混凝、沉淀、過濾的處理工藝。除常常能取得高水質(zhì)以外，還具有更強的應(yīng)變本領(lǐng)。在流程上還考慮到設(shè)備和構(gòu)筑物檢修和故障條件下保證正常供水的措施，設(shè)置必要的超越、溢流、排空，備用設(shè)備和集散型的監(jiān)控設(shè)備，能適時發(fā)覺問題適時解決，保證紙漿廠供水**。水處理廠的設(shè)計處理水量規(guī)模為120000m3/d。2.2.1加氯加藥給水處理系統(tǒng)中加氯其目的是為了抑制給水中的微生物、菌類、藻類的生長與繁殖。水處理廠的加氯系統(tǒng)的氯源由化工廠的堿氯課供應(yīng)。水廠內(nèi)加氯點設(shè)置一處，采納前加氯，加在混合器前起殺藻及氧化助凝作用，考慮到原水藻類含量較高，*大加氯量取4mg/L；24小時連續(xù)工作，每日加氯量為528Kg/d。加氯機采納兩臺真空加氯機（一用一備），為閉環(huán)自動掌控，掌控系數(shù)為濾后水量和余氯量。加氯間至加氯點采納DN50的ABS工程塑料管。同時給水處理中還采納加NaOH、PAC、助凝劑，目的分別是為了調(diào)整水的pH度，以及給水中的不可見的懸浮物的凝集，去除。2.2.2混凝用自然沉降不能完全去除不純物，尤其水溫低的時候，溶存的鹽類極少，含有色度的浮游物非常安靖，不能通過砂濾去除。浮游物通常帶陰電荷。若加入陽電荷的物質(zhì)，則雜質(zhì)簡單形成較大粒子而簡單沉淀！此方式即為混凝現(xiàn)象。處理中的混凝現(xiàn)象比較多而雜，不同的混凝劑以及不同的水質(zhì)條件，混凝機理都有所不同。常見的有以下四種水混凝現(xiàn)象：壓縮雙電層作用機理、吸附—電性中和作用機理、吸附架橋作用機理和沉淀物網(wǎng)捕或卷掃機理。（1）壓縮雙電層：當(dāng)向溶液中投加電解質(zhì)時，溶液中反離子濃度增高，依據(jù)濃度擴散和異號電荷相吸的作用。這些離子與膠粒吸附的反離子發(fā)生交換。擠入擴散層，使擴散厚度縮小，進(jìn)而更多地擠入滑動面與吸附層，使膠粒帶電荷數(shù)削減，ξ電位降底，從而達(dá)到混凝效果。（2）吸附—電性中和作用機理:膠粒表面對異號離子、異號膠?；蜴湢罘肿訋М愄栯姾傻牟课挥忻土业奈阶饔枚泻土似渌牟糠蛛姾?，削減了靜電壓力，因而簡單與其他顆粒接近而相互吸附。（3）吸附架橋作用機理：高分子物質(zhì)與膠粒的吸附與橋連。當(dāng)高分子鏈的一端吸附了某一膠粒后，一端又吸附了另一膠粒形成膠?！叻肿印z粒的絮凝體。（4）沉淀物網(wǎng)捕或卷掃機理：當(dāng)鋁鹽、鐵鹽、混凝劑的投加量很大而形成大量氫氧化物沉淀時，可以網(wǎng)捕、卷掃水中的膠粒，以致產(chǎn)生沉淀分別。PAC的混凝特性是同過投加鋁鹽后，發(fā)生金屬離子的水解和聚合反應(yīng)過程，其產(chǎn)物兼有凝集和絮凝作用的特性。2.2.2.1混凝作用的影響因素：膠質(zhì)系的凝集*重要的是微粒子表面的物理化學(xué)性質(zhì)。由于水中的微粒子的凝集去除，其對象是濁度及色度，水的粘度，水的粘性支配條件為水溫、PH、堿度、硬度、游離碳酸等的溶解，所以微粒子之離子交換本領(lǐng)不得不考慮。A、水溫：水溫是凝集反應(yīng)、floc形狀、凝集劑使用、floc的沉降分別的緊要支配因素。通常水溫低的時候，要形成floc的時間長，而且要使用較多的凝集劑。B、系統(tǒng)的PH值:系統(tǒng)的ph值，會影響凝集劑生成氫氧化物的溶解度，folc生成所用的時間，以及膠質(zhì)粒子的電荷予以本領(lǐng)。C、濁度粒子的離子交換本領(lǐng)。D、水中共存物的影響。E、其他因素：如凝集助劑、攪拌混合等。2.2.2.2藥品投加方式：a.凝集注入設(shè)備：藥品的注入有濕式及干式兩種。選擇適當(dāng)?shù)乃幤纷⑷敕绞绞怯斜匾模幤返淖⑷胗幸韵聨讉€要點:⑴注入速度,注入的*高*低量⑵制御方式（自動、手動掌控）⑶動力的使用（pump、攪拌裝置的使用）⑷藥品的儲留槽、倉庫及搬運等⑸注入量的精準(zhǔn)度Ⅰ.干式注入方式：藥品（粉末狀固體）的注入一般用于較小規(guī)模，注入裝置不必掛念腐蝕，但原水濁度急劇上升，簡單使注入量加添，干式藥品的注入裝置Ⅱ.濕式注入：對于任何凝集劑均可使用，注入藥劑量較少時，也簡單調(diào)整注入量。但需得注意裝置的腐蝕。濁度急劇上升時，注入量有可能不足，故需有溶液儲留槽。重力下滴式濕式注入裝置在我們水環(huán)制程中，混凝劑按三種藥劑設(shè)計，考慮干、濕并儲，以濕儲為主。液體藥劑的輸送以容積計量。隔膜計量泵投加量穩(wěn)定、精準(zhǔn)。以投加PAC為主，助凝劑和堿液，備用多級加藥,提高了加藥系統(tǒng)的快捷性。b.凝集劑的混合攪拌：為了藥劑在水中的溶解，凝集劑在水中急速擴散、與水中的雜質(zhì)相互接觸而形成floc.在制程中往往加以混合攪拌。常用的混合方式有管式靜態(tài)混合器、混合池混合及機械混合等。一般使用的混合池有矩形池和圓形槽，攪拌器的種類依需要而定，通常使用低速攪拌。螺旋式攪拌器是我們水環(huán)藥劑溶解攪拌器的使用形式。螺旋式攪拌器鉛錘式攪拌器管式靜態(tài)混合器———混合效果較好、設(shè)備簡單，不需單建構(gòu)筑物，但水頭損失大，當(dāng)流量變化大時，影響混合效果；混合池混合———混合效果較好，占地面積大。某些進(jìn)水方式要帶進(jìn)大量氣體，流量變化較大時，混合效果不穩(wěn)定；機械混合————混合效果好，適應(yīng)流量變化，水頭損失小，缺點是消耗電能，管理維護(hù)多而雜。設(shè)計考慮原水水頭有富余，且供水流量均勻穩(wěn)定，因此，混合選用管式靜態(tài)混合器方式。擬采納管式微渦靜態(tài)混合器。c.絮凝反應(yīng):絮凝反應(yīng)方式一般分為水力和機械兩大類。前者結(jié)構(gòu)簡單，但適應(yīng)流量變化性差，后者可進(jìn)行調(diào)整，能適應(yīng)各種流量的變化，但需有肯定的機械維護(hù)和修理量，能耗大。為節(jié)省投資和運行費用，充分利用有效富余水頭，本工程采納水力反應(yīng)方式。擬在工藝中采納小孔眼網(wǎng)格絮凝反應(yīng)池，該工藝應(yīng)用“渦漩混凝低脈動沉淀給水處理技術(shù)”（國家磚利技術(shù)、獲國家創(chuàng)造獎）。對混凝過程進(jìn)行強化與完善，使得該工藝對原水中色度的去除較常規(guī)工藝有明顯的效果。2.2.3沉淀沉淀是在重力作用下，使懸浮液中密度大于水的懸浮固體下沉，從而與水分別的水處理方法。水中的大部分雜質(zhì)由于其比重比水大，固可利用重力而沉降，在沉降工段去除水中的浮游物及floc.以減輕過濾池的負(fù)擔(dān)，是沉降池的重要目的。影響沉淀的事項有:（1）原水水質(zhì)（包括粘性、比重、PH、堿度、水溫等）（2）懸浮物的性質(zhì)（大小、比重、凝集性）（3）氣候條件（溫度、風(fēng)雨等等）（4）沉淀池的構(gòu)造（形狀、沉淀時間、池內(nèi)流速、水深、長寬比、整流設(shè)備）沉淀池分為平流式、豎流式、輻流式及斜管（斜板）式沉淀池等形式。平流式沉淀池沉淀效果好；對沖擊負(fù)荷和溫度變化的適應(yīng)本領(lǐng)較強；施工簡易，造價較底。豎流式沉淀池排泥便利，管理簡單；占地面積較小。輻流式沉淀池運行較好，管理較簡單；排泥設(shè)備已趨定型。a.一般沉淀池：沉淀池的形狀有長方形即圓形等，理論上沉淀效果亦水流面積大且淺較好，但實際上太淺時，因沉淀物上浮及溫度、風(fēng)等影響而使效果降低；而且考慮沉淀物聚積，有效水深為3～4米，長寬比一般為3：1～8：1；圓形時，其直徑及深度之比為6:1～12:1左右較佳。b.藥品沉淀池⑴容量及平均流速：依原水的水質(zhì)而加以適當(dāng)?shù)哪瘎?，良好的floc形需要3～5小時的沉淀。沉淀池的容量為計劃靜水量3～5小時的總額⑵整流設(shè)備：池內(nèi)水流的狀態(tài)受流入管、整流壁的設(shè)置、溫度及流出側(cè)設(shè)置影響⑶排泥裝置：連續(xù)式排泥通常設(shè)有sludge的刮除裝置，有走行式、回轉(zhuǎn)式，及ringbelt式等等。⑷管理：藥品沉淀池的管理與一般池有很多相像，但sludge較多是其特點.Ringbelt式平流沉淀池輻流式沉淀池污泥靠池中水靜壓排出池外，浮渣通過排渣管排出。Dor式圓形沉淀池（輻流式）對于大型水廠,平流沉淀池和斜管沉淀池較為合理。而由于場地面積有限，設(shè)計只能考慮采納斜管沉淀池，它具有停留時間短、占地小、沉淀效率高等優(yōu)點。沉淀工藝我們采納逆向流斜管沉淀設(shè)備，表面負(fù)荷2.5mm/s，該沉淀池排泥采納穿孔管排泥，運行管理時積泥必需適時得到排放，發(fā)揮斜管沉淀池的*大效率，克服沉淀池因排泥不適時顯現(xiàn)的“跑礬花”現(xiàn)象。每個沉淀池設(shè)有一臺超聲波泥位計，當(dāng)泥位超出預(yù)定值時適時報警，并參加掌控排泥閥的運行。2.2.4過濾過濾是指液體通過適當(dāng)?shù)亩嗫孜镔|(zhì)層，將液體中的浮游物及其他物質(zhì)去除的方法。給水處理所使用的過濾法有：重力式過濾法、急速砂濾凈水及壓力式過濾法。其濾材一般使用沙，在其他特別濾過目的時，又或使用其他特別濾材。A.重力式濾池的凈水機理在持續(xù)過濾時，漸漸的在沙層的表面會形成聚積物，這種聚積物是由有機與無機質(zhì)構(gòu)成的一種膠質(zhì)膜。又成為過濾膜，過濾膜有抑制**及浮游物質(zhì)使其留下的作用，此中作用不僅是機械作用，又有物理化學(xué)及生物作用，這種作用無法有物質(zhì)的本態(tài)來判定，而得考慮過濾膜內(nèi)膠質(zhì)、**、生物等等，其作用不至十表面過濾作用，亦需考慮其下沙層的作用。沙粒子的表面帶有負(fù)電荷，對有相同電荷的**及浮游物質(zhì)（有機物、無機物）的微粒子無法吸著。而表面膠質(zhì)膜在沙面形成時帶有正電荷，膠質(zhì)的構(gòu)成由不完全分解的有機物附帶鐵、錳、鋁及無水硅酸等，此狀態(tài)在*初將吸著水中帶有負(fù)電荷的微細(xì)物質(zhì)。其次，經(jīng)過數(shù)日至數(shù)周，表層的無機鹽或磷酸鹽加添，當(dāng)陽光照射時稱為植物繁殖的好場所，*后形成藻類的薄膜，在藻類的薄膜中有（1）浮游物微粒子（2）因碳酸的同化效果，放出的氧氣榮譽水中，幫忙浮游物質(zhì)的氧化。在藻類的薄膜之下有極多的**層生存，有機物受到**的分解而成為有機物。而使有害的物質(zhì)轉(zhuǎn)化成為無害物質(zhì)。B.急速砂濾凈水裝置：沙粒子的表面在水中帶有負(fù)電荷而能被帶有正電荷的鐵、鋁、錳、硅酸等的氧化物所吸著，帶正電的膜又吸著帶有負(fù)電的雜志微粒子。而急速過濾是以較高的過濾速度濾過，接觸時間短，這樣的變化是不能達(dá)到的，單單利用沙粒來抑留浮游物質(zhì)，固急速砂濾重要是依靠機械作用及物理的吸著作用來去除雜質(zhì)，而沒有生物學(xué)的無機化作用。砂濾池構(gòu)造：（1）沙層；（2）砂礫層；（3）下部集水裝置：下部集水裝置是均等過濾和有效洗凈的緊要決議因素，其形式有：a.Strainer（濾過網(wǎng)）b.oilier（給油器型）c.多孔管d多孔性濾板（2）洗凈裝置a.機械攪拌式b汽水反沖式c水逆流洗凈式d表面洗凈式（3）排水裝置排水溝的配置（4）配管a原水流入管b.濾過水流出管c.洗凈管d洗凈排水管e空氣管濾池形式有虹吸濾池、無閥濾池、普快濾池、均質(zhì)濾料濾池和新引進(jìn)的瑞士翻板濾池等。翻板濾池具有很多特別的優(yōu)點：施工簡單、周期短，投資比單層濾料濾池低，運行費用削減，操作簡單易管理，但由于該濾池的布?xì)饧夹g(shù)的磚利技術(shù)費用太高，經(jīng)綜合比較采納均質(zhì)濾料濾池。均質(zhì)濾料濾池于70時代初已在歐洲開始使用，經(jīng)過不斷完善，廣泛沿用至今。采納的均質(zhì)濾料、不均勻系數(shù)K60很小。它大大提高了濾料層的孔隙率，使濾速提高、過濾周期延長，且水質(zhì)好，節(jié)水節(jié)能等優(yōu)點。缺點是掌控系統(tǒng)多而雜，造價較高。但經(jīng)過我國給排水設(shè)計人員和設(shè)備制造商的不斷探究和努力，均質(zhì)濾料濾池現(xiàn)已基本國產(chǎn)化，并被廣泛應(yīng)用，已達(dá)到了比較理想的水平。濾池設(shè)計我們采納深層截污的、氣水反沖、恒水頭濾速過濾的均質(zhì)濾料濾池。重要設(shè)計參數(shù)如下：l水質(zhì)：濾池出水濁度≤1NTUl設(shè)計濾速：8.89m/h；強制濾速10.67m/h；l沖洗強度：·氣沖強度：15L/s.m2,3min·氣、水同時反沖強度———氣沖強度：15L/s.m2、4min———水沖強度：3—4L/s.m2、4min·水沖強度：5L/s.m2、4min·表面掃洗強度：2.1L/s.m2l濾料：采納均粒石英砂濾料，砂粒徑0.95～1.25mm；濾床厚度1.3m。l氣水調(diào)配系統(tǒng)由氣水調(diào)配槽、濾板和長柄濾頭構(gòu)成。濾池采納長柄濾頭配氣、配水系統(tǒng)，保證布水、布?xì)獾木鶆颉V頭和濾板為國內(nèi)定型產(chǎn)品，采納成品的鋼筋混凝土濾板每塊濾板平面尺寸為975mmx975mm，其上裝624個F—4型濾頭。濾池進(jìn)水端與沉淀池出水管相連，并與低濁時可以直接過濾的超越管連通。每個濾池的進(jìn)口設(shè)有可調(diào)整的進(jìn)水堰板，通過堰板的調(diào)整和跌落配水，使各濾池的進(jìn)水流量均勻一致；為削減工程投資，提高濾池操作的牢靠性，全部濾池參加掌控操作的閘板閥、閥門均采納氣動；氣源由動力廠直接供應(yīng)，并應(yīng)確保氣源的不間斷供應(yīng)，氣源進(jìn)氣量為2.0m3/h，壓力為0.07MPa。濾池全部氣