高浊度水净水厂水处理工程设计★

陈兴奎 王晓丽 尚方方

(1.彰武县自来水公司，辽宁 阜新 123200；2.内蒙古北方重工业集团有限公司,内蒙古 包头 014033； 3.辽宁工程技术大学建筑工程学院，辽宁 阜新 123000)

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高浊度水净水厂水处理工程设计★

陈兴奎1王晓丽2尚方方3

(1.彰武县自来水公司，辽宁 阜新 123200；2.内蒙古北方重工业集团有限公司,内蒙古 包头 014033； 3.辽宁工程技术大学建筑工程学院，辽宁 阜新 123000)

针对内蒙古磴口高浊度水净水厂水处理的问题进行了讨论，根据实际情况，提出在选择常规处理工艺的同时，采用辐流式预沉池降低原水的浊度，使水厂出水满足了GB 5749—2006生活饮用水卫生标准，为高浊度水水厂建设和改造提供了参考依据。

净水厂，高浊度水，辐流式预沉池，V型滤池

1 工程概况

高浊度水是指水中含有高浓度泥沙和细颗粒的水体[1]。目前，我国对高浊度水采用强化常规工艺、预处理工艺、深度处理工艺三种[2]。从净化机理上，常用物理吸附法、生物分解法、化学氧化法和膜分离法等[3]。其中，沉淀预处理+常规工艺(混凝、沉淀、过滤、消毒)是应用的重点[4]。本次设计的是内蒙古磴口高浊度水净水厂，浊度比较大，处理困难。因此这次设计的目的也不单单是为了处理磴口高浊度水，更重要的是总结国内外先进的处理高浊水的技术，为今后类似净水厂建设发展提供参考。

2 设计进、出水水质及水量

2.1 设计进、出水水质

根据规划，净水厂处理后的水供城市用水，因此水厂出水应满足GB 5749—2006生活饮用水卫生标准。设计进水水质见表1。

2.2 设计水量

磴口县位于内蒙古西部河套平原源头，总面积4 167 km2，地区服务人口为30万人，用水普及率100%，服务水压为45 m水柱。净化后的饮用水供给磴口县的居民用水和周边的食品厂、毛纺厂、棉纺厂、肉食厂、制革厂等工业企业。通过计算，净水厂的设计水量Qd=76 000 m3/d。

表1 设计进水水质

3 工艺方案的比选及确定

根据实际的水质水量情况，为使处理出水水质达到标准并考虑到技术可行性和经济承受能力，进行工艺比较，选择一套最佳方案。方案一：原水→平流式预沉池→静态混合器→机械搅拌澄清池→V型滤池→消毒→清水池→用户。方案二：原水→辐流式预沉池→静态混合器→水力循环澄清池→V型滤池→消毒→清水池→用户。方案三：原水→辐流式预沉池→静态混合器→机械搅拌澄清池→V型滤池→消毒→清水池→用户。

方案比选分析：磴口县以黄河水为水源，典型的高浊度水，辐流式预沉池可以处理高浊度水，对水进行初步的处理，减小以后工艺的处理负担，水力循环澄清池适用于中小水厂，处理进水浊度小于2 000度，符合此次设计要求，此次设计水源没有受到污染，故不必做深度处理，V型滤池采用气水混合反冲和表面冲洗，冲洗效果好，自动化程度高。预沉池的建造首先考虑利用现有的低洼地，湖泊，河道等加以改造，出水后送水厂进行常规处理，根据方案比选分析，选用方案二，工艺合理，造价适中，符合中国国情。处理工艺流程图见图1。

4 主要构筑物设计[5]

4.1 辐流式预沉池

辐流式预沉池总面积为710 m2，其半径为11 m，池高3.2 m，预沉池容积878 m3，总停留时间为0.49 h，泥渣浓缩时间为10.6 h，每池设计进水量为0.14 m3/s，原水中含砂量的重量百分数为78%，矩形周边集水槽的计算长度为11.5 m。

4.2 水力循环澄清池

水力循环澄清池共有8个,分两套系统,每套系统采用一组双钢丝牵引刮泥机,横向刮泥。水射器的喷嘴直径为0.13 m，净作用水头为4.86 m，喷嘴断面积0.013 m2，喉管直径0.55 m，喉管高度1.4 m，喇叭口直径1.1 m，喇叭口斜壁高度0.275 m，喷嘴与喉管间距260 mm。第一反应室出口断面积6.15 m2，第一反应室高度4.2 m。第二反应室上口断面积9.6 m2，第二反应室上口直径4.5 m，实际断面积9.75 m2，第二反应室出口至第一反应室上口高度0.5 m，第二反应室高度5.5 m。澄清池各部分尺寸：分离室面积120 m2，澄清池直径13 m，池内水深7.26 m，池总高度7.4 m，池锥体部分高度4.8 m，池直壁高度2.6 m。各部分容积及停留时间：喉管混合时间0.7 s，第一反应室容积及停留时间22 s，第二反应室容积及停留时间166 s，分离室停留时间91 min，净水历时T′=94.2 min，澄清池总容积及停留时间分别为517 m3和1.2 h。

4.3 V型滤池

1)池体设计。滤池工作时间23.9 h，滤池总面积279 m2，滤池分格选双格V型滤池，池底板用混凝土，单格宽B单=3.5 m，长单=10 m，面积35 m2，共4座，每座面积70 m2，总面积280 m2。滤池高度3.83 m，滤头个数1 393个。

2)反冲洗管渠系统。反冲洗用水量1 260 m3/h，反冲洗配水系统干管截面积为0.23 m2，反冲洗配水干管用钢管，DN600，流速1.44 m/s。反冲洗用气量1 050 L/s，反冲洗配气系统干管断面面积0.21 m2，反冲洗配气干管用钢管，DN600，流速v=4.3 m/s。气水同时反冲洗时反冲洗水的流量0.28 m3/s，气水同时反冲洗时反冲洗空气的流量1.05 m3/s，气水分配渠干管的断面积0.40 m2。

3)滤池的管渠布置。

a.反冲洗管渠：气水分配渠起端宽取0.4 m，高取1.5 m，末端宽取0.4 m，高取1 m。则起端面积0.6 m2，末端截面积0.4 m2，两侧沿程各布置20个配气小孔和20个布水方孔，孔间距0.6 m，共40个配气小孔和40个配水方孔。排水集水槽起端槽高为1.03 m，排水集水槽末端高为1.53 m。

b.进水管渠：4座滤池分成独立的两组，每座滤池由进水侧壁开3个进水孔，每组进水总渠过水流量按强制过滤流量设计，流速0.8 m/s～1.2 m/s，强制过滤流量为0.62 m3/s，进水总渠水流断面积0.62 m2，进水总渠宽1 m，水面高0.8 m。两侧进水孔孔口在反冲洗时关闭，中间进水孔孔口设手动调节闸板，在反冲洗时不关闭，供给反洗表扫用水。出口总面积0.55 m2，中间孔面积0.1 m2。

4)V型槽设计。V型槽底设表扫水出水孔，直径取0.025 m，间隔0.15 m，每槽共计80个，则单侧V型槽表扫水出水孔总面积0.04 m2。表扫水出水孔低于排水集水槽堰顶0.15 m，即V型槽槽底的高度低于集水槽堰顶0.15 m。V型槽倾角45°，垂直高度1 m，壁厚0.05 m。反冲洗时，V型槽顶高出滤池内流面的高度为0.79 m。反冲洗时，V型槽顶高出槽内液面的高度为0.53 m。反冲洗配水干管用钢管，DN600，管内流速1.44 m/s，1 000i=4.21，布置管长总计60 m。反冲洗总管的沿程水头损失0.25 m，反冲洗配水干管主要配件及局部阻力0.77 m，冲洗水塔到滤池配水系统的水头损失1.02 m，冲洗水箱高度4.54 m。

4.4 消毒

消毒方式采用单独滤后消毒，消毒方法采用氯消毒。加氯量为3.325 kg/h。加氯机选用一台LS80-3转子真空加氯机，相邻两台加氯机距离采用1 m,安装高度采用高出地坪1.5 m。氯气管采用紫铜管。其储备量为2 394 kg，氯库和加氯间采用合建的办法。

4.5 清水池

清水池容积为7 600 m3/d，清水池的各部分尺寸：拟建2个池子，池子有效水深取hu=4.5 m，超高取0.3 m，安全储量水深为0.5 m，清水池总高5.3 m。设计2个清水池，清水池形状取为矩形。其单池面积791 m2，清水池平面尺寸设计为800 m2。进水管采用700 mm的管径，管内流速为0.821 m/s。最高日最高时水量为4 117 m3/h，采用管径为1 000 mm，管内流速为1.16 m/s。溢水管管径和进水管管径相同。

5 结语

随着经济的快速发展引发了环境污染问题，水质不断恶化，水资源严重短缺，高浊度水作为重要的水资源，按照其实际情况，完全可以作为城市供水水源。此次设计为内蒙磴口净水厂，设计规模7.6万m3/d，针对进水浊度高的情况，净水工艺采用辐流式预沉池降低原水的浊度，减小后续处理构筑物负荷，使水厂出水满足GB 5749—2006生活饮用水卫生标准。

[1] CJJ 40—2011，高浊度水给水设计规范[S].

[2] 李喜林,刘 玲,周新华,等.高锰酸钾与沸石联用处理低温低浊微污染水源水实验研究[J].非金属矿，2013,36(3):66-68.

[3] 戴之荷.受污染高浊度水净化新技术[J].给水排水，2001,27(3):1-7.

[4] 李喜林，刘 玲，江 富，等.高锰酸钾和混凝剂联用处理微污染水源水试验[J].辽宁工程技术大学学报(自然科学版)，2013,32(3):349-352.

[5] 上海市政工程设计院.给排水设计手册(第3册) 城镇给水[M].第2版.北京:中国建筑工业出版社，2004.

Engineering design of high turbidity water treatment plant★

Chen Xingkui1Wang Xiaoli2Shang Fangfang3

(1.ZhangwuWaterSupplyCompany,Fuxin123200,China; 2.InnerMongaliaNorthHeavyIndustriesGroupCorp.Ltd,Baotou014033,China； 3.CollegeofArchitecturalandEngineering,LiaoningTechnicalUniversity,Fuxin123000,China)

The thesis discusses the high turbidity water purifying plant water treatment problems in Dengkou of Mengolia, suggests to apply radical sedimentation basis for reducing original water turbidity while selecting common processing technologies, so as to make the water meet DrinkingWaterHealthCriteria(GB 5749—2006), which has provided some guiding basis for high turbidity water plant construction and transformation.

water purifying plant, high turbidity water, radical sedimentation basin, V-style filter

2015-01-04★：国家自然科学基金项目(项目编号:51304106)

陈兴奎(1971- )，男，工程师； 王晓丽(1979- )，女，工程师； 尚方方(1991- )，男，在读硕士

1009-6825(2015)08-0139-03

X703.1

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