水厂改扩建工程一体化净水池设计探讨

景立军

摘  要：本文以某水厂的滤水间改扩建项目为例，对该水厂的一体化净水池展开全新设计，利用净水设备，融合絮凝、沉淀以及过滤等多重功能，能够实现自动化运行，确保设备对原水的处理效果，处理过程对水量消耗较少，并可节约动力，且占地面积小，取得了良好成效。本文对设计方案进行了说明，重点对一体化净水池建设工艺、结构组成、设备选择以及投加装置的设计内容展开了分析与探讨。

关键词：水厂  改扩建  一体化  净水池  设计

中图分类号：TU991.2                        文献标识码：A                 文章编号：1674-098X（2020）09（a）-0031-03

Abstract： In this paper， a new design of the integrated water purification tank of a water plant is carried out by taking the reconstruction and expansion project of the water filtering room of a water plant as an example. The water purification equipment is used to integrate the functions of flocculation， sedimentation and filtration， which can realize automatic operation and ensure the treatment effect of the equipment for raw water. The treatment process consumes less water， saves power， and occupies a small area，made thegood effect. This paper describes the design scheme， mainly analyzes and discusses the construction technology， structure composition， equipment selection and the design content of the unit.

Key Words： Water plant;Reconstruction and expansion;Integration;Water purification tank;Design

社会快速发展，人口增加，导致用水量逐渐升高，加速水厂运转负担。部分水厂在用水高峰期存在超负荷运行情况，对水池的维护与清洗等工作也带来巨大挑战。水厂的改扩建项目可有效地提升其负载能力。净水池设计当中净水设备的选择十分重要，因其占用空间小、安装便捷，因此受到推广应用，合理运用净水设备完成净水池一体化设计工作至关重要。

1  项目介绍

1.1 项目概况

某水厂的过滤间当中存在“V型”滤池以及过滤单元，水厂水质可达到出水的水质要求，但是在处理单元内未设置净水设备。若安装净水设备，可实现一体化净水，因此需要实施水厂改扩建施工。

1.2 方案选择

1.2.1 管式混合器

对于水质展开混凝处理，主要是向其中加入絮凝剂，通过其水解、聚缩等反应，生成高聚物。此类物质桥架作用较强，可使得胶粒顺利吸附与黏结。该项目选择管式混合器，此类混合器主要作用为利用混凝剂产生的水解产物，在其向水体内扩散环节，可保证药剂能够均匀地向水流内投加，并且在其中扩散。在混合器主管壁位置，存在螺旋状的药剂添加区，分布缠绕，其中含有大量喷药口，存在倾斜角，这些喷药口能够按照螺旋方式，分布在管腔之中。水流处于投药泵以及旋转流二者双重压力下，螺旋状药剂按照特定角度通过喷口向混合器原水内喷射，处于混合器的外腔旋流影响下，使得水流在内外腔充分混合，在汇合管内形成旋流，保证药液、水流二者高效混合，发挥混合器使用功能。

1.2.2 絮凝池

项目使用絮凝池为网格型，主要原理可将絮凝池划分成多个等面积网格，在各网格竖井内设置多层网格结构，以便水流能够从初始进化环节，向竖井内流入，顺利进入到下一豎井网格之中。各网格竖井上下开口相互错开，便于水流能够上下流动，一直向出口流出。由于此类絮凝池结构简单，并且絮凝效果优良，可在短时间内完成絮凝，因此对于本改造工程高度适用。

1.2.3 沉淀池

项目中沉淀池使用横向分流式，此沉淀池基于侧向流斜板技术加以改进形成，组成部分包括沉淀部件、翼片以及导流板等，各部件之间按照特定顺序排列。运用此类型沉淀池，介质能够沿水平方向流动，通过多层翼板，对水流实施分层净化。当介质通过第一层翼板之后，能够将水中沉降物向沉淀区排入。结合沉淀池能够絮凝颗粒有效沉淀这一原理，通常而言，室内的进水量保持不变，沉淀效率和其内沉淀投影的面积之间成正比关系，因此，使用横向分流斜板作为净化装置，能够将沉淀投影的面积有效增加，进而提升沉淀池对杂质沉淀能力，因此应用此类沉淀池，可较好提升净水池的净水能力。

1.2.4 滤池

此改扩建项目中，使用的滤池为V型滤池，此类滤池主要特点为过滤速度快、周期长，可保证在恒定水位的条件下实现等速过滤，同时出水效果优良。此类净水池承托层无须过厚，能够利用汽、水以及反冲洗等方式，可在消耗少量冲洗用水的前提下，获得优良的冲洗效果。鉴于此类滤池的使用优势，为本项目的最佳选择。

2  水厂改扩建工程建设一体化净水池的设计

2.1 净水池工艺及结构

2.1.1 工艺设计

该项目净水池在设计过程，将反应、沉淀与过滤等功能集于一体。在反应池内使用不锈钢，事先组装，确保絮凝时间达到20min，在沉淀池内使用不锈钢斜管，不但占用空间小，而且还可高度适应原水冲击，此类材料使用年限长、维修成本低。管内流速设计为2mm/s，在过滤池内使用厚钢板，选择使用细沙作为滤料，粒径处于1.0～1.2mm之间，厚度约1.2m，配长柄滤头。承托层使用卵石，粒径约在2～4mm，厚度在100mm，滤速设计值7m/s。使用3个过程进行冲洗，周期在48h之内，运用动力阀进行排污，反应池内使用氯化铝，消毒区使用二氧化氯。

2.1.2 净水池结构

净水池整体使用钢结构，长方体外形，长度为23.1m，宽度为12.0m，高度为4.8m;反应池长度6.5m，宽度12.0m，高度4.8m;沉淀池长度8.5m，宽度12.0m，高度4.4m;过滤池长度8.1m，宽度12.0m，高度4.4m。不同钢板之间使用双面连续焊施工方式，制作之后先除锈，后抛光，之后涂刷底漆和环保漆，共同建设净水器、清水池，其中清水池以半地埋方式建造。

2.2 设备选择

该项目选择一体化净水设备，能够处理水量15000m3/d，设备安装在不锈钢箱体之中。原水流经混合器，在其中添加混凝剂，最后通入净水设备当中，依次通过絮凝池、沉淀池以及过滤池，原水可直接向滤池出水管连接，之后经过接触池、滤池等处理加氯，通入清水池内。将出水管向微型滤池当中接入，使用1台一体化处理设备，材质304不锈钢，设备规格长度23.1m，宽度12.0m，高度3.6m，控制进水压≥0.06MPa，使用均衡漩涡絮凝方式，保证絮凝时间20min，沉淀池使用分流斜板式，设置三格微型滤池，气洗强度15L/s  m2，反冲时间2min，气量23.6m3/min，水冲强度3L/s  m2，反冲时间5min，漂洗环节，水冲强度6L/s  m2，时间6min，用水量567m3/h，使用2台反冲风机，1台备用，参数为Q=25.09m3/h，N=30kW，H=40mm。使用3台反冲洗泵，1台备用，其参数为Q=300m3/h，N=19kW，H=15mm。

2.3 投加装置

2.3.1 加氯装置

按照水厂运行实况，确定氯的投加量，保证与饮用水的卫生规范相符。根据项目设计规模，加氯量控制在1.0mg/L，以保障出厂水中余氯含量≤0.3mg/L。使用次氯酸钠溶液，浓度10%，投加量控制在6.3L/h，设计驱动泵两台。次氯酸钠的储量需要保证设备可运行18d，使用容量5m3的储罐存储药液。在加氯间可选择智控设备，按照水流量对加氯环节自动化控制，使用PLC控制系统，实现对计量泵频率以及电源等方面自动调节，实时反馈流量信息，按照出水余氯含量设计氯投加量。

2.3.2 加药装置

使用PAC药剂，将其添加在混合器内，经过管道进入到净水设备当中，因为设计的处理水量15000m3/d，因此，最高PAC药量30mg/L，保证平均加药量15mg/L，控制氯化铝添加浓度在10%。投加装置当中氯化铝，单日消耗量225kg，PAC液添加量2250L/d。设置2只药桶，参数为H=1630mm，V=3000L，分别配置1台N=0.55kW搅拌机，计量泵2台，1台备用，参数为N=0.25kW，Q=180L/h。

3  结语

总之，采取上述设计方案对该水厂的一体化净水池展开全新设计，利用净水设备，融合絮凝、沉淀以及过滤等多重功能，能够实现自动化运行，确保设备对原水的处理效果，效果良好。

参考文献

[1] 陈禹.一体化净水设备在晋中某水厂的工艺设计应用实例[J].山西建筑，2019，45（9）：124-126.

[2] 黃仲均，刘佳伟.基于一体化净水装置的自来水厂改造扩能案例分析[J].中国给水排水，2018，34（22）：82-85.

[3] 唐明启，孙智莉，蔡晓武.藤桥水厂改扩建工程一体化净水池设计[J].中国给水排水，2015，31（14）：87-89.

[4] 薛石龙，周密，张良纯.水平管沉淀用于低温低浊或高浊原水水厂扩建工程[J].中国给水排水，2017，33（20）：100-103.

[5] 丁丽. 北京市T再生水厂工程进度优化与控制研究[D].秦皇岛：燕山大学，2019.

[6] 郭毅. 天津经济技术开发区水厂改（扩）建工程的工艺研究[D].天津：天津大学，2015.

[7] 薛苗苗.某水厂改扩建工程集约化设计方案[J].净水技术，2020，39（4）：23-27，95.

[8] 成军.库车县克里西水厂改扩建工程设计与施工分析[J].陕西水利，2016（3）：98-99.