例,一般采用5:1-7:1。
采用活化硅酸作助凝剂在我国已有较长历史,1952年天津自来水公司已开始使用。经验认为要使活化硅酸起到良好的絮凝效果,必须注意活化的方式和方法。活化硅酸的配制应控制原液的浓度和剩余碱度,并掌握控制活化时间。
低温低浊水处理工艺的选择还应结合全年原水的浊度变化。如果原水常年浊度较高,仅在冬季出现低温低浊时,一般采用与常规处理相似的混合、絮凝、沉淀、过滤工艺而在低温低浊时投加助凝剂。如果原水常年浊度都很低(如在30-50度以下),仅在暴雨季节出现大于100度的浊度时,也可采用上述工艺,但在浊度较低时超越絮凝、沉淀阶段而采用直接过滤,超越运行时需加助滤剂。
我国东北地区寒冷季节长达四、五个月,但在雨季河水浊度又可以高达几千度,给水处理带来困难。根据这一特点,研究、开发了一种新型的水处理构筑物——浮沉池。它是将气浮和沉淀相结合的形式,既利用气浮处理低温低浊及高藻时的良好效果,也可用沉淀来处理较高浊度的原水。这种池型已在东北地区近10年水厂中采用,取得了较好效果。
低浊水处理构筑物的形式大致与常规处理相仿,但其所采用的设计指标则与常规水处理不同。
1.2.5 高含藻水处理
由于水体受到污染,水中营养成份增加,藻类过量繁殖,近年来已成为取用湖泊水源时的普遍现象。
我国对于高含藻水的处理,有采用气浮除藻、微滤机除藻、微絮凝接触过滤除藻、生物处理除藻以及预氯化除藻等多种方法。无锡自来水公司针对太湖的含藻问题,探索了加泥吸附沉淀的工艺,取得出较好的效果。
对于富营养程度较低的湖泊水,一般采用常规处理工艺,但加强混合、絮凝和沉淀,并适当降低滤速。原水预氯化有助于后续处理对藻类的去除。但由于预氯化的氯会与水中有机物形成对人体有害的卤代有机物,因此该工艺的选用将逐渐受到限制。据报导,采用高铁酸盐复合药剂代替氯作预氧化剂,可提高对水中藻类的去除,且对饮用水水质无副作用。
采用气浮池除藻,在国内有较多的应用。但当高藻期间原水浊度又较高时,则气浮池的除浊效果将受到影响。最近在设计中也有采用了沉淀与气浮相结合的形式,使原水先经沉淀去除一部分较大颗粒和浊度,然后通过气浮去除藻类和剩余浊度。
采用生物处理除藻近来有较多的研究。试验表明,生物处理对藻类有明显的去除效果,同时还可降低原水中的氨氮、可生物降解有机物、浊度等。对于太湖富营养化原水所做的试验,生物处理对藻类的去除可达50-70%,最高达80%以上。
湖泊水中的藻类和真菌以及湖泥和湖水中的放线菌都会产生生物臭。因此高含藻水往往带来出水中嗅的问题。当湖泊水臭味较浓,而致使出厂水臭阈值不符合饮用要求时,一般在高藻期采用投加粉末活性炭的方法,可取得较好的效果。
从原水水质资料来看,原水浊度不高(30—120mg/l),色度超标(30度),从原水
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水质上看并未发现原水被污染的迹象,也没有发现藻类或氟、铁、锰等元素超标。因此,在本设计中的净水厂一期工程中,决定使用常规的净水工艺进行处理,并对工艺进行局部的改造。暂不考虑预处理与深度处理构筑物的建设。但在平面布置时为留有余地,以应对将来可能出现的水质标准提高与原水水质恶化。 1.2.6 本设计工艺流程的确定
选择常规工艺主要是考虑到常规工艺运行技术与管理经验方面相当成熟,而且净水处理效果稳定,无论是在净水厂构筑物建造方面还是在投产后的运行管理方面都相对经济可靠,符合我国国情。
预期一期工程净水流程如下:
原水——加药加氯间——澄清池——滤池——清水池——消毒——泵房——管网 在絮凝池前(或澄清池)配水井、滤池前和滤后清水管设置加氯点。一般情况下使用滤前加氯点和滤后加滤点防止原水中形成大量有机卤化物(TOX),当原水中有机物、藻类等含量过高时,使用配水井和滤后加滤点去除有机物,杀灭藻类,促进混凝。 二期工程拟建生物填料滤池,对原水进行预处理,本设计只对其池体体积部分做粗略计算,为该构筑物预留出建设用地。
该净水厂投产后若遇到短时期的水质恶化,则分别在沉淀池前和滤池前投加高锰酸钾和粉末活性炭。应该注意的是,其时应取消预加氯,并使用硫酸铝作为混凝剂效果最佳。
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2 设计计算
2.1 混凝剂和投加
参照常州市自来水集团公司第二水厂的运行经验使用聚合硫酸铁(液态)作为混凝剂,投加量为5mg/L,最大15mg/L,溶液浓度11.5%。 2.1.1 混凝剂投加方式
采用计量泵投加,通过改变计量泵行程式变频调速改变药剂投加量,便于对混凝剂投加的自动控制。 2.1.2 投药系统
由于聚合硫酸铁为液态,因此不设溶解池,用溶液池加装搅拌设备的方法直接投加药剂。溶液池分为两格,轮流使用。池旁有宽度为1.5m的平台,便于操作。池底坡度不小于0.02,池底设排渣管。(见图1)
W2=aq/417bn
=(60000/24) ×12/(417×11.5×2) =3.12m
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(拟每日调制两次n=2)
2.1.3 溶液搅拌设备
电动搅拌机采用中心式搅拌。
图1 溶液池及搅拌设备
2.1.4 药量控制
在一级泵房处安装模拟装置将投药量数据传送至水厂,实现投药自动控制,投药量人为输入计算机,由计算机控制计量泵,实现和流量和水质成比例的半自动控制。 2.1.5 加药间和药剂仓库布置
加药间与加氯间合建,具体布置见消毒部分及附图。
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2.1.6 溶液池尺寸
考虑加药量,查《给排水快速设计手册》,溶液池设计尺寸拟定为:
L×B×H=1.6×1.6×1.5
搅拌设备尺寸桨叶直径D=φ750mm,桨板深度L=1200,h1=100mm,h=330mm,搅拌机重量200kg。 2.2 混合
采用静态管道混合器,加装在与加药加氯管连接处的进水管上。 2.3 絮凝与沉淀(澄清)
本设计拟采用机械搅拌澄清池。
机械搅拌澄清池,原称机械加速澄清池,属于泥渣循环型澄清池,其特点是利用机械搅拌的提升作用,来完成泥渣的回流和接触反应。加药混合后的原水进入第一反应室,与几倍于原水的循环泥渣在叶片的搅动下进行接触反应,然后经叶轮提升至第二反应室继续反应,以结成较大的絮粒,再通过导流室进入分离室进行沉淀分离。这种澄清池不仅适用于一般澄清,也适用于石灰软化的澄清。 机械搅拌澄清池优缺点及适用范围如下:
优点:(1)处理效率高,单位面积产水量较大;
(2)适应性较强,处理效果较稳定;
(3)采用机械刮泥设备后,对较高浊度水(进水悬浮物含量3000mg/l以上) 处理也具有一定的适应性。
缺点:(1)需要机械搅拌设备;
(2)维修较麻烦。
适用条件:浮物含量一般小于1000mg/l,短时间允许达到3000-5000mg/l;一般为圆形池子;适用于大、中型水厂。
图2 机械搅拌澄清池计算图(1)
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2.3.1 池体部分计算
设计流量Q’=60000×1.08 =64800 m3/d =2700m3/h=789.2L/s=0.75 m3/s。 拟设三个水处理量为900 m3/h的池体。 设计计算: (1)进水系统
进水管计算:
机械搅拌澄清池要求进水流速为1m/s左右,则d=取进水管管径为DN600,v=0.89 (2)池的直径
第二絮凝池面积
W1=Q提/u1=1.25/0.04=31.25m2 直径 D1=
4(W1?A1)3.144Q3.14V=0.56
=6.31m
取第二反应室直径D1=6.2m,反应室壁厚Δ1=0.5m 第二反应室外径为D1’=D 1+0.25×2=6.7m 第二反应室高度H1=Q’t1/W1=2.49m 考虑构造布置,取高度为3.0m
图3 机械搅拌澄清池计算图(2)
(3)导流室
导流室中导流板截面积A2=A1=0.035m 导流室面积W2=W1=31.25m2
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