污水再生回用處理項目工程施工設計方案

1、污水再生回用處理項目工程施工設計方案一、方案基礎設計依據(jù)和設計原則1、設計依據(jù)業(yè)主提供的原水水質(zhì)、水量和要求等基礎資料；低壓配電的繼電保護和自動裝置設計規(guī)范（GB50054-92）；電力裝置的繼電保護和自動裝置設計規(guī)范（GB50062-92）；室外排水設計規(guī)范（GB50013-2006）；生活污水排放標準（GB5749-2006）；給水排水工程結構設計規(guī)范（GBJ69-84）；給水排水設計手冊（111冊）；地表水環(huán)境質(zhì)量標準（GB3838-2002）；土壤環(huán)境質(zhì)量標準（GB15618-1995）。2、設計原則與要求設計嚴格執(zhí)行國家及地方的有關用水法規(guī)及經(jīng)濟技術政策,符合建設方提出的相關要求。選

2、用先進的處理工藝,構筑物的型式及主要設備必須最大限度地滿足實用的要求,以確保凈水站功能的實現(xiàn)。設計所選用的原始數(shù)據(jù)必須準確可靠,并保證必要的安全系數(shù)。設計中在保證工程質(zhì)量的前提下,盡可能采用合理的措施,降低工程造價和設備運行費用。設計中根據(jù)實際情況在合理、經(jīng)濟、積極、慎重的原則下,力求采用先進的工藝、設備、材料等,以提高工程的質(zhì)量。根據(jù)運行維護要求,力求使水處理系統(tǒng)易于維護管理,自動化水平要符合實際情況。處理站設計力求工藝簡捷,設備管道布局合理、美觀,力求環(huán)境整潔、優(yōu)美、衛(wèi)生。布置緊湊合理占地少上馬快、建設周期短、管理集中、操作簡便、運行費低、運行安全可靠。編制范圍：對被處理水提升后進入凈水處

3、理站的管道混合器至纖維濾池出水后1米內(nèi)的生產(chǎn)性構筑物進行工藝、土建、電氣、儀表、自控、及總圖等各專業(yè)進行方案編制。廠外供電、排水等由甲方根據(jù)現(xiàn)場實際情況另行委托有關單位設計。設計水量的確定：根據(jù)建設方的用水要求,同時考慮遠期生產(chǎn)的擴建,研究確定本項目設計處理后水量規(guī)模為2萬噸/日,考慮1.1的變化系數(shù),則水量按22000m3/d,則流量為Q=22000m3/d=918m3/h。設計進水水質(zhì)：被處理水主要為生化二級處理出水,按原有生活污水及部分工業(yè)廢水處理后設計要求達到一級B標排放標準,其主要的出水水質(zhì)指標如下： uBOD5：20mg/L; vCODcr：60mg/L; wSS：20mg/L;

4、xTP：1mg/L; yTN：20mg/L; zNH3-N：8mg/L、括號內(nèi)為冬天的出水數(shù)據(jù)。設計出水要求再生水用作冷卻用水的水質(zhì)控制標準GB/T19923-2005序號控制項目冷卻用水洗滌用水鍋爐補給水工藝與產(chǎn)品用水直流冷卻水敞開式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)補充水1pH值6.59.06.58.56.59.06.58.56.58.52懸浮物（SS）（mg/L） 30303濁度（NTU）5554色度（度）30303030305生化需氧量（BOD5）（mg/L）30103010106化學需氧量（COD Cr）（mg/L）6060607鐵（mg/L）0.30.30.30.38錳（mg/L）0.10.10.10

5、.19氯離子（mg/L）25025025025025010二氧化硅（SiO2）5050303011總硬度（以CaCO3計/mg/L）45045045045045012總堿度（以CaCO3計 mg/L）35035035035035013硫酸鹽（mg/L）60025025025025014氨氮（以N計 mg/L）10101015總磷（以P計 mg/L）11116溶解性總固體（mg/L）1000100010001000100017石油類（mg/L）11118陰離子表面活性劑（mg/L）0.50.50.519余氯（mg/L）0.050.050.050.050.0520糞大腸菌群（個/L）2000200

6、0200020002000注：當敞開式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)換熱器為銅質(zhì)時，循環(huán)冷卻系統(tǒng)中循環(huán)水的氨氮指標應小于1 mg/L。循環(huán)冷卻水的水質(zhì)標準表項目單位要求和使用條件允許值懸浮物Mg/L根據(jù)生產(chǎn)工藝要求確定<20換熱設備為板式,翅片管式,螺旋板式<10PH值 根據(jù)藥劑配方確定7-9.2甲基橙堿度Mg/L根據(jù)藥劑配方及工況條件確定<500鈣離子Mg/L根據(jù)藥劑配方及工況條件確定30-200亞鐵離子Mg/L <0.5氯離子Mg/L碳鋼換熱設備<1000不銹鋼換熱設備<300硫酸根離子Mg/L對系統(tǒng)中混凝土材質(zhì)的要求按現(xiàn)行的<巖土工程勘察規(guī)范

7、>GB50021 94的規(guī)定執(zhí)行 硫酸根離子與氯離子之和<1500硅酸Mg/L <175鎂離子與二氧化硅的乘積<15000游離氯Mg/L在回水總管處石油類Mg/L <5煉油企業(yè)<10注：甲基橙堿度以碳酸鈣計；硅酸以二氧化硅計；鎂離子以碳酸鈣計。綜合上述兩個國家水質(zhì)標準,參照第一個水質(zhì)標準,因為污水經(jīng)過處理后再生用于循環(huán)冷卻水,因此更合理些,更符合實際情況。說明：若循環(huán)水中含銅材質(zhì)的,則要求出水中的NH3-N的指標小于1mg/L,冷卻循環(huán)水除上述指標之外,其主要的控制指標為水中懸浮物SS、濁度（NTU）、BOD，因SS含量高長期運

8、行,懸浮物會沉積或附著在冷卻循環(huán)水管的管壁上,影響換熱效果,同時因BOD高會長生物膜、藻類等,這也會影響換熱效果,同時由于微生物的作用,容易因生物腐蝕而穿透管壁。銅材的換熱管要求水中的NH3-N的指標小于1mg/L,主要是因為NH3-N與銅會形成銅氨絡合物（通常所講的銅銹）,從而對銅材產(chǎn)生腐蝕作用。因現(xiàn)在污水處理廠還在籌建階段,污水處理廠的出水水質(zhì)無從驗證,在此方案中按循環(huán)冷卻設備不含銅材設計。若按有銅材設計,則出水要保證NH3-N小于1mg/L,若物理、化學方法處理,通過前面的纖維濾池過濾后,則必須的通過折點加氯,然后再通過粒狀活性碳過濾池過濾,通過活性碳的吸附而去除部分NH3-N以及氯離子

9、,因為氯氣的用量投加量很難控制,盡管通過理論上可以計算,但理論上的計算與實際的水質(zhì)變化不相符,另外循環(huán)水中的氯離子含量高則容易對鋼材特別是不銹鋼鋼材腐蝕很大。因建設方冷循環(huán)水系統(tǒng)含銅材較多。因而在此方案中還是要考慮活性碳濾池方案設計。二、工藝設計工藝可行性分析懸浮物（SS）的去除：水中懸浮物質(zhì)是顆粒直徑約在10-4mm以上的顆粒,肉眼可見,這些微粒是由泥砂、黏土、原生動物、藻類、細菌、病毒以及高分子有機等組成,常常懸浮在水流之中,產(chǎn)生水的渾濁現(xiàn)象。這些微粒很不穩(wěn)定,可以通過氣浮、沉淀和過濾而除去。水在靜置的時候,重的微粒（主要是砂子和黏土一類的無機物質(zhì)）會沉下來。輕的微粒（主要是細小的活性污泥

10、）會浮于水面上,用過濾等分離的方法可以去除。懸浮物是造成渾濁度、色度和氣味的主要來源。污水經(jīng)過污水（主要是活性污泥法）處理工藝處理,經(jīng)過二沉池沉淀分離后，出水主要是一些輕的、碎的活性污泥顆粒,這些顆粒經(jīng)過絮凝反應、鞋管沉淀加過濾后出水完全可以達到出水要求。BOD5的去除：BOD5的去除分為物化處理和生化處理兩種方法,但物化處理法與生物細菌為主體的生物處理法相比,其費用遠遠大于生物處理法。有機物分為可溶性與不可溶性的有機物,一般可溶形有機物是由小分子量組成的,不可溶性有機物一般是由大分子量組成的,而可溶性與不可溶性的大分子有機物在絮凝劑與水中帶負電荷的懸浮物發(fā)生靜電中和反應以及橋架的作用下,部分

11、會粘附在懸浮顆粒上,這樣在過濾的作用時,在去除懸浮物的同時也去除了部分可溶性與不可溶性的有機物。在污水處理工藝設計中,一般溶解性BOD5在設計出水中一般為6.4mg/L左右,而在實際出水中往往高于這個值,主要的原因是出水中夾帶一些輕的、碎的活性污泥顆粒而造成的。在此方案中,采用混凝沉淀加過濾的強化處理工藝,能有效地去除大部分的懸浮物,同時大大降低出水濁度,同時纖維濾池過濾工藝,重要是利用纖維濾料的強大的比表面積和吸附功能,使水中懸浮物去除率大大提高,同時也相應降低了BOD5在出水中含量,根據(jù)前面的水質(zhì)分析可知,BOD5的去除率為70%,通過強化處理工藝是完全能達到的。NH3-N的去除：氨氮(N

12、H3-N)以離子態(tài)銨(NH4+)和非離子態(tài)氨(NH3)兩種形式存在于水中。兩者組成比取決于水的pH值和水溫。運用常規(guī)水處理工藝,難于達到除氨氮的效果。較有效地去除氨氮有曝氣法、折點加氯法和生物氧化法。由前面水質(zhì)分析可知,此工程NH3-N的去除率為37.5%,根據(jù)根據(jù)城市污水回用設計規(guī)范給出的深度處理單元技術的處理效率和目標水質(zhì)所列的數(shù)據(jù)可知,通過過濾工藝,總氮的去除率一般為5-15%左右,至于其去除的原理還有待于研究。對于NH3-N的去除還可以采用折點加氯的方式以及活性碳吸附進行去除。TP的去除：根據(jù)室外排水設計規(guī)范（2006年1月1日起,出水中磷的含量為0.5mg/L）中關于化學除磷應用范圍

13、的規(guī)定,一般城市污水經(jīng)過生物除磷后,較難達到0.5mg/L,故可以采用化學除磷的方法,以滿足出水中磷的出水要求。以生物反應池為界,在生物反應池前投加化學藥劑為前置投加,在生物反應池后投加為后置投加,在此工程中除磷為后置投加。后置投加點為生物處理之后,形成的沉淀物通過過濾后達到去除的目的。這一方法的出水水質(zhì)特別好。一般化學除磷主要投加的藥劑為鋁鹽和鐵鹽,主要反應生成難溶的磷酸鋁和磷酸鐵,其投加量與被處理水中總磷量成正比。生成的磷酸鹽沉淀物通過過濾達到去除的目的。針對設計出水的水質(zhì)要求及去除率,以下針對每個需要處理的水質(zhì)指標進行工藝方案分析與選擇,最后確定整個水處理工藝。根據(jù)在GB/T50335-

14、2002再生水利用工程設計規(guī)范中給出的深度處理單元技術的處理效率和目標水質(zhì)所列的數(shù)據(jù)見下表：（下表格得出的數(shù)據(jù),其中過濾為砂濾料過濾得出的數(shù)據(jù)）二級出水進行混凝沉淀、過濾的處理效率與目標水質(zhì)。序號項目處理效率（%）目標水質(zhì)（mg/L）混凝沉淀過濾綜合1渾濁度50-6030-5070-803-52SS40-6040-6070-805-83BOD530-5025-5060-705-104CODcr25-3515-2535-4540-705總氮量5-155-1510-20-6總磷量40-6030-4060-807鐵含量40-6030-4060-8003其它單元過程的去除率（%）序號項目活性碳吸附氨吹

15、脫離子交換折點加氯反滲透臭氧氧化1BOD540-6025-505020-302CODcr40-6020-3025-5050503SS60-7050504NH3-N30-405050505總磷80-90506色度70-8050707濁度70-8050根據(jù)甲方提供的水質(zhì)情況,被處理水為生活污水及少量工業(yè)廢水,生活污水及少量工業(yè)廢水經(jīng)過處理后,主要是對水中的懸浮物SS、BOD、TN、NH3-N、TP進行處理和去除。在此方案設計中考慮造價和技術成熟的原因,采用管道混合網(wǎng)格反應斜管沉淀纖維濾池活性碳濾池的工藝對被處理水進行處理。工藝比選混合混合是原水與混凝劑或助凝劑進行充分混合的工藝過程,是進行絮凝和沉

16、淀的重要前提,混合是混凝劑的水解產(chǎn)物迅速混合到水體的每一個細部,并使水中膠體顆粒脫穩(wěn)的過程?；旌系姆绞接泻芏喾N,常見的有管式混合、混凝池混合和機械混合、空氣攪拌混合等。管式混合：管式混合是利用進水管的水流,通過管道或管道零件產(chǎn)生局部阻力,使水流發(fā)生湍流,從而使水體和藥劑混合。管式混合的特點是設備簡單,不占地,投資較小?；炷鼗旌希夯炷鼗旌系男问接泻芏喾N,其中隔板混合池采用較多。隔板混合池是利用水體的曲折行進所產(chǎn)生的湍流進行混合的?；炷鼗旌系膬?yōu)點是混合效果較好,某些池型能調(diào)節(jié)水頭高低、適應流量變化,缺點是占地面積較大,投資大,某些進水方式要帶進大量氣體。機械混合：依靠外部機械供給能量,使水流

17、產(chǎn)生紊流,它的優(yōu)點是水頭損失小,適應各種流量變化,能使藥劑迅速而均勻的擴散至水體中,同時使膠體顆粒脫穩(wěn),具有節(jié)約投藥量等特點；缺點是增加相應的機械設備,需消耗電能,同時也相應增加了機械設備的維修及保養(yǎng)工作,管理維修比較復雜?？諝鈹嚢杌旌希号c機械混合相似,就是向水中通入空氣,使水與空氣進行混合而產(chǎn)生氣泡,從而使藥劑迅速均勻地擴散至水體中,同時也使礬花不斷變大。優(yōu)點是節(jié)約投藥量,容易適量流量的變化,缺點是增加空壓機等設備及運行費用提高。綜上所述,本系統(tǒng)采用高效管式混合器。由于本工藝中采用了網(wǎng)格反應區(qū),藥劑經(jīng)過高效混合器,根據(jù)流體力學的原理,水流形成湍流,與藥劑能充分的混合,不需要再有促進反應的裝置

18、。由于管道混合器設備簡單,無需操作管理,并且混合效果理想,已經(jīng)滿足系統(tǒng)的要求,因此設置高效管道混合器在凈水器進水口前,加強藥劑與水的混合,讓其在后續(xù)的反應區(qū)中能更好的發(fā)揮絮凝的作用。絮凝：絮凝過程就是使具有絮凝性能的微絮粒相互碰撞,從而形成較大的絮粒，以適應沉淀分離的要求,為了達到完善的絮凝效果,必須具備兩個主要條件：一是具有充分絮凝能力的顆粒；二是保證顆粒獲得適當?shù)呐鲎步佑|而又不致破壞的水力條件。根據(jù)水質(zhì)、水量及沉淀池形式等因素確定絮凝的方式,其形式如下：旋流絮凝、折板絮凝、機械絮凝、隔板絮凝等多種形式。旋流絮凝：優(yōu)點為池體容積小,水頭損失較小；其缺點為池體較深,在地下水位較高處施工較困難,

19、絮凝效果較差,它適用于中小型工程。折板絮凝：它是利用在池中加設一些折流單元以達到絮凝所要求的紊流狀態(tài),使能量損失得到充分利用,能耗與藥耗有所降低,停留時間縮短。折板絮凝池的缺點為造價較高,只適用于水量變化不大的工程。機械絮凝池：優(yōu)點為反應效果好,水頭損失小,絮凝時間約為1215分鐘。由于增加了機械設備,攪拌漿的轉(zhuǎn)速調(diào)整可適應不同的水量和水質(zhì),但對機械設備質(zhì)量要求較高,機械設備維護量大,管理比較復雜,機械設備投資高,運行費用大。網(wǎng)格絮凝池：網(wǎng)格絮凝池是應用紊流理論的絮凝池。絮凝池分成許多面積相等的方格,水流上下交錯流動,直至出口,在全池約三分之二的分格內(nèi)，垂直水流方向放置網(wǎng)格或柵條,在水流通過時

20、,形成了良好的絮凝效果。翼片隔板絮凝池：與網(wǎng)格相似,翼片隔板絮凝主要原理是利用邊界層脫離理論和顆粒碰撞的慣性效應,在絮凝池中順水流方向布置隔板,垂直水流方向設置翼片,使水流產(chǎn)生高頻漩渦,為藥劑和水中顆粒的充分接觸提供了微水動力學條件,并產(chǎn)生密實的礬花,對原水水量和水質(zhì)的變化適應性較強,絮凝效果穩(wěn)定。但需要采用不銹鋼材質(zhì)的設備,造價比較高。綜合以上所述,本系統(tǒng)采用改進型網(wǎng)格絮凝方式。由于原水為河水,水質(zhì)情況良好,相對穩(wěn)定。在此方案中選用網(wǎng)格絮凝的方式,這是由于網(wǎng)格絮凝的造價適中,管理簡單，維護量很少,并且絮凝效果優(yōu)越。沉淀：沉淀工藝是指在重力作用下懸浮固體從水中沉降分離的過程,它擔負著去除809

21、9以上懸浮固體的作用,是主要的水處理工藝之一。沉淀常用的形式有很多：平流沉淀池、斜管（板）沉淀池、豎流沉淀池、輻流式沉淀池、快速斜管沉淀池等。平流沉淀池：平流沉淀池的優(yōu)點為構造簡單、操作管理方便、施工較簡單、它的缺點為占地面積大、排泥困難、投資高、沉淀效果差。斜管(板)沉淀池：它占地面積小、沉淀效率高,但需要耗用較多的斜管材料，老化后需定期更換,增加運行費用對原水水質(zhì)變化的適應性較差,排泥機械的布置較困難。 豎流沉淀池：排泥方便、管理簡單、占地面積小。但池子深度大、施工困難、對沖擊負荷和溫度變化的適用能力較差,池徑不宜過大,造價較高等。 輻流式沉淀池：多為機械排泥、運行較好、管理較簡單。但機械

22、排泥設備復雜，對施工質(zhì)量要求高。斜管沉淀池：斜管沉淀池是在傳統(tǒng)的平流式沉淀池及斜管沉淀池的基礎上改進而成的,效率高占地面積小較操作簡單。但是排泥一般采用重力排泥,采用斜管費用較高。綜上所述斜管沉淀池這種型式的效率最好,占地面積小,適合于水處理量大且水質(zhì)不穩(wěn)定的工程?？紤]到設備的運行穩(wěn)定以及投資費用、運行費用、日后的機械檢修維護等因素,確定沉淀池采用斜管沉淀的形式。在多年的水處理領域經(jīng)驗看來,斜管沉淀池的符合水質(zhì)變化不大的水處理工程需要,并且維護量少,操作使用簡便,因此經(jīng)過了研究改進,加大了沉淀池的抗沖擊負荷、沉淀面積,能成功的去除原水中大部分的懸浮顆粒物。另外考慮到排泥自動化,減少操作失誤,沉

23、淀區(qū)設置了自動排泥閥,定期自動排泥至污泥系統(tǒng),以確保沉淀區(qū)的正常運作。濾池比選砂濾池：過濾是用了傳統(tǒng)的石英砂濾料作為濾床進行過濾,這種濾層稱為均質(zhì)濾層,濾料則稱為均質(zhì)濾料,其特點是在整個濾層內(nèi),濾料的級配都是一樣的。因此沿濾層厚度的每一點,濾料顆粒間所形成的空隙大小的分布也是一樣的。在沿均質(zhì)濾層厚度的每一點具有容納同樣多的懸浮固體的能力。但是當濾池進行反沖洗后,由于石英砂的剛度大,不可壓縮和水力分級的作用,原來的均質(zhì)濾料層就變成了分級濾料的濾層,即在沿濾層的厚度方向上,濾料是按從小到大的順序排列的。由于均質(zhì)濾層的分級（也叫級配）作用在過濾時產(chǎn)生以下問題：使濾料層在厚度方向上空隙大小是從濾層的頂

24、部到底部是從小到大排列的，形成一個金字塔的構造,如圖r。在孔隙最小的頂部濾層要容納的懸浮固體數(shù)量最大，而孔隙最大的底部濾層卻是容納的懸浮固體量最小。濾池由于濾層頂部迅速地被懸浮固體堵塞,水頭損失迅速上升,在過濾的水頭損失達到允許值的時候,整個濾層的截留懸浮固體能力未能發(fā)揮出來。由于上述原因?qū)е戮|(zhì)砂濾存在以下問題：u過濾速度低; v占地面積大; w過濾周期相對較短; x反沖洗時照樣進水，反沖洗自耗水量大; y出水水質(zhì)隨著時間的延長而逐漸變差; z濾層的納污量小; 由于砂濾在反沖洗時受其膨脹率的影響,其反沖洗強度不能太大,所以反沖洗不徹底,這樣必然影響過濾周期及出水質(zhì); |反沖洗強度太大容易跑濾

25、料,所以經(jīng)常需要更換濾料; 過濾時的阻力大;過濾過程不易控制,表面砂層容易積泥。缺點：濾速小、納污能力低、易串層、需有全套的沖洗設備。短束纖維濾池：纖維濾料是一種將纖維濾料吸附性能與截污性能好的特征與顆粒濾料反沖洗效果好的特征相結合,形成一種全新的過濾材料。顆粒過濾材料的重要特征是可以方便在濾池內(nèi)完成清洗,但是采用纖維材料作為過濾材料的一個出發(fā)點是其比其他實體顆粒材料具有大得多的比表面積和空隙率,其孔隙度高達8590%對比之下,粒徑1mm石英砂濾層孔隙率為45%,由此推斷由纖維材料構成的濾床具有比常規(guī)過濾材料大得多的納污量。納污量為單位體積濾床每周期截留的懸浮顆粒物的質(zhì)量,納污量的提高對濾池效

26、率的提高具有決定性的意義。這也是在保證濾后水質(zhì)合乎要求及合適過濾周期的前提之下,應用“彗星”式纖維濾料的濾池可以比常規(guī)砂濾料濾池濾速高23倍的高濾速運行。該過濾材料的特點是其一端為松散的纖維絲束,其形狀見下圖： 過濾時密度較大的固定核起到了對纖維絲束的壓密作用,同時又由于固定核的尺寸較小,對過濾斷面空隙率分布的均勻性影響不大,從而提高了濾床的截污能力。氣水同時反沖洗時,由于彗星式纖維濾料處于自由狀態(tài),在反沖洗時,由于固定核和纖維絲束的密度差,處于降落傘的狀態(tài),固定核在下,纖維絲束在上,固定核纖維絲束隨反沖洗水流散開并擺,產(chǎn)生較強的甩曳力,過濾材料之間的相互碰撞也加劇了纖維在水中所受到的機械作用

27、力,過濾材料的不規(guī)則形狀使過濾材料在反沖洗水流作用下產(chǎn)生旋轉(zhuǎn),強化了纖維在水中所受到的機械作用力,上述幾種力的共同作用結果使隨著在纖維表面的固體雜質(zhì)顆粒很容易脫落,從而提高了過濾材料的洗凈度。過濾時在該濾床的橫斷面（水平）上空隙率分布均勻,確保了過濾時水流通道大小一致性,其直接效果是截污量均勻,水流短路現(xiàn)象得以避免。同時纖維絲束濾料浸水后的密度和水接近,濾床上部的濾料受水的浮力作用,濾料的孔隙率大大增大,從而在縱斷面（垂直）空隙率分布由上至下逐漸減少,空隙率沿濾床縱斷面呈上大下小的梯度分布。該結構十分有利于水中固體懸浮物的有效分離,即濾床上部脫附的顆粒很容易在下部窄通道的濾床中被捕獲而截留。因

28、為比重較大的固定核對纖維絲束起到壓密作用,同時由于固定核尺寸較小,對過濾斷面空隙分布的均勻性影響不大,因此可提高濾床的截污能力。正因為短束纖維濾料形成的濾床所具有的上述獨特性,因此以短束纖維濾料為技術核心的短束纖維濾池具有以下特點： 過濾精度高：對水中大于5m的懸浮固體顆粒的去除率可達90以上,最高去除率為95,正常出水濁度在1 NTU以下。截污容量大：對于經(jīng)混凝處理的水,在不同過濾速度下,截污容量在1025 kg/m3的范圍內(nèi)。過濾速度快：在工程應用中的設計過濾速度為1520m/h,比采用過濾速度為712m/h的石英砂濾池,它可以減少水廠的占地面積1/2以上,從而節(jié)約建設投資。反洗耗水率低：

29、反沖洗耗水量小于周期濾水量的12。運行費用低：由于濾床結構及濾料自身的特點,絮凝劑投加量是常規(guī)技術的1/21/3,且周期產(chǎn)水量的提高使得噸水運行費用也隨之減少。使用壽命長：由于濾料層被上下兩層板隔離形成一個封閉的腔室,運行過程中不會產(chǎn)生象石英砂常有的“跑料”現(xiàn)象,不必每年添加或更換濾料,濾料本身耐腐蝕性能好,自然使用壽命在十年以上,維護費用低。工藝流程的選定：本次水處理的目的是通過必要的物理化學處理方法去除水中部分懸浮物、有機物等污染物,使之符合中水的水質(zhì)要求。具體工藝流程如下：被處理水 加藥 管道靜態(tài)混合器 網(wǎng)格反應池 斜管沉淀池 短束纖維濾池反沖洗泵反沖洗風機活性碳濾池反沖洗泵清 水 池提

30、 升 泵原水（Q918t/h;1217mH2O）進入本項目界區(qū),原水經(jīng)靜態(tài)混合器與加藥裝置投加的絮凝劑均勻混合后進入網(wǎng)格絮凝池進行絮凝反應。本方案中采用的絮凝劑為堿式氯化鋁（PAC）,它凈化效率高,耗藥量少,出水濁度低,色度小,過濾性能好。絮凝反應后出水經(jīng)整流區(qū)池壁孔洞均勻自流進入斜管沉淀池沉淀經(jīng)絮凝反應后形成的大顆粒絮團,斜管沉淀池出水經(jīng)集水槽自流進入短束纖維濾池進行過濾以進一步去除水中的懸浮物,最后進入活性碳濾池,進一步去除有機物與氨氮,使出水達到設計要求,濾池出水進入清水池。絮凝沉淀池底部設置穿孔排泥管,定期排泥（污泥處理系統(tǒng)建設方自理）。絮凝沉淀池排泥水和短束纖維濾池反沖洗廢水排入廠區(qū)

31、污泥處理系統(tǒng)。短束纖維濾池采用氣水聯(lián)合沖洗,反洗空氣由羅茨風機提供,活性碳濾池采用水反沖洗,反洗水則來自清水池。工藝特點及設備的功能說明本處理工藝的特點主要處理設施采用傳統(tǒng)工藝與新過濾工藝相結合的結構設計。系統(tǒng)布置采用了短束纖維濾池過濾,占地面積少。系統(tǒng)采用現(xiàn)時較常用的網(wǎng)格旋流反應方式,該方式最大的優(yōu)點是結構簡單，而且顆粒間的碰撞對礬花的形成及增大起很大作用。網(wǎng)格旋流反應與普通反應比較效果高出2倍以上，并且改設備根據(jù)我公司多年內(nèi)眾多工程中的運行經(jīng)驗而改進，因此該方式很適合作為沉淀設備前的反應設備。工藝設備的特點絮凝劑投加裝置：加藥裝置的作用是為系統(tǒng)投加適量的絮凝劑,其主要作用是將原水中的懸浮物

32、、有機物、膠體等絮凝成大顆粒的礬花,以便在預處理工藝中被有效去除大部分有機懸浮物及泥渣。水中的膠體顆粒是10-410-6mm,在水中很穩(wěn)定,不易沉降。它的自然沉降速度每秒只有0.154×10-6mm,沉降1m需要200年。這是因為膠體往往帶有一定量的同性電荷,它們互相排斥,難以自動聚集成為大顆粒。高分子絮凝劑溶于水后,會產(chǎn)生水解和縮聚反應形成高聚合物。這種高聚合物的結構使線型結構,線的一端拉著一個膠體顆粒,另一端拉著另一個膠體顆粒,在相距較遠的兩個微粒之間起著粘結架橋作用，使得微粒漸漸變大,變成大的絮凝體（俗稱礬花）。因此為了使水中的懸浮物質(zhì)、膠體能迅速沉降,就需要投加絮凝劑,與水中

33、的雜質(zhì)通過絮凝和橋架作用生成大顆粒沉淀物,然后通過沉淀過濾設備去除。為此設置了加藥裝置,專門投加絮凝劑,以增強絮凝效果。本工程處加藥裝置采用進口計量泵進行藥劑的投加,控制投加藥量直觀、精確、操作簡便。計量泵與進水閥聯(lián)鎖控制,當進水閥開啟時計量泵自動啟動。管道混合器：利用混合器內(nèi)獨特的部件加大水流的折流、分流、湍流、阻流、串流等現(xiàn)象，使藥劑和原水充分混合。該設備結構簡單,安裝容易,無需進行手工操作，水頭損失小，混合充分。采用不銹鋼材質(zhì)，具有良好的耐腐蝕型,抗壓強度高，外形美觀,使用壽命長。網(wǎng)格旋流反應池：原水經(jīng)過藥劑的投加后，在管道混合器充分的混合，然后進入本工藝單元。網(wǎng)格旋流反應池內(nèi)設置了多格

34、多層網(wǎng)格，不斷改變原水水流的流向和流速，靠自身的水力作用，使加入的混凝劑與進水進一步混合。水中的膠體在混凝劑的作用下吸附其他的膠體，并在網(wǎng)格中互相碰撞，逐漸形成大顆粒的絮凝體。設置了網(wǎng)格反應區(qū)的沉淀池比傳統(tǒng)的豎流式沉淀反應池有更好的混凝效果，同時節(jié)省了藥劑的投加量。一般情況下進水濁度在80NTU以內(nèi)時，沉淀池出水濁度已5-8NTU。斜管沉淀池：斜管沉淀池是在傳統(tǒng)的平流式沉淀池及斜管沉淀器的基礎上改進而成的。沉淀池內(nèi)設置了斜管，相當于很多個很小的沉淀池組合在一起，由于斜管的間距和管道的管徑較小，所以水流在此處成為層流狀態(tài)。因此，當水在各自的斜管中流動，各層隔開互不干擾，水中固體顆粒的沉降也因此不

35、被水流干擾，能輕易的沉降下來。另外，由于斜管增加了沉淀面積，當沉淀池的截留速度（沉降速度）相同時，處理水量得到了增加。換言之，在處理同等水量的前提下，可縮小設備（或裝置）的體積，減少設備投資。在增加了斜管縮小設備體積的同時，在技術上還大大改善了水力條件：斜管的管徑、間距足夠小時，（一般在30mm左右），水流處于層流狀態(tài)，此時顆粒的沉降，不受水流干擾，提高了沉淀的穩(wěn)定性。顆粒沉降的路程縮短，因而縮短了沉降時間。 短束纖維濾池過濾精度高：對水中大于5m的懸浮固體顆粒的去除率可達90以上,最高去除率為95,正常出水濁度在1 NTU以下。截污容量大：對于經(jīng)混凝處理的水,在不同過濾速度下,截污容量在10

36、25 kg/m3的范圍內(nèi)。過濾速度快：在工程應用中的設計過濾速度為1520m/h,比采用過濾速度為712m/h的石英砂濾池,它可以減少水廠的占地面積1/2以上,從而節(jié)約建設投資。反洗耗水率低：反沖洗耗水量小于周期濾水量的12。三、工藝單元設計集水池:集水池可利用原污水處理廠的消毒池,在原消毒池內(nèi)安裝潛水提升泵。如果此中水回用工程要上的話,則需要在原來的消毒池頂板上預留出提升泵的安裝及檢修平臺,同時還需要在消毒池上蓋一座磚混結構的保溫房。提升泵:提升泵采用潛水提升泵,耦合裝置。具體參數(shù)：數(shù)量：3臺（2用1備）單臺流量：420m3/h揚程：17m電機功率：30kW安裝方式：自動耦合。提升泵房內(nèi)安裝

37、一臺單軌行車,單軌葫蘆的起吊重量為3噸。數(shù)量一臺。管道靜態(tài)混合器:管道靜態(tài)混合器主要用于藥劑與被處理水的混合作用。過水量為918m3/h,管道靜態(tài)混合器過水流速為1.4m/s,管道混合器直徑D500mm。實際過流流速為1.39m/s網(wǎng)格反應池主要功能：使水中膠體離子與絮凝劑發(fā)生充分反應,通過電性中和、吸附架橋、卷掃、網(wǎng)捕等一系列過程形成易于沉降的大顆粒。絮凝時間為17min,有效水深4.0m,豎井平均流速采用0.11m3/s。絮凝過程分三段：第一段采用不銹鋼網(wǎng)格,每個孔洞安裝3層,流速0.25m/s；第二斷采用不銹鋼網(wǎng)格，每個孔洞安裝2層，流速0.22m/s；第三段不安裝網(wǎng)格。每組反應池的總高

38、為5.2 m。網(wǎng)格采用不銹鋼板等拼裝而成。反應池底部設穿孔排泥管排泥。設計處理水量為Q918m3/h =0.255m3/s。網(wǎng)格反應池分兩組,每組處理水量Q459m3/h =0.1275m3/s。網(wǎng)格反應池絮凝時間T17min；則網(wǎng)格反應池的容積V459×17÷60130m3。網(wǎng)格反應池的設計有效深度為4m；則網(wǎng)格反應池的面積S130÷432.51m2。 單個網(wǎng)格反應池的面積A0.1275÷0.111.16m2；單個網(wǎng)格反應池的尺寸為1100mm×1100mm。網(wǎng)格尺寸為1100mm×1100mm；則網(wǎng)格的個數(shù)N32.51÷

39、1.1628個。有效水深H4.0m,積泥區(qū)深800mm；超高h400mm。斜管沉淀池其設計參數(shù)如下：表面負荷采用5.589m3/m2·h=1.553mm/s。斜管有效系數(shù)為0.95斜管采用塑料片熱壓六邊形蜂窩管,管厚0.4mm,邊距d=30mm,水平傾角=60°,單組池體清水區(qū)面積82m2。池內(nèi)清水區(qū)高度為1000mm,斜管高度為1000mm,配水區(qū)高度為1900mm,排泥高度為800mm,超高500mm。總高為5.2mm。池底設穿孔排泥管排泥。斜管沉淀池分為兩組。每組的設計參數(shù)：設計流量Q918m3/h÷2=459m3/h=0.1275m3/s。每組沉淀池表面積

40、：A459÷5.589=82m2, ;斜管面積為82÷0.9586.32m2。斜管沉淀池與網(wǎng)格反應池合建,斜管沉淀池的寬度與網(wǎng)格反應池的寬相同。在網(wǎng)格反應池與斜管沉淀池之間設置一推流段和入流段以控制水力條件,促進繁花絮體的產(chǎn)生。入流段流速采用40m/h。 短束纖維濾池短束纖維濾池的工藝組成：過濾濾池是由短束纖維濾池,管廊、水封池及氣水沖洗四部分組成。 短束纖維濾池的結構組成：短束纖維濾池是由配水渠、配水槽、表面掃洗孔、蓋板、濾料、濾板、長柄濾頭、人孔、配水布氣孔、濾梁及反沖洗排水渠等組成。管廊：管廊是濾池布設水封池、濾后水出水管及氣水反沖洗管道與閥門的場所。管廊的上部為控制

41、室，與纖維濾池合建。水封池：其平面尺寸為長×寬為2200mm×3000mm深為2000mm,水封池中的堰高為1700mm,水封池建在管廊房內(nèi)。纖維濾池的工作過程：纖維濾池的工作過程分為過濾過程、反沖洗過程和初濾過程。濾池在工作過程中,每組濾池有6個電動閥門它們分別是原水進水閥、濾池出水閥、反沖洗排污閥、初濾閥、反沖洗進風閥和反沖洗進水閥。過濾過程：預處理后的水"纖維濾池"水封池"清水池。在過濾過程中，只有原水進水閥和濾池出水閥是開啟的，其余閥門都是處于關閉狀態(tài)的。反沖洗過程：分別是單獨氣沖、氣水混沖和水漂洗,其工作過程如下：A、單獨氣沖：氣沖過

42、程為：羅茨鼓風機"纖維濾池"反沖洗排污渠。打開反沖洗進氣閥，開啟風機，空氣經(jīng)氣水分配暗渠里的上部小孔均勻進入濾池底部，由長柄濾頭噴出，將濾料托起、沖散，濾料上附著的雜質(zhì)通過氣泡與濾料之間的摩擦、濾料之間的碰撞以及水流的剪切力的作用清洗下來并懸浮于水中,被表面掃洗水沖入排水槽中。此過程只有反沖洗進風閥和反沖排污閥是打開的,其余的閥門都處于關閉狀態(tài)。一般35分鐘，氣洗強度30-34L/（m2·s）。B、氣水混沖過程為：反沖洗排污渠纖維濾池羅茨鼓風機反沖洗水泵在氣沖的同時啟動反沖洗泵,打開反沖洗進水閥,反沖洗水也進入氣水分配暗渠,氣、水分別經(jīng)小孔和方孔流入濾池底部配水區(qū)

43、,經(jīng)長柄濾頭均勻進入濾池,表面掃洗仍繼續(xù)進行。此過程只有反沖洗進風閥、反沖洗進水閥和反沖排污閥是打開的，其余的閥門都處于關閉狀態(tài)。此時原水進水閥處于微開狀態(tài)，以保證被處理水進來確保表面掃洗的工藝功能。表面掃洗的工藝是把濾池上的死角里的臟物通過表面掃洗的推力帶到排污渠里。一般810分鐘,氣洗強度30-34L/（m2·s）,水洗強度4-6L/（m2·s）。C、水漂洗過程：反沖洗水泵"纖維濾池"反沖洗排污渠。此過程只有反沖洗進水閥和反沖排污閥是打開的,其余的閥門都處于關閉狀態(tài)。此過程主要是通過干凈水流對濾料進行漂洗,同時把濾料上的懸浮臟物排到排污渠中。此時表面

44、掃洗繼續(xù)存在。一般35分鐘,沖洗強度4-6L/（m2.s）初濾過程：預處理水"纖維濾池"排污渠。此過程只有原水進水閥和初濾閥是打開的,其余的閥門都處于關閉狀態(tài)。此過程主要是因為開始過濾時的出水水質(zhì)不合格,所以就把這部分水叫初濾水,當做廢水排除。一般13分鐘。初濾完后進入過濾過程,進行下一個循環(huán)。反沖洗全過程伴有表面掃洗,表面掃洗強度1.62.4L/（m2·s）。濾池配水布氣系統(tǒng)蓋板：應能防止濾料在反沖洗時排入排水槽內(nèi)。單塊注塑蓋板其規(guī)格型號：497mm×330mm,=24mm,1平方米為6塊。注塑蓋板主要由注塑固定架和注塑蓋板組成,注塑固定架為304材質(zhì)

45、,注塑蓋板開孔率為30%。注塑蓋板安裝時與注塑蓋板支撐通過螺栓連接。安裝應嚴密并有足夠剛性,保證在反沖洗時不會產(chǎn)生1.5mm以上的間隙。注塑蓋板支撐：用于安裝注塑蓋板,其規(guī)格型號：尺寸1990mm×990mm,采用50×5角鋼,材質(zhì)為304,表面作防腐處理,安裝時與預埋在濾池內(nèi)的鋼板焊接。安裝間隙保證在1.5mm以內(nèi)。濾板：用來固定濾頭,每塊濾板固定28個濾頭,材質(zhì)：高強度復合濾板。其規(guī)格型號為：尺寸980mm×490mm,=50mm。水平安裝,整個池面的水平誤差不得大于±5mm,承載能力不低于1000kg/m2。長柄濾頭：應能均勻收集濾后水,均勻分配反

46、沖洗水,材質(zhì)：ABS。其規(guī)格型號：通徑22。特制的帶帽的注塑長柄濾頭,其總面積與濾池面積之比約為1%,通過螺母固定在濾板上,螺母和濾板見墊硅膠以防止漏氣。采用高度可調(diào)節(jié)結構,初次安裝后,濾池應放水,調(diào)節(jié)濾頭出口在一個水平面上,誤差不得大于±2mm。承托層：承托層采用鵝卵石,粒徑為16-32mm,填裝高度為150mm。纖維濾池的主要設計參數(shù):處理水量918m3/h;過濾速度采用16.4 m/h;反沖洗氣沖強度為30-34 L/（m2·s）;反沖洗水沖強度為4-6 L/（m2·s）;濾料填裝理想高度:800mm;則D型濾池過濾總面積為918÷16.456m2

47、;分四組,每組過濾面積為14m2,則每組濾池處理的水量為918÷4229.5m3/h.現(xiàn)以一組濾池為計算對象來確定濾池的各工藝管道及工藝閥門。濾池的主要參數(shù)見下表:采用14m2濾池4格。設計過濾速度16.4m/h。具體參數(shù)見下表：處理水量(m3/h)918單池過濾面積(m2)14設計過濾速度(m/h)16.4單格濾池濾料重量 (kg),(理想蓬松狀態(tài)高度800mm)930濾池數(shù)量(格)4原水進口方型(mm)300×300初濾水口(mm)DN200清水出口(mm)DN300反洗進水口(mm)DN250反洗排污口(mm)DN300排氣口 (mm)DN40反洗進氣口(mm)DN2

48、00反沖洗水沖強度(L/m2.s)4-6反沖洗氣沖強度(L/m2.s)30-34反沖洗水泵:每個濾池的反沖洗水量QA.q(其中A過濾面積, q為反沖洗水沖強度)則Q6×3.6×14302.4m3/hu流量:179m3/h; v揚程:10m; w電機功率: 11kw; x數(shù)量：3臺（2用1備）; y反沖洗風機:每個濾池的反沖洗氣量QA.q(其中A過濾面積, q為反沖洗氣沖強度)則Q32×3.6×141612.8m3/h26.88m3/min; z流量:12.98m3/min; 升壓:50kpa; |電機功率: 22kw.; 數(shù)量：3臺（2用1備）?；钚蕴歼^

49、濾池為進一步去除被處理中的有機物以及氨氮，在纖維濾池過濾后通過活性碳濾池進一步吸附過濾。處理水量:918m3/h;濾池過濾速度：10m/h。則活性碳濾池過濾總面積為：91.8m2為土建施工方便，采用4格面積為24m2的活性碳過濾池。此時的過濾濾速為：9.56m/h.。碳層厚度按1.5m后設計,被處理水與碳床的接觸時間為：9.8min大于設計規(guī)范中所規(guī)定的7.5min設計合理。碳層最終水頭損失按0.4m-0.6m設計。常溫下：經(jīng)常性沖洗強度為：5-8L/m2.s,歷時8-12min,膨脹率為15-20%。定期性大流量沖洗強度為：10-12L/m2.s,歷時8-12min,膨脹率為25-30%。設

50、計進水濁度為小于3NTU。采用降流方式過濾?；钚蕴嫉脑O計基本性能要求：1、柱徑為1.5mm，柱長：2.5mm的含量為2%；在1.25mm和2.5mm之間的長度的為83%,在1.0mm和1.25mm之間的長度的為14%,小于1.0mm為1%。碘值：900mg/g；亞甲蘭值：150 mg/g；酚吸附值：120 mg/g；真比重：2.2-1.9g/cmm3；堆積重：2.2-1.9g/cmm3；強度：90%等。反沖洗泵：則Q8×3.6×24690m3/h，揚程：10m.功率：30kw;數(shù)量兩臺,一用一備。清水池：因工廠的冷卻循環(huán)水是連續(xù)運行的，不象給水廠有用水高峰期，低峰期，所以清

51、水池不需要很大的庫容量，在此方案中按1000m3設計考慮，施工時參照清水池國家標準圖籍施工。二級泵房據(jù)甲方提供的資料,二級泵房到循環(huán)冷卻水池的距離大致為2000m,因二級提升泵出水直接送到廠內(nèi)原有循環(huán)水池內(nèi),存在6m的高程，因此二級提升泵的揚程主要考慮管道的沿程水頭損失及6m的高程。根據(jù)設計手冊第三冊中的鋼管煤氣管的水力計算表可查得：輸送20000萬噸/天，即833.33m3/h，用DN450，管壁厚為6mm，管內(nèi)流速為1.41m/s，則1000i的水頭損失為5.91m,2000m的水頭損失為11.82m。DN500管壁厚為8mm，管內(nèi)流速為1.14m/s，則1000i的水頭損失為3.41m，

52、2000m的水頭損失為6.82m，考慮到管道投資為一次性投資,而中水回用站建成后需要每天運行，從長遠的角度分析,采用低揚程費用更省。因此回用水管采用DN500，DN500管道8mm厚一米的重為：103公斤,2000米的重量為206噸，每噸按4600元計算,則需要92.7萬元。回用水管采用DN450,DN450管道8mm厚一米的重為：91.74kg,2000米的重量為183.5噸,每噸按4600元計算,則需要84.41萬元。因此出水選用DN500管,同時考慮彎頭等局部水頭損失及富余水頭,水泵的揚程定為17m。若出水選用DN450，則考慮彎頭等局部水頭損失及富余水頭，水泵的揚程定為22m，把每小時

53、833噸水提升1米需要功耗為833000kg.m，1kw102 kg.m/s，則把每小時833噸水提升1米需要833000kg.m÷（3600×102）2.3kw，則提升5米則需要11.5kw，1天按24小時計算，則1天需要用電為276kw,1度電按1元計算，則一天的電費為276元，一年需要電費為：10.07萬元。10年為100.07萬元。在此方案中出水管建議采用DN500管。則二級提升泵的選型參數(shù)如下：為了節(jié)省投資，省去二級泵房，水泵采用潛水泵單臺流量：420m3/h;揚程：17m;電機功率：30kW;數(shù)量：3臺，2用1備;安裝方式：自動耦合。在清水池安裝潛水泵的地方,設

54、計一座水泵房,其目的是為保溫,二在房內(nèi)頂設計單軌行車,便于水泵的安裝及檢修,頂板在結構設計時要考慮泵房的在起吊水泵時的最大荷載。單臺水泵含電機的荷載按3噸計算。提升泵房內(nèi)安裝一臺單軌行車,單軌葫蘆的起吊重量為3噸。數(shù)量一臺。平面布置說明：本方案設計根據(jù)水處理工藝范圍內(nèi)建筑物的功能及工藝流程要求,在滿足各建筑物之間設備安裝,管道埋設及管理要求的基礎上,盡可能使纖維濾池與預處理構筑物排列緊湊合理。高程布置說明：為了減少提升,節(jié)約電能以及材料費用,各建筑物采用重力流布置。反應沉淀池自流到纖維濾池,纖維濾池自流到清水池。各構筑物均采用鋼筋混凝土結構。纖維濾池的高程根據(jù)現(xiàn)場實際情況確定。投藥量的計算：投

55、加藥量按6-10mg/L計算,平時投加量為10mg/l，投加濃度為10%,則選用計量泵規(guī)格：最大流量100L/h;最大壓力1.0Mpa;功率0.18Kw。數(shù)量：2臺（1用1備）。溶液桶和溶解液桶采用PE桶,溶液桶采用2個，每個2m3,溶解桶采用1個,容積為0.5m3,采用濕式投加,藥劑通過溶解筒將藥劑經(jīng)過溶解、攪拌均勻后配置成一定濃度的藥液,自流進入溶液桶,采用壓力計量泵投加到靜態(tài)混合器內(nèi)。加藥量由運轉(zhuǎn)管理部門根據(jù)原水水質(zhì)參數(shù)、水量及出水水質(zhì)參數(shù)確定。加藥系統(tǒng)可以與污水處理廠的加藥系統(tǒng)共用,多配置兩臺計量泵。四、建筑及結構設計設計依據(jù)混凝土結構設計規(guī)范GB50010-2002；建筑結構荷載規(guī)范GB5009-2001；建筑抗震設計規(guī)范GB50011-2001；建筑地基基礎設計規(guī)范GB50007-2002；建筑設計防火規(guī)范GBJ16-87；建筑物防雷設計規(guī)范GB50057-94；工業(yè)建筑防腐蝕設計規(guī)范HB50046-95；地下工程防水技術規(guī)范GB50108-2001。結構形式:網(wǎng)格反應池、沉淀池、纖維濾池、碳濾池、清水池采用C25防水砼,抗?jié)B強度不小于S6,水池內(nèi)側(cè)抹防水砂漿,外壁抹普通水泥砂漿。所有池體基礎均為鋼筋砼片筏基礎,所有房屋基礎為鋼筋砼條形基礎。根據(jù)地質(zhì)勘察報告對單體局部建筑地進行加固處理。建筑設計說明本工程池體外側(cè)面主體顏色