淺析水廠工程設計

宋艷

摘 要：淺要分析水廠工程設計，對水廠水處理工藝選擇和應用進行了研究，并對水廠整體布局、構筑物布置和廢水處理設施設計進行了討論。

關鍵詞：水廠 ?工藝設計 ?構筑物設計

中圖分類號：TU991 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）11（a）-0099-01

水廠是城市建設中最重要部分之一，關系著城市生產生活，水廠工程設計需要符合城市總體規劃，合理布局，并盡量靠近用水中心地帶和取水點，應該在城市上游選址，并且要有相對便利的輸電線路，場地標高要高于50年一遇洪水水位，并要充分考慮水廠的經濟效益和生態效益，只有這樣，才能夠獲得最佳的水廠建設效果。

1 水處理工藝設計

1.1 常規水處理工藝

常規水處理工藝是指根據原水情況考慮加入助濾劑提高去除率，降低出水渾濁度，提高濾池的處理能力，如果水質不穩定，可投放水質穩定劑，使水質達到要求。

1.2 強化常規水處理

進一步降低原水渾濁度，一定程度清除原水中有機物。強化常規水處理工藝通過強化混凝和強化過濾措施降低渾濁度，強化有機物的處理能力。

1.3 預處理

（1）生物預處理。

主要用于微污染原水處理，微污染原水和廢水生物可處理性相近。生物預處理方法主要有生物膜法和生物流化床等。常規水處理工藝能夠保證飲用水水質，但是不能清除原水中的天然有機物和微量有機污染物，使用生物預處理能夠清理常規處理無法清理的污染物，包括氨氮、有機物和溶解性生物可降解有機物等。

（2）化學預處理。

化學預處理在給水處理工藝前端投放化學氧化劑對處理效果進行強化，目前常用給水處理氧化劑主要有臭氧、過氧化氫、高錳酸鉀等，由于氯氣對人身危害很大，已經逐漸被淘汰。臭氧化學性質不穩定，有著強烈的氧化性，能夠直接氧化水中有機物，破壞有機物不飽和鍵，增加有機物極性和可生化性，并能夠生成一些副產物，包括有機酸、醛、酮等，可以有效氧化水中的鐵離子、錳離子等氧化困難的離子，同樣可以氧化水中硝酸鹽，是良好的殺菌劑和除臭劑，但是臭氧會和溴化物生成有害副產物，溴離子濃度很高時不適用。過氧化氫是淡藍色粘稠液體，在微污染原水中投放能夠有效清除COD。

1.4 深度處理

深度處理主要使用活性炭、膜處理、光氧化等方案。

（1）活性炭吸附。

活性炭是一種處理常規工藝難以處理有機物問題的成熟技術?；钚蕴康奈叫Ч饕艿娇讖教攸c和有機特征兩方面的影響，活性炭大孔吸附能力微弱，微孔是吸附有機物的關鍵。有機物的極性以及分子尺寸、溶解度和親水性同樣會影響活性炭吸附效果。但是活性炭吸附對于三氯甲烷的吸附能力不理想。

（2）臭氧-生物活性炭技術。

在活性炭過濾之前投放臭氧，并在臭氧接觸反應池中使用臭氧氧化降解水中有機物，堅減輕活性炭濾床有機負荷，提高低量活性炭處理平衡能力，并使用臭氧難降解大分子有機物，轉化無法生物降解有機物為可生物降解有機物，并通過臭氧使活性炭濾床達到富氧狀態，活性炭表面生成的生物群落提高了活性炭吸附有機物的能力，延長了使用壽命。臭氧活性炭聯用有效提高了出水水質，活性炭再生周期得到了延長。

（3）膜法處理技術。

對比常規處理工藝，膜技術需要投入的化學藥劑更少，占地面積更小，自動化程度更高，常見壓力推動力膜分離及時主要包括微濾、超濾、納濾和反滲透等方法。膜分離提供的水質穩定，但是目前膜分離技術不成熟，成本偏高，大規模應用還存在困難。

2 構筑物設計

2.1 輸水管線

確定水廠輸水量，設置主管道，并按照遠期規模擴大增設管道，達到雙管運行，保證供水穩定性。

管材選擇。管材是水廠建設中大宗投入，需要綜合考慮投資、水質、水壓以及運行安全等，合理選擇。選擇管材通常情況下需要考慮內壓、外部載荷、衛生情況、施工、維修、可靠性以及使用壽命等情況，埋地管材主要有鋼管、球磨鑄鐵管、預應力鋼筋混凝土管、給水塑料管和剝離鋼砂管等，需要在選定材質之后進行綜合技術經濟性分析。

2.2 廠平面布置

布置廠平面需要使功能區盡可能靠近，功能區之間使用綠化帶隔開，并使用道路連接，在保證綠化面積的前提下布置的盡量緊湊，并考慮近期遠期結合和工程分期實施的可能，要求構筑物分布盡量順暢，不要出現迂回，按照凈水推薦工藝流程布置廠平面。

2.3 建筑總體布局

水廠主要有生產區和廠前區兩大部分。生產區布置按照工藝流程進行，布置水泵、配電室、加藥、污泥脫水、炭濾池、反沖洗泵房、清水池、取水泵等，并設置一定防護帶、綜合樓、車庫等，機修倉庫和大車庫等原理生產區，廠前不設置圍墻，使用綠化帶，即完成了功能分區，又不完全阻斷。布置廠前區需要考慮節能和朝向，南北向比較合理，要求交通組織方便又不互相干擾。

2.4 構筑物設計

（1）配水井。

要求配水井水力停留時間不少于2 min，鋼筋混凝土結構。配水井內安裝回轉式固液分離機2臺，設置溢流管以及放空管和原水濁度儀以及pH計，實現對原水水質的在線檢測，并能夠及時上傳參數到中控制室。

（2）斜管道沉淀池。

斜管沉淀池需要配備一座混合池，混合池內停留50～60 s，使用機械方式混合，斜管沉淀池絮凝反應部分為了保證反應充分，使用網格反應，并且設置20 min的反應時間。

3 廢水處理工程設計

3.1 濾池回收水池設計

主要用于收集炭濾池反沖洗水，在水池內設置回收水泵，上清液回流，沉淀污泥輸送至廢水調節池。按照回收規模，確定回收水池平面尺寸和有效水深以及單格砂濾池反沖洗排水要求，回收水池內設置回收水泵，選擇潛水泵，一用一備方案，回收水池可以兼做調節池，保證水質穩定。

3.2 廢水調節池

廢水調節池主要收集預沉和沉淀池排泥水以及濾池反沖洗前段排水，調節水質，排泥水經潛污泵提升至濃縮池。設計調節池規模要求每次1臺沉淀池吸刮泥機和排泥水濾池反沖洗前段排水，池內設置潛水泵，二用二備，考慮到絮凝池排水存在一定壓力，泥污調節池容量要稍大，并在池內設置潛水攪拌器，防止池內污泥沉淀。廢水調節池同樣為鋼筋砼結構，近期設一座，設置合理的有效水深和總深。

4 結語

水廠建設的重點在于水處理工藝流程的選擇，水廠工程設計需要服從水處理工藝流程的需要，重視功能分區之間的隔離和交通協調，才能保證水廠工程設計合理。

參考文獻

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