運城市南城區供水廠改擴建工程設計方案介紹

黃志超

摘 要：本文介紹了運城市南城區某凈水廠改擴建工程的方案設計，將凈水工藝的主要設計參數以及設備配置等設計特點進行了分析，對于類似改擴建項目具有一定指導意義。

關鍵詞：改擴建 凈水工藝 混凝沉淀

1.工藝流程設計

運城市南城區某現狀供水廠規模4萬m3/d，隨著目前人口增加以及經濟發展的需求，南城區用水量逐年增加，現狀水廠供水量已不滿足南城區用水需求，需要對僅有的供水廠進行擴建。

根據原水水質分析和出水水質要求，本次工程將新建混凝沉淀池、砂濾站和綜合樓各一座；在現有加氯加藥間內增加設備以滿足該流程藥劑和消毒劑的投加；現狀清水池和送水泵房核算后滿足水廠總規模的使用要求，不需要改造；新建流程的出水管與現狀清水池進水管聯通，濾池反沖洗排水及沉淀池排泥與現狀排水系統聯通。

主要凈水構筑物的設計規模為2萬m3/d，自用水系數1.05[1]，總設計流量為：Q =0.243m3/s。

2.總體設計

運城市南城區供水水廠現有處理系統工藝采用隔板反應、斜管沉淀、虹吸過濾，西側廠區內預留用地約3500m2。原水為黃河地下水和白沙河水庫水，出廠水質達到飲用水要求。經水量預測后，水廠新增2萬m3/d的供水規模。

擴建凈水流程采取配水井、機械混合池、旋流絮凝池、斜管沉淀池、V型砂濾池的常規處理工藝，工藝整體布置緊湊。

3.建（構）筑物設計參數

3.1混凝沉淀池

分為兩個系列，單個系列流量為437.5m3/h。池前端設配水井，將水均勻的分配成兩個系列。

混合采用機械混合，每個系列又分為兩級，單級混合時間60s，混合池單池平面尺寸為1.8m×1.8m，有效水深2.0m，超高1.0m，池深3m，有效容積6.48m3。

絮凝池采用旋流絮凝池，絮凝時間按23min，單個系列絮凝池平面2.3m×2.3m共6格，平面有效水深5.34m，底部無需排泥，超高1.31m，池子總水深6.65m。池子有效容積170m3。

沉淀池采用斜管沉淀池，單個系列一個池子，單池平面尺寸為8.0m×9.0m，過渡區有效平面尺寸為1.0×8.0，斜管區平面尺寸為8.0×8.0，單池有效斜管面積為62.8m2，清水區的上升流速為2.00mm/s，斜管池有效水深5.65m，超高0.9m，池總深6.55m。

混合和絮凝池設置室外，總平面尺寸為15.8m×11.2m，池頂設混凝土蓋板。沉淀池總平面尺寸為12.6m×17.45m。

3.2濾站

砂濾站與沉淀池貼建，包含砂濾池、鼓風機房、沖洗水泵房、變配電間、儀表間等。共設4個單池，單池面積28m2，總過濾面積112m2，設計濾速為7.81m/h，一格沖洗時強制濾速為10.4m/h。

濾池反沖洗采用氣洗、氣水聯合沖洗、水沖洗的方式。

反沖洗時間約為10min，其中氣沖時間為1～2min，氣水同時沖時間為3～5min，水沖時間為3～5min；反沖洗周期24～48hr（可調節） [2]。氣沖強度為55m3/h·m2，水沖強度為q1=15m3/h·m2，表洗強度為q2=7.8m3/h·m2。

濾料采用單層均質石英砂濾料。石英砂濾料有效粒徑為0.90-1.00mm，不均勻系數K60≤1.3，濾料層厚1.3m。

反沖洗泵房設反沖洗水泵，反沖洗水泵直接從濾池出水池吸水。反沖洗水泵共3臺。 鼓風機房內設反沖洗鼓風機3臺。

3.2高錳酸鉀投加間

增加固體高錳酸鉀預氧化措施，高錳酸鉀預氧化用于替代預氯化，應對微污染的地表水源，又可氧化地下水中的鐵錳，強化鐵錳的去除效果。高錳酸鉀投加點位于水廠進水總管，設3個投加點。

高錳酸鉀投加量采用1.0mg/L，需藥量為42kg/d；藥劑投加濃度4%，設攪拌罐2個；設隔膜計量泵4臺（3用1備），采用流量比例控制。

3.3加氯加藥改造

絮凝劑采用固體聚合氯化鋁，加藥間內的聚合氯化鋁的溶解池和投加池滿足擴建后要求，需要增加投加泵，新建系統投加點為2處，在第一級混合池內，最大投加量按20mg/L（以固體藥劑計），投加濃度為10% [3]。

將液氯改為二氧化氯，設2處投加點，分別為混合前和濾后，混合前投加設在混合池進水管上，已有2個投加點，本次設計增加1個投加點；濾后投加設在濾池出水管上，本次設計將濾后水管與現有濾后水管相連后，用原管道送入清水池，加氯點仍然利用原有2個投加點，加氯前分別增加流量計[4]。

3.4總圖設計特點

廠區總平面布置應遵循以下設計原則：

1）在滿足工藝流程順暢、簡潔、合理的條件下，力求布局緊湊，管線短捷，并充分注意節省用地。

2）廠區主要人流及貨流分開，以避免人流與貨流交叉及貨流運輸對廠前區的干擾和污染。

3）廠區道路主干道寬度4.0m，主干道轉彎半徑6.0m。

廠區平面布置：

1）滿足工藝流程平順，簡捷的前提下，整個廠區劃分為兩個功能分區，西側為辦公區，東側為生產區。其間以道路和綠化帶相隔。

2）生產區布置主要滿足工藝流程要求，根據輸水管線和走向，由西向東順著水流方向平行布置，來水管道從西部進配水井，向東依次經過混合反應沉淀池、濾站、清水池，再向東經過送水泵房，處理工藝流程布置較為順暢。

3）廠前區位于廠區中部，主要包括綜合辦公樓、附屬用房、傳達室等。廠區主入口位于廠前區，在廠前區做重點綠化，以便于生產區分離，形成一個環境優美、賞心目的工作環境。廠區次入口位于廠區東北部，為運送污泥和藥劑的大門，避免了對廠前區環境的影響，并且在此區四周加強綠化，以便污染降至最低。

參考文獻：

[1] 李德強，王茜茜，張帆，區永杰.某大型凈水廠常規處理工藝改造設計[J].凈水技術，2017，36（10）：91-97.

[2] 劉家慧，呂愛民.解析常見凈水廠處理工藝設計[J].資源節約與環保，2014（03）：68.