老凈水廠工藝問題分析及改造工程設(shè)計_第1頁
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文檔簡介

1、<p>  老凈水廠工藝問題分析及改造工程設(shè)計</p><p>  摘 要: 目前我國凈水廠普遍工藝?yán)匣凸┧|(zhì)不斷提高的雙重壓力,因此老凈水廠的工藝提升和改造將成為未來水處理領(lǐng)域內(nèi)的主要研究方向工作重點。本文以延邊州老水廠研究對象,分析校核其凈化工藝中存在的問題。有針對性地進(jìn)行系統(tǒng)化改造,充分挖掘現(xiàn)有處理工藝的凈化潛力。由此探索改造既有工藝系統(tǒng),提高老水廠工藝穩(wěn)定性和出水水質(zhì)的道路。 </p&

2、gt;<p>  關(guān)鍵詞:凈水廠工藝參數(shù) 工藝改造 </p><p>  中圖分類號:TU99 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A </p><p><b>  1.前言 </b></p><p>  我國城鎮(zhèn)供水系統(tǒng)在上世紀(jì)80~90年代得到快速發(fā)展,大部分縣級城市已經(jīng)建設(shè)了自來水廠,供水普及率大幅度提高?!坝兴取敝蟆胺判暮取背蔀榱巳藗冴P(guān)注的重

3、點。國家從供水安全性和飲用水標(biāo)準(zhǔn)兩個方面,對凈水廠提出了更高更嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)[1]。由此可見,老水廠的工藝提升和改造將成為未來一段時間內(nèi)水處理領(lǐng)域的主要課題和工作重點。 </p><p>  對于大多數(shù)小城鎮(zhèn)來說,受到經(jīng)濟(jì)、技術(shù)條件的限制,凈水廠很難做到大規(guī)模翻新現(xiàn)有工藝、增建處理級數(shù)。更為現(xiàn)實和有效的做法是切實分析水廠的工藝問題,有針對性地進(jìn)行系統(tǒng)性優(yōu)化改造,充分挖掘現(xiàn)有凈化系統(tǒng)的潛力,以較小的投入大幅度提高供水安

4、全性和穩(wěn)定性。 </p><p>  本論文以延邊地區(qū)某凈水廠為研究對象,針對其運行管理中出現(xiàn)的情況,具體分析處理工藝中存在的問題,進(jìn)而進(jìn)行系統(tǒng)化改造。由此探索強(qiáng)化改造既有工藝系統(tǒng),提高老水廠工藝穩(wěn)定性和出水水質(zhì)的道路。 </p><p>  2.凈水廠存在的問題及分析 </p><p>  2.1凈水廠現(xiàn)存問題 </p><p>  該凈水

5、廠于2003年建成投產(chǎn),設(shè)計規(guī)模2.0萬m3/d。水廠從當(dāng)?shù)厮畮烊∷?,采用常?guī)的混凝-沉淀-過濾處理工藝,工藝流程如下: </p><p><b>  圖1 工藝流程圖 </b></p><p>  凈水廠運行多年,一系列問題: </p><p> ?。?)制水能力達(dá)不到設(shè)計標(biāo)準(zhǔn),目前處理量為1.5萬m3/d; </p><

6、p>  (2)混凝絮體松散,大量礬花顆粒漂出沉淀池; </p><p>  (3)濾池反沖洗頻繁,產(chǎn)水量明顯降低,實際出水量不足1.2萬m3/d; </p><p> ?。?)混凝劑、消毒劑投藥量大,同時反沖洗水泵和鼓風(fēng)機(jī)的頻繁啟動用電量大,運行成本高。 </p><p>  凈水廠運行的困難主要是自身工藝系統(tǒng)中存在的問題造成的。因此本次改造應(yīng)在校核分析現(xiàn)有工

7、藝問題的基礎(chǔ)上,改造并強(qiáng)化工藝處理能力,提高產(chǎn)水水質(zhì), 同時節(jié)省改造投資[2]。 </p><p>  2.3現(xiàn)有工藝參數(shù)校核及問題分析 </p><p>  實地測量水廠構(gòu)筑物土建數(shù)據(jù),按照2.0×104m3/d的處理規(guī)模對各段工藝參數(shù)進(jìn)行校核,分析影響水廠處理效率的因素。 </p><p><b>  投藥系統(tǒng) </b></

8、p><p>  水廠所采用的混凝劑為聚合氯化鋁,但未考慮投加助凝劑,缺少了對脫穩(wěn)膠體顆粒的強(qiáng)化絮凝效果,從而導(dǎo)致低溫低濁期礬花細(xì)碎不易沉降。 </p><p><b>  絮凝工藝 </b></p><p>  該水廠現(xiàn)有兩座網(wǎng)格絮凝池,每座絮凝池分為三段,池內(nèi)設(shè)置多層網(wǎng)格,前兩段設(shè)置,末段不設(shè)。校核絮凝系統(tǒng)工藝參數(shù),見表2。 </p>

9、<p>  表2網(wǎng)格絮凝參數(shù)校核表 </p><p>  校核數(shù)據(jù)顯示,水廠絮凝系統(tǒng)按時間分為三級,但總體及逐級反應(yīng)時間遠(yuǎn)低于設(shè)計規(guī)范和設(shè)計手冊的標(biāo)準(zhǔn),流速參數(shù)也有較大差別。同時該水廠冬季為低溫低濁水,絮凝時間更應(yīng)適當(dāng)延長。 </p><p><b>  沉淀工藝 </b></p><p>  水廠設(shè)置斜管沉淀池兩座,與網(wǎng)格絮凝池

10、合建。絮凝池出水經(jīng)過渡段后,通過配水穿孔花墻進(jìn)入沉淀池,沉后水經(jīng)過末端過水堰匯入總出水渠中。斜管沉淀池工藝參數(shù)校核見表3: </p><p>  表3 斜管沉淀池參數(shù)校核 </p><p>  校核結(jié)果顯示,沉淀池液面負(fù)荷高于新版規(guī)范的上限,且低溫地區(qū)應(yīng)選擇較低值,參數(shù)不盡合理。 </p><p>  此外,斜管沉淀池未設(shè)集水槽,而采用末段溢流堰出水方式,如圖2所示

11、。溢流堰堰口負(fù)荷遠(yuǎn)高于設(shè)計規(guī)范,導(dǎo)致沉淀池內(nèi)集水不均勻,在沉淀池末段局部流速過高,對底部沉泥斗形成較大的“抽吸”作用,致使沉降礬花重新上浮并漂出沉淀池。這也是造成沉淀池除濁效果不佳的另一重要原因。圖2 沉淀池出水堰的抽吸作用 </p><p><b>  過濾系統(tǒng) </b></p><p>  凈水廠采用反沖洗均勻濾料普通塊濾池。濾池2座,每座濾池分為4格。濾料采用天

12、然石英砂均勻濾料,粒徑0.8~1.0mm,濾層厚1.2m。配水配氣系統(tǒng)為小阻力濾頭濾板水廠濾池。參數(shù)校核結(jié)果見表4: </p><p><b>  表4濾池參數(shù)校核 </b></p><p>  數(shù)據(jù)顯示濾池工藝參數(shù)選擇較為合理。然而濾池在運行過程中反沖洗頻繁,原設(shè)計24~48h的過濾周期,實際上只能達(dá)到12h,嚴(yán)重時只有2h。濾池頻繁反沖洗的原因在于沉淀池出水濁度高

13、,濾池處理負(fù)荷大,從而導(dǎo)致濾料堵塞,頻繁反沖洗。 </p><p>  3.主要改造工程內(nèi)容及運行效果 </p><p>  針對傳統(tǒng)工藝處理能力的局限和水質(zhì)要求的提高,可通過調(diào)整現(xiàn)有工藝手段來解決,如增設(shè)助凝措施、改變反應(yīng)器形式和過濾方式[3]。 </p><p>  3.1主要改造內(nèi)容 </p><p> ?。?)投藥系統(tǒng)改造 </

14、p><p>  投加何種混凝劑以及準(zhǔn)確自動控制最佳投藥量是確?;炷恋硇Ч己玫年P(guān)鍵因素之一。 </p><p>  水廠現(xiàn)采用的堿式氯化鋁在北方地區(qū)水廠使用多年,效果穩(wěn)定,可以繼續(xù)采用。助凝劑具有提高混凝效果,加速凝聚過程,改進(jìn)凝絮物的功能。這對北方冬季低溫低濁水的處理來說是必要和有益的。因此改造工程增加了聚丙烯酰胺助凝劑系統(tǒng)。為使凈化出水中丙烯酰胺單體含量不超過衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定,采用高聚合度

15、的聚丙烯酰胺。 </p><p>  (2)網(wǎng)格絮凝改造 </p><p>  從絮凝池參數(shù)校核結(jié)果看,該水廠絮凝系統(tǒng)存在整體絮凝時間不足以及逐段絮凝參數(shù)不合理等問題。 </p><p>  針對絮凝時間不足的問題,采用增設(shè)絮凝塔及擴(kuò)展絮凝段的方法。加藥原水首先進(jìn)入絮凝池前增加的絮凝塔。塔內(nèi)陶瓷階梯環(huán)填料區(qū)產(chǎn)生高頻湍流的水力條件,強(qiáng)化了初步絮凝反應(yīng)效率,為后續(xù)的反應(yīng)

16、及沉淀打下良好的基礎(chǔ)。此外,原工藝中絮凝池與沉淀池之間有6m寬的過渡段。改造工程在此段內(nèi)加裝折板絮凝裝置作為絮凝區(qū)域,以增加絮凝反應(yīng)時間。 </p><p>  針對逐段絮凝控制問題,采用高效微渦折板絮凝池進(jìn)行改造。這項工藝基于流體微渦動力學(xué)理論,逐段分級控制湍流中微渦的形成與衰減,而達(dá)到科學(xué)合理控制絮凝效果的目的。 </p><p>  表5改造后網(wǎng)格絮凝參數(shù) </p>&

17、lt;p>  絮凝區(qū)域反應(yīng)時間16min,加上絮凝塔中的4min,改造后整體反應(yīng)時間可由9 min提高到20min,各段工藝參數(shù)也更為合理。 </p><p>  (3)斜管沉淀池改造 </p><p>  對沉淀池進(jìn)行升級斜管設(shè)備及增設(shè)集水槽兩項改造,以提高沉淀池處理效率。 </p><p>  斜管改造采用高效矩形斜管。板間距小于 25 mm的類型專稱為小

18、間距斜板,這是一種基于淺池沉淀理論開發(fā)的一種新型的高效沉淀處理技術(shù),并在國內(nèi)幾十座水廠成功實踐應(yīng)用。在清水區(qū)上升流速達(dá)到 2.5 mm/s 以上時,尚能保障沉淀后出水在 3 NTU 以下,明顯優(yōu)于其它沉淀工藝。工藝改造后,沉淀池清水區(qū)上升流速有所降低,由2.29mm/s降低至2.15mm/s,管內(nèi)上升流速3.2mm/s,工藝參數(shù)滿足設(shè)計規(guī)范要求。 </p><p>  此外,為控制溢流堰口抽吸作用的影響,經(jīng)過負(fù)荷

19、設(shè)計及水力計算,在沉淀池表面增設(shè)集水槽。集水系統(tǒng)采用鋼制集水槽,單槽長5.8m,高0.56m,寬0.6m。 </p><p> ?。?)普通快濾池改造 </p><p>  濾池系統(tǒng)作為凈水廠處理工藝的最終保障系統(tǒng)其現(xiàn)有普通快濾池重要性不言而喻。經(jīng)過多年高負(fù)荷運行,該水廠濾料層變薄、配水配氣系統(tǒng)已經(jīng)老化,濾層截污能力下降、反沖洗效果不佳。為保障濾后水達(dá)標(biāo),需更換濾池內(nèi)濾板、濾頭以及濾料。

20、</p><p><b>  3.2運行效果 </b></p><p>  改造2012年10月投產(chǎn),至今系統(tǒng)運行穩(wěn)定,出水水質(zhì)達(dá)標(biāo)。選擇改造前后低溫低濁期各段水質(zhì)數(shù)據(jù)進(jìn)行對比,見圖4。 </p><p>  圖6改造前后各段濁度對比圖 </p><p>  由對比曲線圖可見,改造前后同季節(jié)原水濁度變化不大。但改造后的沉

21、后水、濾后水都比2011年大幅下降,其中沉后水在4NTU以下,濾后水濁度在0.5NTU以下。此外,由于凈化工藝改造,絮凝劑投藥量、加氯量以及生產(chǎn)電耗都比2011年有所降低??梢姳敬胃脑烊〉昧死硐胄Ч?。 </p><p><b>  4.結(jié)論 </b></p><p> ?。?)目前我國老凈水廠普遍面臨運行管理困難與不斷提高的供水水質(zhì)的雙重壓力,工藝的系統(tǒng)化提升和改造迫

22、在眉睫。 </p><p> ?。?)針對老凈水廠實際困難,系統(tǒng)分析其工藝中存在的問題,有針對性地優(yōu)化和改造,充分挖掘現(xiàn)有凈化系統(tǒng)的潛力,也可以較小的投入大幅度提高凈水廠的供水安全性和穩(wěn)定性。 </p><p><b>  參考文獻(xiàn) </b></p><p>  [1] 張曉健. 《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》新國標(biāo)和凈水廠工藝改進(jìn)[J],供水技術(shù),2

23、007,1(2):1-4. </p><p>  [2] 何鳳華 魏俊起,等. 天津泰達(dá)老水廠改造處理工藝優(yōu)化選擇及試運行效果分析[M].全國給水深度處理研究會2012年年會論文集,79-84. </p><p>  [3]王如華.現(xiàn)有城鎮(zhèn)水廠技術(shù)升級改造面臨的主要問題及對策[J]. 凈水技術(shù)2012,31(4):4-6,83 </p><p>  [作者簡介]王雪

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