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水厂改造方案

发布时间:2016-03-03  所属类目:工程方案  浏览次数:

一、 商务函

致:**自来水有限公司的各位领导:
感谢贵司对我们的信任,将水厂设计工作拟交我司设计施工。湖南省科升水务有限公司是一家集研发、设计、生产和销售为一体的国家级高新技术企业、生产科技型企业,连续五年被评为“重合同、守信用”的单位,与四川大学、同济大学、武汉工程大学等多家高校有着长期的合作关系。
“V形沉淀池”是由我司自主研发,经过两年多的潜心研究和数百次的实验,于2008年7月通过了由水行业泰斗宋仁元、沈大年等专家组成的评审委员会鉴定一致认定:该项技术是沉淀工艺的一次重大创新突破,达到了世界先进水平。2010年8月21日在河套地区召开了现场鉴定会,正式拉开了V形沉淀池投入水厂应用的序幕。V形沉淀池是将沉淀槽呈V字形放置,水流呈水平行流动,悬浮物在V形排泥槽中被迷宫沉淀技术截留,沿着V形槽滑落到主排泥槽,进入排泥斗,而排泥槽与沉淀槽是分开互不干扰的,因此具有高效的沉淀功能。经实验得出最佳的处理长度和效果,将沉淀管中沉淀下来的悬浮物与水及时分离,含悬浮物的水经沉淀槽被迷宫板挡下而进入排泥槽,悬浮物经V形排泥槽进入排泥总管再到存泥斗。解决了悬浮物在异向斜管沉淀过程中的可逆沉淀问题,杜绝跑矾及泥堵塞沉淀管等现象的发生。提高了沉淀效率,是异向流斜管沉淀池的4倍以上,降低了出水浊度,减轻了滤池负荷,降低了沉淀池的深度,节省基建投资,减少了占地面积。在沉淀池中可采取并联或串联的形式组装来保证沉淀出水的水质。
 
 
 
二、工程概述
**水厂反应沉淀池设计20000/d的供水量,使用机械搅拌澄清池—双阀滤池—清水池的工艺流程。
由于供水区域的水量需求增大,源水水质变化逐年恶化,工艺程序的老化,导致反应池反应效果差,沉淀出水浊度高,增加了双阀滤池的负担,导致出水浊度不能满足出水要求,严重威胁供水区域居民用水的安全,从而改造水厂势在必行。
新的《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)于2007年7月1日实施,新标准规定指标由原标准(GB5749-85)的35项增加至106项,大幅度提高我国生活饮用水卫生标准的指标数量和限值标准,加之目前生态环境污染普遍恶化,这对供水企业的生产运营、水质管理提出更高要求。因此水厂需要立即采用新的净水技术,使水质达到国家标准。
鉴于以上情况,我司建议对反应池和沉淀池进行改造,加强反应池的反应效果形成大颗粒絮状的矾花,以便减轻滤池负荷,节省反冲洗水量。沉淀池建议采用沉淀效率较高的V形沉淀池,改造后的沉淀池量可以达到30000/d,沉淀池出水小于3NTU的要求,大幅减轻滤池的负担,在保证滤后水的质量的前提要求下,达到能处理改造后的水量的要求。

三、水厂设计方案

1. 反应池的改造
**水厂采用机械搅拌澄清池,由于源水水质的冬夏变化过大,导致反应效果差,增加后续工艺的负担,改造后增加了水量,可以预见:反应的效果将会更差,故我们建议对机械搅拌澄清池进行改造,具体为将原机械搅拌澄清池的第一絮凝区增设网格,增加絮凝效果,在进水管增设管道混合器,在冬季低浊度才用管道混合器—网格反应池—第二絮凝池—V形沉淀池—双阀滤池—清水池的工艺,保证足够的反应时间和反应效果。夏季进水浊度高则采用原有的机械搅拌进行快速搅拌,就可以达到保证反应效果的目的。采用的机械搅拌混合方式是抗击水量能最强的混合方式,而且可通过调节电机转速来控制搅拌速度梯度,使混合效果达到最佳。
沉淀池的改造:
沉淀池作为整个供水系统最为重要的一环,沉淀池工艺的选择决定了整个工艺的使用和质量,沉淀出水水质高则滤池运行稳定,运行周期长,能节省冲洗水量,增加过滤水量,使整个工艺供水能力得到大幅提升。
目前国内外主要使用的沉淀技术为:平流沉淀技术和斜管(板)沉淀技术。平流沉淀池的表面负荷为:,斜管(板)沉淀池表面负荷为:,由我公司自主研发的V形沉淀分离装置截面负荷为:,占地面积小,沉淀效率高,是斜管沉淀池的4~8倍,V形沉淀装备已经通过了由四川省科技厅组织的科技成果鉴定会,鉴定委员一致认为,该项技术是沉淀工艺的一次重大创新突破,已达到国际先进水平。

 
 
V形沉淀池 小间距斜板(异向流)沉淀池
     
 
优点
1.表面负荷
2.设有专门的70度排泥通道,不堵塞,实现最大程度的泥水分离。
3.在处理浊度3-3000度的进水情况下,运行稳定,。
4.低温条件也能稳定运行
5.水量变化时也能稳定运行。相同情况下能提升水量100%以上。
6.采用迷宫沉淀技术,更好的去处浊度。
7.价格适中,性价比高。
8整体设备,安装方便。
9.可串联,并联运行,保证出水水质。
1.表面负荷
2.水量、浊度稳定时,运行效果好。
 
 缺点   1. 浊度变化时会严重影响出水水质。
2. 对反应池出水要求严格。
3. 容易堵塞。
4. 需设置专门集水装置,维修困难。
5. 安装不便,增加施工难度。
6. 低温情况下,细小矾花上浮严重。
7. 水量变化时,斜板沉淀池出水水质无法保证。而且无提升水量的潜质。
8. 斜板造价较高。
V形沉淀池和小间距斜板沉淀池技术对比
 
A.出水浊度的对比
根据现有工程实例小间距斜板沉淀池的出水浊度一般在10NTU左右。在冬季浊度降低和夏季浊度猛然增高的情况下,出水浊度会更高。
而V形沉淀池全年出水浊度在3度以下,大幅减轻双阀滤池的负担,增加滤池工作周期,为增加水量水质提供保证。
B.水厂的自用水量比较
小间距斜板沉淀池污泥集结度不高,每次排泥需带走大量的含泥度不高的清水。
V形沉淀池设置锥形存泥斗,使得污泥通过自重压缩,减少泥水混合液的排除,排除的都是高浓度的污泥。
V形沉淀出水水质稳定,浊度低,减少滤池的反冲洗周期,一组滤池一个月可省水量达2000吨。6组滤池一个月可节省水量12000吨,创造利润数万元。
C.投入与产出
V形沉淀池采用食品级PVC材质,施工方便,施工周期短,运行能达到30000吨/天,增加水量为10000 /天。按自来水2.0元/吨,计算一天可在原有基础上盈利20000元,一个月达60万元,,3个月左右即可收回改造成本。
小间距斜板沉淀池施工复杂,施工周期长,对于水量无明显增加,且进水水质变化大时,出水水质没有保证,对后期水厂运行供水量增加则无法满足。
小间距斜板采用玻璃钢材质则投入是V形沉淀池改造成本的2--3倍。
D.运行费用
小间距沉淀池容易堵塞,需经常进行人工冲洗,冲洗不到位会造成堵塞等问题,运行时间长更是会影响出水水质,而维修成本高昂且十分不便。
V形沉淀池采用自动反冲洗系统,在已经运行的工程实例中,无明显堵塞现象。另对比水量增加产生的利润,V形沉淀池采用机械搅拌,会有一定的电耗产生可以忽略不计。
E.
小间距沉淀池运行过程中难免会出现堵塞情况,特别是夏季浊度高的情况下,情况更为严重,需每天在用水低峰期人工进行冲洗,增加运行难度和工人操作困难,在斜板底部的集水装置堵塞后更是要工人进入斜板底部进行冲洗,为维修带来很大的困难。另玻璃钢属于高硬度材质,工人晚间操作更是危险。
V形沉淀池从原理上解决了斜板沉淀池因泥水异向二造成悬浮物堵塞的问题,设置专门的排泥支槽和排泥总槽,安装角度达到70度,使悬浮物更快速的进入排泥总槽,进入存泥斗,是一个不断的动态过程,不存在堵塞问题,V形沉淀池底部不需专门设置排泥装置,也无需维修。
方案结论:
为保证在冰山融水和夏季浊度升高至3000,冬季浊度为5度的进水变化下,在经济不断发展供水量会稳步上升的背景下,仍然保证出水的水量和水质,应选择V形沉淀池做为本次技术改造的首选。
实例对比:
 
 
    斜板沉淀池需专设集水渠,安装困难,堵塞后维修异常困难
 
V形沉淀池处理前后对比图
 
                     已改造实际案例总结
 
 
 
四、水平管沉淀装置简介
V形沉淀池是我公司独立研发的具有自主知识产权的环保专利产品,并通过了由福建省科技厅组织的成果鉴定会。
V形沉淀池是将沉淀管呈V字形放置,水流呈水平行流动,悬浮物在V形排泥槽中被迷宫沉淀技术截留,沿着V形槽滑落到主排泥槽,进入排泥斗,而排泥槽与沉淀槽是分开互不干扰的,因此具有高效的沉淀功能。经实验得出最佳的处理长度和效果,将沉淀管中沉淀下来的悬浮物与水及时分离,含悬浮物的水经沉淀槽被迷宫板挡下而进入排泥槽,悬浮物经V形排泥槽进入排泥总管再到存泥斗。解决了悬浮物在异向斜管沉淀过程中的可逆沉淀问题,杜绝跑矾及泥堵塞沉淀管等现象的发生。提高了沉淀效率,是异向流斜管沉淀池的4倍以上,降低了出水浊度,减轻了滤池负荷,降低了沉淀池的深度,节省基建投资,减少了占地面积。在沉淀池中可采取并联或串联的形式组装来保证沉淀出水的水质。
V形沉淀池主要特点:
1、V形沉淀池研究的基点是解决普通斜管沉淀池中存在泥水异向流的矛盾水力学现象,V形沉淀池从根本解决了这个问题。
2、V形沉淀装置设有迷宫短板拦截细小悬浮物进入V行排泥槽内,将沉淀下来的悬浮物与流动的水体进行了彻底隔开,避免了沉淀下来的悬浮物在水体中的可逆沉淀。沉淀下来的悬浮物不断从排泥支槽进入更加稳定的排泥主管,再进入存泥斗,经重力压缩排泥的含水量少,减少了水厂的自用水量,V形排泥支槽距离很短,泥不断进入排泥总管,避免了悬浮物在V形沉淀装置内的积聚而堵塞通道;
3、V形沉淀池呈水平放置,其中V形支角为70度,相比斜管沉淀池的60度,更加利于排泥和防止堵塞。缩短了悬浮物的沉降时间。反应池出水进出V形沉淀池不需要改变方向,流速衡定,更利于悬浮物沉淀;
4、V形沉淀池安装方便,可串联、并联,根据现场条件进行设备组装。
 
V形沉淀池与平流池、斜管沉淀池性能比较

装置性能比较 V形沉淀池 平流沉淀池 斜管沉淀池
流速(毫米⁄秒) 8~18 5~20 2~4
表面负荷
(米³⁄米₂.时)
40~60 2~3 8~10
停留时间 2~3分钟 1~3小时 6~8分钟
进水浊度 5-3000 5-1500 <1000
出水浊度 0.5~3.0 4 3-15
占地面积
可逆沉淀
受污染程度 较难
基建费用 较大
设备费用 一般 一般
出水浊度稳定情况 稳定 稳定 波动大
装置形式 能串联,并联 不能串联使用

主要相关设计依据

     《给水处理理论》 许保玖主编
     《室外给水设计规范》  GB 50013-2006
     《给水排水工程设计手册》 第二版 中国建筑工业出版社
     《给水排水工程快速设计手册》严熙世主编 中国建筑工业出版社
     《给水排水工程施工手册》 第二版 中国建筑工业出版社
     《五金手册》虞莲莲主编  机械工业出版社

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