隨著社會(huì)的不斷發(fā)展進(jìn)步,近年來我國各行業(yè)都取得了長足的發(fā)展進(jìn)步,尤其在進(jìn)入二十一世紀(jì)以后,我國在信息化技術(shù)大潮的影響下,企業(yè)各方面都在飛速發(fā)展,人們對于生活質(zhì)量的要求也越來越高。但是目前社會(huì)上的問題也越來越多,現(xiàn)階段我國社會(huì)的主要矛盾就是人們?nèi)找嬖鲩L的美好生活需要和不平衡不充分的發(fā)展之間的矛盾,尤其是生態(tài)環(huán)境問題比較突出,同時(shí)淡水資源的提供和污水的處理對于技術(shù)的要求也越來越高,這些社會(huì)問題不僅影響了人們的生活質(zhì)量,更在一定程度上阻礙了社會(huì)的發(fā)展進(jìn)步。目前我們關(guān)于給水廠凈水工藝選擇、污水處理廠工藝選擇及構(gòu)筑物設(shè)計(jì)方面做出了很大的努力,但是由于凈水工藝與污水處理工藝的合理選擇必須以工程設(shè)計(jì)中原水水質(zhì)的特點(diǎn)及處理目標(biāo)以及當(dāng)?shù)氐那闆r為依據(jù),來進(jìn)行科學(xué)合理的工程設(shè)計(jì)。
今天我們就以荊州市的幾座水廠來分析一下各個(gè)構(gòu)筑物的優(yōu)缺點(diǎn)及適用條件。目前荊州水務(wù)集團(tuán)有限公司下轄南湖、郢都、柳林、紀(jì)南四座水廠,公安銀龍水務(wù)正在設(shè)計(jì)建設(shè)一處9萬m³/d的園區(qū)水廠。在目前正在進(jìn)行制水工作的水廠,其水源均來自于長江,現(xiàn)階段水廠原水水質(zhì)以《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》Ⅲ類為主。水廠出廠水質(zhì)根據(jù)不同的飲用水標(biāo)準(zhǔn)可以分為四大類,分別是生活飲用水、城市飲用凈水、管道直飲水、桶裝水或瓶裝水,以下主要以生活飲用水為例,分析水廠凈水工藝的選擇。
南湖水廠現(xiàn)狀供水能力為15萬m3/d,其采用的凈水處理工藝為:泵船取水→柵條反應(yīng)池→斜管沉淀池→普通快濾池(一期改擴(kuò)建為網(wǎng)格反應(yīng)池→斜管沉淀池→V型濾池)→清水池。
郢都水廠現(xiàn)狀供水能力為10萬m³/d,其采用的凈水處理工藝為:泵船取水→斜管沉砂池→網(wǎng)格反應(yīng)池→斜管沉淀池→雙閥濾池→清水池。
柳林水廠現(xiàn)狀供水能力為20萬m³/d,其采用的凈水處理工藝為:泵船取水→斜管沉砂池→柵條反應(yīng)池→斜管沉淀池→氣水反沖洗濾池→清水池。
紀(jì)南水廠設(shè)計(jì)供水規(guī)模為近期5萬m³/d,遠(yuǎn)期10萬m³/d,凈水處理工藝為:折板絮凝池→平流沉淀池→V型濾池→清水池。
公安園區(qū)水廠設(shè)計(jì)規(guī)模為近期4.5萬m³/d,遠(yuǎn)期9萬m³/d,凈水處理工藝為:泵船取水→折板絮凝池→平流沉淀池→V型濾池→清水池。
給水廠凈水工藝主要流程就是絮凝、沉淀、過濾、消毒這幾個(gè)步驟,現(xiàn)在我們就一個(gè)個(gè)工藝來進(jìn)行比選。
一、沉砂
多用于污水處理,在給水廠中,如果原水含沙量較大,如以黃河水作為水源取水,就需在進(jìn)行處理前增加沉砂這一步驟來去除原水中粒徑大于0.2mm,密度大于2.65t/m³的砂粒,其工作原理是以重力分離為基礎(chǔ),控制沉砂池的進(jìn)水流速,使得比重大的無機(jī)顆粒下沉,而有機(jī)懸浮顆粒能夠被水流帶走。
表1 沉砂池形式比較
對于給水廠制水規(guī)模不大或者原水水質(zhì)較好的情況下可以不設(shè)沉砂池,旋流式沉砂池沉砂效果較好,但其關(guān)鍵設(shè)備為國外產(chǎn)品,價(jià)格較高,在國內(nèi)的普及程度不夠高。
二、混凝
1、混合
混合是整個(gè)絮凝過程的重要環(huán)節(jié),目的在于使投入水中的混凝劑能迅速而均勻的擴(kuò)散于水體,使水中的膠體脫穩(wěn),提高凝聚效果。目前在大中型水廠中主要以管式混合、機(jī)械混合為主。
表2 混合工藝比較
為適應(yīng)原水水量、水質(zhì)的變化,便于操作、管理上具有一定的靈活性,公安園區(qū)水廠采用在國內(nèi)水廠應(yīng)用廣泛、效果好的管式靜態(tài)混合器混合方式。
圖 1 管式靜態(tài)混合器
2、絮凝
絮凝池的主要作用是在水流作用下使微絮粒相互碰撞,形成絮粒,利于沉淀。絮凝形式主要分為兩大類:水力和機(jī)械。
表3 絮凝工藝比較
根據(jù)上述比較,考慮到近年來,隨著折板生產(chǎn)的成品化、市場化,建設(shè)施工更趨簡單化,其應(yīng)用日趨廣泛。公安園區(qū)水廠采用形式為豎向折板絮凝池。
三、沉淀
經(jīng)混合、絮凝后,水中懸浮顆粒物以形成粒徑較大的絮凝體,需在沉淀或澄清構(gòu)筑物里分離出來。常見的各種形式沉淀池的性能特點(diǎn)及適用條件如下表:
表4 沉淀工藝比較
結(jié)合公安園區(qū)水廠廠區(qū)平面布置及前后構(gòu)筑物的鏈接情況考慮,采用平流式沉淀池與絮凝池合建。
圖2 折板絮凝平流沉淀池
四、過濾
濾池主要是讓沉淀處理后未分離的絮體經(jīng)濾池過濾后比較徹底的分離,保證產(chǎn)水的濁度指標(biāo)要求。
表5 濾池工藝比較
根據(jù)上表對過濾工藝的比較,公安園區(qū)水廠遠(yuǎn)期供水規(guī)模為9萬m³/d,綜合考慮,該工程采用V型濾池,該池型為常用形式,過濾效果穩(wěn)定,出水水質(zhì)較好,操作管理成熟,而普通快濾池存在閥門多,沖洗水量大等缺點(diǎn),不適用于本工程。
圖3 V型濾池
五、消毒
按照《室外給水設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定,生活飲用水必須進(jìn)行消毒,通過消毒后,生活飲用水的細(xì)菌含量和余氯量應(yīng)符合國家《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》的規(guī)定,在給水處理中常用的幾種消毒方式見下表:
表格6消毒方案比選
考慮到自來水對管網(wǎng)末端有余氯要求,二氧化氯和液氯比較適用于自來水消毒??紤]公安當(dāng)?shù)亓硗鈳滋幩畯S都是使用的二氧化氯消毒,從原料運(yùn)輸及供應(yīng)情況考慮,新建的園區(qū)水廠也采用二氧化氯消毒方式。
我們主要從凈水工藝各個(gè)流程的方案選擇進(jìn)行分析論證,綜合考慮公安新建園區(qū)水廠水質(zhì)水量要求、工程投資造價(jià)以及維護(hù)管理等方面確定較為合適的處理工藝。可以看到,對于不同的地區(qū),其給水廠的水源來源不同,供水規(guī)模不同,占地面積不同等,選用合適的水處理工藝能夠事半功倍。本文在凈水工藝各流程主要針對“混凝—沉淀—過濾—消毒”四個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行分析比較,且只列舉了一些常見常用的工藝流程,還有更多的新型處理方法和專利工藝等著我們在實(shí)際工程中去應(yīng)用。對于工程中實(shí)際凈水過程中其他環(huán)節(jié)如污泥處理甚至污水處理工藝等,就讓我們下一次再來分析比較。
(通訊員:肖王金)