水质工程学报告Word格式.docx

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由于受道路管位的制约，同时为了安全可靠输水，采用一根DN1600mm预应力钢筒混凝土管（pccp管），由取水泵站输水至净水厂。

净水厂厂址位置选择在城市南郊九里山上，厂址所处位置距城市配水管网较近，可与现有白龟山水厂构成城市对置水源，这样可改善配水管网水力输水条件。

该厂地外部环境良好，地势较高,四周无污染性工矿企业，周围环境不会对供水卫生产生不良影响。

图1-1水厂简介

图1-2水厂平面布置图

1.2工艺流程简介

平顶山九里山水厂还是采用最常规的水处理工艺，不过在自动化程度上比较先进。

除了膜分离技术被称为当代水处理工艺上的重点技术突破外，最近二三十年来，常规水处理工艺（即所谓的混凝、沉淀、过滤、消毒工艺）无论在理论上还是在实践上还是应用比较广泛。

九里山水厂采用的工艺流程为：

原水-------一级泵站------配水井-------栅条絮凝池-------平流沉淀池-----V型滤池------清水池-------送水泵房------城市管网。

如图1-3所示。

图1-3工艺流程

1.3各水处理构筑物介绍

1）取水泵房

泵房内现有离心泵两台,一备一用,其具体运行参数如下:

型号:

24SAP---10J扬程:

44米

流量:

2188立方米/小时配套功率:

400千瓦

汽蚀余量（NPSH）5.0米效率:

87%

另外,泵房内还为今后二期工程的发展建设留有余地。

水厂也采用白龟山水库的水为水源，泵房和该水厂相邻而建。

水泵的吸水管关径为900mm,压水管管径为700mm。

在泵房内，还设有两台真空泵，一用一备，扬程15米。

整个泵房宽大约为12米，深25米，属于深井式泵房。

2）加药间

一期和二期工程合用一座加药房,设备大多采用进口设备,自动化操作程度很高。

加药自动控制设备采用深圳市清泉水系统工程设备有限公司生产的双频调节器，当然也可以用人工来控制。

加药间主要有加药泵，如图1-4所示；

搅拌泵，如图1-5所示；

贮液池等，如图1-6所示；

加药泵采用德国进口设备。

主要产品有43-200管式缸膜计量泵两台，流动电流控制器选用SCD5200型，控制方式是采用变频调速。

水厂配有自动加药设备，加注量按测定的流动电流进行投加，依沉淀池出水浊度进行反馈。

加药点在管式静态混合器前。

所加的药品为聚氯化铝，如图1-7所示。

图1-4加药泵图1-5搅拌罐

图1-6储药池图1-7药品

3）栅条反应池

栅条采用硬质聚氯乙烯塑料,成90度折角,根据水流的快慢,每格的栅条层数也不一样,大多为2-3层。

栅条絮凝池其平面布置和穿孔絮凝池相似,有32格竖井串联而成,进水水流顺序从一格流到下一格,上下对角交错流动直到出口。

图1-8网格式絮凝池图1-9栅条

栅条空隙由密逐渐变疏,当水流通过时相继收缩,扩大,形成涡流,造成颗粒碰幢,形成良好的絮凝条件。

栅条反应池共有四组，每组16个网格。

水流从配水井内进入分水溢流堰，然后经溢流堰分配到两组栅条反应池内。

从栅条反应池流出的水流经导流墙后经过穿孔墙到达平流沉淀池内。

穿孔墙的孔口尺从为300×

300mm。

4）平流沉淀池

由流入装置,流出装置,沉淀区,缓冲层,污泥区及排泥装置组成。

东西长90米,南北长21米,水深设计为3.7米,如图1-10所示。

采用机械排泥,真空管吸泥装置，如图1-11所示。

图1-10平流式沉淀池图1-11桥式刮泥机

在平流沉淀池的入口出设有穿孔墙,配水墙小方150*150MM,平衡孔300*300MM。

从反应池出来的水经穿孔墙后,均匀流向整个过水断面上,空口流速不宜大于0.2---0.5米/秒,孔洞断面沿水流方向逐次扩大,以减少孔口射流,防止絮凝体破坏。

在水处理中,为了能使沉淀池的水能均匀流出,且能进一步控制沉淀池水位,在此设置溢流堰。

在九里山水厂,出水堰为三角锯齿形的,如图1-12所示，可以用改变出水堰长的办法来改善水质。

平流沉淀池的优点是构造简单，管理方便，出水水质好，且能抗冲击负荷。

但缺点是占地面积大。

图1-12三角溢流堰图1-13V型滤池

5）V型滤池

V型滤池实际上就是普通快滤池的一种改进,又名叫气水反冲洗滤池。

在九里山水厂一期和二期工程中设计的就是气水反冲洗滤池，如图1-13所示。

反冲洗时滤层不发生膨胀，在整个滤层在深度方向的粒径分布基本均匀，不发生水力分级现象，是滤层含污能力进一步提高，有效粒径0.95。

用均质滤料，不均匀系数K80很小，次举能大大提高滤料层的空隙率，使滤速得以提高，过滤周期延长，且水质好。

气水反冲洗存在横向表面扫洗，冲洗效果好。

采用长柄滤头小阻力配水系统。

配水系统概况：

配水系统的主要作用是在于使反冲洗水在整个滤池平面上均匀分布，同时在过滤时均匀收集滤后水。

配水均匀性对冲洗效果影响很大。

配水不均匀，水量小处滤层膨胀不足，冲洗不干净；

水量大处，滤层膨胀过大，使滤料流失，甚至使局部承托层发生移动，造成漏沙现象。

配水系统的均匀性只与配水系统的构造尺寸有关，在九里山水厂中，V型滤池采用的是小阻力配水系统。

V型滤池采用汽水反冲洗，在配水系统上采用系统，在滤板上设置空洞，然后安装上长柄滤头，使冲洗效果能进一步的提高和完善。

6）清水池

九里山水厂清水池一期、二期工程合用一个，墙体全部使用钢筋混凝土结构，矩形半地下式结构。

清水池容积按设计规模的10%设计，共合用一座，中间分两格，每座有效容积为5000立方米。

清水池平面尺寸为长×

宽=48×

36米，有效水深4.1米，池顶覆土厚1米。

顶上设有通气管，四周设有通气孔。

设进水管一根DN1000，出水管一根DN1200，放空管一根DN500，溢流管一根DN800。

清水池内部设有导流墙，这样不使水流形成死水，时刻供应新鲜的水质。

7）加药与加氯

混凝药品的基本要求是，混凝效果好，对人体无害，适应性强，使用方便。

在九里山水厂里采用的混凝剂是聚合氯化铝，该药品使用性强，pH范围在5.0-9.6之间，投加时浓度为百分之五。

在九里山水厂里，投药设备是从德国进口的先进计量投加设备，共有两台，从固体药物的溶解、投加、计量都采用先进的计量自动控制设备。

在消毒工艺上采用滤前、滤后加氯消毒，投加量为2mg/L，投加点分别在絮凝池前和V型滤池之后。

整个水厂的工业自动化程度都很高，这样不仅节省了大量的人力和物力，而且还为水厂的运行和管理带来许多的方便。

1.4各种水处理辅助设施

1）管道间

图1-14管道间

2）加氯间

加氯间采用加液氯消毒。

加氯间设于清水池前，最大加氯按1.5mg/L计，日加氯量300kg，控制方式均采用闭合环路法，全自动加氯系统，加氯间设加氯量为20kg/h的负荷。

全真空泵加氯机3台，2用1备，如图1-15所示，氯库与加氯间合建，氯瓶储量按水厂30天水量计，氯库内设电机单轨小车及氯瓶，氯吸收装置，漏氯报警仪，发生泄漏时，由氯吸收装置处理，如图1-16所示。

图1-15加氯计量泵图1-16氯吸收装置

氯库9×

18m，加氯间值班室15×

14m，高度6m，电动小车起重2t。

加氯间设置在下风向。

反应池：

分为左右两组，各16格，共32格（井字反应格），ABS格栅，ABS溢流堰。

3）反冲洗泵房概况

由于V型滤池采用的是汽水反冲洗系统，所以必须设置鼓风系统。

在鼓风机房内，设有PC01、02空气压缩机两台，一用一备，每台风量50立方米/小时，风压为130000帕。

反冲洗泵房设在滤池的后面，其平面尺寸为34M×

8.4M装有三台C40-1.5型离心式鼓风机，两用一备，三台300S12型水泵，两用一备，如图1-17所示，水泵吸水管直接安装在滤后水出水总管上，在泵房内还设有配电系统。

图1-17反冲洗泵房

图1-18送水泵站

4）送水泵站概况

送水泵房设计时采用时变化系数为1.4，总送水能力为20万吨/日。

根据配水管网平差计算结果知道，出厂水压力为35米。

因此，泵房内设有SDA500-600型离心清水泵（Q=4380立方米/小时，H=40M，N=630千瓦）四用两备。

其中三台为变频调速泵。

调速水泵的运行是靠管网中的压力信号来控制的，如图1-18所示。

另外，在泵房内，还设有两个预留的水泵基础，由于九里山水厂第一工程刚投入运行，故好多水泵设施都不太完善，正在紧张的调试阶段。

所有构筑物用电都由配电房调配输送。

5）脱污间概况

在九里山水厂工艺设计中，污泥处理采用重力自流到污泥浓缩池，然后利用机械刮泥机使污泥流到池底污泥斗沉淀，浓缩后然后送到污脱间进行处理。

污泥主要来自平流沉淀池池底排泥，全部使用管道来排泥。

污泥滚压脱水的设备是滚压带式脱泥机，特点是把压力施加在座布上，用滤布的压力和张力使污泥脱水，而不需要真空或加压设备，动力消耗少，可以连续生产。

2平煤集团供水总厂一分厂

2.1水厂概况

平煤集团供水总厂一分厂，位于中平能化集团三矿西100米，现在主要为四矿、六矿供水。

一分厂于1983年建成，1984年开始投产，总投资7000万元，设计生产能力为6万m3/d，实际生产能力6万m3/d。

现在有职工100人，其中技术员6人。

2.2一分厂工艺流程简介

水处理过程原理：

原水加药后（主要为净水剂，如PAC等）进入折板反应池或隔板反应池，由于相对较长的停留时间，及水流折返等紊流形式达到充分混合，与此同时原水中的药剂吸附大部分SS形成良好絮凝体。

随后，原水从下部孔道进入斜管沉淀池，水流沿斜管上升，由于水流流速较慢，泥体沿斜管逆向流形式落入水中，沉积到沉淀池底部排泥斗最终靠静水压排出。

随后原水流经虹吸滤池进行深层过滤，通过虹吸作用使过滤后清水吸出沿集水槽廊道进入清水池。

最后通过清水泵根据需要送入用户供其使用。

对于虹吸滤池，过滤时间到一定程度，会出现液面升高阻力增大现象，这时过滤很难进行，要对滤池进行反冲洗，冲洗水返首段重新处理，达到节省水资源目的。

2.3一分厂各水处理构筑物介绍

1）平流式沉砂池

原水在迁移、流动和汇集过程中不可避免会混入泥砂，加之一分厂的原水主要为矿井水，煤渣和泥沙的含量较高，原水中的砂如果不预先沉降分离去除，则会影响后续处理设备的运行。

最主要的是磨损机泵、堵塞管网，干扰甚至破坏生化处理工艺过程。

沉砂池主要用于去除污水中粒径大于0.2mm，密度大于2.65t/立方米的砂粒，以保护管道、阀门等设施免受磨损和阻塞。

其工作原理是以重力分离为基础，故应控制沉砂池的进水流速，使得比重大的无机颗粒下沉，而有机悬浮颗粒能够随水流带走，如图2-1所示。

图2-1平流式沉砂池

2）回转式絮凝池

隔板絮凝池指的是水流以一定流速在隔板之间通过而完成絮凝过程的构筑物。

隔板絮凝池有往复式和回转式两种。

后者是在前者的基础上加以改进而成。

在往复式隔板絮凝池内，水流作180度转弯，局部水头损失较大，而这部分能量消耗往往对絮凝效果作用不大。

因为180度的急剧转弯会使絮体有破碎可能，特别在絮凝后期。

回转式隔板絮凝池内水流作90度转弯，局部水头损失大为减小，絮凝效果也有所提高。

回转式隔板絮凝池是通过水在隔板之间以一定的流速流动转折而完成絮凝过程。

絮体的能量损耗集中在转折处的直槽部分，其值很小，以致虽然絮凝时间长，絮凝池容积大，但容积不能得到有效利用，絮凝效果不佳，在末端转折处又易使絮体破碎，并且配水出水不均匀。

一分厂的一期、二期均采用回转式隔板絮凝池，如图2-2所示。

图2-2回转式隔板絮凝池

图2-3排污设施

3）折板絮凝池

折板絮凝池是在隔板絮凝池基础上发展起来的，有水平式和竖流式，其作用除同隔板絮凝池，增加转折过程中颗粒碰撞外，更利用折板间多次转折或缩放水流形成涡流，使沿程能量消耗均匀，絮凝效果较好。

目前，竖流式折板絮凝池已成为国内给水厂常用的絮凝工艺。

折板絮凝池由异波折板、同波折板、平板、池体等组成。

工作原理：

折板絮凝池通常采用竖流式，折板的形式一般有平板、折板和波纹板。

折板按照波峰和波谷的相对安装和平行安装又可以分成“异波折板”和“同波折板”。

按水流在折板间上下流动的间隙数可分为“单通道”和“多通道”。

折板絮凝池主要运用折板的缩放或转弯造成的边界层分离而产生的附壁紊流耗能方式，在絮凝池内沿程保持横向均匀，纵向分散地输入微量而足够的能量，有效地提高输入能量利用率和混凝设备容积利用率，增加液流相对运动，以缩短絮凝时间，提高絮凝体沉降性能。

图2-4折板絮凝池

4）斜管沉淀池

斜管沉淀池是指在沉淀区内设有斜管的沉淀池。

在平流式或竖流式沉淀池的沉淀区内利用倾斜的平行管或平行管道（有时可利用蜂窝填料）分割成一系列浅层沉淀层，被处理的和沉降的沉泥在各沉淀浅层中相互运动并分离。

根据其相互运动方向分为逆（异）向流、同向流和逆向流三种不同分离方式。

每两块平行斜板间（或平行管内）相当于一个很浅的沉淀池。

其优点是：

①利用了层流原理，提高了沉淀池的处理能力；

②缩短了颗粒沉降距离，从而缩短了沉淀时间；

③增加了沉淀池的沉淀面积，从而提高了处理效率。

这种类型沉淀池的过流率可达36m3/（m2.h）,比一般沉淀池的处理能力高出7-10倍，是一种新型高效沉淀设备。

一分厂的一、二、三期均采用斜管式沉淀池，如图2-4所示。

5）虹吸滤池

虹吸滤池是快滤池的一种形式，它的特点是利用虹吸原理进水，因此节省了两个闸门。

此外，它利用小阻力配水系统和池子本身的水位来进行反冲洗，不需另设冲洗水箱或水泵，加之较易利用水力，自动控制池子的运行，所以已较多地得到应用。

虹吸滤池是由6～8个单元滤池组成一个整体。

滤池的形状主要是矩形，水量少时也可建成圆形。

滤池的中心部分相当于普通快滤池的管廊，滤池的进水和冲诜水的排除由虹吸管完成。

管廊上部设有真空控制系统。

经过澄清的水由进水槽流入滤池上部的配水槽。

经虹吸管流入单元滤池的进水槽，再经过进水堰（调节单元滤池的进水量）和布水管流入滤池。

水经过滤层和配水系统而流入清水槽，再经出水管流入出水井，通过控制堰流出滤池。

滤池在过滤过程中滤层的含污量不断增加，水头损失不断增长，要保持出水堰12上的水位，即维持一定的滤速，则滤池内的水位应该不断地上升，才能克服滤层增长的水头损失。

当滤池内水位上升到预定的高度时，水头损失达到了最大允许值，（一般采用1.5～2.0米）滤层就需要进行冲洗。

虹吸滤池在过滤时，由于滤后水位永远高于滤层，保持正水头过滤，所以不会发生负水头现象。

每个单元滤池内的水位，由于通过滤层的水头损失不同而不同。

滤池的配水系统必须采用小阻力配水系统。

因此可以利用滤池本身的滤过水的水位（清水槽内水位）即可冲洗。

滤池冲洗时的情况：

首先破坏进水虹吸管的真空，则配水槽的水不再进入滤池，滤池继续过滤。

起初滤池内水位下降较快，但很快就无显著下降，此时就可以开始冲洗。

利用真空系统抽出冲洗虹吸管中的空气，使它形成虹吸，并把滤池内的存水通过冲洗虹吸管抽到池中心的下部，再由冲洗排水管排走。

此时滤池内水位降低，当清水槽的水位与池内水位形成一定的水位差时，冲洗工作就正式开始了。

冲洗水的流程与普通快滤池相似。

当滤料冲洗干净后，破坏冲洗虹吸管的真空，冲洗立即停止，然后，再启动虹吸管，滤池又可以进行过滤。

图2-5虹吸滤池

6）加药及消毒

聚合氯化铝又名碱式氯化铝或羟基氯化铝。

它是以铝灰或者含铝矿物作为原料，采用酸溶或碱溶法制成。

有以下特点有：

　　1、絮凝体成型快，活性好，用途广泛。

　　2、不需加碱性助剂，如遇潮解，其效果不变。

　　3、适应pH值宽，适应性强，用途广泛。

　　4、处理过的不中盐份少。

　　5、能除去重金属及放射性物质对水的污染。

6、有效成份高，便于储存，运输。

二氧化氯的消毒：

二氧化氯是国际上公认的含氯消毒剂中唯一的高效消毒灭菌剂，它可以杀灭一切微生物，包括细菌繁殖体，细菌芽孢，真菌，分枝杆菌和病毒等，并且这些细菌不会产生抗药性。

二氧化氯对微生物细胞壁有较强的吸附穿透能力，可有效地氧化细胞内含巯基的酶，还可以快速地抑制微生物蛋白质的合成来破坏微生物。

二氧化氯的消毒灭菌性能：

1.高效、强力。

在常用消毒剂中，相同时间内到同样的杀菌效果所需的二氧化氯浓度是最低的。

2.快速、持久。

二氧化氯溶于水后，基本不与水发生化学反应，也不以二聚或多聚状态存在。

3.广谱、灭菌。

二氧化氯是一种广谱型消毒剂，对一切经水体传播的病原微生物均有很好的杀灭效果。

4.无毒、无刺激。

急性经口毒性试验表明，二氧化氯消毒灭菌剂属实际无毒级产品，积累性试验结论为弱蓄积性物质。

5.安全、广泛。

二氧化氯不与水体中的有机物作用生成三卤甲烷等致癌物质，对高等动物细胞、精子及染色体无致癌、致畸、致突变作用。

ClO2对还原性阴、阳离子和氧化效果以去毒为主（H2S、SO32-、CN－、Mn2+），对有机物的氧化降解以含氧基团的小分子化合物为主，这些产物到目前的研究为止，均证明是无毒害用的，并且ClO2使用剂量极低，因此用ClO2消毒十分安全，无残留毒性。

其安全性是被世界卫生组织（WHO）定为AI级。

为了安全，一分厂采用二氧化氯消毒，如图2-7、2-8所示。

图2-6二氧化氯发生器

图2-7搅拌机

3平顶山学院水厂

3.1水厂简介

平顶山学院水厂始建于2005年，分两期建设。

第一期处理水量为150m3/h，二期工程为200m3/h，两期工程的构筑物及相应设备基本相同。

该水厂由北京华宇工程有限公司设计。

3.2工艺流程

该厂的工艺流程为：

机械混合反应池→斜管沉淀池→转动移动罩滤池→清水池。

该厂的取水水源是白龟山水库，处理水能够供平顶山学院大部分师生使用。

3.3各取水构筑物简介

该厂采用的是浮船式取水构筑物，取水设备直接安装在浮船上。

浮船能够随水位涨落而升降，可随主航道的变迁而移动，这种方式的特点是：

既无大量的水下施工作业，又无大量的土方工程量，因而基建费用较低，灵活性大，适应性强，能经常取得含沙量较少的表层水。

浮船式取水构筑物由浮船、联络管、输水斜管、船与岸之间的交通联络设备、锚固设施等组成。

3-1浮船式取水构筑物

1）机械混合反应池

机械混合反应池分三格，每格上架有一台电动机。

通过电动机经变速装置驱动搅拌器的水进行搅拌，是水中颗粒互相碰撞，发生絮凝。

3-2混合机械反应池

2）斜管沉淀池

斜管沉淀池是采用塑料材料。

水经沉后，上清液由堰口式集水槽收集汇入渠道，再经连接管进入移动罩滤池。

3-3斜管沉淀池

3）移动罩滤池

移动罩滤池因有可以移动的冲洗罩故又称为移动冲洗罩滤池。

它是由12个滤格为一组构成的滤池，滤料层上不及底部配水区相互连通，故一座一座滤池仅有一个公用的进水和出水系统。

运行过程中移动罩滤池利用电动装置驱动和控制.

移动冲洗罩，顺次为各滤格冲洗。

过滤时滤后水由进水管经中央配水渠及两侧的配水孔，水流自上而下通过虑层，滤后水经出水堰\出水管等进入清水池。

3-4移动罩滤池

4）加药及消毒

聚合氯化铝又名碱式氯化铝或羟基氯化铝。

　　6、有效成份高，便于储存，运输。

3-5搅拌机

液氯消毒是迄今为止最常用的方法，其特点是液氯成本低、工艺成熟、效果稳定可靠。

由于加氯法一般要求不少于30min的接触时间，接触池容积较大；

氯气是剧毒危险品，存储氯气的钢瓶属高压容器，有潜在威胁，需要按安全规定兴建氯库和加氯间；

液氯消毒将生成有害的有机氯化物，但是他的持续灭菌能力,让他成为现今水处理行业里比较常用的工艺.

第三章实习总结

实习的这一周，天气非常不好，时冷时热，但是同学们的热情却很高。

在这几天里，我们分别去了平顶山市九里山水厂、中国平煤集团总厂第一分厂、平顶山学院水厂。

通过这次实习我学到了很多东西，熟悉了水厂的处理工艺及其构筑物的安装运行。

通过实习我们深入到生产一线，并结合课堂所学知识，将理论与生产实践相联系，增长了实践知识，培养了我们的实际工程概念及其操作能力。

通过实习我们熟悉了水厂的处理工艺及其构筑物的安装运行，其次，在现场实习过程中，从工作人员和实习老师的讲解中，我学到了很多生产实践中的经验常识，对水处理构筑物的设备仪器的使用方法、安装施工中出现问题的分析及解决方法等有了初步的了解和认识。

同时，我随时就参观过程中遇到的疑问和不懂问题积极向老师和工作人员询问，并和同学进行探讨交流，从中弄清楚了许多问题。

有付出就会有收获，这次实习虽然天气十分不好，但我们真的没有过多的抱怨，我们积极的与老师探讨问题，老师们也都非常认真仔细的讲解，真正做到了理论与实际的结合。

但我也明显感觉到理论遇到实际问题时的限制性，实践要以理论为基础，但理论有时要向实践让步