清远市某中型水厂扩建项目的工艺设计及参数

郭嘉湄

（广东省建筑设计研究院广东广州 510010）

清远市某中型水厂扩建项目的工艺设计及参数

郭嘉湄

（广东省建筑设计研究院广东广州 510010）

本文以清远市某中型水厂扩建工程为例，介绍项目取水水质与水量、工艺流程及主要构筑物设计的参数特点，与一期工程的衔接，分析其环境效益，以期为类似水厂设计提供参考。

水厂；工艺流程；工艺设计；设计参数

我国供水行业迅速发展，水厂供水能力相对以往有大幅度的增长，给水设施设计及施工水平有显著提高，对出水水质水量有一定的保障。

清远市位于广东省珠三角经济发达地区，该市经济的快速发展和人口的急剧增加，使该市现状自来水厂的供水量逐渐不能满足中心城区的用水需求，城市用水供需失衡。根据清远市某供水有限公司的统计，目前清远市日最大需水量已达到39.0万m3/d，而供水量达到34万m3/d。因此扩建水厂的任务迫在眉睫。

1 工程概况

目前，某水厂的供水范围不断扩展，自来水需求大幅增加，水厂扩建任务亟需解决。

2 工程设计

2.1 水质、水量确定2.1.1水量

清远市多年平均降雨量为1897.4mm，市区多年平均降雨量为1951.3mm；清远市地表水资源量为193.3亿m3，市区为9.433 亿m3，占全市总量的4.9%。

北江以浈江为干流，源于江西省，于韶关市与武江交汇，流经英德市、清新区及市区等地，于佛山市汇入西江。由于北江水源具有流量大，水质好，因此本工程水源考虑取用北江水。

原水厂一期处理规模为5万m3/d，本扩建水厂的设计水量为10万m3/d。三期总处理规模为25万m3/d。本工程为二期工程。

2.1.2 水源水质

根据北江清远段水环境质量临测结果可知。北江经过清远市区段的水质一般在Ⅱ～Ⅲ类之间。监测结果如表1。

2.2 工艺流程及主要构筑物设计

2.2.1 工艺流程

本工程水源为北江水，达到国家饮用水Ⅱ～Ⅲ类水源水平，常规处理工艺是比较合适的，因此本工程推荐采用普遍适用于地表水的常规成熟处理工艺：原水→絮凝→沉淀→过滤→消毒。

具体工艺流程如图1所示。

由图1可知，北江水经过取水泵站取水，进入厂区后在出水管上各安装1个静态管道混合器，原水首先经过网格絮凝平流沉淀池，沉淀池出水经恒速滤池过滤，使水体得到进一步净化，后进入清水池。清水池出水后经过二级泵房将处理后的清水送至市政给水管网。

该工程还包括了对絮凝池、沉淀池的排泥水和滤池的反冲洗废水的处理，同时回收上清液。具体排泥水处理流程如图2所示。

表1 北江清远段水环境质量监测结果表

图1 工艺流程图

图2 排泥水处理流程图

水厂絮凝池、沉淀池的排泥废水和滤池反冲洗水的排放都间歇进行的，首先设置调节池进行处理，经调节池后排泥水进入重力污泥浓缩池，污水浓缩的目的是为了提高污泥的含固率，缩小污泥体积，从而减轻后续污泥负荷。其中，污泥调节池及浓缩池合建。经过浓缩后的污泥进入污泥脱水机房的压滤机进行脱水。经脱水后的泥饼由皮带运输机运至室外，再装车外运，用来填埋或进行综合利用。

2.2.2 主要构筑物的设计参数

各主要构筑的设计参数见表2。

2.2.3 主要构筑物设计特点

（1）网格絮凝池

网格絮凝池絮凝效果好、能量利用高、水头损失小，是近年来应用较多的絮凝池。

絮凝池共两座，分4组。絮凝时间为17min。絮凝池容积：W= 1244.16m3，有效水深取H=4.0m。

表2 主要构筑物参数表

（2）平流沉淀池

平流沉淀池利用浅池原理，池体浅而长，沉淀效果好，潜力大，受负荷冲击大，适应性强。

平流沉淀池共1座，分2组。沉淀时间为T=1.8h。水平流速为V=15.0mm/s，平流沉淀池有效长度：L=78.5m，池宽度：B= 33.4m，有效水深：H=3.0m。

（3）V型滤池

考虑到本工程规模较大，建设单位对出水水质要求较高，而V型滤池适用于规模较大的水厂，出水水质较其它滤池形式较好，自动化程度高。

滤池滤速：V=8.7m/h，滤池面积：F=504m2（分6格滤池）。

滤池反冲洗强度：

气冲洗：15L/m2·s（先开1台鼓风机7.5L/s·m2），冲3min；

气水冲洗：气15L/m2·s，水2.5L/s·m2，冲4min；

水冲洗：水5L/m2·s，冲5min；

表面扫洗：水1.8L/m2·s。

（4）清水池

清水池设在平流沉淀池及絮凝池底层，容积为最高日用水量的10%，约10550m3，水深：H=3.5m。

（5）调节池及浓缩池

水厂废水的主要污染物为悬浮物，其它有机物污染物都不会超过环保排放标准。根据《污水综合排放标准》（GB8978-96），废水处理后的目标为SS≤70mg/L。

排泥水处理系统按本次扩建后总规模15万m3/d配套。

废水量：水厂排泥废水量为生产规模的5%，即7500m3/d。

干泥量：干泥量的计算采用公式TDS=Q（T×E1+A×E2）。

Q为生产水量，即15万m3/d；

T为原水浊度，取50NTU；

E1为浊度与悬浮物浓度的换算系数，取1.5；

A为铝盐混凝剂投加量，取7.5mg/L；

E2为Al2O3与Al（OH）3换算系数，取1.53；

则干泥量TDS=12.97t/d。

①调节池

根据实际生产情况，絮凝沉淀池每天排泥一次，滤池每次冲洗一格，每天冲洗一次。

单格滤池反冲洗废水量：V1=290.77m3；

调节池有效水深取2.6m，池体半径取R=6m。

池内选用水泵，Q=250m3/h、H=13m，N=15kW，两台（一用一备）。

②浓缩池

污泥浓缩池进泥流量来自调节池污水泵，约612m3/h。

污泥浓缩池一日平均时进泥流量：312m3/h。

浓缩池设置两座，每个直径18.5m，实际表面积269m2，浓缩时间取8h（按日平均时计），容积2496m3，每个容积设1248m3。浓缩池水深4.6m，污泥压密区1.2m，上清液区1.0m，合计5.7m。

（6）脱水机房

污泥浓缩池浓缩污泥量Q5=18m3/h（浓缩后污泥浓度取3%）。

脱水机房前设储泥池一座，储泥量按12h计，即216m3。有效水深取3.3m，池体长宽D取6.5m。

脱水机进泥量，按8h工作计为54m3/h，浓度为3%。

脱水后泥饼含水率按75%计算，则每天泥饼泥量DS1= 51.88t。

选用3台带式脱水机，近期2台，满负荷时同时开启运行。远期预留一台。8h工作，单台处理干污泥能力820kg DS/h。

经脱水后的泥饼由皮带运输机运到室外，再由它装车外运。

2.3 本工程与一期已建工程的衔接

由于本工程为扩建项目，因此需考虑与一期工程的衔接：

（1）水厂一期采用的工艺流程为网格絮凝+平流沉淀+V型滤池，根据各方面因素，扩建工程推荐工艺流程与一期一致。

（2）扩建工程与一期工程共用二级泵房，采用同一套送水管网将自来水送至城市管网，因此扩建工程的清水池的水位标高与一期一致。

（3）扩建工程的消毒工艺拟采用与一期相同的二氧化氯消毒，易于衔接。

（4）由于一期工程未考虑废水处理，絮凝池沉淀池的排泥水与反冲洗废水的反冲废水直接排放，扩建工程拟对其改造，使一期工程的排泥废水及反冲洗废水与扩建工程产生的废水输送至泥水处理区进行处理后达标排放。

3 社会环境效益分析

本项目是城镇公用设施，从社会整体观点出发，并结合全城镇人民健康条件改善、生活水平的提高及全城镇工业生产的加速发所带来的宏观效益进行评价，本项目建成后在规划年内，可向用户提供符合国家卫生标准的饮用水，保障人民的身体健康，并为外来投资者在清远市地区投资办厂创造有利条件。

4 设计体会

（1）根据水厂水源特点，采用常规水处理工艺优势互补，出水水质好。

（2）本项目工程实施后，与清远市现状供水管网及水厂形成一套完整的供水体系，保证清远市人民用水水质及水量的需求，保障自来水供给的安全。

[1]《室外给水设计规范》（GB50013-2006）.

[2]给水排水设计手册（第三册：城镇给水）.

[3]梅志刚，孙彦，韩砚萍.德州市第四净水厂工艺设计经验.中国给水排水，2014，29（14）：53～55.

TU991.2

A

1673-0038（2015）47-0090-02

2015-11-3