某市高硬度地下水水厂工艺设计

铁中用 张健奎 唐延东 铁永珍

【摘要】某市地下水总硬度494-612 mg/L，通过实验，提出原水曝气+石灰乳软化+常规处理工艺，经滤膜过滤出水水质均达到《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）标准。水厂设计3.0万m3/d，占地面积约32.0亩，设计人口23.0万人，为该水厂及其他类似水源水厂设计提供了参考。

【关键词】石灰乳；总硬度；地下水；工艺参数

引言

随着近几年来某市高新技术开发区的发展，城区面积的扩大，城市供水设施远远落后于客观需要。某市目前用水量大约在5×104m3/d，现有水厂日供水能力1.2×104m3，供水不足的矛盾日益突出，新建水厂迫在眉睫。新建水厂设计处理规模3.0万m3/d，占地面积约32.0亩，设计人口23.0万人。水源井采用浅井与深井相结合，浅井单井出水量为80.0m3/h，深井单井出水量为65.0m3/h，泵房采用地上式泵房，一井一泵，有输水管道接至净水厂。

一、工艺设计

1.工艺流程

针对某市新建水厂高硬度高碱度及高含铁量水质特点，水厂工艺采用跌水曝气除铁后，投加石灰乳，去除硬度，用硫酸调节出水pH值，用V型砂滤池过滤后进入清水池，由供水泵房加压送入供水管网，采用二氧化氯消毒。工艺流程见图9：

2.主要构筑物

（一）跌水曝气装置

跌水曝气装置采用地下水重力式除铁连续跌水曝气方式，与景观水体相结合，占地直径20米左右。设有三级圆形八卦式跌水曝气，跌水曝气外径从一级至三级依次增大，三级跌水曝气处设置收水渠，用管道输送至下一级处理构筑物。

本工程设计跌水级数3级，其中一级曝气直径10米，二级曝气直径11米，二级曝气直径12米。第一级跌水高度为1.0m，第二级跌水高度为0.6m，第三级跌水高度为0.6m。单宽流量40m3/（h·m）。

（二）机械搅拌澄清池

机械搅拌澄清池属于泥渣循环型澄清池[3]。其池体主要有第一絮凝室、第二絮凝室及分离室三部分组成。设置3座，单池设计处理量为500m3/h，直径17.0米，地上式钢筋混凝土结构。上升流速：0.6～0.77mm/s，停留时间1.5小时，进水管流速为0.8～1.6m/s，三角槽出水流速：0.5～1.0m/s，泥渣回流缝流速：150～200mm/s，二反应室导流板宽度为二反应室直径的0.1倍。

（三）石灰乳投加装置

选用全自动石灰乳投加系统成套设备[4]，车间平面尺寸42.0m×6.0m。石灰粉储存量按10天量计算，筒仓容积为85m3，筒仓直径4.5m，高2.5m，锥斗角度50°，下口直径1.8m。石灰乳泵5m 3/h。石灰辅助箱直径0.8m，计量箱直径1.2m。加药间尺寸6.0m×9m，脱水间尺寸6.0m×6.0m，污泥池尺寸6.5m×6.0m，全地下式。

（四）V型砂滤池

V型砂滤池、供气泵房、加药消毒间采用合建方式，总建筑平面尺寸为：53.05×15.84m。池体部分为钢筋混凝土结构，其余为框架结构。选用四组，每组处理水量312.5m3/h，四组滤池采用单排布置，每格滤池采用双格布置。设计滤速6.03m/h，反冲洗周期24h。气冲洗强度：15L/（m2·s），冲洗历时2min。气水混冲强度：气-15 L/（m2·s），水-4 L/（m2·s），冲洗历时3min。单水冲洗强度：水-8 L/（m2·s），冲洗历时5min。表面扫洗强度：水-2 L/（m2·s），历时1min。滤头采用DN25长柄滤头，每块滤板布置滤头24个。滤料采用均质石英砂单层滤料，有效粒径：D10=0.9～1.2mm，不均匀系数K80=1.20（D80/D10），厚1200mm；支承层采用粒径2～4mm中粗砂，厚100mm。

（五）清水池

清水池调节容积为6000m3，设两座，每座有效容积3000 m3，有效水深3.8m，平面尺寸为28.6m×28.6m，半地下式钢筋混凝土结构，设有超声波液位变送器[5]，以控制清水池水位，并设有水位上下限报警功能。

二、结语

水厂工艺流程为采用跌水曝气除铁后，投加石灰乳，用硫酸调节出水pH值，用V型砂滤池过滤后进入清水池，由供水泵房加压送入供水管网，采用二氧化氯消毒。

【参考文献】

[1]严煦世，范谨初.给水工程（第四版）[M].北京：中国建筑工业出版社，2008，395-396

[2]陈良才，魏宏斌，李少林等.石灰软化法处理高硬度含氟地下水的研究[J].中国给水排水，2007，23（13）：49-51

[3]田伟，郑音，单绍磊等.高温高盐矿井水除盐工艺及热能资源的综合利用[J].山东煤炭科技，2011，04：38-39

[4]谢祖芳，谭华颖，朱万仁等.石灰-纯碱软化/混凝预处理刁江河水[J].环境科学与技术，2007，30（6）：72-74

作者简介：铁中用，男，汉，1988.06，青海西宁，助教，建筑方向，四川工程职业技术学院。