运城市南城区供水厂改扩建工程设计方案介绍

黄志超

摘 要：本文介绍了运城市南城区某净水厂改扩建工程的方案设计，将净水工艺的主要设计参数以及设备配置等设计特点进行了分析，对于类似改扩建项目具有一定指导意义。

关键词：改扩建 净水工艺 混凝沉淀

1.工艺流程设计

运城市南城区某现状供水厂规模4万m3/d，随着目前人口增加以及经济发展的需求，南城区用水量逐年增加，现状水厂供水量已不满足南城区用水需求，需要对仅有的供水厂进行扩建。

根据原水水质分析和出水水质要求，本次工程将新建混凝沉淀池、砂滤站和综合楼各一座；在现有加氯加药间内增加设备以满足该流程药剂和消毒剂的投加；现状清水池和送水泵房核算后满足水厂总规模的使用要求，不需要改造；新建流程的出水管与现状清水池进水管联通，滤池反冲洗排水及沉淀池排泥与现状排水系统联通。

主要净水构筑物的设计规模为2万m3/d，自用水系数1.05[1]，总设计流量为：Q =0.243m3/s。

2.总体设计

运城市南城区供水水厂现有处理系统工艺采用隔板反应、斜管沉淀、虹吸过滤，西侧厂区内预留用地约3500m2。原水为黄河地下水和白沙河水库水，出厂水质达到饮用水要求。经水量预测后，水厂新增2万m3/d的供水规模。

扩建净水流程采取配水井、机械混合池、旋流絮凝池、斜管沉淀池、V型砂滤池的常规处理工艺，工艺整体布置紧凑。

3.建（构）筑物设计参数

3.1混凝沉淀池

分为两个系列，单个系列流量为437.5m3/h。池前端设配水井，将水均匀的分配成两个系列。

混合采用机械混合，每个系列又分为两级，单级混合时间60s，混合池单池平面尺寸为1.8m×1.8m，有效水深2.0m，超高1.0m，池深3m，有效容积6.48m3。

絮凝池采用旋流絮凝池，絮凝时间按23min，单个系列絮凝池平面2.3m×2.3m共6格，平面有效水深5.34m，底部无需排泥，超高1.31m，池子总水深6.65m。池子有效容积170m3。

沉淀池采用斜管沉淀池，单个系列一个池子，单池平面尺寸为8.0m×9.0m，过渡区有效平面尺寸为1.0×8.0，斜管区平面尺寸为8.0×8.0，单池有效斜管面积为62.8m2，清水区的上升流速为2.00mm/s，斜管池有效水深5.65m，超高0.9m，池总深6.55m。

混合和絮凝池设置室外，总平面尺寸为15.8m×11.2m，池顶设混凝土盖板。沉淀池总平面尺寸为12.6m×17.45m。

3.2滤站

砂滤站与沉淀池贴建，包含砂滤池、鼓风机房、冲洗水泵房、变配电间、仪表间等。共设4个单池，单池面积28m2，总过滤面积112m2，设计滤速为7.81m/h，一格冲洗时强制滤速为10.4m/h。

滤池反冲洗采用气洗、气水联合沖洗、水冲洗的方式。

反冲洗时间约为10min，其中气冲时间为1～2min，气水同时冲时间为3～5min，水冲时间为3～5min；反冲洗周期24～48hr（可调节） [2]。气冲强度为55m3/h·m2，水冲强度为q1=15m3/h·m2，表洗强度为q2=7.8m3/h·m2。

滤料采用单层均质石英砂滤料。石英砂滤料有效粒径为0.90-1.00mm，不均匀系数K60≤1.3，滤料层厚1.3m。

反冲洗泵房设反冲洗水泵，反冲洗水泵直接从滤池出水池吸水。反冲洗水泵共3台。 鼓风机房内设反冲洗鼓风机3台。

3.2高锰酸钾投加间

增加固体高锰酸钾预氧化措施，高锰酸钾预氧化用于替代预氯化，应对微污染的地表水源，又可氧化地下水中的铁锰，强化铁锰的去除效果。高锰酸钾投加点位于水厂进水总管，设3个投加点。

高锰酸钾投加量采用1.0mg/L，需药量为42kg/d；药剂投加浓度4%，设搅拌罐2个；设隔膜计量泵4台（3用1备），采用流量比例控制。

3.3加氯加药改造

絮凝剂采用固体聚合氯化铝，加药间内的聚合氯化铝的溶解池和投加池满足扩建后要求，需要增加投加泵，新建系统投加点为2处，在第一级混合池内，最大投加量按20mg/L（以固体药剂计），投加浓度为10% [3]。

将液氯改为二氧化氯，设2处投加点，分别为混合前和滤后，混合前投加设在混合池进水管上，已有2个投加点，本次设计增加1个投加点；滤后投加设在滤池出水管上，本次设计将滤后水管与现有滤后水管相连后，用原管道送入清水池，加氯点仍然利用原有2个投加点，加氯前分别增加流量计[4]。

3.4总图设计特点

厂区总平面布置应遵循以下设计原则：

1）在满足工艺流程顺畅、简洁、合理的条件下，力求布局紧凑，管线短捷，并充分注意节省用地。

2）厂区主要人流及货流分开，以避免人流与货流交叉及货流运输对厂前区的干扰和污染。

3）厂区道路主干道宽度4.0m，主干道转弯半径6.0m。

厂区平面布置：

1）满足工艺流程平顺，简捷的前提下，整个厂区划分为两个功能分区，西侧为办公区，东侧为生产区。其间以道路和绿化带相隔。

2）生产区布置主要满足工艺流程要求，根据输水管线和走向，由西向东顺着水流方向平行布置，来水管道从西部进配水井，向东依次经过混合反应沉淀池、滤站、清水池，再向东经过送水泵房，处理工艺流程布置较为顺畅。

3）厂前区位于厂区中部，主要包括综合办公楼、附属用房、传达室等。厂区主入口位于厂前区，在厂前区做重点绿化，以便于生产区分离，形成一个环境优美、赏心目的工作环境。厂区次入口位于厂区东北部，为运送污泥和药剂的大门，避免了对厂前区环境的影响，并且在此区四周加强绿化，以便污染降至最低。

参考文献：

[1] 李德强，王茜茜，张帆，区永杰.某大型净水厂常规处理工艺改造设计[J].净水技术，2017，36（10）：91-97.

[2] 刘家慧，吕爱民.解析常见净水厂处理工艺设计[J].资源节约与环保，2014（03）：68.