针对古城水厂原水低温低浊特点的净水工艺设计探讨

2021-01-25李文职

建筑与装饰 2021年2期

关键词：原水沉淀池滤池

李文职

合肥市市政设计研究总院有限公司安徽合肥 230000

引言

低温低浊水具有温度低、浊度低、耗氧量低、黏度大等特点是比较难处理的水质之一，本文通过水平管沉淀实际运行效果的分析，为解决低温低浊水絮凝沉淀问题提供了一种新的方法。

1 工程概况

古城水厂为满足古城镇、陈集镇等城镇用水，设计总规模2万m³/d，一期新建规模1万m³/d。水源取自岱山湖水库，水源水质较好。该水源从每年11月下旬到次年4月上旬水温低于10℃，长年浊度低于1ONTU。低温低浊水具有温度低、浊度低、耗氧量低、黏度大等特点，对混凝的影响主要有以下几点：

①低温水中，分子热运动减慢，介质的黏度提高，不利于被处理水体中初始胶体在热运动影响下的颗粒浓度自动均布，介质黏稠度高，颗粒碰撞机会减少，导致混凝迟缓；②混凝剂水解速度降低，水解不完全，药剂利用不充分；③水温低时形成的絮状物，在沉淀池中的沉降速度减慢；④低浊水由于固相浓度很小，其空间网络没有交联的键，因而容易破坏；⑤低浊度水造成混凝剂需要量的增加。

2 设计原则

（1）在保证出水达到《生活饮用水卫生标准》106项要求前提下，确保水厂正常、稳定、连续运行；

（2）水厂能适应岱山湖水库不同时期的不同水质变化；

（3）采用技术先进且有成功案例的工艺、设备、材料，达到节能降耗减排、节约建设投资的原则。

3 技术方案设计

3.1 技术工艺流程

本工程方案设计时主要面临两个问题：

（1）厂址面积有限，由于位于景区，厂址总面积仅有20亩。

（2）低温低浊水库水的处理工艺的选择。

方案设计时结合岱山湖水库低温低浊水的一些特点，沉淀工艺在异向流斜管浮沉池与水平管沉淀池之间做了比选。

本工程远期规模2×104m3/d，采用异向流斜管浮沉池，单座尺寸为L8.5×W8.5×H4.7m，考虑构筑物壁厚，单体面积约83m2，本工程厂址面积有限，由于位于景区，厂址总面积仅有20亩，无法满足要求，需寻求更高效的处理工艺。

由于异向流斜管流速受到絮体下滑速度的限制，液面负荷一般在7～9m3/(m2·h)，而水平管沉淀技术由于管道水平放置的，悬浮物沉淀方向与水流方向呈垂直状态，流速不受絮体下滑速度的限制，参照设计手册液面负荷宜为25～40m3/(m2·h)，本工程考虑水库低温低浊水的特征，负荷取低值25m3/(m2·h)。经计算，其占地面积约为异向流斜管浮沉池的1/2。

如何解决水温低时形成的细、小絮体在低速下沉淀是处理水库低温低浊水的难点，根据室外给水设计规范中规定颗粒沉降速度一般0.16～3mm/s，北方寒冷地区取低值0.16mm/s。

水平管最接近浅池理论，本次设计L=7000mm，V=7.28mm/s，H=35mm，根据公式LV=HU0，可求得U0=0.0364mm/s，其理论数值远远小于一般絮凝体的沉降速度。

同时为进一步提高絮凝物的形成，在絮凝前增加高效絮核塔，原水进入内层絮核装置，絮核装置的反应区内部填充填料，将水流分割成无数股细小的水流，增大了水与药剂接触反应的面积，提供更大的水力紊动，提高颗粒碰撞概率[1]。

本工程最终采用的工艺为：高效絮核塔+网格絮凝池+水平管沉淀池+普快滤池+消毒。