富阳江北水厂扩建工程工艺设计经验

富阳江北水厂扩建工程工艺设计经验
汪健;王雷钧;危斌;温汝青;常鹏飞;张少国
【摘要】富阳江北水厂扩建工程设计规模10×104 m3/d,采用折板反应平流沉淀清水池叠加、Ⅴ型滤池等处理工艺,出水水质达到《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)的要求.介绍了水厂扩建工程的工艺方案、工艺流程、主要设计单元参数和实际运行效果等.
【期刊名称】《供水技术》
【年(卷),期】2017(011)003
【总页数】4页(P40-43)
【关键词】净水厂扩建;节约用地;反应沉淀池清水池叠加
【作者】汪健;王雷钧;危斌;温汝青;常鹏飞;张少国
【作者单位】杭州富阳水务有限公司,浙江杭州311400;杭州富阳水务有限公司,浙江杭州311400;中国市政工程华北设计研究总院有限公司,天津300074;中国市政工程华北设计研究总院有限公司,天津300074;中国市政工程华北设计研究总院有限公司,天津300074;大同市工程建设标准定额站,山西大同037000
【正文语种】中文
【中图分类】TU991.0
富阳江北水厂一期工程于2002年竣工，设计规模为10×104 m3/d，处理工艺采用栅条反应平流沉淀+V型滤池工艺。

2006年江北水厂最高日供水量达11×104 m3/d，超出设计能力。

其后，高峰日供水量不断增大，实施江北水厂扩建工程迫
在眉睫。

考虑到江北水厂用地的实际情况并结合相关规划，扩建江北水厂总处理规模至20×104 m3/d。

1.1 工程设计水量和水质
扩建工程设计规模为10×104 m3/d，富阳江北水厂水源为富春江，富春江一级保护区水质达到《地表水环境质量标准》Ⅱ类水质标准，二级保护区水质达到Ⅲ类标准。

江北水厂取水口及其上游水体主要指标基本符合《地面水环境质量标准》Ⅱ～Ⅲ类标准。

扩建工程出水水质执行《生活饮用水卫生标准》(GB5749—2006)的要求，其中出水浊度要求小于0.3 NTU。

1.2 工艺流程的确定
考虑到该工程扩建用地面积狭小的因素，各处理单元采用高效、深层、占地小且能合理匹配和紧凑布置的池型。

1.2.1 沉淀池
沉淀池是净水处理的主要构筑物，不仅对保证净水厂出水水质很重要，对净水厂布置的通盘考虑也是一个重要影响因素。

综合考虑水量、原水条件、气候、地形地质、占地、运行费用、管理经验等因素后，池型采用平流沉淀池。

受用地限制，对平流沉淀池采用双层还是单层与清水池叠加这两种方案进行了比选。

双层平流沉淀池工艺优点：占地面积小，出水水质好且安全性高；缺点：国内运行实例少，操作管理不如单层平流沉淀池方便，刮泥机需采用国外设备。

平流沉淀池与清水池叠加工艺为反应池、平流沉淀池、清水池合建而成的综合池，该工艺在南方土地比较紧张的地区被经常使用，如富阳江南水厂、温州阳岙水厂等，其优点为：占地面积小，出水水质稳定，操作管理方便等；缺点为：投资较大，施工难度较大。

总体布置后，双层平流沉淀池比平流沉淀池与清水池叠加工艺更为拥挤，且清水池调节容积不足。

平流沉淀池与清水池叠加工艺运行、操作、管理简单且有成熟的运
行经验，因此选用平流沉淀池与清水池叠加工艺。

1.2.2 污泥处理工艺
对比了重力自然浓缩池和高效浓缩池两种工艺。

高效浓缩池是污泥循环型沉淀池，使用絮凝后的污泥作为催化剂改善絮凝和沉淀效果，是机械混合、机械反应、预浓缩和斜管分离3个单元的综合体。

该工艺多用于占地面积小、池容小的工程，其
优点在于出水水质好、出泥含水率低且稳定。

基于工程场地条件，采用重力自然浓缩池占地不够，故采用高效浓缩池进行污泥浓缩。

工程利用现有的废水排放泵房收集、混合、调节反应沉淀池的排泥水和滤池的反冲洗排水，提升进入高效浓缩池，浓缩后的污泥由泵排入污泥后储池，再进行机械脱水，上清液进回流水池并经泵提升至现有配水井。

污泥处理工艺流程见图1。

该污泥处理工艺方案适合扩建工程占地小、投资少并充分利用现有设施的特点。

同时，由于滤池反冲洗排水通过浓缩后再行回流，可避免滤池反冲洗水直接回流造成甲第虫和隐孢子虫的积累问题。

1.2.3 扩建工程工艺流程
通过分析比选并结合江北水厂用地现状，确定江北水厂扩建工程的工艺流程如图2所示。

2.1 净水处理系统
2.1.1 静态混合器井
设1座静态混合器井，设计流量Q=11×104 m3/d，尺寸11.0 m×3.8 m×3.0 m。

井内安装DN1200×3600不锈钢管式静态混合器1个，管式混合器在额定流量下
G值大于500 s-1。

2.1.2 配水井
配水井有稳压、配水、溢流的作用，可兼作为化学预处理接触池。

设计流量
Q=11×104 m3/d，停留时间t=5.0 min，尺寸10.0 m×5.0 m×8.2 m (水深)。

2.1.3 折板反应池、平流沉淀池和清水池
(1)折板反应池
设计流量11×104 m3/d，设2座，反应池停留时间t=20.6 min。

每座设2组折板反应池，每组分5个廊道。

单组流量q=0.318 m3/s，单座尺寸16.6 m×14.2 m×4.4 m(有效水深)，每个廊道尺寸16.6 m×1.46 m×4.4 m。

全程分3段，其廊道流速：第1段，V峰=0.30 m/s，V谷=0.05 m/s；第2段，V峰=0.148 m/s ，V谷=0.04 m/s；第3段，V峰=0.09 m/s ，V谷=0.04 m/s。

(2)平流沉淀池
设计流量Q=11×104 m3/d，沉淀池停留时间t=2.4 h，水平流速11.4 mm/s。

设2座平流沉淀池，单座流量q=0.608 m3/s，单池尺寸96.5 m×8.3 m×3.5 m，其中8.3 m池宽中间设1个导流墙，单格宽4.0 m。

每座单池各设1套虹吸刮吸泥机，2座平流沉淀池上操作面设连接桥。

(3)清水池
清水池与反应沉淀池叠加，下层为2座清水池。

单池尺寸114.5 m×16.95 m×3.6 m，占设计流量的12.7%。

清水池进水格堰前为停留时间30 min的氯接触池。

2.1.4 V型滤池
滤站按10×104 m3/d规模设计。

设计流量Q=11×104 m3/d，滤池形式为V型滤池，滤速v=6.97 m/h，总过滤面积F=672 m2，池数n=6，单池过滤面积
f=8 m×4 m =112 m2，单池平面尺寸9.48 m×14 m，有效水深h=3.8 m。

滤池采用气水反冲洗加扫洗的反冲洗方式，气冲强度为55 m3/(m2·h)，水冲强度为15 m3/(m2·h)，扫洗强度为6.97 m3/(m2·h)。

2.1.5 送水泵房及变配电间
原有送水泵房按10×104 m3/d规模建设，变配电间规模按10×104 m3/d配备
设备。

送水泵房土建在原来的基础上进行，扩建部分按10.0×104 m3/d规模配备
水泵，水泵设3台，2用1备。

单泵流量2 700 m3/h，扬程45 m。

电机功率N 电机=500 kW，设变频调速1台，另外1台为定速。

2.2 污泥处理系统
2.2.1 污泥调节池
沉淀池的污泥、滤池反冲洗水靠静压排至原废水排放泵房，再由泵提升至高效污泥缩池进行浓缩。

池内设置3台潜水泵，2用1备，单台性能：Q=432 m3/h，H=13 m。

为防止污泥沉淀，池内设2台潜水搅拌器，电机功率2.5 kW。

扩建工程利用现有废水排放泵房作为污泥调节池，因调节容积有限，沉淀池排泥和滤池反冲洗连续操作并将3台泵增加变频调速装置。

2.2.2 高效污泥浓缩池
工程共设置2座高效污泥浓缩池，每座设置絮凝反应区、预沉区、浓缩区、斜管澄清区及污泥泵间等。

为保证浓缩效果，采用投药浓缩。

污泥在絮凝反应区内与絮凝剂混合后进入污泥浓缩池。

浓缩池单池主要设计参数如下：污泥量=10.0 t/d(干泥)，Q=3 333 m3/d(含水率99.7%)；反冲洗水量Q=3 600 m3/d；工作时间t=16 h；水力表面负荷，4.76 m3/(m2·h)；出泥量，400.0 m3/d(含水率97.5%)；池数n=2；尺寸，6.75
m×6.75 m；池深h=4.6m；PAM投量，0.25‰～1‰。

2.2.3 污泥储池
污泥储池具有储存和均质污泥功能。

容积按储存1班的泥量设计(每日2班)，池有效容积V=12 m×6 m×3.0 m =216 m3。

池内设1台潜水搅拌器，用于污泥搅拌，电机功率N=2 kW。

2.2.4 污泥脱水间
本工程按2班(16 h)工作设计，安装3套离心脱水设备，2用1备。

脱水机单台能
力为 15 m3/h (500 kgDS/h)，电机功率N=37.5 kW，按此能力配置3台进泥泵(扬程H=20 m)和3台污泥切割机。

脱水后的泥饼含水率≤80%，脱水后的泥饼通过1台螺旋输送机输送到泥棚内装车外运。

采用2套絮凝剂制备装置，分别用于污泥浓缩和脱水。

由于浓缩池上清液需要回
流到水处理系统中，因此污泥浓缩采用毒性较小的阳离子型聚丙烯酰胺药剂，污泥脱水则采用药效高的阴离子型聚丙烯酰胺药剂。

按污泥浓缩最大加药量1 g/kgDS、污泥脱水最大加药量5 g/kgDS选用絮凝剂制备装置，絮凝剂干粉制备能力为6 kg/h，药剂调制浓度均为5‰，稀释浓度均为1‰。

① 受用地面积限制，扩建工程采用反应沉淀
池叠加清水池的池型，大幅节省了用地。

该种池型可推广于用地面积较小的新建或改扩建工程中。

② 为强化混凝沉淀，选用了多通道折板反应池，该池型能有效适应水量变化并便
于折板的安装，在工程运行中取得了良好的絮凝效果。

③ 受占地面积所限，采用高效浓缩池代替传
统的重力式浓缩池，不但节约了用地，而且提高了浓缩效率。

江北水厂扩建工程建成通水后，出水水质稳定达到《生活饮用水卫生标准》
(GB5749—2006)的要求。

2015—2016年进出水月平均浊度见表1。

富阳江北水厂扩建工程概算直接费用为8 470万元，工程建设其他费用为1 637
万元，单位经营成本为0.640元/m3。

富阳江北水厂扩建工程建成后，江北水厂总规模达到20×104 m3/d，采用了折板反应平流沉淀清水池叠加、V型滤池等处理工艺。

改建后的江北水厂运行稳定可靠，
处理效果良好，出水水质满足《生活饮用水卫生标准》(GB5749—2006)的要求，其中出水浊度全部小于0.3 NTU，基本保持在0.1～0.2 NTU，使供水水质得到了提高，取得了显著的经济效益、社会效益和环境效益。

[2] GB 50013—2006 室外给水设计规范[S].
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【相关文献】
[1] 上海市政工程设计研究院. 给水排水设计手册：城镇给水(第3册)[M].北京：中国建筑工业出版社，2006.。