摘要：根據(jù)連續(xù)10個(gè)月的現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)態(tài)模擬實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，提出兩套凈水處理工藝。通過(guò)凈水處理工藝、沉淀池排放污泥處理系統(tǒng)的 經(jīng)濟(jì) 技術(shù) 分析 比較，確定處理工藝。并倡導(dǎo)水資源匱乏地區(qū)優(yōu)先選用該處理工藝。

關(guān)鍵詞：濁度 過(guò)濾周期 速度梯度 污泥干重 水處理工藝

1、概術(shù)

引白水源工程屬于長(zhǎng)距引調(diào)水工程，輸水管線(xiàn)長(zhǎng)約80km，經(jīng)過(guò)預(yù)處理、一級(jí)加壓后送至凈水廠。為了保證進(jìn)凈水廠水濁度≤50NTU，特殊情況下≤300NTU的水質(zhì)要求，在取水頭部建了預(yù)處理廠。凈水廠處理規(guī)模為15×104m3/d。出廠水質(zhì)要求濁度≤1NTU，特殊情況≤3NTU。設(shè)計(jì)本著工藝先進(jìn)，技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理、安全可靠、管理方便的原則。根據(jù)從2004年5月起連續(xù)10個(gè)月的現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)態(tài)模擬實(shí)驗(yàn)和對(duì)多家成功運(yùn)行的凈水廠調(diào)研后，提出兩套工藝處理方案。

方案一的工藝流程為：原水配水井機(jī)械混合高密度沉淀池V型濾池送水泵房用戶(hù)

方案二的工藝流程為：原水配水井管式靜態(tài)混合器微渦絮凝池小間距斜板沉淀池V型濾池送水泵房　　用戶(hù)

2、工藝性能比較分析

2.1 抗擊水質(zhì)水量能力分析比較：

方案一中采用的機(jī)械攪拌混合方式是抗擊水量能最強(qiáng)的混合方式，而且可通過(guò)調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速來(lái)控制攪拌速度梯度，使混合效果達(dá)到最佳。方案二中的管式靜態(tài)混合器抗擊水量能力較弱，當(dāng)進(jìn)水量減少到設(shè)計(jì)流量的2/3時(shí)，混合功能將完全失效，并且混合速度梯度不能調(diào)節(jié)。

高密度沉淀池因?yàn)榫哂型獠课勰嗷亓飨到y(tǒng)，可以對(duì)濁度進(jìn)行調(diào)節(jié)，控制在最佳狀態(tài)下運(yùn)行，所以對(duì)水質(zhì)的抗擊能力特別強(qiáng)，進(jìn)水水質(zhì)可以在很大的范圍內(nèi)變動(dòng)，當(dāng)濁度高達(dá)5000NTU時(shí)也能正常運(yùn)行。方案一工藝對(duì)水質(zhì)的抗擊能力就相對(duì)弱些，當(dāng)濁度大于300NTU時(shí)，沉淀池出水水質(zhì)就很難達(dá)到后繼工藝的技術(shù)要求。

2.2 沉淀池出水濁度分析比較

根據(jù)連續(xù)10個(gè)月的現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)態(tài)模擬實(shí)驗(yàn)，小間距斜板沉淀池的出水濁度一般在15NTU左右。而高密度沉淀池的出水濁度一般在10NTU以下。

2.3 水廠的自用水量分析比較

由于高密度沉淀池出水濁度低，促使過(guò)濾周期延長(zhǎng)，沖洗次數(shù)減少，導(dǎo)致反沖水量下降;另一方面因?yàn)楦呙芏瘸恋沓赜谐恋砦勰酀饪s功能，可使沉淀污泥的含水率達(dá)86%～97%，而水間距斜板沉淀池的沉淀污泥含水率高達(dá)99.5%～99.7%。因此，方案一的自用水量大大少于方案二。

2.4 沉淀池排放污泥耗水量的分析比較

當(dāng)處理水量為15×104m3/d，原水進(jìn)水濁度為100NTU，設(shè)1NTU=1mg/L SS，則原水中懸浮物SS為100mg/L。假設(shè)兩種沉淀池對(duì)懸浮物的去除率都為98%，則有98mg/L的縣浮物在沉淀池中被去除。因此沉淀池每日的排泥干重為：

98mg/L×150000m3/d=14700㎏/d。

高密度沉淀池排放沉淀污泥濃度為：

100mgL×1000=100g/ L

其中1000為污泥濃度折算系數(shù)，該系數(shù)范圍在800～1000，是由得利滿(mǎn)公司提供的。

因此，每日從高密度沉淀池排除的污泥體積為：

14700㎏/d÷100g/ L=147 m3/d

即：高密度沉淀池排泥水的損失約為147 m3/d。

小間距斜板沉淀池排泥濃度在2g/L～4g/L，最大 理論 值為10g/L，下面按10g/L 計(jì)算 。

因此，每日從小間距斜板沉淀池中排除的污泥體積為：

14700㎏/d÷10g/ L=1470 m3/d

即：小間距斜板沉淀池排放污泥的損失水約為1470 m3/d。

從上所述，小間距斜板沉淀池的排放污泥耗水量是高密度沉淀池的10倍。

2.5 占地面積比較

方案一的凈水車(chē)間含混合、絮凝池、高密度沉淀池、V型濾池和反沖洗構(gòu)筑物，建筑占地面積為6336 m2，而方案二的凈水車(chē)間含同樣的構(gòu)筑物，建筑面積為8660 m2。方案二比方案一多2324 m2。

2.6 自動(dòng)控制比較

方案一因?yàn)椴捎玫美麧M(mǎn)的自控制技術(shù)，對(duì)全廠可以全自動(dòng)化控制，準(zhǔn)確、方便、實(shí)用。方案二可以自動(dòng)控制，但是準(zhǔn)確度略差些。

3、 經(jīng)濟(jì) 分析 比較

3.1 工程投資比較

本次投資比較只對(duì)凈水廠主體工程與污泥處理系統(tǒng)。

高密度沉淀池方案的凈水廠主體工程總造價(jià)為11620.33萬(wàn)元，小間中斜板沉淀池方案凈水廠主體總造價(jià)為10819.81萬(wàn)元。

高密度沉淀池方案的污泥處理系統(tǒng)占地面積約為1公頃，總建設(shè)費(fèi)用為918萬(wàn)元。小間距斜板沉淀池方案的污泥處理系統(tǒng)占地面積約為1.15公頃，總建設(shè)費(fèi)用為961萬(wàn)元。

從工程投資上看，兩種方案差不多，沒(méi)有明顯的投資優(yōu)勢(shì)。

3.2 運(yùn)行費(fèi)用比較

3.2.1 凈水處理運(yùn)行費(fèi)用比較

運(yùn)行電費(fèi)藥費(fèi)表

分析運(yùn)行電費(fèi)藥費(fèi)表，小間距沉淀池方案噸水運(yùn)行費(fèi)為0.156元，高密度沉淀池方案噸水運(yùn)午費(fèi)為0.181元，多0.025元/噸。

高密度沉淀池方案采用全自動(dòng)化技術(shù)，因此電氣設(shè)備較小間距的多，所以運(yùn)行電費(fèi)略高。但是因?yàn)椴捎萌赃\(yùn)化技術(shù)，可以大減少水廠管理費(fèi)用，同時(shí)可以大大提高管理效率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。水廠的管理人員比小間距斜板沉淀池方案少10人，降至65人。

3.2.2 污泥處理系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用比較

由于高密度沉淀池的排放污泥含水率低，按92%計(jì)，PAM的投加率按0.6%的干污泥重量投加，每天投加量為88.2kg/d，運(yùn)行成本每天2646元(PAM按30000元/噸計(jì))。小間距斜析沉淀池的排放污泥含水率較高，按99.5%計(jì)，PAM的投加率按0.8%的干污泥重量投加，每天投加量為117.6 kg/d，運(yùn)行成本每天3528元。

4、方案的確定

單純從運(yùn)行費(fèi)用上看，方案一的年運(yùn)行費(fèi)用較方案二多136.7萬(wàn)元。但是結(jié)合污泥排放耗水量，方案一每天至少比方案二節(jié)約1000噸水，若按源水經(jīng)預(yù)處理、一級(jí)加壓后送至凈水的運(yùn)行成本為1.1元/m3計(jì)，年節(jié)約40.15萬(wàn)元。污泥處理運(yùn)行費(fèi)用年節(jié)約32.19萬(wàn)元。共計(jì)72.34萬(wàn)元。因此，方案一的年運(yùn)行費(fèi)用比方案二僅多64.36萬(wàn)元。

從技術(shù)性能上看出兩種方案都有自己的優(yōu)缺點(diǎn)。聯(lián)系現(xiàn)在環(huán)境 問(wèn)題 日益加劇，國(guó)家要求新建凈水廠須對(duì)污泥進(jìn)行處理。高密度沉淀池因?yàn)榫哂形勰嗷亓飨到y(tǒng)，可以保證污泥濃度高，小間距斜板沉淀池排泥量大，是高密度沉淀池的10倍以上，這樣不但使污泥處理量增大10倍以上、增加污泥濃縮設(shè)施，而且使自用水量增大10倍以上，增大了自用水處理設(shè)施，排泥所損失的水約為10倍。尤其是本工程所在地為水資源匱乏地區(qū)，作為長(zhǎng)距離引調(diào)水工程，節(jié)約水資源具有巨大的潛在的 社會(huì) 效益和環(huán)境效益。同時(shí)經(jīng)過(guò)對(duì)烏魯木齊的高密度沉淀池處理工藝調(diào)研后，發(fā)現(xiàn)在低溫低濁的水質(zhì)處理上更優(yōu)于其他處理工藝。因此，采用方案一高密度沉淀池工藝作為選定方案。

5、結(jié)束語(yǔ)

目前 自然 環(huán)境日益惡化，沙漠化在 中國(guó) 迅速擴(kuò)大，短時(shí)間內(nèi)國(guó)家很難控制和大范圍治理沙漠化，從而導(dǎo)致局部地工水資源短缺將趨于加劇，含沙量成倍增加。因此作為一種高效的自用水量低、排放污泥耗水損失少、污泥處理容易的高密度沉淀池處理工藝應(yīng)該在水資源匱乏地區(qū)積極推擴(kuò)使用。讓新技術(shù)為社會(huì)發(fā)揮更大的作用和貢獻(xiàn)，造福于社會(huì)。

參考 文獻(xiàn) ：

[1] 朱亮，張文妍編.水處理工程運(yùn)行與管理.北京：化學(xué) 工業(yè) 出版社，2004.

[2] 許保玖著.給水處理 理論 .北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2000.

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