摘要：根據連續10個月的(de)(de)現(xian)場動(dong)態模擬(ni)實驗的(de)(de)基礎上(shang)，提出兩套凈水(shui)(shui)處(chu)(chu)理(li)工(gong)藝(yi)(yi)。通過凈水(shui)(shui)處(chu)(chu)理(li)工(gong)藝(yi)(yi)、沉淀池排放(fang)污泥處(chu)(chu)理(li)系統的(de)(de) 經(jing)濟 技術 分析 比(bi)較，確定處(chu)(chu)理(li)工(gong)藝(yi)(yi)。并(bing)倡導水(shui)(shui)資源匱乏地區優(you)先選用該處(chu)(chu)理(li)工(gong)藝(yi)(yi)。

關鍵詞：濁(zhuo)度 過濾周期 速度梯度 污(wu)泥干重 水處理工藝(yi)

1、概術

引白水(shui)源工程屬于長(chang)距引調(diao)水(shui)工程，輸水(shui)管(guan)線長(chang)約80km，經過(guo)預處(chu)理、一級加壓后送(song)至凈(jing)水(shui)廠(chang)。為了(le)保(bao)證進(jin)凈(jing)水(shui)廠(chang)水(shui)濁(zhuo)度≤50NTU，特(te)殊情(qing)況下≤300NTU的(de)水(shui)質要(yao)求(qiu)，在取水(shui)頭部建了(le)預處(chu)理廠(chang)。凈(jing)水(shui)廠(chang)處(chu)理規模為15×104m3/d。出廠(chang)水(shui)質要(yao)求(qiu)濁(zhuo)度≤1NTU，特(te)殊情(qing)況≤3NTU。設計本著(zhu)工藝先進(jin)，技(ji)術(shu)經濟合(he)理、安全可靠(kao)、管(guan)理方(fang)便(bian)的(de)原則。根據從2004年5月(yue)起連續(xu)10個月(yue)的(de)現場動態(tai)模擬實(shi)驗和對(dui)多家成功(gong)運行(xing)的(de)凈(jing)水(shui)廠(chang)調(diao)研后，提出兩套工藝處(chu)理方(fang)案(an)。

方案一(yi)的工藝流程為：原水(shui)配(pei)水(shui)井機械(xie)混合高密度沉淀池(chi)V型濾池(chi)送(song)水(shui)泵房用戶

方(fang)案二(er)的工藝流程為：原(yuan)水配水井管式(shi)靜態混合器微渦絮(xu)凝池(chi)小間距(ju)斜板沉(chen)淀(dian)池(chi)V型(xing)濾池(chi)送水泵房　　用戶

2、工藝性能比較分析

2.1 抗擊水(shui)質水(shui)量能力分析比(bi)較：

方(fang)案一中采用的(de)(de)機械攪拌(ban)混(hun)合(he)方(fang)式(shi)(shi)是抗擊水量(liang)(liang)能最強(qiang)的(de)(de)混(hun)合(he)方(fang)式(shi)(shi)，而且可通過調節(jie)電機轉速(su)來(lai)控(kong)制攪拌(ban)速(su)度(du)梯度(du)，使混(hun)合(he)效(xiao)果(guo)達到(dao)(dao)最佳。方(fang)案二中的(de)(de)管式(shi)(shi)靜態混(hun)合(he)器抗擊水量(liang)(liang)能力較弱(ruo)，當進水量(liang)(liang)減少到(dao)(dao)設計流量(liang)(liang)的(de)(de)2/3時，混(hun)合(he)功能將(jiang)完全(quan)失效(xiao)，并且混(hun)合(he)速(su)度(du)梯度(du)不(bu)能調節(jie)。

高(gao)密度(du)沉(chen)淀池因(yin)為(wei)具有外(wai)部污(wu)泥回流系(xi)統，可(ke)(ke)以對(dui)濁(zhuo)度(du)進行(xing)調節(jie)，控制在最(zui)佳狀態下運行(xing)，所以對(dui)水質(zhi)的(de)抗擊(ji)能力特別強，進水水質(zhi)可(ke)(ke)以在很(hen)大(da)的(de)范圍內變動，當濁(zhuo)度(du)高(gao)達(da)(da)5000NTU時也能正常運行(xing)。方案一(yi)工藝對(dui)水質(zhi)的(de)抗擊(ji)能力就相對(dui)弱些，當濁(zhuo)度(du)大(da)于(yu)300NTU時，沉(chen)淀池出水水質(zhi)就很(hen)難(nan)達(da)(da)到后繼工藝的(de)技術要(yao)求。

2.2 沉淀池出(chu)水濁度分(fen)析比較

根據(ju)連續10個月(yue)的(de)(de)現場(chang)動態模擬(ni)實驗，小(xiao)間(jian)距斜板沉淀(dian)池的(de)(de)出水濁(zhuo)度(du)(du)(du)一(yi)般在15NTU左右。而高(gao)密(mi)度(du)(du)(du)沉淀(dian)池的(de)(de)出水濁(zhuo)度(du)(du)(du)一(yi)般在10NTU以下。

2.3 水(shui)廠(chang)的自用(yong)水(shui)量分析比較

由(you)于(yu)高(gao)密度沉淀(dian)池(chi)出水(shui)濁(zhuo)度低(di)，促使過濾周(zhou)期延長，沖洗次數減少，導(dao)致反沖水(shui)量下(xia)降(jiang);另一方面因為高(gao)密度沉淀(dian)池(chi)有沉淀(dian)污泥濃縮(suo)功能，可使沉淀(dian)污泥的含水(shui)率達(da)(da)86%～97%，而水(shui)間距斜板沉淀(dian)池(chi)的沉淀(dian)污泥含水(shui)率高(gao)達(da)(da)99.5%～99.7%。因此(ci)，方案一的自用水(shui)量大大少于(yu)方案二(er)。

2.4 沉淀池排(pai)放(fang)污(wu)泥耗(hao)水量的分析(xi)比較

當處理水量為(wei)(wei)(wei)15×104m3/d，原(yuan)水進水濁(zhuo)度為(wei)(wei)(wei)100NTU，設1NTU=1mg/L SS，則(ze)原(yuan)水中(zhong)懸(xuan)浮物SS為(wei)(wei)(wei)100mg/L。假設兩種沉(chen)(chen)淀池(chi)對懸(xuan)浮物的去除率都(dou)為(wei)(wei)(wei)98%，則(ze)有(you)98mg/L的縣浮物在(zai)沉(chen)(chen)淀池(chi)中(zhong)被去除。因此沉(chen)(chen)淀池(chi)每(mei)日的排泥干重為(wei)(wei)(wei)：

98mg/L×150000m3/d=14700㎏/d。

高密度(du)沉(chen)(chen)淀(dian)(dian)池(chi)排放沉(chen)(chen)淀(dian)(dian)污(wu)泥濃度(du)為(wei)：

100mgL×1000=100g/ L

其中1000為污泥(ni)濃度折算系(xi)數，該系(xi)數范(fan)圍在800～1000，是由得(de)利滿公司(si)提供的。

因此，每(mei)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(du)沉淀(dian)池(chi)排泥(ni)水的損失約(yue)為(wei)147 m3/d。

小間距斜(xie)板沉淀池排泥濃度在(zai)2g/L～4g/L，最大 理論(lun) 值為10g/L，下面(mian)按10g/L 計算(suan) 。

因此，每日(ri)從小間距斜(xie)板沉淀池中(zhong)排除的污泥體(ti)積為：

14700㎏/d÷10g/ L=1470 m3/d

即：小間距斜(xie)板沉淀池排放污泥(ni)的損失水約為1470 m3/d。

從(cong)上所述，小間距斜板沉淀(dian)池的排放污泥耗水量是(shi)高(gao)密度沉淀(dian)池的10倍(bei)。

2.5 占地面(mian)積比較(jiao)

方案一(yi)的(de)凈水車間(jian)含(han)混合、絮凝池(chi)(chi)、高密度沉淀池(chi)(chi)、V型濾池(chi)(chi)和反沖洗構筑(zhu)物，建筑(zhu)占(zhan)地面積為6336 m2，而方案二的(de)凈水車間(jian)含(han)同樣的(de)構筑(zhu)物，建筑(zhu)面積為8660 m2。方案二比(bi)方案一(yi)多2324 m2。

2.6 自(zi)動控制比較(jiao)

方(fang)(fang)案一因為采(cai)用(yong)得利滿的(de)自控(kong)制(zhi)技術，對全(quan)廠可以(yi)全(quan)自動(dong)化控(kong)制(zhi)，準(zhun)確、方(fang)(fang)便(bian)、實用(yong)。方(fang)(fang)案二可以(yi)自動(dong)控(kong)制(zhi)，但是準(zhun)確度略差些。

3、 經濟 分析 比(bi)較

3.1 工(gong)程投資比較

本次投資比較只對凈水(shui)廠主體工程與污泥處理系統(tong)。

高密度沉淀(dian)池方案的凈(jing)水廠(chang)主體(ti)工程(cheng)總造(zao)價(jia)為(wei)(wei)11620.33萬(wan)元(yuan)，小間中斜板沉淀(dian)池方案凈(jing)水廠(chang)主體(ti)總造(zao)價(jia)為(wei)(wei)10819.81萬(wan)元(yuan)。

高密度沉淀(dian)池(chi)方案的(de)污泥處理系(xi)統占地面積約為1公頃，總建(jian)(jian)設費用為918萬元(yuan)。小間距斜(xie)板沉淀(dian)池(chi)方案的(de)污泥處理系(xi)統占地面積約為1.15公頃，總建(jian)(jian)設費用為961萬元(yuan)。

從工程投資上(shang)看，兩種(zhong)方案差(cha)不多，沒有(you)明(ming)顯的投資優勢。

3.2 運行費用比(bi)較

3.2.1 凈(jing)水處理運行費(fei)用比較

運行(xing)電費藥費表

分析運(yun)行電費(fei)(fei)藥費(fei)(fei)表，小(xiao)間距沉淀池方案(an)噸(dun)水(shui)(shui)運(yun)行費(fei)(fei)為(wei)0.156元，高密度沉淀池方案(an)噸(dun)水(shui)(shui)運(yun)午費(fei)(fei)為(wei)0.181元，多0.025元/噸(dun)。

高密(mi)度沉淀池方(fang)案(an)(an)采用(yong)全(quan)自動化(hua)技術，因此電氣設(she)備(bei)較小(xiao)間(jian)距(ju)(ju)的多，所以(yi)運行電費(fei)略(lve)高。但(dan)是(shi)因為采用(yong)全(quan)自運化(hua)技術，可(ke)(ke)以(yi)大減少水(shui)廠(chang)(chang)管理費(fei)用(yong)，同時可(ke)(ke)以(yi)大大提(ti)高管理效率(lv)，降低勞動強度，提(ti)高勞動生產率(lv)。水(shui)廠(chang)(chang)的管理人員比小(xiao)間(jian)距(ju)(ju)斜(xie)板沉淀池方(fang)案(an)(an)少10人，降至65人。

3.2.2 污(wu)泥處(chu)理系統運行(xing)費用比較

由于高(gao)密度(du)沉淀池(chi)的排(pai)放污(wu)泥(ni)含水率低，按(an)92%計，PAM的投加率按(an)0.6%的干(gan)污(wu)泥(ni)重量投加，每(mei)(mei)天投加量為(wei)88.2kg/d，運行(xing)成(cheng)(cheng)本每(mei)(mei)天2646元(PAM按(an)30000元/噸計)。小間距斜析沉淀池(chi)的排(pai)放污(wu)泥(ni)含水率較高(gao)，按(an)99.5%計，PAM的投加率按(an)0.8%的干(gan)污(wu)泥(ni)重量投加，每(mei)(mei)天投加量為(wei)117.6 kg/d，運行(xing)成(cheng)(cheng)本每(mei)(mei)天3528元。

4、方案的確定

單純從(cong)運(yun)行(xing)(xing)費(fei)用(yong)上看(kan)，方(fang)案(an)(an)一的(de)年運(yun)行(xing)(xing)費(fei)用(yong)較方(fang)案(an)(an)二多136.7萬元(yuan)(yuan)。但是結合污(wu)泥排放耗(hao)水(shui)(shui)量，方(fang)案(an)(an)一每天至少比(bi)方(fang)案(an)(an)二節(jie)(jie)約1000噸水(shui)(shui)，若按源水(shui)(shui)經預處(chu)理、一級加壓后送至凈(jing)水(shui)(shui)的(de)運(yun)行(xing)(xing)成本為1.1元(yuan)(yuan)/m3計，年節(jie)(jie)約40.15萬元(yuan)(yuan)。污(wu)泥處(chu)理運(yun)行(xing)(xing)費(fei)用(yong)年節(jie)(jie)約32.19萬元(yuan)(yuan)。共計72.34萬元(yuan)(yuan)。因此，方(fang)案(an)(an)一的(de)年運(yun)行(xing)(xing)費(fei)用(yong)比(bi)方(fang)案(an)(an)二僅多64.36萬元(yuan)(yuan)。

從技術性能上看出(chu)兩種方(fang)(fang)案(an)都有(you)自己(ji)的(de)(de)優缺點。聯系現在(zai)(zai)環(huan)境 問題(ti) 日益(yi)(yi)加劇，國家(jia)要求新(xin)建凈水(shui)(shui)廠須對污(wu)泥(ni)(ni)進行(xing)處(chu)理。高(gao)(gao)密(mi)(mi)度(du)(du)(du)沉(chen)(chen)淀(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)因為(wei)具有(you)污(wu)泥(ni)(ni)回流系統，可以(yi)保證污(wu)泥(ni)(ni)濃度(du)(du)(du)高(gao)(gao)，小間距(ju)斜(xie)板沉(chen)(chen)淀(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)排泥(ni)(ni)量大(da)(da)(da)，是高(gao)(gao)密(mi)(mi)度(du)(du)(du)沉(chen)(chen)淀(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)的(de)(de)10倍以(yi)上，這樣不(bu)但(dan)使(shi)污(wu)泥(ni)(ni)處(chu)理量增大(da)(da)(da)10倍以(yi)上、增加污(wu)泥(ni)(ni)濃縮設(she)施，而且使(shi)自用水(shui)(shui)量增大(da)(da)(da)10倍以(yi)上，增大(da)(da)(da)了自用水(shui)(shui)處(chu)理設(she)施，排泥(ni)(ni)所損失(shi)的(de)(de)水(shui)(shui)約為(wei)10倍。尤其(qi)是本工程所在(zai)(zai)地為(wei)水(shui)(shui)資(zi)源(yuan)匱乏(fa)地區(qu)，作為(wei)長距(ju)離引調(diao)水(shui)(shui)工程，節(jie)約水(shui)(shui)資(zi)源(yuan)具有(you)巨大(da)(da)(da)的(de)(de)潛在(zai)(zai)的(de)(de) 社會 效益(yi)(yi)和環(huan)境效益(yi)(yi)。同時(shi)經過對烏魯(lu)木齊(qi)的(de)(de)高(gao)(gao)密(mi)(mi)度(du)(du)(du)沉(chen)(chen)淀(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)處(chu)理工藝調(diao)研后(hou)，發現在(zai)(zai)低(di)溫低(di)濁的(de)(de)水(shui)(shui)質處(chu)理上更優于其(qi)他處(chu)理工藝。因此，采用方(fang)(fang)案(an)一(yi)高(gao)(gao)密(mi)(mi)度(du)(du)(du)沉(chen)(chen)淀(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)工藝作為(wei)選(xuan)定(ding)方(fang)(fang)案(an)。

5、結束語

目前 自然 環境日益(yi)惡化(hua)(hua)，沙(sha)漠(mo)(mo)化(hua)(hua)在 中國 迅速擴大(da)，短(duan)時間內(nei)國家很難控制和大(da)范圍治理沙(sha)漠(mo)(mo)化(hua)(hua)，從而導致局部地工水(shui)資源短(duan)缺將趨(qu)于(yu)(yu)加(jia)劇，含(han)沙(sha)量(liang)成倍增加(jia)。因此作為一種高(gao)效的(de)自用(yong)水(shui)量(liang)低(di)、排放污(wu)泥(ni)耗水(shui)損失少、污(wu)泥(ni)處(chu)理容易的(de)高(gao)密度沉淀池處(chu)理工藝(yi)應該在水(shui)資源匱乏地區(qu)積極推擴使用(yong)。讓(rang)新(xin)技術為社會發揮更(geng)大(da)的(de)作用(yong)和貢(gong)獻，造福于(yu)(yu)社會。

參(can)考 文獻 ：

[1] 朱亮，張文妍編.水(shui)處理(li)工程(cheng)運行與管(guan)理(li).北京：化學(xue) 工業 出(chu)版社，2004.

 [2] 許保(bao)玖著.給水處理 理論 .北京：中(zhong)國建(jian)筑工業出版社，2000.

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