水利工程論文-吉林市二水廠擴(kuò)建工程設(shè)計(jì).doc

水利工程論文-吉林市二水廠擴(kuò)建工程設(shè)計(jì)摘要：介紹了吉林市二水廠擴(kuò)建工程的設(shè)計(jì)特點(diǎn)及主要設(shè)計(jì)參數(shù)，結(jié)合運(yùn)行狀況分析了工藝設(shè)計(jì)中存在的一些問題。關(guān)鍵詞：凈水廠,工藝設(shè)計(jì),運(yùn)行管理吉林市二水廠位于龍?zhí)渡侥_松花江畔，原規(guī)模4104m3/d(1964年建成投產(chǎn))，由于供水量已無法滿足需求，于1992年開始擴(kuò)建。工程分兩期建設(shè)，一期新建取水泵站及輸水工藝，二期擴(kuò)建凈水廠及管網(wǎng)部分，設(shè)計(jì)規(guī)模12104m3/d。擴(kuò)建工程設(shè)計(jì)特點(diǎn)主要體現(xiàn)在：工藝構(gòu)筑物選型充分考慮原水水質(zhì)特性；成套引進(jìn)國外先進(jìn)工藝及設(shè)備；引進(jìn)先進(jìn)的自控技術(shù)及完善的數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)；采用了先進(jìn)的節(jié)能降耗技術(shù)及設(shè)備；擴(kuò)建同時(shí)結(jié)合了對(duì)原有老工藝的技術(shù)改造。1凈水工藝設(shè)計(jì)及運(yùn)行1.1取水工藝取水位置在龍?zhí)洞髽蛳掠?00m的江心處，水質(zhì)較好，可避免冰凌沖擊。采用江心淹沒式箱式取水裝置，箱體兩面進(jìn)水，流速為0.15m/s。共設(shè)兩個(gè)箱體，每個(gè)箱體平面尺寸為12.7m5.5m，高3.9m。取水頭部的設(shè)計(jì)特點(diǎn)：為了方便施工，將其分割為兩個(gè)獨(dú)立箱體，鋼筋混凝土箱體預(yù)制；在箱體上設(shè)置DN300充、排水管，施工時(shí)根據(jù)箱體就位偏差程度通過注水或抽水來精確定位箱體(控制標(biāo)高精度)；在進(jìn)水格柵柵條上加套導(dǎo)熱性能差的橡膠管，防止細(xì)小冰絮凍結(jié)在格柵上而縮小進(jìn)水面積，影響進(jìn)水量；水流流向與箱體長度方向平行，避免洪水沖刷，水力條件較好。共設(shè)兩根DN1200自流管線，v0.82m/s，i=0.0028。取水泵站為地下式，設(shè)計(jì)流量16104m3/d，校核流量按20104m3/d。泵站共四臺(tái)機(jī)組，離心泵型號(hào)為24SA18A，其中一臺(tái)為調(diào)速機(jī)組，電機(jī)采用YQT14506型屈氏內(nèi)反饋調(diào)速電機(jī)，維護(hù)管理方便，節(jié)能效果顯著。輸水管線為兩根DN1200預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管，輸水距離為1.9km。取水泵站設(shè)計(jì)特點(diǎn)：自灌式取水，雖埋深較大，但水量供給相對(duì)充足，水力條件好，布置緊湊；采用先進(jìn)的內(nèi)反饋調(diào)速機(jī)組及高壓節(jié)能電機(jī)(10kV)，形成調(diào)、定聯(lián)合供水系統(tǒng)。在實(shí)際運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)取水泵站存在一些問題：在藻類繁殖旺盛期，格柵易被堵塞，加之大塊異物附著，嚴(yán)重影響正常取水量；取水戽頭箱體出現(xiàn)位移，自流管線接口出現(xiàn)漏點(diǎn)；由于戽頭為淹沒式，加之江心水流湍急，在進(jìn)行戽頭堵塞清理及維護(hù)時(shí)，操作船只難于定位并靠近戽頭，操作條件差；取水泵站日總?cè)∷坎蛔?，較難達(dá)到設(shè)計(jì)取水量。1.2穩(wěn)壓跌水曝氣配水井根據(jù)二水廠實(shí)際情況，要求擴(kuò)建工程水處理構(gòu)筑物在高程上要與原老工藝密切配合，故采用了穩(wěn)壓配水井，同時(shí)利于新、老系統(tǒng)水量的優(yōu)化調(diào)度與分配，并為后續(xù)處理創(chuàng)造良好的水力條件。水力停留時(shí)間為3min。1.3混合及絮凝工藝混凝劑采用聚合氯化鋁，投加濃度為2%5%，采用管式靜態(tài)混合器?；旌贤Ａ魰r(shí)間9s，管道停留時(shí)間25s，混合流速v1.23m/s。加藥控制方式采用開環(huán)控制，投藥泵電機(jī)的轉(zhuǎn)速在PLC控制下和原水流量成正比，而沖程根據(jù)原水、絮凝水、沉后水濁度和pH值等因素在PLCXBT鍵盤上調(diào)節(jié)。絮凝池形式為“豎流折板絮凝池+往復(fù)式隔板絮凝池”的組合結(jié)構(gòu)，穿孔管排泥。絮凝時(shí)間約25min，實(shí)測(cè)GT95352，G58s-1。絮凝池分三個(gè)區(qū)段：前三格為異向折板，v0.35m/s；中三格為同向折板，v0.18m/s；后四格為隔板段，v0.10m/s。沉淀池過渡采用穿孔花墻實(shí)現(xiàn)均勻配水，v孔0.075m/s。實(shí)踐證明，豎流折板絮凝池工藝特征的設(shè)計(jì)符合松花江水質(zhì)特點(diǎn)，實(shí)際應(yīng)用效果理想，在折板間距的選取、絮凝時(shí)間的確定、折板的組合方式、GT值的選取上都較具特點(diǎn)。但唯一不足之處是隔板絮凝時(shí)間過長，流速選取偏低，在渾水期淤泥沉積嚴(yán)重，加重了絮凝池的排泥工作量。結(jié)合新、老系統(tǒng)1999年的運(yùn)行數(shù)據(jù)得出以下結(jié)論：新系統(tǒng)混凝效果明顯好于老系統(tǒng)，聚合鋁單耗僅為老系統(tǒng)的1/2，這顯示出新系統(tǒng)“靜態(tài)混合器+豎流折板絮凝池”工藝的優(yōu)越性。降低藥耗的關(guān)鍵是要強(qiáng)化混凝工藝，主要方法是采用快速均勻的混合凝聚設(shè)備和高效的絮凝工藝，提高單位時(shí)間顆粒碰撞次數(shù)，使膠體顆粒脫穩(wěn)瞬時(shí)、充分，并為微絮體的穩(wěn)定增長和凝聚創(chuàng)造良好的水力條件。1.4沉淀工藝針對(duì)松花江不同季節(jié)水質(zhì)特點(diǎn)，并考慮擴(kuò)建預(yù)留地緊張等因素，設(shè)計(jì)選型采用橫向流斜板沉淀池。池體由前穩(wěn)流配水區(qū)、沉淀區(qū)、后穩(wěn)流區(qū)、出水區(qū)、污泥區(qū)幾部分組成。設(shè)計(jì)特點(diǎn)主要體現(xiàn)在：沉淀區(qū)采用三層斜板單體組架，占地面積小，水力條件好，沉淀效率高；可將其方便地改成氣浮池，即在預(yù)設(shè)配水區(qū)的底部加裝溶氣釋放設(shè)備形成溶氣接觸區(qū)，浮渣通過設(shè)在池上部的刮渣機(jī)刮入排渣槽排走，這就是氣浮工藝和沉淀工藝有機(jī)融為一體的“浮沉池”，其實(shí)質(zhì)是在同一池體內(nèi)實(shí)現(xiàn)兩種固液分離技術(shù)的有機(jī)結(jié)合。不同季節(jié)的原水水質(zhì)波動(dòng)較大，針對(duì)各時(shí)期水質(zhì)特征，相繼采用氣浮或沉淀在低溫低濁和藻類旺盛繁殖期采用氣浮工藝，而在其他時(shí)期采用沉淀工藝。同水源的第一、第三水廠氣浮工藝的多年實(shí)際運(yùn)行結(jié)果證明，氣浮工藝對(duì)體積質(zhì)量小的微細(xì)懸浮物、藻類及色度都有較好的去除效能，并且顯著降低混凝劑單耗。主要設(shè)計(jì)參數(shù)：平面尺寸為28.6m18m，沉淀時(shí)間為32min，水平流速為15mm/s，斜板單體尺寸為4.4m1.0m2.6m，斜板間距為80mm，傾角為60，斜板區(qū)表面負(fù)荷為7.2m3/(m2h)。在運(yùn)行管理中也發(fā)現(xiàn)該工藝存在一些問題：沉淀池底板采用橫向鋼筋混凝土拉梁結(jié)構(gòu)，并作為斜板組架的支撐結(jié)構(gòu)，刮泥車安置在相鄰兩梁槽底的預(yù)設(shè)導(dǎo)軌上，拉梁上部支設(shè)斜板組架，這樣完全封閉的結(jié)構(gòu)給檢修刮泥車帶來了極大不便；由于斜板采用單體組架結(jié)構(gòu)，每池斜板區(qū)共設(shè)置421個(gè)單體，內(nèi)側(cè)單體檢修更換極為不便，同時(shí)也不易判定內(nèi)側(cè)斜板組架或板片的損壞及淤積狀況；混凝效果不好時(shí)，微絮體有時(shí)被出水?dāng)y出，緩沖能力不如老系統(tǒng)平流式沉淀池穩(wěn)定。1.5過濾工藝其主要特點(diǎn)是：采用粒徑相對(duì)較粗的石英砂均質(zhì)濾料及較厚濾層的截污、納污能力，并延長濾池工作周期；氣水反沖洗加表面掃洗，濾層不膨脹或微膨脹；其配水系統(tǒng)為長柄濾頭配水系統(tǒng)；運(yùn)行實(shí)現(xiàn)“公用沖洗PLC+各濾池PLC”的自動(dòng)控制模式。主要設(shè)計(jì)參數(shù)如下：平面尺寸為12m7m；設(shè)計(jì)濾速為8.04m/h；濾頭密度為54個(gè)/m2；濾料層厚1.2m。V型濾池在自動(dòng)模式下運(yùn)行時(shí)，PLC通過控制濾后水出水閘門的開度來控制濾池恒液位，當(dāng)符合下列條件之一時(shí)開始反沖洗：濾池運(yùn)行時(shí)間達(dá)到設(shè)定值；過濾水頭損失達(dá)到設(shè)定值；來自于控制臺(tái)現(xiàn)場(chǎng)PLCXBT鍵盤或中控室監(jiān)控計(jì)算機(jī)的沖洗命令。V型濾池反沖洗方式較具特色，沖洗分三個(gè)過程：氣預(yù)擦洗一臺(tái)鼓風(fēng)機(jī)，送氣1min，q氣22.5m3/(m2h)；氣水混合沖洗兩臺(tái)鼓風(fēng)機(jī)，一臺(tái)沖洗水泵，沖洗6min，q氣55m3/(m2h)，q水=7.5m3/(m2h)；水漂洗兩臺(tái)沖洗水泵，沖洗6min，q水15m3/(m2h)；始終的橫向表面掃洗強(qiáng)度q水5.2m3/(m2h)左右。在運(yùn)行管理中發(fā)現(xiàn)：濾池進(jìn)水V型槽橫向表面掃洗孔的標(biāo)高過低，表面掃洗強(qiáng)度略低，導(dǎo)致橫向掃洗效果欠佳，泡沫浮渣漂浮滯留；濾頭有堵塞現(xiàn)象，清理極為不便；濾池調(diào)節(jié)故障經(jīng)常出現(xiàn)，采取的主要對(duì)策是經(jīng)常定期清洗水位計(jì)及濾層水頭損失計(jì)，保持靈敏度，適當(dāng)控制濾池進(jìn)水穩(wěn)定性，濾池維護(hù)管理工作量較大。另外，在生產(chǎn)中考察了低濁期(原水濁度20NTU)的V型濾池直接過濾性能及聚合鋁投加量對(duì)直接過濾的影響。結(jié)果表明，合理控制PAC投加量會(huì)產(chǎn)生如下效應(yīng)：使過濾水頭損失增長減緩，水頭損失隨時(shí)間變化曲線近似直線，可有效防