日供水1.5万吨标化智慧水厂建设项目水厂式一体化净水设备发表时间：2022-03-02 14:41 专业生产净水设备的国家高新技术企业，目前已经向市场推出了组合式一体化净水设备（日供水40-200m3）、圆形重力式一体化净水设备（日供水100-500m3）、方形重力式一体化净水设备（日供水600-10000m3）、集成膜一体化净水设备（日供水100-10000 m3）水厂式一体化净水设备（日供水4000-20000m3）等，几乎涵盖了市场上所有常规的小型、中型、大型净水设备。目前华晨环保已经取得一体化净水设备、超滤净水设备、反渗透净水设备大型水质处理器卫生许可批件及次氯酸钠卫生许可批件，有着丰富的净水、消毒设备设计、生产经验，目前已经在全国范围内安装了上万件净水、消毒设备。 目前农村、企业小型供水工程采用一体化净水设备模式已经广泛应用，设备自动程度较高，操作管理便捷，运行成本低，管护方便，项目实施具备可行性。 华晨公司根据业主提出的基本要求，进行一体化净水设备的设计工作，初步建议采用公司最新的智慧水站设计理念，采用最新的全自动一体化净化工艺，主要配置两套日供水7500吨华晟牌HC型不锈钢一体化净水设备（HC-340型，每小时净化量340吨），项目利用原有土建清水池或者新建清水池，水池容积建议为2100-3500m3。我公司提供初步技术方案，请有关领导审阅。
第3章 工艺设计方案 3.1设计范围 本项目原水由业主单位提供，设计范围为一体化净水装置系统及相应的配套设备设计、生产制造、采购、施工、安装、调试直至工程竣工验收、交付，同时对操作人员的技术、操作培训，技术指导及售后服务。 3.2技术原则 本项目工艺方案的确定遵循以下原则： （1）技术成熟，性能可靠，处理效果稳定，保证出水水质达到规定的要求。 （2）运行管理方便，运转灵活，可根据进水水质的变化调整运行方式和工艺参数，最大限度发挥处理设备和构筑物的处理能力。 （3）在同区域内、同水质条件情况下，有同类小型供水站处理项目成功的工程实例及经验。 （4）工艺技术及设备应因地制宜，运行可靠，具备一定先进性。 （5）便于自动控制，提高管理水平，降低劳动强度和人工费用。 （6）合理衡量方案的经济性，严格控制建设投资和运行费用。 （7）符合环境、卫生标准，噪声控制，环境协调，清洁生产。 3.3技术工艺比选 （1）混凝土水净化构筑物与钢制模块式净水设备对比 目前在日供水量5000-30000吨的自来水建设项目中，采用混凝土水净化构筑物建设与采用钢制模块式净水设备都占有一定比例，各有优缺点，我们从施工质量管理、施工工期、投资成本、二次搬迁可能性、环保性等方面说明，具体如下：
根据混凝土水工构筑物和钢制一体化净水设备的对比，一体化净水设备设计使用寿命虽然较低，但投资成本低、施工工期短、质量可靠、可以根据要求进行二次搬迁、主体钢材可以回收等，我们推荐在该项目中选用钢制一体化净水设备。 （2）净水装置主体材质碳钢和不锈钢对比 钢制一体化净水装置在国内的生产和使用历史也有50年的时间，从最早期的过滤罐，到目前新型的水厂式一体化净水设备，已经具备了比较成熟的技术经验，积累了丰富的专业人才，利于项目开展，适合在中小型规模的自来水厂建设项目中选用。目前常规的钢制一体化净水装置主体材质为Q235碳钢、304不锈钢2种，具体对比如下：
根据碳钢与不锈钢净水设备的对比，不锈钢净水设备虽然在投资成本上高于碳钢净水设备，但在使用寿命、日常养护、外形美观程度等方面，均优于碳钢净水设备。我公司目前华晟牌不锈钢系列净水设备已经有10年的生产历史，在西南片区（云南、重庆、贵州）水厂建设项目中广泛使用，因此我们推荐在该项目中使用不锈钢净水设备。 （3）净水装置的净化工艺对比 日供水1.5万吨一体化净水设备常用的为自来水常规净化工艺，其他净水装置用的超滤膜、反渗透净化工艺，因投资成本较高、膜更换成本高、操作管理负担较重等不建议在该项目中选用，净化工艺对比仅对常规净化工艺进行对比。 目前日供水1.5万吨一体化净水设备常用的絮凝反应、斜管沉淀、过滤工艺，絮凝反应工艺多采用网格反应工艺（包含隔板、小孔旋流、涡旋等复合网格工艺），沉淀工艺多采用斜管沉淀池（横向流、双层斜管、复合斜管等斜管工艺），过滤工艺多采用V型滤池、无阀滤池。反应、沉淀环节工艺比较类似，关键在于对工艺参数、工艺细节的控制，过滤工艺的V型滤池和无阀滤池工艺有较大区别，其中V型滤池是以气水反洗为的滤池，无阀滤池是以自身清水冲洗的滤池。V型滤池和无阀滤池对比如下：
经过V型滤池和无阀滤池的对比，虽然V型滤池比无阀滤池投资高、耗电高，但比较节约水资源，且管理过程实现可控的智能化控制，反洗净化过程比较稳定，出水水质好，滤砂使用周期长，反洗水耗比较稳定，不会随着滤砂的使用周期大幅增加，随着水厂二期、三期的开展，水厂的反洗设施可以由多套净化装置共用，后期可以降低一些基建投资。目前无阀滤池主要用在日供水7500吨以内的农村水厂，在日供水1.5万吨标化智慧水厂建设项目一般以V型滤池为主，因此我公司推荐在该项目中选用V型滤池做为一体化净水设备过滤工艺环节。 （4）工艺选择总结 根据以上工艺对比，我们推荐选用HC-340型不锈钢水厂式一体化净水设备，主要净化工艺包含絮凝剂投加、助凝剂投加、微阻管道混合、微涡旋网格反应工艺、双层斜管沉淀工艺、气水反洗V型滤池过滤工艺、次氯酸钠消毒工艺，小时净化水量为680吨，日供水1.5万吨，选择2台HC-340型不锈钢水厂式一体化净水设备，合计建成日供水1.5万吨规模。 3.4一体化净水技术原理 不锈钢一体化净水设备融合常规水处理工艺形成一体化，对河水、水库水、山塘水等水源进行净化处理，出水水质达到《国家生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）的相关要求。不锈钢一体化净水设备分利用絮凝反应、沉淀工艺、过滤工艺，初步对原水进行处理，降低原水浊度、色度等指标，有效提高整体设备对高浊水的适应性，加强系统的耐负荷能力，确保出水水质达标。一体化净水工艺主要采用的以反应沉淀工艺作为净化核心，去除水体内大量的固体杂质，以石英砂过滤为保障，进一步利用物理过滤、吸附去除水体内的微小固体颗粒、细菌等有害物质，降低水体的浊度、色度等指标。 3.4.1絮凝剂投加及混凝反应 向水流中精确计量泵投加絮凝剂，通过静态管道混合器快速搅拌充分混合，为混凝反应提高较好的条件。投加絮凝剂的种类一般为铝盐或者铁盐，我公司在水库水净化工程中多采用聚合氯化铝（又称碱式氯化铝，简称PAC），此次根据水样进行混凝剂最佳投加量试验，确定投加混凝剂的用量为5~15g/m3，水库水受降雨影响时应根据实际情况进行调节絮凝剂投加量。
一体化净水工艺采用了涡旋网格反应工艺，反应区第一段由一组垂直的反应池竖井的涡旋网格组成，水流一次通过网格区域，水流在网格内上下垂直流动的同时，收到每格网格进水口的切向推动力影响，形成水平微涡旋，使水流产生了一个水平的旋转作用。水流和絮凝药剂的水解产物经过良好的搅拌，逐渐形成微絮体，同一网格的微絮体随着水流逐渐旋转过程中，吸附微小颗粒物以及其他微絮体，形成体积较大的絮凝体，由于水平涡旋的影响，微絮体在同一网格内停留的时间延长，完全超过了水力计算的停留时间，多个网格的存在，保证了微絮体有足够的成长时间，可以形成体积较大、密实度较高的矾花。 混凝剂与原水的混合液经过混凝反应区进行反应，混凝反应就是在外力作用下具有絮凝性能的微絮凝粒相互碰撞，从而形成更大的稳定的絮凝体，以适应沉降分离的要求，克服水中胶体难以沉降去除的特点。为了达到完善的絮凝效果，在絮凝过程中要给水流适当的能量，增加碰撞的机会，并且不使已经形成的絮凝体破坏。絮凝过程需要足够的反应时间，我公司通过新型涡旋网格反应技术的创新，使反应工艺获得了良好的效果，形成了体积大、密实度高、沉降性能好的矾花，为后续沉淀工艺的良好泥水分离起到了决定性作用。 3.4.2沉淀及泥水排放 混凝反应后期，水流向上流动，在混凝装置水流上升段均匀设置一系列布水系统，通过布水系统，水流均匀的分布在沉淀池，充分保证沉淀效果。斜管组件为1000mm长，采用60°角安装，既保证排泥畅通，又能保证沉淀面积大。我公司净水设备沉淀表面负荷控制在≤7.0m3/m2·h，即沉淀区上升流速为≤1.95mm/s。 一体化净水工艺在原有斜管沉淀工艺的基础上改进设计，增加了一层辅助网板，采用复合斜管沉淀工艺，可大大提高沉淀效果。底层网板与上层斜管都采用60°角安装，但两层斜管安装的方向相反。底层斜管可辅助形成污泥絮凝层，有效提高对水中的固体悬浮物及絮凝体的吸附作用，从而提高去除效果，而且，底层斜管可辅助增加絮凝体的密实度，提高其沉降性能，更利于其在上层斜管的沉淀效果。上层斜管主要作用为进一步提高沉淀出水水质，为过滤池减轻工作负担。 沉淀池出水采用均匀分布的淹没式出水槽集水，汇流至总出水渠，并通过出水渠均匀的进入2个布水斗中，2个布水斗分别连接2格滤池，沉淀后的清水经布水弯管均匀的分布至过滤池。 沉淀泥水收集在沉淀泥水斗中，污泥在沉淀泥水斗中进一步浓缩排水，提高污泥浓度，减少水耗。沉淀泥水通过穿孔管排至排水沟中，排泥水采用控制排泥阀进行自动排泥水，中小型水厂的排泥水一般不进行直接排放，建议沉淀泥水经泥水沉淀池收集、沉淀浓缩后，上清液可直接排放至城市污水管网。底层浓缩泥浆采用潜水泵提升至叠螺机等泥水浓缩设备进行浓缩， 3.4.3过滤及反洗 待处理水经沉淀后，已经去除了易于沉降的悬浮颗粒及胶体等杂质，为进一步提高水质，去除水中体积较小，沉降性能也较差的颗粒物。 过滤装置内装填有均质石英砂滤料，包含有0.6~1.2mm的石英砂层及砾石承托层，过滤滤速控制在8.0~8.5m/h。滤料层可对水中的絮凝体及胶体进行初步过滤，并将絮凝体吸附在孔隙中，形成吸附层，可提高对絮凝体的去除率，减少石英砂滤料的工作负担，防止滤料板结。 我公司生产的过滤净水设备采用气水联合反洗V型滤池工艺，能利用自动控制系统自动控制滤层反冲，且不增加反冲泵间、风机房等设施间，既能够达到自动控制，又能节约投资成本及运行费用。 滤池为一个敞开式的方形容器，内部设置石英砂滤料层，进水通过内置的V型布水槽进入滤池，出水通过均匀分布在滤板上的滤水帽收集至滤池边的清水池内，清水池采用溢流槽控制出水水位。滤池出水位高于石英砂滤料层，使滤池过滤工艺基本达到了恒速过滤，水流通过滤料层的速度恒定，水头损失逐渐增大时，滤前水头逐渐升高。 随着滤料截流颗粒的增加，滤料的水头损失也逐渐增大，滤前水位上升，当水位上升至超声波液位计设定的位置时，自动控制系统开始启动反洗。首先进行单独气冲洗，之后进行气水联合冲洗，再之后进行单独水洗，期间一直保持表面扫洗。 单独气洗和气水联合冲洗时，罗茨风机提供的压力空气从进气管和布气槽、滤头布气孔均匀的进入滤砂内部，空气剧烈的摩擦、碰撞滤砂，以及滤砂间相互碰撞，可以有效的将滤砂黏附的胶体、絮凝体等杂质脱离，解决了单独水洗无法冲洗彻底的难题。 气水联合冲洗和单独水洗时，水泵抽取中间水池（四格滤池出水集中在中间水池，统一接出水管）的清水，这些清水为中间水池保存的清水和其他三格净化后的清水（四格滤池，其中一格反洗时，其余滤格正常工作），清水彻底将石英砂层的滤料冲洗干净。 在气水从底部进入滤料层反洗得同时，滤池进水由V型槽向排污沟流动，形成扫洗，水从V型布水槽向排污沟流动得过程像清扫垃圾一样，可以使气、水冲洗出来得絮凝体、杂质等快速向排污沟排出，V型槽的表面扫洗，也是V型滤池得一项改进，是V型滤池得名的特色之一。 我公司一直以来都非常注重技术的改进与发展，我公司根据客户单位反馈的信息及使用经验进行改进，在滤池底层增加了滤池观察和检修的检修口，可方便的清除滤板底部的淤砂，保证设备在更换石英砂后，一些细小的累积的滤板底部的石英砂可以方便的清除，不影响设备运行及操作。 3.4.4消毒 消毒采用电解法次氯酸钠发生器进行消毒，将消毒液投加进清水池进水管，水流混合消毒液再流入清水池。 次氯酸钠发生器利用电解无碘盐产生次氯酸钠溶液，消毒效果稳定，尤其无碘盐购买、储存方便，没有危险性，用户管理、操作过程比较简单。 消毒器可自动运行，根据设备自动运行，无需人工开机关机，我公司根据饮水安全工程管理粗放的情况设置了盐液配置系统，可保证一次配盐，使用5-10天时间。消毒器需要单独配置一个通风条件良好的管理房。
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