水處理流程選擇

水處理廠主要為(wei) 造紙生產(chan) 用水，對濁度、色度、Fe2+的處理結果要求較高。設計選用了常規的前加氯（預氧化、消毒及除色）、混凝、沉澱、過濾的處理工藝。除經常能取得高水質以外，還具有更強的應變能力。在流程上還考慮到設備和構築物檢修和故障條件

下保證正常供水的措施，設置必要的超越、溢流、排空，備用設備和集散型的監控設備，能及時發現問題及時解決(jue) ，保證紙漿廠供水安全。水處理廠的設計處理水量規模為(wei) 120’000m3/d。

一、加氯 加藥

    給水處理係統中加氯其目的是為(wei) 了抑製給水中的微生物、菌類、藻類的生長與(yu) 繁殖。

水處理廠的加氯係統的氯源由化工廠的堿氯課供給。水廠內(nei) 加氯點設置一處，采用前加氯，加在混合器前起殺藻及氧化助凝作用，考慮到原水藻類含量較高，大加氯量取

4mg/L；24小時連續工作，每日加氯量為(wei) 528Kg/d。加氯機采用兩(liang) 台真空加氯機（一用一備），為(wei) 閉環自動控製，控製係數為(wei) 濾後水量和餘(yu) 氯量。加氯間至加氯點采用DN50的ABS工程塑料管。

   同時給水處理中還采用加NaOH 、PAC、助凝劑，目的分別是為(wei) 了調節水的pH度，以及給水中的不可見的懸浮物的凝集，去除。

二、 混凝

    用自然沉降不能*去除不純物，尤其水溫低的時候，溶存的鹽類極少，含有色度的浮遊物十分安定，不能通過砂濾去除。浮遊物通常帶陰電荷。若加入陽電荷的物質，則雜質容易形成較大粒子而容易沉澱！此方式即為(wei) 混凝現象。

處理中的混凝現象比較複雜，不同的混凝劑以及不同的水質條件，混凝機理都有所不同。常見的有以下四種水混凝現象：壓縮雙電層作用機理、吸附—電性中和作用機理、吸附架橋作用機理和沉澱物網捕或卷掃機理。

(1)壓縮雙電層：當向溶液中投加電解質時，溶液中反離子濃度增高，根據濃度擴散和異號電荷相吸的作用。這些離子與(yu) 膠粒吸附的反離子發生交換。擠入擴散層，使擴散厚度縮小，進而更多地擠入滑動麵與(yu) 吸附層，使膠粒帶電荷數減少，ξ電位降底，從(cong) 而達到混凝效果。

(2) 吸附—電性中和作用機理: 膠粒表麵對異號離子、異號膠粒或鏈狀分子帶異號電荷的部位有強烈的吸附作用而中和了其他的部分電荷，減少了靜電壓力，因而容易與(yu) 其他顆粒接近而互相吸附。

(3) 吸附架橋作用機理：高分子物質與(yu) 膠粒的吸附與(yu) 橋連。當高分子鏈的一端吸附了某一膠粒後，一端又吸附了另一膠粒形成膠粒—高分子—膠粒的絮凝體(ti) 。

(4) 沉澱物網捕或卷掃機理：當鋁鹽、鐵鹽、混凝劑的投加量很大而形成大量氫氧化物沉澱時，可以網捕、卷掃水中的膠粒，以致產(chan) 生沉澱分離。

   PAC的混凝特性是同過投加鋁鹽後，發生金屬離子的水解和聚合反應過程，其產(chan) 物兼有凝聚和絮凝作用的特性。

1、混凝作用的影響因素：

膠質係的凝集主要的是微粒子表麵的物理化學性質。因為(wei) 水中的微粒子的凝集去除，其對象是濁度及色度，水的粘度，水的粘性支配條件為(wei) 水溫、PH、堿度、硬度、遊離碳酸等的溶解，所以微粒子之離子交換能力不得不考慮。

A、水溫： 水溫是凝集反應、floc形狀、凝集劑使用、floc的沉降分離的重要支配因素。通常水溫低的時候，要形成floc的時間長，而且要使用較多的凝集劑。

B、係統的PH值:  係統的ph值，會(hui) 影響凝集劑生成氫氧化物的溶解度，folc生成所用的時間，以及膠質粒子的電荷給予能力。

C、濁度粒子的離子交換能力。

D、水中共存物的影響。

E、其他因素：如凝集助劑、攪拌混合等。

2、藥品投加方式：

a. 凝集注入設備：

藥品的注入有濕式、及幹式兩(liang) 種。選擇適當的藥品注入方式是有必要的．藥品的注入有以下幾個(ge) 要點:

⑴注入速度,注入的高低量

⑵製禦方式(自動、手動控製)

⑶動力的使用（pump、攪拌裝置的使用）

⑷藥品的儲(chu) 留槽、倉(cang) 庫、及搬運等

⑸注入量的準確度

Ⅰ.幹式注入方式：

藥品（粉末狀固體(ti) ）的注入一般用於(yu) 較小規模，注入裝置不必擔心腐蝕，但原水濁度急劇上升，容易使注入量增加，
幹式藥品的注入裝置

Ⅱ.濕式注入：

對於(yu) 任何凝集劑均可使用，注入藥劑量較少時，也容易調節注入量。但需得注意裝置的腐蝕。濁度急劇上升時，注入量有可能不足，故需有溶液儲(chu) 留槽。
  重力下滴式濕式注入裝置

  在我們(men) 水環製程中，混凝劑按三種藥劑設計，考慮幹、濕並儲(chu) ，以濕儲(chu) 為(wei) 主。液體(ti) 藥劑的輸送以容積計量。隔膜計量泵投加量穩定、準確。以投加PAC為(wei) 主，助凝劑和堿液，備用多級加藥,提高了加藥係統的靈活性。

b. 凝集劑的混合攪拌：

  為(wei) 了藥劑在水中的溶解，凝集劑在水中急速擴散、與(yu) 水中的雜質相互接觸而形成floc. 在製程中往往加以混合攪拌。常用的混合方式有管式靜態混合器、混合池混合及機械混合等。一般使用的混合池有矩形池和圓形槽，攪拌器的種類依需要而定，通常使用低速攪拌。螺旋式攪拌器是我們(men) 水環藥劑溶解攪拌器的使用形式。

管式靜態混合器---混合效果較好、設備簡單，不需單建構築物，但水頭損失大，當流量變化大時，影響混合效果；混合池混合---混合效果較好，占地麵積大。某些進水方式要帶進

大量氣體(ti) ，流量變化較大時，混合效果不穩定；機械混合----混合效果好，適應流量變化，水頭損失小，缺點是消耗電能，管理維護複雜。設計考慮原水水頭有富餘(yu) ，且供水流量均勻穩定，因此，混合選用管式靜態混合器方式。擬采用管式微渦靜態混合器。

c. 絮凝反應:

  絮凝反應方式一般分為(wei) 水力和機械兩(liang) 大類。前者結構簡單，但適應流量變化性差，後者可進行調節，能適應各種流量的變化，但需有一定的機械維修量，能耗大。為(wei) 節省投資和運行費用，充分利用有效富餘(yu) 水頭，本工程采用水力反應方式。擬在工藝中采用小孔眼網格絮凝反應池，該工藝應用“渦漩混凝低脈動沉澱給水處理技術”（國家技術、獲國家發明獎）。對混凝過程進行強化與(yu) 完善，使得該工藝對原水中色度的去除較常規工藝有明顯的效果。

三、沉澱

沉澱是在重力作用下，使懸浮液中密度大於(yu) 水的懸浮固體(ti) 下沉，從(cong) 而與(yu) 水分離的水處理方法。水中的大部分雜質因為(wei) 其比重比水大，固可利用重力而沉降，在沉降工段去除水中的浮遊物及floc.以減輕過濾池的負擔，是沉降池的主要目的。影響沉澱的事項有:

原水水質(包括粘性、比重、PH、堿度、水溫等)

懸浮物的性質（大小、比重、凝集性）

氣候條件（溫度、風雨等等）

沉澱池的構造（形狀、沉澱時間、池內(nei) 流速、水深、長寬比、整流設備）

沉澱池分為(wei) 平流式、豎流式、輻流式及斜管（斜板）式沉澱池等形式。平流式沉澱池沉澱效果好；對充擊負荷和溫度變化的適應能力較強；施工簡易，造價(jia) 較底。豎流式沉澱池排泥方便，管理簡單；占地麵積較小。輻流式沉澱池運行較好，管理較簡單；排泥設備已趨定型。

普通沉澱池：

沉澱池的形狀有長方形即圓形等，理論上沉澱效果亦水流麵積大且淺較好，但實際上太淺物堆積，有效水深為(wei) 3~4米，長寬比一般為(wei) 3：1~8：1；圓形時，其直徑及深度之比為(wei) 6:1~12:1左右較佳。

藥品沉澱池

⑴容量及平均流速：依原水的水質而加以適當的凝集劑，良好的floc形需要3~5小時的沉澱。沉澱池的容量為(wei) 計劃靜水量3~5小時的總額

⑵整流設備：池內(nei) 水流的狀態受流入管、整流壁的設置、溫度、及流出側(ce) 設置影響

⑶排泥裝置：連續式排泥通常設有sludge的刮除裝置，有走行式、回轉式，及ring belt式等等。

⑷管理：藥品沉澱池的管理與(yu) 普通池有很多相似，但sludge較多是其特點.

           Ring belt 式平流沉澱池

輻流式沉澱池汙泥靠池中水靜壓排

出池外，浮渣通過排渣管排出。

          Dor 式圓形沉澱池(輻流式)

對於(yu) 大型水廠,平流沉澱池和斜管沉澱池較為(wei) 合理。而由於(yu) 場地麵積有限，設計隻能考慮采用斜管沉澱池，它具有停留時間短、占地小、沉澱效率高等優(you) 點。沉澱工藝我們(men) 采用逆向流斜管沉澱設備，表麵負荷 2.5mm/s，該沉澱池排泥采用穿孔管排泥，運行管理時積泥必須及時得到排放，發揮斜管沉澱池的大效率，克服沉澱池因排泥不及時出現的“跑礬花”現象。每個(ge) 沉澱池設有一台超聲波泥位計，當泥位超出預定值時及時報警，並參與(yu) 控製排泥閥的運行。    

四、過濾

過濾是指液體(ti) 通過適當的多孔物質層，將液體(ti) 中的浮遊物及其他物質去除的方法。

    給水處理所使用的過濾法有：重力式過濾法、急速砂濾淨水及壓力式過濾法。其濾材一般使用沙，在其他特殊濾過目的時，又或使用其他特殊濾材。

A.重力式濾池的淨水機理

   在持續過濾時，慢慢的在沙層的表麵會(hui) 形成堆積物，這種堆積物是由有機與(yu) 無機質構成的一種膠質膜。又成為(wei) 過濾膜，過濾膜有抑製細菌及浮遊物質使其留下的作用，此中作用不僅(jin) 是機械作用，又有物理化學及生物作用，這種作用無法有物質的本態來判定，而得考慮過濾膜內(nei) 膠質、細菌、生物等等，其作用不至十表麵過濾作用，亦需考慮其下沙層的作用。

    沙粒子的表麵帶有負電荷，對有相同電荷的細菌及浮遊物質（有機物、無機物）的微粒子無法吸著。而表麵膠質膜在沙麵形成時帶有正電荷，膠質的組成由不*分解的有機物附帶鐵、錳、鋁及無水矽酸等，此狀態在初將吸著水中帶有負電荷的微細物質。其次，經過數日至數周，表層的無機鹽或磷酸鹽增加，當陽光照射時稱為(wei) 植物繁殖的好場所，後形成藻類的薄膜，在藻類的薄膜中有（1）浮遊物微粒子（2）因碳酸的同化效果，放出的氧氣榮譽水中，幫助浮遊物質的氧化。 在藻類的薄膜之下有無數的細菌層生存，有機物受到細菌的分解而成為(wei) 有機物。而使有害的物質轉化成為(wei) 無害物質。

B.急速砂濾淨水裝置：

沙粒子的表麵在水中帶有負電荷而能被帶有正電荷的鐵、鋁、錳、矽酸等的氧化物所吸著，帶正電的膜又吸著帶有負電的雜誌微粒子。而急速過濾是以較高的過濾速度濾過，接觸時間短，這樣的變化是不能達到的，單單利用沙粒來抑留浮遊物質，固急速砂濾主要是依靠機械作用及物理的吸著作用來去除雜質，而沒有生物學的無機化作用。

砂濾池構造：

沙層 ；（2）砂礫層 ；（3）下部集水裝置  ：

下部集水裝置是均等過濾和有效洗淨的重要決(jue) 定因素，其形式有：

a.Strainer (濾過網)
    b.oilier (給油器型) 
    c. 多孔管  d 多孔性濾板

洗淨裝置

a .機械攪拌式 b 汽水反衝(chong) 式 c 水逆流洗淨式 d 表麵洗淨式

排水裝置 

    排水溝的配置

配管

a原水流入管 b.濾過水流出管 c.洗淨管d 洗淨排水管e空氣管

濾池形式有虹吸濾池、無閥濾池、普快濾池、均質濾料濾池和新引進的瑞士翻板濾池等。翻板濾池具有許多特殊的優(you) 點：施工簡單、周期短，投資比單層濾料濾池低，運行費用減少，操作簡單易管理，但由於(yu) 該濾池的布氣技術的技術費用太高，經綜合比較采用均質濾料濾池。均質濾料濾池於(yu) 70年代初已在歐洲開始使用，經過不斷完善，廣泛沿用至今。采用的均質濾料、不均勻係數K60很小。它大大提高了濾料層的孔隙率，使濾速提高、過濾周期延長，且水質好，節水節能等優(you) 點。缺點是控製係統複雜，造價(jia) 較高。但經過我國給排水設計人員和設備製造商的不斷探索和努力，均質濾料濾池現已基本國產(chan) 化，並被廣泛應用，已達到了比較的水平。

    濾池設計我們(men) 采用深層截汙的、氣水反衝(chong) 、恒水頭濾速過濾的均質濾料濾池。主要設計參數如下：

水質：濾池出水濁度≤1NTU

設計濾速：8.89m/h；強製濾速10.67m/h；

衝(chong) 洗強度：·氣衝(chong) 強度：15L/s.m2, 3min

·氣、水同時反衝(chong) 強度---氣衝(chong) 強度：15L/s.m2 、4min

   ---水衝(chong) 強度：3-4L/s.m2 、4min

·水衝(chong) 強度：5L/s.m2 、4min

·表麵掃洗強度：2.1L/s.m2 

濾料： 采用均粒石英砂濾料，砂粒徑0.95～1.25mm；濾床厚度1.3m。

氣水分配係統由氣水分配槽、濾板和長柄濾頭組成。濾池采用長柄濾頭配氣、配水係統，保證布水、布氣的均勻。濾頭和濾板為(wei) 中國定型產(chan) 品，采用成品的鋼筋混凝土濾板每塊濾板平麵尺寸為(wei) 975mmx975mm，其上裝624 個(ge) F—4型濾頭。

濾池進水端與(yu) 沉澱池出水管相連，並與(yu) 低濁時可以直接過濾的超越管連通。每個(ge) 濾池的進口設有可調節的進水堰板，通過堰板的調節和跌落配水，使各濾池的進水流量均勻一致；為(wei) 減少工程投資，提高濾池操作的可靠性，所有濾池參與(yu) 控製操作的閘板閥、閥門均采用氣動；氣源由動力廠直接供給，並應確保氣源的不間斷供應，氣源進氣量為(wei) 2.0 m3/ h，壓力為(wei) 0.07MPa。濾池所有氣動控製閘板閥（橡膠氣囊）、閥門均采用國外引進設備，出水蝶閥采用電-氣動定位器（恒水位控製閥），根據濾池水位進行調節，保持水位穩定。

    各格濾池內(nei) 均設置壓力變送器，過濾、反衝(chong) 洗均由計算機自動操作。

濾池衝(chong) 洗狀態：當濾池出現下列三項中任意一項現象時，即準備反衝(chong) 洗：

過濾周期達到36-48h（可由計算機設定）；

濾層水頭損失達150cm；

清水管出水濁度≥1NTU。

濾池除常規的過濾、反衝(chong) 洗實現自動控製以外，其出水濁度巡檢采用在線檢測的方法。在濾池管廊的南側(ce) 安裝兩(liang) 台取樣泵（一用一備），兩(liang) 台取樣泵分別與(yu) 濁度儀(yi) 和六格濾池及濾後水的取樣管上的電池閥相通，每隔一定的時間檢測一次，每個(ge) 檢測數據都在計算機及PLC上顯示，反映的數據準確、完整，每個(ge) 濾池的出水濁度直觀。兩(liang) 台取樣泵設在濾池管廊的南端，取樣後送至頂層化驗室在線檢測。

另外，設計還考慮在濾池反衝(chong) 洗排水出口處設置兩(liang) 個(ge) 自動控製閥門，其中通向廠區排水管道的是常閉閥，通向回收管道的是常開閥。通過切換閥門，使前幾分鍾的反衝(chong) 洗高濁水排入廠區排水管道；後階段的反衝(chong) 洗低濁水排入回收水池，經提升後再進入反應池進口，回收水泵由水池水位信號通過中心控製室的PLC自動控製開停

五、清水池

清水池按照技術規範要求，清水池的儲(chu) 存量需按供水規模4小時的水量設計。目的是為(wei) 了儲(chu) 存經過絮凝、沉澱、過濾後的得到的處理水。

六、水質化驗 

廠級化驗分為(wei) 早、中、晚，對原水、沉澱池出水、濾後水、出廠水等所要求的指標進行檢測。