万吨无阀滤池水厂改造项目

方案设计目录第一章概述 11.1总则 11.2项目概况 1第二章方案基础 32.1设计依据 32.2设计原则 32.3改造范围 42.4改造前后产水量 42.5改造进、出水水质 42.5.1改造进水水质 42.5.2改造出水水质 4第三章工艺设计 53.1工艺改造说明 53.2工艺介绍 53.3改造后工艺流程 83.4工艺流程说明 8第四章改造设计 94.1改造分析 94.2改造内容 94.2管材及防腐、防渗措施 12第五章电气设计 135.1设计依据 135.2设计范围 135.3电动装置控制规定 13第六章自动化系统及仪表 146.1设计依据 146.2防雷、接地 146.3自控规定 14第七章建筑结构设计 157.1设计依据 157.2建筑装修 157.3抗震等级 157.4耐火等级 157.5地基解决 15第八章设备（构筑物）材料 16第九章运营成本分析 18第十章质量及售后服务承诺 19第一章概述1.1总则德安人一贯奉行“一次做对、顾客满意”的质量方针，严格贯彻ISO9001质量管理体系和ISO14001环境管理体系，健全“顾客全程星级体系”，为顾客提供一流的服务。卓越的品质，完美的服务，使得德安产品畅销全球。我们坚持奉行“二十一世纪经营是以德安天下”的经营理念，服务于大众，服务于社会，共创二十一世纪的全球化环保集团。德安集团，国家级高新技术公司，中国环保产业骨干公司，建有博士后科研工作站，以“净化环境、服务全球”为己任。通过近2023的发展，德安已形成完善的研发平台和销售服务平台，可提供：城乡给水解决、污水解决及中水回用、工业水解决及回用、水厂升级改造、污水厂升级改造、城乡垃圾资源化、河道湖泊治理等系列解决方案及设计、施工总承包服务。还提供水解决设备的研发、制造、销售一条龙服务。德安通过连续科研创新，建有科研中心和中试工厂，并与清华大学、浙江大学、武汉大学以及国际生态城市建设者协会等国内外科研机构开展了多方向、多层次的深度合作，联合成立了多家科研机构。拥有300余项专利，并获得多个国家级奖项，继D型滤池广泛推广应用及编制行业标准，DA-EH污水解决工艺成功应用于国内外市政污水解决项目之后，又研制成功并向市场推出智慧型WTBOX多功能污水解决装置、循环冷却水协同解决装置、DE型滤池、DF滤池、DA新型滤布滤池、DA高效沉淀池、活动式螺杆污泥脱水机、DA螺旋式高效生物填料等多个领先技术，广泛应用于多个水解决领域工程。近期还将隆重推出DA无污泥污水解决技术、DA高效全自动油水分离器、水平流鳍片式沉淀池和污泥资源化治地膜技术等，期待与您的合作。1.2项目概况该项目建厂较早，原水为水库水，原工艺为：折板絮凝+平流沉淀+重力式无阀滤池过滤，解决水量为1.84-2.13万吨/天，现由于人口、生活水平的提高，用水量增长，原解决工艺不能满足新的设计规定，现我公司对该项目进行改造设计。本方案是根据建设方的规定，在原有设备的基础上对水厂整套工艺进行改造，以满足新的水量、水质规定。该水厂反映沉淀平面尺寸23.5m×10.0m；平流式沉淀池平面尺寸37.7m×11.5m；重力式无阀滤池参考标准图集S775（八），320立方/小时，单座平面尺寸8.8m×4.5m，共计2座4格。本方案根据该项目的特点及基本规定编制，如获得用户的认可，我们将组织技术人员根据现场实际情况进行进一步细致的设计，为用户决策提供参考资料。我们有信心、有能力通过工程实行和系统的运营管理，使解决后水量水质达成用户的规定，并争取创建优质示范工程。此外，我们将提供完善的技术服务，为用户培训操作管理人员，并实行系统的、长期的售后服务。第二章方案基础2.1设计依据《室外给水设计规范》（GB50013-2023）《室外排水设计规范》（GB50014-2023）《彗星式纤维滤池工程技术规程》（CECS276-2023）《水解决设备技术条件》（JB/T2932-1999）《给水排水工程构筑物结构设计规范》（GB50069-2023）《给水排水构筑物施工工程及验收规范》（GB50141-2023）《城乡给水厂附属建筑和附属设备设计标准》（CJJ41-91）《给水排水工程管道结构设计规范》（GB50332-2023）《给水排水设计手册》（第二版）《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2023）《工业自动化仪表工程施工及验收规范》（GBT50093-2023）《供配电系统设计规范》（GB50052-2023）建设方提供的原始水质、水量等基础资料2.2设计原则（1）本设计方案严格执行国家和地方有关环境保护的各项规定，水解决一方面必须保证各项出水水质指标均符合投资方的标准规定；（2）针对本工程的具体情况和特点，采用简朴、成熟、稳定、实用、经济合理的解决工艺，以达成节省投资和运营管理费用的目的；（3）平面布置应合理紧凑，减少占地面积；（4）解决系统运营有一定的灵活性和调节余地，以适应水质水量的变化；（5）管理、运营、维修方便，尽量考虑操作自动化，减少操作劳动强度。设备选型采用通用产品，选购的产品在国内应是技术先进、质量保证、性能稳定可靠、工作效率高、管理方便、维修维护工作量少、价格适中及售后服务好的产品；（6）在保证解决高效率的同时工程设计紧凑合理、节省工程费用、减少占地面积，尽量减少运营费用；（7）设计美观、布局合理、减少噪声及合理处置固体废弃物。2.3改造范围本技术方案设计范围涉及对整套工艺进行改造所涉及到的预氧化设备、设备及连接管路、电气控制，无阀滤池改造所需的设备、设备连接管路、电气控制。2.4改造前后产水量改造前原有工艺解决水量1.84-2.13万吨/天，经我公司改造后产水量在3万吨/天。2.5改造进、出水水质2.5.1改造进水水质根据建设方提供的资料，该水为水库水，一般进水浊度≤30NTU，雨季和汛期浊度在70—80NTU之间，最大值不超过100NTU；进水藻类超标，经常出现出水带有腥臭味。2.5.2改造出水水质出水水质依业重规定，浊度≤0.5NTU；出水无异味。第三章工艺设计3.1工艺改造说明该改造项目，在最大限度的保存原工艺的基础上进行。重要目的是保证出水水质、水量达成业重规定。针对进水中藻类超标，出水有异味的问题，我方建议业主在引水口出口投加二氧化氯作为预氧化，除藻，除异味。现水量增大后，我方通过对原解决工艺各段进行校核，折板絮凝，平流沉淀能满足设计规定，我方不做改动，采用原工艺，对于后段重力式无阀滤池，其解决能力存在局限性，我方建议业主方将重力式无阀滤池改为解决能力更强的D型滤池。3.2工艺介绍3.2.1二氧化氯预氧化二氧化氯是一种强氧化剂，具有较高的氧化还原电动势，是以氧化反映为主，而水中的有机物和藻毒素被二氧化氯氧化后降解为氧基因产物，而不象氯气那样以卤代烃等有害物质形式存在。而氯气是以亲电取代为主，与水中有机物、藻类代谢产物及藻毒反映而生成卤代烃（CHCl3、CHBr3）等致癌物质存在，并且二氧化氯较氯气适应于更宽的PH值范围。因此以反映而言，二氧化氯比氯气具有更好的除藻类、藻毒、除腥臭效果，并能有效地控制卤代烃致癌物的生成量。投加二氧化氯预氧化除藻类解决后，不仅大大提高了藻类去除率，并且改善了絮凝效果，减少了滤前水浊度，避免了因藻类物质在滤池中的大量繁殖而导致的滤料堵塞现象。从而减轻了滤池的运营负荷，减少了滤后水浊度，同时二氧化氯预解决后的有机物、藻类代谢物被氧化降解为氧基为主的产物，而不是以三氯甲烷等有害卤代烃致癌物形式存在，大大降解了卤代烃致癌物质的生成。3.2.2D型滤池D型滤池是由德安公司自主设计的一种快滤池。它采用DA863彗星式滤料，小阻力配水系统，气水反冲洗，变水位过滤方式。D型滤池具有传统快滤池的重要优点，同时运用了DA863过滤技术，多方面性能优于传统快滤池，是一种实用、新型、高效的滤池。D型滤池合用于新建、扩建和改造的城乡给水解决、工业冷却水解决、工业废水深度解决、城乡污水解决及升级改造再生运用、海水除浊解决等领域。DA863自适应滤料（又称彗星式纤维滤料，DA863为研发代号）是一种将纤维滤料截污性能好的特性与颗粒滤料反冲洗效果好的特性相结合，形成一种全新的过滤材料。颗粒过滤材料的重要特性是可以方便在滤池内完毕清洗，但是采用纤维材料作为过滤材料的一个出发点是其比其他实体颗粒材料具有大得多的比表面积和空隙率，其孔隙度高达85~90%，对比之下，粒径1mm石英砂滤层孔隙度为45%，由此推断，由纤维材料构成的滤床具有比常规过滤材料大得多的纳污量。纳污量为单位体积滤床每周期截留的悬浮颗粒物的质量，纳污量的提高对滤池效率的提高具有决定性的意义。这也是在保证滤后水质合乎规定及合适过滤周期的前提之下，应用“彗星”式纤维滤料的滤池可以比常规砂滤料滤池滤速高2~3倍的高滤速运营。该过滤材料的特点是其一端为松散的纤维丝束，又称“彗尾”，另一端纤维丝束固定在密度较大的“彗核”内。其形状见下图：过滤时，密度较大的“彗核”起到了对纤维丝束的压密作用，同时，又由于“彗核”的尺寸较小，对过滤断面空隙率分布的均匀性影响不大，从而提高了滤床的截污能力。气水同时反冲洗时，由于彗星式纤维滤料处在自由状态，在反冲洗时，由于“彗核”和“彗尾”纤维丝束的密度差，处在降落伞的状态，“彗核”在下，“彗尾”在上，“彗尾”纤维丝束随反冲洗水流散开并摆，产生较强的甩曳力，过滤材料之间的互相碰撞也加剧了纤维在水中所受到的机械作用力，过滤材料的不规则形状使过滤材料在反冲洗水流作用下产生旋转，强化了纤维在水中所受到的机械作用力，上述几种力的共同作用结果使随着在纤维表面的固体杂质颗粒很容易脱落，从而提高了过滤材料的洗净度。过滤时，在该滤床的横断面（水平）上空隙率分布均匀，保证了过滤时水流通道大小一致性，其直接效果是截污量均匀，水流短路现象得以避免。同时彗星式纤维滤浸水后的密度和水接近，滤床上部的滤料受水的浮力作用，滤料的孔隙率大大增大，从而在纵断面（垂直）空隙率分布由上至下逐渐减少，空隙率沿滤床纵断面呈上大下小的梯度分布，如下图：该结构十分有助于水中固体悬浮物的有效分离，即滤床上部脱附的颗粒很容易在下部窄通道的滤床中被捕获而截留。因此可实现高速和高精度的过滤。D型滤池具有以下特点：过滤精度高：对水中粒径＞5um的悬浮物去除率可达95%以上，对大分子有机物、病毒、细菌、胶体、铁等杂质有一定的去除作用；过滤速度快：设计滤速为15~20m/h，占地面积省；纳污量大：一般为15~35kg/m3；反洗耗水率低：反冲洗耗水量小于周期滤水量的1~2%；抗负荷冲击能力强：能经受短时间内高浊度水的冲击，而仍然保证出水水质。加药量低，运营费用低：由于滤床结构及滤料自身特点，絮凝剂投加量是常规技术的1/2~1/3。周期产水量的提高，吨水运营费用也随之减少。各种过滤工艺比选见下表：滤池类型砂滤池V型滤池D型滤池滤料均质石英砂均质石英砂彗星式纤维滤料设计滤速8~10m8~10m15~20m使用寿命3~4年3~4年2023以上反冲洗方式水冲气水联合冲洗气水联合冲洗水头损失2.0~2.5m2.0~2.5m最大1.6m过滤效果较低较高高反洗耗水率较低较高低3.3改造后工艺流程鼓风机鼓风机反洗水泵反洗水泵预氧化消毒预氧化消毒供水管网坞罗水库水引水口折板絮凝沉淀池D型滤池清水池供水管网坞罗水库水引水口折板絮凝沉淀池D型滤池清水池反洗排水排泥反洗排水排泥排至业主指定排放点排至业主指定排放点备注：虚线部分为原解决构筑物3.4工艺流程说明坞罗水库水经引水口流入产区，与投加的预氧化剂（二氧化氯）反映，去除水中藻类、有机物（异味）后进入折板絮凝沉淀池，后进入D型滤池，经D行滤池过滤解决后出水经消毒进入清水池，清水池出水至供水管网。D型滤池反洗气来自鼓风机。D型滤池反洗水来自清水池。第四章改造设计4.1改造分析该设计在保证出水水质、水量的情况下，最大限度的为用户节约成本。本改造方案中围绕着以下几点进行：★工艺的可靠性；★技术的成熟性；★经济的合理性；★管理的方便性；4.2改造内容4.2.1预氧化一般二氧化氯作为氧化剂，除藻、除有机物，其投加量在1.0-1.5mg/L之间，具体的投加量依据现场实际情况拟定。重要设备：⑴二氧化氯发生器数量：2台（一用一备）有效率产量：2023g/h装机容量：2.0kw使用原料：氯酸钠（工业一级品，含量99%），盐酸（工业合成一级品，浓度31%）。⑵动力水源本方案设计动力水源采用另设提高泵提供，如现场情况允许，亦可选择自来水，动力水规定管径为DN32，压力≥0.30Mpa。数量：2台（一用一备）流量：4.4m3/h扬程：33m电机功率：2.2kw⑶原料罐数量：2个规格：3m3⑷化料器数量：1个功率:1.5kw⑸卸酸泵数量：1台功率:1.5kw备注：由于取水口位置的不明确，具体的加药设备间由业主方自理，我方仅提供该段加药设备的重要设备及10米范围内的阀门、管件、电控设备。4.2.2滤池改造1、池体改造：拆除滤池内部锥形罩；增长人孔。2、池体内部改造：将池体内支墩拆除，增设三条梁，将原有滤板滤头拆除，安装D型滤池专用的配水布气系统；滤池上部设立拦截网板，增长863彗星式纤维滤料；每格池体内增长钢制配水槽。3、管道改造：将原有进水管拆除，根据增长的流量，设立新的进水管，进水管接至进水水箱，由进水水箱分派至每格滤池，进水分管上设立电动阀门加以控制；将原有排污管拆除，在配水槽另一端引出管路作为反洗排污管，并设立电动阀门加以控制，反洗排污管接至原有排污总管上；滤池底部设立布气管，总管接至反冲洗鼓风机，并设立电动阀门加以控制；滤池底部设立布水管，总管分别接反洗水泵、出水管及初滤管，并分别设立电动阀门加以控制；将原有出水总管拆除，根据增长后的水量安装新的出水总管；4、新增设反洗设备：2台反洗风机（1用1备）、2台反洗水泵（1用1备），满足D型滤池反冲洗规定。注意：由于改造后水量增长，原有的反映沉淀池至滤池的进水总管已经满足不了水量及流速的规定，必须更换大管径的管道。4.2.2.1改造后参数改造后滤池保存原池型，共分为两组，每组两格，共分四格。单格解决水量为315m3/h。单格过滤面积：4.0×4.0=16.00m2DA863滤料：1100kg反冲洗强度：水冲洗强度：5～6L/s·m2、气冲洗强度28～32L/s·m2；反冲洗分三个阶段：a．单独气洗：历时3～5min，气洗强度28～32L/（m2·s）；b.气水同时反冲洗：历时8～10min，气洗强度28～32L/（m2·s），水洗强度5～6L/（m2·s）；c.清水漂洗：冲洗历时3～5min，冲洗强度5～6L/（m2·s）；具体参数见下表：解决水量(m3/h)1250单格过滤面积(m2)16设计过滤速度(m/h)19.5单格滤料松散填装重量(kg)1100滤池数量(格)4进水口(mm)DN350初滤水管(mm)DN250清水出口(mm)DN350反洗进水口(mm)DN300反洗排水管(mm)DN350排气口(mm)DN40反洗进气口(mm)DN250反冲洗水冲强度(L/m2.s)5～6反冲洗气冲强度(L/m2.s)28-32风机选型：单台风量：Q=29.85m3/min升压：△P=50kpa配套电机功率：N=37kW数量：2台（1用1备）水泵型号：单台流量：Q=358m3/h扬程：H=10m配套电机功率：N=18.5kW数量：2台（1用1备）注：反洗设备放置于反洗设备间内，具体的反洗设备间由业主方自理，反洗设备间内设立潜水排污泵1台；电动葫芦1台。4.3管材及防腐、防渗措施4.2.1管材进出水管、污泥管等工艺管道重要采用经防腐解决的A3钢管，使用寿命长。各种管道的管径根据工艺计算而定。4.2.2防腐措施（1）小口径管道（管径≤DN150mm）以下均采用内防腐无缝钢管。（2）中口径管道（管径>DN150mm）以上采用内防腐螺旋焊接钢管。（3）大口径管道（管径≥DN500mm）以上采用内防腐钢板卷焊管。（4）其他易腐蚀的材质采用涂二道环氧煤沥青以加强防腐。第五章电气设计5.1设计依据《通用用电设备设计规范》GB50055－2023《供配电系统设计规范》GB50052－2023《低压配电设计规范》GB50054－2023《10KV及以下变电所设计规范》GB50053－94《电力工程电缆设计规范》GB50217－2023《建筑防雷设计规范》GB50057－2023《工业公司照明设计标准》GB50034－2023工艺提交的设备表、工艺流程及平面布置图甲方提供的相关资料5.2设计范围本工程电气设计涉及以下内容：用电设备供电及控制系统设计；防雷和电气系统接地设计；电线电缆敷设设计；5.3电动装置控制规定5.3.1建设方提供一路380V（3P+N+PE）电源送至其MCC的电源进线开关端头，本系统无备用电源。5.3.2电动蝶阀和电动球阀设有手动轮和电动开关两种操作装置。5.3.3电动蝶阀的防护等级为IP54以上。绝缘等级均为F级，并以B级温升考核。第六章自动化系统及仪表6.1设计依据《自动化仪表选型规定》HB20507－2023《仪表配管、配线设计规定》HB20512－2023《仪表系统接地设计规定》HB20513－2023《控制室设计规定》HB20508－2023《仪表供电设计规定》HB20509－2023《分散型控制系统工程设计规定》HB/T20573-20236.2防雷、接地各建筑物的屋面均设立避雷带，并引下与各自基础焊接。再将所有基础用接地扁钢连为一体。（2）各电气设备应进行保护接地，接地电阻规定不大于4Ω。6.3自控规定过滤系统采用可编程控制装置（PLC）控制，运营人员通过所供控制盘及触摸屏对过滤系统内所有被控对象进行监控，涉及启、停控制，设备状态和重要工艺参数监控，设备的就地/远方切换等。工艺设备的联锁保护将由PLC完毕。第七章建筑结构设计7.1设计依据本工程建筑设计依据的规范有：《混凝土结构设计规范》GB50010-2023《建筑结构荷载规范》GB5009-2023《建筑抗震设计规范》GB50011-2023《建筑地基基础设计规范》GB50007-20237.2建筑装修内外墙中档装修，门窗采用铝合金门窗。7.3抗震等级本工程所有建筑物抗震设防等级为七度，结构抗震等级为三级。7.4耐火等级本工程耐火等级为二级。7.5地基解决本工程地基设计承载力fak≥100Kpa，经地质勘察后，若地基承载力与设计规定有异，需经地基解决加固以满足设计规定。第八章设备（构筑物）材料序名称规格型号主体材质数量备注一设备部分1预氧化二氧化氯发生器2台功率2.0kW卸酸泵1台功率1.5kW动力水泵Q=4.4m3/h，H=33m2台功率2.2kW储药桶3m3PE2个化料器1个功率1.5kW2D型滤池彗星式纤维滤料4400kg配水布气系统16m24套对夹式电动蝶阀DN350PN1.0MPa铸铁