《某地区输配水工程的水源选择与工艺方案比较案例》2800字

某地区输配水工程的水源选择与工艺方案比较案例综述一、水源的选择郑州中心城区（除高新区）以黄河干流地表水供水为主。2018年郑州全市总供水量为20.7064亿m3。其中，地表水供水量为11.0503亿m3，占53.4%。图2.12018年郑州市行政分区分水源供水量图对比各行政分区的供水量：郑州市区的供水量最大，为8.4607亿m3；上街区的供水量最小，年供水量为0.3680亿m3（见图2.1）。图2.22018年郑州市行政分区供水量所占比例图郑州市区人口数多，从2018年供水量占比也可以看出郑州市区供水量最多（见图2.2），因此将本自来水厂建设在郑州市区，为郑州市区居民供水。本设计中引用郑州市惠济区花园口水源地的黄河水作为新建自来水厂的水源，利用花园口水源地应急取水浮坞泵站进行取水。该泵站的设计取水规模为42万吨/天，能够满足本自来水厂10万吨/天的设计规模。二、厂址的选择（一）厂址选择原则1、将水厂建设在工程地质条件良好的地方，从而使施工更加容易和减少工程造价。2、将水厂建设在不受洪水威胁的地方。3、将水厂建设在通行良好和靠近电源的地方。（二）厂址的确定结合地形地貌、风速风向、气温降水、河流情况、交通运输、原水水量水质、城市规划和社会因素等因素，本设计选取郑州市惠济区花园口水源地为取水口。自来水厂位置选在郑州市惠济区花园口周边，属于近距离取水。图2.3自来水厂在地图上的位置三、方案的比较与确定（一）备选方案1.方案一图2.4方案一工艺流程图2.方案二图2.5方案二工艺流程图（二）方案的比较1.预处理方法比较表2.1不同预处理方法的比较预处理方法优点缺点适用范围化学预氧化可除藻、除味和助凝；有利于提高后续处理工艺对有机物和颗粒物等的去除效率；不会产生有毒副产物。臭氧预氧化过程中易形成二次污染，且臭氧制备存在一定风险；预氯化过程中易形成有“三致”效应的副产物。适合处理存在有机污染的水体。生物预处理可去除有机物和氨氮；出水水质良好。塔式生物滤池由于塔身高，难以建设在室内；塔式生物滤池冬季填料表面冰冻，无法正常运行。塔式生物滤池适合建在天气不寒冷的地区。（接下页）粉末活性炭吸附预处理可去除有机污染物。成本较高；存在难以同时保证吸附不与混凝竞争和滤池的工作周期不缩短。（续表2.1）适合用于应对突发事件。花园口黄河在部分特殊时期的COD、氨氮指标偏高。生物预处理中，因为郑州市冬天天气寒冷，若采用塔式生物滤池填料会结冰，所以不选用。化学预氧化方法中，由于臭氧预氧化的安全性不高，高锰酸钾预氧化的成本较高，预氯化易产生有毒害的副产物，所以采用联合预氧化方法，即在预氯化过程中投加适量的高锰酸钾，可有效减少THMs的生成[2]。2.混凝药剂比较表2.2混凝药剂的比较混凝剂优点缺点适用范围硫酸铝腐蚀性低；价格低廉。混凝效果在低水温时较差；水解作用缓慢。当pH=6.4~7.8时，降低水体浊度。氯化铁不受温度影响；用量少于硫酸铝；对低温低浊水处理效果较好。容易腐蚀金属和混凝，也会引起塑料管变形。适合pH=6.0~8.4的水体。郑州市冬季水温偏低，若选择硫酸铝为混凝剂，难以水解，混凝效果不佳。而氯化铁不受温度影响，且郑州花园口黄河原水基本处于氯化铁的适宜pH范围内，投加氯化铁能取得更好的净化效果，必要时投加部分粘土作为凝结中心。综上所述，选用氯化铁。3.混合方式比较表2.3混合方式比较混合方式优点缺点适用范围管式静态混合器无需土建构筑物；混合效果良好；无需另添动力设备。如果水量波动较大，会影响混合效率；水头损失偏大。适用于水量稳定的情况。机械混合池能高效完成混合；水量波动不会导致混合效果发生很大的变化；水头损失小。难以管理和修护；添加了构筑物，因而增加了工程造价。适用范围广。花园口黄河的流量随季节变化较大，夏季可达7860m3/s，冬季低至502m3/s。当运行水量变化较大，管式静态混合器的效果会受到影响，因此选用机械混合池最合适。4.絮凝设备比较表2.4絮凝设备比较絮凝设备优点缺点适用范围往复式隔板絮凝池l.易于施工；2.絮凝效果较好。絮凝时间略长；水头损失大；难以均匀分配出水。水量＞30000m3/d且波动较小机械絮凝池能高效完成絮凝；水量波动不会导致絮凝效果发生很大的变化；水头损失较小。增加了设备的维修成本和采购费用适用范围较广本自来水厂的设计规模满足往复式隔板絮凝池和机械絮凝池的水量适用范围；从水量变化分析，花园口黄河的流量随季节变化较大，适用于机械絮凝池，因此选择机械絮凝池。5.沉淀设备比较表2.5沉淀设备比较沉淀设备优点缺点适用范围平流沉淀池工程造价偏低；能适应水中浊度变化。占地面积较大；需要配备机械排泥装置。适用于流量较大的水厂。斜管沉淀池效率较高；减小构筑物所占的面积；能高效完成排泥；水力条件好，利于沉淀。斜板的材料容易老化，需要进行更换，增加了成本；斜管出口有时滋生藻类；沉淀时间较短；难以适应浊度的变化。适用范围较广，但是处理水量不能太大。与平流沉淀池相比，采用斜管沉淀可以减小构筑物所占的面积，而且水力半径小，水流的紊动性和稳定性高，此外沉淀面积较大，沉淀效率优于平流沉淀池。虽然难以适应浊度的变化、维护较麻烦和斜管出口有时滋生藻类等问题，从经济和技术方面考虑影响不大。综合以上因素，选用斜管沉淀池。6.过滤设备影响表2.6过滤设备比较絮凝设备优点缺点适用范围普通快滤池运行经验丰富，具有可靠性；采用砂滤料，价格低廉。冲洗设备较复杂；阀门数量多。单池面积≤l00m2。V型滤池价格低廉；可高效完成冲洗。需要配备多样配套设备；池子深度大，土建难度较高。适用于流量较大的水厂。V型滤池虽然冲洗效果好，但是池子深度大，土建难度较高。而普通快滤池的净水效果也较好，且工程造价更低，施工更容易。因此结合以上的经济和技术因素，选择普通快滤池。7.消毒剂比较表3.7消毒剂比较消毒剂优点缺点适用范围液氯余氯可以使得水中的消毒一直进行；成本低廉。需要防止氯气泄漏，避免安全隐患。便于供应液氯的地方。二氧化氯可高效杀灭细菌；余氯能在水体中存在较长的时间。成本较为昂贵；即用即制；可能有副产物生成。适用于原水存在严重有机污染的水厂。二氧化氯制备较为复杂，成本较高，需要现场制取，虽然它能处理有机物污染严重的原水，但是花园口黄河的有机污染并不严重，并且在预处理中本自来水厂已经有效去除了有机物和氨氮。液氯成本较低，便于操作，因此采用液氯作为消毒剂。妥善储存和使用消毒剂能够保证厂区内工作人员和附近居民的安全。8.深度处理表2.8深度处理技术的比较深度处理技术优点缺点臭氧氧化技术对有机污染物的去除强度高。基本不会减少三氯甲烷含量；臭氧在水中不适合单独应用。（接下页）活性炭吸附技术可有效去除重金属物质；可除色除臭和除去消毒副产物。成本较高。（续表2.8）生物处理技术对低浓度有机污染物处理效果好；可有效去除铁、锰。在我国的应用不广泛，运行经验不丰富。膜处理技术无二次污染；占地面积小。对进水水质要求高；成本较高。生物处