浅谈景电供水净水厂黄河高浊度水处理工艺流程
2013年第21期
水利工程
浅谈景电供水净水厂黄河高浊度水处理工艺流程
陆相彬
（甘肃省景泰川电力提灌管理局，甘肃景泰
730400）
摘要：甘肃省景电管理局与甘肃金桥水科技集团合作，建成景电供水净水厂，针对黄河高浊度的特点，该水厂压缩了工艺流程，将预沉、混合、絮凝、澄清集一体，节省投资，利用重力排泥、去除污染效果明显，确保安全卫生供水。
关键词：黄河高浊度水澄清处理中图分类号：T U 991.2
文献标识码：A 文章编号：1003—6997（2013）21—0041—03
水是人类赖以生存的基础，是一切生命的源泉，是国民经济的命脉；水资源既是基础性自然资源，也是战略性经济资源。是生态与环境的控制性因素。缺水，不但影响了工农业生产，还威胁着人们的生存———深层地下水和煤炭一样属于不可再生资源，抽去多少就会留下多大的窟窿。随着景泰县的城镇人口增长和工农业生产的发展，由于过度的开采地下水，已为解决饮用水资源的矛盾，景泰县政府造成供水紧张的局面。
与景电管理局经双方协商一致建设景电供水净水厂，以缓解自来水公司供水紧张的问题。
景电供水净水厂建设施工项目于２００４年８月２５日开工４１７ｍ３／ｈ，利用景泰建设起，设计规模日处理净水量１万ｍ３／ｄ，川电力提灌管理局检修队院内原有的车间和设施，以节约投资，采用适合处理黄河高浊度水的新技术、新工艺，通过先进技术净化处理，达到了处理效率高，投资量省，运行成本低，占地少，管理简单，操作方便的工艺设计目的，为水厂今后运作带来了极大的帮助。
水体；其含砂为１０～１００Ｋｇ／ｍ３。而黄河是最具高浊度水的特征的河流之一。
黄河流经我国水土流失面积广、侵蚀度严重的黄土高原。黄河泥砂的年际变化幅度很大，其中，干流站最大、最小年输砂量比值在４～１０倍之间，年输上砂量差系数Ｃｖ值在０．４～０．５５之间，支流站年际变化幅度则更悬殊。
黄河泥砂量的季节变化很大，高含砂量主要发生在夏秋汛期。
黄河泥砂含量在丰水期的日变化量也很大，从每立方米几千克会增至上百千克，但持续时间短。1.1含砂量高
根据黄河兰州水文站、青铜峡水文站、石嘴山水文站资料表明，历年最大含砂量分别是３２９Ｋｇ／ｍ３、４３１Ｋｇ／ｍ３、９４．１Ｋｇ／ｍ３。从青铜砂水文站１９３９年～２００１年资料统计，多年平均流量为９０４ｍ３／ｓ；实际最大流量６３２ｍ３／ｓ；最小流量３．８多年平均含砂量５．５４ｍ３／ｓ；最大含砂量４３１ｍ３／ｓ。ｍ３／ｓ；
含砂量大于１００Ｋｇ／ｍ３的最长连续时间为３４ｈ，发生于１９９７年；含砂量大于２０Ｋｇ／ｍ３的最长连续时间为２２７ｈ，发生
１黄河高浊度水的特点
高浊度水系指浊度较高，有清晰的界面分选沉降的含砂
础首先夯实３０ｃｍ厚１０％水泥土，在此基础上绑扎钢筋，之后开始浇筑２５ｃｍ厚Ｃ２０砼底板。排洪渠进口八字墙基础及两翼均插入土坝坝体０．５ｍ。平段现浇长１１ｍ，断面１．８ｍ×２．０ｍ的排洪渠，及现场浇筑宽２．３ｍ，厚０．２５ｍ的Ｃ２０钢筋混凝土基础。陡坡与排洪渠平段相接，用Ｃ２０钢筋砼现浇。
陡坡先开挖工作平台，然后按设计比降和高程放线，开挖地槽，地槽挖好后，再进行校核比降和高程，符合设计标准后，
在事先夯实的３０ｃｍ厚１０％水泥土上绑扎钢筋进行浇筑，浇筑时按设计的砼标号配料，搅拌均匀，机械振捣，保证浇筑质量，浇筑后要铺盖草袋，洒水养护７至１０昼夜，养护用水与拌和混凝土用水相同。陡坡出口接挑流鼻坎，底板向下插深３ｍ，鼻坎底宽１．５ｍ，两侧插深１ｍ，均采用Ｃ２０砼现浇。
（责任编辑
赵鹏飞）
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于１９７９年；含砂量大于１０Ｋｇ／ｍ３的最长连续时间为５００ｈ，发生于１９７９年；含砂量大于５Ｋｇ／ｍ３的最长连续时间为６５６ｈ，发生于１９７９年。1.2泥沙细而小
根据黄委会上游水文资源局有关黄可、兰州、石嘴山站资料显示，兰州站测得黄河所含砂最大粒径变化在０．０１９～０．０２２ｍｍ之间，粒径变化在０．００４ｍｍ以下欲有３０％的累计石嘴山站测得黄河所含砂最大粒径变化在０．０２～０．０３８砂重。
ｍｍ之间，粒径变化在０．００４ｍｍ以下欲有２２％的累计砂重。又根据１９８６年石嘴山站测得黄河所含泥沙，粒径小于０．００５ｍｍ的累计砂重最大为５５．３％，最小为１０．６％。1. 3冬季低温低浊度
黄河冬季温度较低对水处理工艺及药剂有不定的影响。在低温情况下，药剂的絮凝、反应较差，当浊度＜１００ＮＴＵ，处理要求出水水质＜１ＮＴＵ时，其处理技术难度很大。1.4黄河水体污染较重
根据中国环境水体污染的公报显示，２００３年黄河水系总体水质属中度污染，４４个国控监测断面中，劣Ｖ类水体占ＩＶ－Ｖ类占３８．７％。干流２２个断面中П－Ш类水质占３１．８％、５４．６％、劣Ｖ类占１３．６％，干流水质好于支流。
主要污染指标为石油类、氨氮和高锰酸盐指数、生化需氧量等。因此，在设计处理黄河高浊度水设施时，必须充分考虑黄河水的四大特征，即浊度高、泥沙细致、冬季低温底浊、污染较重的特点，设计出适合景泰供水净水厂需要新型澄清池技术。
新型澄清池的工艺流程包括混合、反应、絮凝、旋流沉淀、悬浮泥渣过滤、澄清分离多个处理过程，在同一池体内进行，内外层共用池壁。该新型澄清池采用两步重力式排泥，池体除
１２３４５６７８９１０１１１２１３１４顺序１２３４５
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反应筒、导流室的导流板及挡泥板、集水槽等部件为钢结构外，其余均为钢筋混凝土结构，混凝室锥形坡度为４５°，导流室壁坡为５５°，澄清池结构如图１。
２新型澄清池的工作原理
从一期西干一泵站扬水管路上取水进入管道混合器，混凝剂聚合铝与原水充分混合后沿切线旋流式进入中筒，在１区混合反应，并进行第一次沉淀。当原因水浊度超过１００００ＮＴＵ时，投加３＃（聚丙烯酰胺），投加点与混凝剂投加点在１区旋流沉淀的较大体积的絮凝体在集泥斗内沉淀，相同。
并经重力脱水。此阶段除浊率可达３５％～８５％。
一级沉淀对原水浊度的去除率，经测试，中筒对原水浊度的去除率因原水浊度不同而不同，从中筒水面取样分析的浊度计算去除率（见表１）。
表１中筒浊度去除率
原水进水浊度（ｍｇ／Ｌ）１００００～２００００５０００～１００００１０００～５０００５００～１０００１００～５００
中心反应室面浊度
（ｍｇ／Ｌ）１０００～０００１５０～７５０２００～１０００１３０～２５０４０～２５０
去除率约（ｍｇ／Ｌ）８５７５６０５０３５
备注
从表１数据来看，原水浊度越高，在中筒的去除率亦高，反之，原水浊度越小，去除率越低。
新型澄清池主要是适用于高浊度水一级处理流程的处理构筑物，而加药量的大小直接影响澄清效果。现将加药量与进水浊度的关系（见表２）。
表２加药量与进水浊度的关系
序号进水浊度（ＮＴＵ）ＰＡＣ（ｇ／ｍ３）ＰＡＭ（ｇ／ｍ３）出水浊度（ＮＴＵ）
＜５００５００～１０００１０００～２０００２０００～３０００３０００～４０００４０００～５０００５０００～６０００６０００～７０００７０００～８０００８０００～９０００９０００～１００００１００００～１５０００１５０００～２００００２００００～２５０００２５０００～３００００
５～１０７～５０７～１０１０～１５１５～３０４０～５５５０～６５６０～８０７５～９０９０～１２０９０～１７０１７０～２８０２８０～４００４００～６００６００～９５０
≤１０≤１０≤１０≤１０≤１０≤１０≤１０≤１０≤１０≤１０≤１０≤１０≤１０≤１０≤１０
图１《新型澄清池》工艺结构
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水流经导水板进入悬浮区，同时原水与混凝剂进一步接触凝聚，随着导流区体积的不断增大，水流速度降低，很平缓的进入锥体式悬浮澄清区，锥形区泥渣间产生祸流，使原水和凝聚药剂的混合、絮凝反应进行得比较彻底。在这一范围内，不同粒径的絮凝体都因动力平衡关系，悬浮于水中，组成较好悬浮泥渣层；当原水浊度较低时，一些比较重而尚有活性的悬泥渣浓度保浮结体，还能充分发挥其截留原水中杂质的作用。持在１７００～２５００ｍｇ／Ｌ的高浓度，比表面积很大，高度在１．５～２．５ｍ之间，应用泥渣层的吸附能力，对杂质过滤吸附网捕，使原水经过了第二次澄清。澄清池分离室沉降比测定结果（见表３）。
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表４“新型澄清池”有机物ＣＯＤ去除效果
日期２００６－８－７２００６－８－８２００６－８－９２００６－８－１０２００６－８－１１２００６－８－１４２００６－８－１５２００６－８－１６２００６－８－１７２００６－８－１８２００６－８－１９２００６－８－２０２００６－８－２１２００６－８－２２２００６－８－２３平均
进水耗氧量（ｍｇ／Ｌ）出水耗氧量（ｍｇ／Ｌ）去除率（％）
９．６２８．９１５．７０８．５１７．９２７．０３５．８２６．５３５．５０１１．８０４．２４４．７１７．４１３．４１９．５４７．１１
２．７７２．２４１．９８２．０９２．０１２．２８１．７４１．５８１．４７１．３５１．０７０．９９０．９５０．９１０．８７１．６２
７１．２１７４．８６６５．２６７５．４４７４．６２６７．５７７０．１０７５．８０７３．２７８８．５６７４．７６７９．９８８７．１８７３．３１９０．８８７６．１２
表３澄清池分离室沉降比测定
澄清池分离室沉降比测定
取样深度（ｍ）
６．０５．５５．０４．５４．０３．５３．０２．５２．０１．５１．０
浊度（ｍｇ／Ｌ）１２４０００８４０００１００００２０００１７００１２０７２１２８８８
沉降比（％）
９９９８１４２２２０００００
优良的去除浊度的效能。而且还具有良好的去除有机物的效能。
“新型澄清池”去除有机物ＣＯＤ的效果也很好，从表４可看出，进水的耗氧量在３．４１～１１．８ｍｇ／Ｌ之间变化，出水的耗氧量在０．８７～２．７７ｍｇ／Ｌ区间内，出水水质已达到饮用水水质。去除率最高达９０．８８％，最低为标准（耗氧量小于３ｍｇ／Ｌ）６５．２６％，平均７６．１２％。
４“新型澄清池”先进工艺的创新点
通过近年来的投产运行，我们通过技术分析，认为“新型澄清池”先进技术具有以下创新点。
一是由于“新型澄清池”设计综合了国内多种澄清池的优点，进一步改进了有关参数及工艺，把混合、絮凝、旋流沉淀、悬浮泥渣过滤，澄清分离集于同一池体内，并于末级增设斜管，有利于处理高浊度及低温低浊度的水质。二是分离区进水采用较长距离导水，延长停水时间，增加泥渣吸附过滤时间，实现全自动化管使出水水质稳定。三是采用微机控制排泥，
理，由进水流量、进水浊度来控制计量泵投药量，控制排泥阀排泥。四是池体采用锥体结构，进行两级重力排泥，不设任何机械装置，不需要动力，无需检修，节省了投资、降低了运行成本。
“新型澄清池”的四大特点，亦是黄河水预处理装置的创新点，它的运行充分证实了自主创新的效果。
水流进澄清区ＩＶ后，因上升流速骤减，一般取０．８～１．２ｍｍ／ｓ，在此区间粒子间没有干扰，处于自由沉淀状况，控制一定的上升流速能，很好达到分离的效果，此时出水浊度可达２０ＮＴＵ以下。
为了更进一步降低水浊度，利用现有的空间在澄清池增设斜管，当悬浮层达到斜管下部时，斜管能起到稳定悬浮泥渣层的上升膨胀及促进和加强悬浮泥渣层的接触絮凝作用，有效控制悬浮泥渣的高度，避免翻池现象，并使挟带细小颗粒的澄清液进入斜管后进一步澄清，一般出水浊度可达１０ＮＴＵ以下。
黄河水由于泥沙颗粒较细，所以沉淀泥沙容易产生板结现象，新型澄清池采用底部及中部两级重力式排泥，底部设４５？锥体泥斗，并设排泥管，由于静水压强很大，当打开排泥阀时，底部产生很高的流速，使积泥很容易的排出。底部排泥含砂量约３５０～４５０ｋｇ／ｍ３。经过几年的工程运行实践证明，新型澄清底部排泥从未发生过板结、堵塞、排泥不畅的现象。
３运行中“新型澄清池”去除有机物ＣＯＤ的效果显著
在运行检测中，我们发现“新型澄清池”先进工艺不仅有
（责任编辑
赵鹏飞）
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