中国市政工程中南设计研究总院有限公司 湖北省武汉市 430000
摘要：大冶有色半成品水水厂源水为大冶有色自备水厂经机械沉淀池处理后的水，因此称为“半成品水”。并且原水浊度很低不需要再沉淀，因此直接采用过滤+消毒工艺。由此导致滤池的反冲洗废水不能同常规处理工艺一样回用到沉淀池，为了充分发挥经济效益，考虑增加砂滤罐处理反冲洗废水，用于园林绿化的浇洒用水。
1.概况
大冶市地处鄂东南，水资源比较匮乏，主要水源地为距离大冶市区60公里的王英水库，以及25公里外的长江。目前大冶城区的供水主要由殷祖水厂供给，由于距离大冶城区远，且两地地势高差大，给水管道承压大。并且大冶城区管道陈旧且没有新敷设管道的条件，若长期使用殷祖水厂的高压水，会给运行带来隐患。本新建水厂位于大冶城区内，通过本水厂往城区供水，管道压力适中。另外现状存在的水源为“半成品水”的富家山水厂，由于规划，厂址另做他用。因此新建大冶有色半成品水水厂。
2.工艺方案
一般水厂的水厂采用常规净水工艺，原水经混合、絮凝、沉淀过滤、消毒后送至供水用户。
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水厂常规处理工艺
本水厂原水在大冶有色动力水厂经机械澄清池处理后，水的浊度很低。因此新建水厂不考虑再建絮凝沉淀池。在节约投资的同时带来一个新的问题，滤池反冲洗废水不能回用至沉淀池。而且反冲洗废水浊度比较高，也不能回用至滤池。
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本水厂处理工艺
本厂每天的反冲洗废水量为1800m3/d，如果这部分废水直接排掉，会造成水资源的极大浪费。 因此我们考虑加一套过滤设备，处理浓缩池上清液。将处理后的水作为消防、路面喷洒及园林等用途的中水水源回用。工艺方案如下：
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3.各构筑物设计及参数
3.1气水反冲洗滤池
单座滤池平面尺寸24.70m×29.60m，池深4.3m，总过滤面积：313.2m2，共分为6个单池，单池面积52.2 m2。气冲强度15L/s.m2，气水同时冲洗时水冲强度3.0L/s.m2，气冲强度15L/s.m2，单独水冲洗强度6.0 L/s.m2，表面扫洗强度2.2 L/s.m2，冲洗历时气冲2min, 气水同时冲洗4min，单独水冲6min，总历时12min。
正常过滤时滤池反冲洗周期24~36h。滤池按双排布置，管廊操作管理条件较好。滤池滤料为石英砂均质滤料，粒径 0.90~1.20，K80<1.40，滤层厚度1.40m，以强化过滤效果。下部砾石承托层粒径2~4mm , 厚度0.05m。滤层上最大水深1.25m，最大过滤水头2.5m，每格滤池配水配气系统采用长柄滤头，在滤板上均匀布置，滤板下部空间净高0.90m。
3.2反冲洗泵房
反冲洗泵房水泵间布置成半地下式，以保证快速自灌起动；其余为地面式框架结构。
反冲洗泵房内设冲洗水泵3台，二用一备。单泵流量Q=570m3/h，扬程H=10.0m，配套电机功率N=22KW；气水同时冲洗运行一台，单独水冲洗运行两台。
鼓风机2台（1用1备），风量Q=47.0m3/min，出风压力0.04Mpa，配套电机功率55kW；空压机2套，Q=1.66m3/min，P=0.6~1.0MPa，功率15kW。为反应池及滤池气动阀门提供气源。
3.3次氯酸钠投加间
港湖厂区内已建加压站规模5万m3/d，新建净水厂规模5万m3/d，次氯酸钠投加间按照总规模10万m3/d设计。采用滤后水加氯的方式。
本工程采用次氯酸钠消毒，采用次氯酸钠原液稀释后投加。设置3台计量泵用于投加，单泵最大投加能力420L/h，背压0.5MPa，配套电机功率0.55KW。次氯酸钠储液罐4个，每个20m3。
滤后加氯：投氯量1~2mg/L，投氯点设在清水池进水管上。
3.4送水泵房
已建港湖加压站送水泵房土建已按10万m3/d规模建成，设备按照5万m3/d安装。现状安装有3台离心清水泵，2大1小，并预留有4台水泵的安装位置。
现状已安装大泵为500S35型离心泵：Q=1620~2340m3/h H=35m，配套电机功率280kw；
现状已安装小泵为16SAP-9J型泵：Q=900~1260m3/h H=37m，配套电机功率220kw。
本次迁建工程与现状水泵联动运行，新增离心泵1台，与现状大泵一致。
3.5排水池
排水池设一座，分两格。平面尺寸19.5×15.0m(内尺寸18.5×13.6），有效水深3.50m。排水池总容积为880.6m3，排水池交替运行。正常过滤时滤池反冲洗周期为24h，排水池能储存3格滤池的反冲洗水。
3.6污泥浓缩池
干泥量：350kg/d，污泥固体负荷：0.185kg/m2·h。浓缩池为圆形钢筋混凝土结构，设1座，单座直径为10m，池边水深4.5m，超高0.80m。浓缩池内设中心传动浓缩机，φ=10m。
3.7污泥脱水车间
干污泥量350kgDS/d，污泥量41m3/d（含水率99.2%），浓缩后污泥量 28.4 m3/d（含水率98%）， 脱水后污泥量0.82m3/d（含水率60%）。采用1台高压隔膜压滤机，每天运行8h。脱水间为钢筋砼框架结构，平面尺寸为142.08m2。
3.8砂滤罐
本砂滤系统包括1套砂滤罐主体；2台进水加压泵（1用1备）；1台反洗泵；仪器仪表及自控系统等组成。运行时，产水进入水厂中水回用水池；而反洗废水排入水厂废水池。
砂滤装置实行全自动无人值守运行模式。砂滤罐混凝反应、过滤、反洗均由PLC控制自动完成。
砂滤罐的每个运行步骤的运行时间及重复次数可以通过人机界面（触摸屏）进行随机修改（当操作权限允许的条件下）。这样可以大大降低操作人员的劳动强度，提高砂滤罐运行的可靠性。
采用聚合氯化铝溶液（10%浓度）原液投加，在管道混合器前设一个投加点。聚合氯化铝溶液(10%浓度)设计投加量20kg/km3。聚合氯化铝溶液(10%浓度)日耗量为20kg/km3×1.8km3/d=36kg/d，则投加点每小时投加量为36kg/d/24=1.5L/h。
结论
本项目砂率系统的总投资在70万左右，而浓缩池上清液经砂滤系统处理后，将以成品水一半的价格1元/吨卖给园林绿化。一年的经济效益是65.7万元。考虑药剂费，电费等成本，本系统投资会在2年内收回。