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摘要：宿州水厂水源取自当地的地下水。水厂选用沉砂+消毒的工艺形式。沉砂池池型采用矩形，对其进出水和导流进行了优化设计，并采用泵吸式排泥机进行排砂，保证了沉砂和排砂效果。消毒采用二氧化氯消毒的方法，减少有机氯化物的产生。通过优化设计，实现了水厂经济高效运行，同时保证了出水水质要求。
关键词：沉砂；机械排砂；二氧化氯
Abstract: Raw water is distracted from the wells, distributed to the treatment plant and then treated by sedimentation and disinfection. The sedimentation basin is rectangular. Its inlet, outlet and flow direction is carefully designed to ensure the effectiveness of the basin. The basin also applies sediment sucker by truss to remove the solids. Chlorine dioxide is selected as the disinfectant. It does not form Trihalomethanes in significant amounts. The plant is designed to ensure both cost-effective and high water quality.
Key words: sedimentation; sediment sucker; chlorine dioxide
中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号：
1.1 工程背景介绍
地下水水质良好，一般只需通过消毒，就可直接送入给水管网中。有时也根据原水水质和已建相似水厂运行情况，在消毒之前增加预处理（沉砂或过滤）。设计过程中，应根据工程的实际情况，选用合理的处理工艺，采用新技术、新设备。本文通过实际水厂工程，浅谈一下设计体会。
宿州水厂原水为南区深层地下水，水质满足生活饮用水卫生标准。水厂近期规模为，远期为。根据当地水厂实际运行情况，处理水中常伴有一定的泥沙，因此本工程设置了沉砂池，具体处理工艺流程见图1。近期设沉砂池1座，规模为，分为能够独立运行的两组，每组两格。加氯间近期安装3台二氧化氯发生器（每台投加量），其中一台备用。
图 1宿州水厂工艺流程
1.2沉砂池
1.2.1进出水设计
沉砂池的沉淀效果受很多因素的影响，其中主要之一就是短流。短流是指水不安设计的轨迹流动，造成池内顺着某些流程的水流速度大于平均值，而在另一些区域流速小于平均值，甚至形成死角，不能保证沉淀池的沉淀时间，从而影响了沉淀效果。设计进出水过水断面水流均匀分布，能够有效地防止短流，进而改善沉砂池的沉淀效果[1,2]。基于此，设计中沉砂池进水采用穿孔墙布置，出口采用指型集水槽，尽量做到在进出水断面上水流的均匀分布。
1.2.2导流墙设计
由于外界因素的影响，沉砂池内容易产生干扰流，对沉砂效果产生不利影响。增大水流的弗罗德数（Fr），可提高水流的稳定性，改善沉淀效果[2]。采用较小的水深或池中设置导流墙，可以减少水力半径，进而增大弗罗德数[2,3]。因此，宿州水厂沉砂池设计水深比较浅，为2.6m，并且每组沉砂池再分为2格，中間墙起到了导流墙作用。通过浅池和导流墙设计，能够有效地增加水流的稳定性，避免干扰流，进而大大改善了沉砂效果。
1.2.3排砂设计
排砂是否通畅关系到沉砂池沉砂效果，当排砂不畅、砂渣淤积过多时，将严重影响出水水质[4]。排泥一般分为多斗重力排泥、穿孔管排泥和机械排泥。重力排泥需在池体底部设置泥斗，加大了池体的总体深度，增加了土建成本，而且排泥不是非常彻底，需人工定期清洗，增大了劳动强度。穿孔管排泥，孔眼易堵塞，排泥效果不稳定。机械排泥排泥效果好，可连续排泥，劳动强度较小。考虑到沉砂含水率比较低，易造成堵塞，因此采用行车式泵吸排泥机。行车式泵吸排泥机可边行走边吸砂，可根据砂量的多少调节排泥次数，提供了高效的排砂效果和排砂灵活性。沉砂池平剖面见图2。
图 2沉砂池平面和剖面图
1.3加氯间
1.3.1消毒剂的选择
水处理中常采用消毒方法有氯、二氧化氯、臭氧、紫外线等。其中氯消毒是我国城市给水中采用的最为普遍的消毒方式之一。但当原水含有较高的有机物（特别是天然有机物）时，会产生一些对人体有害的副产物，因此氯消毒主要用于最后消毒而不适合预氧化消毒[5]。而臭氧和紫外线消毒设备成本比较高，而且没有持续消毒的作用。二氧化氯消毒可以避免产生氯酚味和三卤甲烷，具有消毒效果好，不会像氯消毒一样产生有机副产物，投加量少，接触时间短等优点[4]。因此，本工程采用二氧化氯消毒的方法。
1.3.2二氧化氯的制备
采用盐酸还原氯酸钠的方法现场制备二氧化氯。虽然一次性投资比较大，但是生产成本低。近期布置3台二氧化氯发生器（每台投加量），其中1台备用。加氯间布置见图3。制备二氧化氯的原材料氯酸钠和盐酸分别贮存在不同的房间内，并设置了相应的安全措施（酸雾吸收器、快速冲洗设施和通风设施等）。
图 3加氯间平面图
1.4结束语
宿州水厂的设计在遵循设计规范的前提下，根据相似水厂的运行情况，选用了合理的处理工艺，采用了新方法和新设备，对处理工艺作了一定程度的改进。在沉砂池进出水，导流设置，排泥方式方面作了优化设计，改善了沉砂和排砂效果。消毒剂选用二氧化氯，减少了产生有机氯化物的可能性，进而保证了出水水质。
参考文献：
[1] Edward E. Baruth, Water treatment plant design[M]. USA: McGraw-Hill, 2004.
[2] 李圭白，张杰,水质工程学[M].北京：中国建筑工业出版社，2005.
[3] 刘云奎, 许嘉炯，水厂混合絮凝沉淀池工艺的设计体会[J]. 工业用水与废水，2006,37(1)：61-64.
[4] 戚盛豪，汪洪秀，王家华，给水排水设计手册[M]. 北京：中国建筑工业出版社，2004.
[5] 张绍园，姜兆春，王菊思.饮用水消毒副产物控制技术研究现状与发展.水处理技术.1998.24（1）：7-13.
关键词：沉砂；机械排砂；二氧化氯
Abstract: Raw water is distracted from the wells, distributed to the treatment plant and then treated by sedimentation and disinfection. The sedimentation basin is rectangular. Its inlet, outlet and flow direction is carefully designed to ensure the effectiveness of the basin. The basin also applies sediment sucker by truss to remove the solids. Chlorine dioxide is selected as the disinfectant. It does not form Trihalomethanes in significant amounts. The plant is designed to ensure both cost-effective and high water quality.
Key words: sedimentation; sediment sucker; chlorine dioxide
中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号：
1.1 工程背景介绍
地下水水质良好，一般只需通过消毒，就可直接送入给水管网中。有时也根据原水水质和已建相似水厂运行情况，在消毒之前增加预处理（沉砂或过滤）。设计过程中，应根据工程的实际情况，选用合理的处理工艺，采用新技术、新设备。本文通过实际水厂工程，浅谈一下设计体会。
宿州水厂原水为南区深层地下水，水质满足生活饮用水卫生标准。水厂近期规模为，远期为。根据当地水厂实际运行情况，处理水中常伴有一定的泥沙，因此本工程设置了沉砂池，具体处理工艺流程见图1。近期设沉砂池1座，规模为，分为能够独立运行的两组，每组两格。加氯间近期安装3台二氧化氯发生器（每台投加量），其中一台备用。
图 1宿州水厂工艺流程
1.2沉砂池
1.2.1进出水设计
沉砂池的沉淀效果受很多因素的影响，其中主要之一就是短流。短流是指水不安设计的轨迹流动，造成池内顺着某些流程的水流速度大于平均值，而在另一些区域流速小于平均值，甚至形成死角，不能保证沉淀池的沉淀时间，从而影响了沉淀效果。设计进出水过水断面水流均匀分布，能够有效地防止短流，进而改善沉砂池的沉淀效果[1,2]。基于此，设计中沉砂池进水采用穿孔墙布置，出口采用指型集水槽，尽量做到在进出水断面上水流的均匀分布。
1.2.2导流墙设计
由于外界因素的影响，沉砂池内容易产生干扰流，对沉砂效果产生不利影响。增大水流的弗罗德数（Fr），可提高水流的稳定性，改善沉淀效果[2]。采用较小的水深或池中设置导流墙，可以减少水力半径，进而增大弗罗德数[2,3]。因此，宿州水厂沉砂池设计水深比较浅，为2.6m，并且每组沉砂池再分为2格，中間墙起到了导流墙作用。通过浅池和导流墙设计，能够有效地增加水流的稳定性，避免干扰流，进而大大改善了沉砂效果。
1.2.3排砂设计
排砂是否通畅关系到沉砂池沉砂效果，当排砂不畅、砂渣淤积过多时，将严重影响出水水质[4]。排泥一般分为多斗重力排泥、穿孔管排泥和机械排泥。重力排泥需在池体底部设置泥斗，加大了池体的总体深度，增加了土建成本，而且排泥不是非常彻底，需人工定期清洗，增大了劳动强度。穿孔管排泥，孔眼易堵塞，排泥效果不稳定。机械排泥排泥效果好，可连续排泥，劳动强度较小。考虑到沉砂含水率比较低，易造成堵塞，因此采用行车式泵吸排泥机。行车式泵吸排泥机可边行走边吸砂，可根据砂量的多少调节排泥次数，提供了高效的排砂效果和排砂灵活性。沉砂池平剖面见图2。
图 2沉砂池平面和剖面图
1.3加氯间
1.3.1消毒剂的选择
水处理中常采用消毒方法有氯、二氧化氯、臭氧、紫外线等。其中氯消毒是我国城市给水中采用的最为普遍的消毒方式之一。但当原水含有较高的有机物（特别是天然有机物）时，会产生一些对人体有害的副产物，因此氯消毒主要用于最后消毒而不适合预氧化消毒[5]。而臭氧和紫外线消毒设备成本比较高，而且没有持续消毒的作用。二氧化氯消毒可以避免产生氯酚味和三卤甲烷，具有消毒效果好，不会像氯消毒一样产生有机副产物，投加量少，接触时间短等优点[4]。因此，本工程采用二氧化氯消毒的方法。
1.3.2二氧化氯的制备
采用盐酸还原氯酸钠的方法现场制备二氧化氯。虽然一次性投资比较大，但是生产成本低。近期布置3台二氧化氯发生器（每台投加量），其中1台备用。加氯间布置见图3。制备二氧化氯的原材料氯酸钠和盐酸分别贮存在不同的房间内，并设置了相应的安全措施（酸雾吸收器、快速冲洗设施和通风设施等）。
图 3加氯间平面图
1.4结束语
宿州水厂的设计在遵循设计规范的前提下，根据相似水厂的运行情况，选用了合理的处理工艺，采用了新方法和新设备，对处理工艺作了一定程度的改进。在沉砂池进出水，导流设置，排泥方式方面作了优化设计，改善了沉砂和排砂效果。消毒剂选用二氧化氯，减少了产生有机氯化物的可能性，进而保证了出水水质。
参考文献：
[1] Edward E. Baruth, Water treatment plant design[M]. USA: McGraw-Hill, 2004.
[2] 李圭白，张杰,水质工程学[M].北京：中国建筑工业出版社，2005.
[3] 刘云奎, 许嘉炯，水厂混合絮凝沉淀池工艺的设计体会[J]. 工业用水与废水，2006,37(1)：61-64.
[4] 戚盛豪，汪洪秀，王家华，给水排水设计手册[M]. 北京：中国建筑工业出版社，2004.
[5] 张绍园，姜兆春，王菊思.饮用水消毒副产物控制技术研究现状与发展.水处理技术.1998.24（1）：7-13.