造纸有限公司四期设计专业方案.doc

广东**造纸四期水厂工程

设计方案

09月

联络人：黄立新

目 录
1 设计规模及设计水质 4
1.1 设计规模 4
1.2 设计进水水质 4
1.3 设计出水水质 4
2 处理方案论证 5
2.1 设计标准 5
2.2 处理工艺 5
2.3 混凝沉淀工艺选择 6
2.4 过滤工艺选择 8
2.4.1 常见过滤工艺介绍 8
2.4.2 转鼓精滤系统工艺介绍 13
2.4.3 过滤工艺比较 16
2.5 混合方法选择及加药量确实定 17
2.5.1 混合方法选择 17
2.5.2 混凝药剂选择 18
2.5.3 加药方法及加药量确实定 19
2.5.4 絮凝剂 19
2.6 工艺步骤 20
3 工程设计 21
3.1 总体设计 21
3.1.1 总平面部署 21
3.1.2 高程部署 21
3.1.3 公共工程 21
3.2 工程设计基础数据 22
3.3 构筑物设计 22
3.3.1 进水泵房及混合配水池 23
3.3.2 高效沉淀池 23
3.3.3 转鼓精滤系统 26
3.3.4 清水池 26
3.3.5 加药间 26

1 设计规模及设计水质
1.1 设计规模
依据标书要求，系统产水量50000m3/d，考虑水厂自用水量，取系数1.05，水处理厂设计流量为52500万m3/d。
Q=50000×1.05＝52500m3/d＝2187m3/hr
水处理厂出水关键用于制纸工艺用水、冲洗用水、蒸气干燥用水、设备冷却用水、锅炉蒸汽用水、冷却塔补给水等。
1.2 设计进水水质
水处理系统原水将取自工厂旁河道，进水水质见表1-1。
水处理厂进水水质表 表1-1
电导率
25000us/cm
PH
6.2-7.5
TDS
15000mg/l
设计水温
10～300C
浊度
100NTU
铁离子
0.1mg/l
钙硬
20-400mg/l
氯化物
50～50000mg/l
总硬
4000mg/l
氯离子
30000mg/l
总碱
150mg/l
硫酸根
1500mg/l
二氧化硅
30mg/l
锰离子
0.5mg/l

1.3 设计出水水质
依据造纸工艺用水要求，经过混凝沉淀、过滤后出水出水水质需达成以下标准，见表1-2。
水处理厂处理后出水标准 表1-2
指标
单位
处理水质要求
SS
mg/l
3
pH

6.5-8

2 处理方案论证
2.1 设计标准
1. 实施国家相关环境保护政策，符合国家相关法规、规范及标准；
2. 采取全方面计划，使工程建设和企业发展相协调，最大程度地发挥工程效益；
3. 水处理工艺选择，依据进水水质和水量和要求出水水质，优先采取投资少、占地小、能耗低、操作管理方便成熟处理工艺。
4. 主动慎重地采取经过判定或实践证实是行之有效新技术、新工艺、新材料和新设备；
5. 总平面部署努力争取紧凑，占地少。
6. 关键水处理及仪表设备采取国外设备，其它选择中国或合资企业生产设备。
7. 采取可靠控制系统，做到技术可靠、经济合理。
8. 处理厂劳动组织、劳动定员、环境保护和安全卫生均严格实施国家和地方相关要求。
2.2 处理工艺
本工程以河水作为处理水源，水源水质良好，污染程度轻微，采取常规水处理工艺能够满足供水水质要求，所谓常规处理即混凝沉淀（澄清）、过滤，针对本工程水源中含盐量随季节改变，含盐量波动很大，需设置超滤和反渗透系统处理，这套系统不在此次设计方案之内，由用户自备。
针对本工程进水水质和出水要求，处理工艺拟采取传统混凝-沉淀-过滤-(超滤/反渗透系统)工艺。
工艺步骤以下：
原水→混凝沉淀(澄清)→过滤→超滤/反渗透系统(用户自备)→清水池→造纸厂

2.3 混凝沉淀工艺选择
河水中含有大量粒径很小胶体物质、细菌和其它部分细小颗粒物等，因其沉速很小，不能自然沉淀，所以，需经过混凝处理，投加混凝剂，使水中胶体颗粒和细小悬浮物相互凝聚长大，形成沉淀性能良好、尺寸较大絮体，使之在后续沉淀工艺中有效从水中重力沉淀下来。
1、平流沉淀池
平流沉淀池即使是最早使用一个沉淀设备，一度因其占地面积大，处理效率低，在上世纪六、七十年代一度不为看好，如上海部分老厂平流沉淀池采取了斜板或斜管工艺，在原来水池基础上将处理水量提升了3倍，新建水厂一度也为机械搅拌澄清池、斜管沉淀池等一系列高效池型所替换，至七十年代来，我院在长桥水厂扩建中首次采取了平流沉淀池和清水池叠建技术，并在出水端发明了指形集水槽，显著提升了平流沉淀池处理效率和很好地处理了平流沉淀池占地大矛盾，以后平流沉淀池取得了新生，因为平流沉淀池管理简单，运行可靠，适应水质改变能力强等特点得到了大中型水厂普遍采取，成为现在中国自来水厂家首推沉淀工艺。
2、 高效沉淀池
传统工艺已经过近百年发展，技术上已日趋成熟，多年来，国外对原有工艺深入改善优化，开发成功新型高效沉淀池，而且在实际工程中逐步得到推广应用，并取得了良好效果。这种工艺实际上把混合/絮凝/沉淀进行重新组合，混合、絮凝采取机械方法搅拌方法，沉淀采取斜管装置，和一般平流式沉淀池相比，可大幅度提升水力负荷。斜管沉淀技术早在80年代初就在中国污水处理领域中得到应用，而且一直工作正常。因为混合、絮凝和斜管沉淀组合合理，使新高效沉淀池含有以下优点：
1. 水力负荷高，沉淀区表面负荷约为20~25m3/m2•hr，大大超出常规沉淀池表面负荷。
2. 污染物去除率高，CODcr、BOD5、和SS去除率分别可达成60%、60%和85%，磷去除率可高至90%。
3. 因为加强了反应池内部循环并增加了外部污泥循环，提升了分子间相互接触机率，使絮凝剂在循环中得到充足利用，降低了药剂投加量，降低了运行成本。
4. 在沉淀区分离出污泥在浓缩区进行浓缩，提升了污泥含水率，使污泥含水率达成98.5%。
高效沉淀池由混合区、絮凝区、斜管沉淀区组成。其结构详见图2-1。

高效沉淀池结构示意图 表2-1
污水优异入混合区，投加化学混凝剂，混合区配有一台快速搅拌器，确保水和混凝剂有效混合。
随即混合液由底部进入絮凝区。絮凝区中心配有一个轴流叶轮，助凝剂投加在叶轮底部，轴流叶轮使水流在絮凝区内快速絮凝和循环；在池内周围区域，关键经过推流使絮凝以较慢地速度进行，并分散能量以确保絮凝物增大致密，并最终形成较大块、密实、均匀絮凝物；在絮凝区内悬浮固体浓度维持在最好水平，污泥浓度经过来自浓缩区浓缩污泥外部循环得到确保。
水流最终进入沉淀区，由下向上，经过斜管分离处理，澄清水由集水槽排出；当水流进入面积较大沉淀区时絮凝物流入速度放缓，这么能够避免絮凝物破裂和涡流形成，也使绝大部分悬浮固体在该区沉淀；絮凝物堆积在沉淀区下部，形成污泥也在这部分区域浓缩，污泥在浓缩区停留时间为多个小时，刮泥机配有扰动栅以增强浓缩效果，产生浓缩污泥浓度最少为15g/L；部分浓缩污泥自浓缩池泵出，循环至絮凝池入口，剩下污泥从浓缩池底部泵送至污泥处理系统。
因为高效沉淀池含有占地小、投药量少、有机物去除效率高等特点，本工程推荐采取高效沉淀池。
2.4 过滤工艺选择
2.4.1 常见过滤工艺介绍
过滤工艺是确保出水水质关键步骤，而影响过滤处理效果关键原因是滤布材质或滤料级配选择和为确保滤料清洁所采取冲洗方法。
过滤装置类型很多，通常有一般快滤池、双阀滤池、无阀滤池和单阀滤池、虹吸滤池、移动冲洗罩滤池等形式，多年来，国外在这些传统过滤装置基础上又发展形成了移动床向上流连续过滤器、滤布滤池等成套、定型过滤设备，和一般滤池相比，含有土建造价低、施工简便、建设周期短、技术优异和处理效果稳定等特点，在中国外工程实践中已逐步得到推广应用。对于较小规模，还可采取高效纤维过滤罐、机械过滤等。
以下针对中国使用较多多个滤池进行介绍：
1. 均质滤料气水反冲快滤池（V型滤池）
该滤池型式原型为法国得利满企业引进V型滤池，我院第一次在南京状元门水厂引进该池型后，在中国得到一般欢迎，其采取粒径较为一致石英砂作为过滤介质，粒径和滤料厚度全部大于我们原来级配滤料，使滤床纳污能力强，滤后水质好，反冲洗周期长，反冲洗采取气、水联合冲洗，分为单气冲洗，由约55m3/m2·h强度空气，使沙层在不膨胀情况下，全方面沸腾擦洗，使整个滤池不可能产生积泥死角，然后气水同时冲洗，料层微膨胀，砂中污泥在气体擦洗同时由小流量(约10m3/m2·h)反冲水浮出滤层，后单独由约17m3/m2·h强度清水漂洗滤层至滤层根本洁净，最终采取减速过滤技术，在整个反冲洗过程中，由一股V型槽流出侧向水流将反冲洗表面浮渣冲向中央排水渠，布气布水采取长柄滤头。
近几年我院在部分污水厂中水处理中采取了V型滤池工艺，如邯郸市东污水处理厂中水回用工程等，现实际运行出水效果均达成了原设计要求。
Filter layer
滤后水出口
待滤水及扫洗水槽
滤板及滤头
砂层

V型滤池过滤操作 图2-2

滤池过滤应用实例 图2-3
2. 全自动过滤器
全自动自清洗过滤器由过滤器本体、滤网组成。水流进入全自动自清洗过滤器后，首先经过粗滤网，然后进入细过滤室，由细滤网将污物截留下来，使滤网内表面和外表面形成压力差。当压力差达成预设值，便开启自清洗循环。
冲洗时打开冲洗阀，使吸嘴和大气相通。引发吸嘴相正确细滤网内面（污水）和细滤网外面（净水）之间压力差，产生一股吸力强劲反冲洗水将吸嘴相对滤网上污物清洗洁净。当滤网冲洗洁净，控制器关闭冲洗阀，设备自动恢复到全滤状态。

全自动过滤器应用实例 图2-4
3. 转盘过滤器和滤布过滤器
转盘过滤器和滤布过滤器均属于表面过滤一个。表面过滤定义是使液体经过一薄层隔膜（即滤料）机械筛滤作用去除悬浮于液体中颗粒物质。过滤器隔膜材料有金属织物、以不一样方法编织滤布和多个合成材料。其过滤器孔径通常为20~30μm。转盘过滤器和滤布过滤器分别为表面过滤最关键两种不一样形式。以下分别对该两类进行介绍。
(1) 转盘过滤器
转盘过滤器（DF）是由用于支撑滤网两块垂直安装于中央给水管上平行圆盘形成一个个滤盘串联起来组成废水过滤设备。用于过滤二维滤网既可为聚酯材料，亦可为316型不锈钢。转盘滤池工作原理见示意图2-5。

转盘滤池工作示意图 图2-5
工艺介绍：
滤前水经过中央给水渠进入转盘过滤器内，向外侧流动经过滤网。在正常操作条件下，滤布表面面积60%~70%浸没于水中，并依据水头损失不一样，以1~8.5r/min转速不停旋转。DF可采取间歇或连续反洗两种模式操作。当以连续反洗模式操作时，DF滤盘在生产滤过水同时进行反洗。在转动开始时，给水进入中央进水管并经过此管分配到各滤盘内，尽管转盘过滤器浸于水中，但水和小于滤网孔眼颗粒则经过滤网进入出水搜集槽内，大于滤网孔径颗粒被截留在滤盘内。
当滤盘继续转动超出出水水位时，滤盘内剩下给水继续经过滤网过滤，一直到盘内无剩下给水为止，而载有截留固体滤盘继续转动经过反洗水喷枪处时，滤网上截留颗粒就被冲离滤网表面，反洗水和固体混合物存入反洗水槽内，经过反洗喷嘴后，清洗洁净滤盘又重新开始过滤。当DF以间歇反洗模式操作时，反洗水喷枪只有在经过过滤后水头损失达成预先设定值时才实施清洗动作。
(2) 滤布过滤器
滤布过滤器是近几年出现一个新型过滤器，关键用于废水深度处理和中水回用。现在在全世界已经有超出350个污水厂采取了该项技术。其关键特征为处理效果好，出水水质高，出水稳定，连续运行，承受高水力及悬浮物负荷能力强，全自动运行，操作及保养简便，运行费用低，土建费用低及占地极小等。
滤布滤池用于污水深度处理，设置于常规活性污泥法、延迟曝气活性污泥法、SBR系统、氧化沟系统、滴滤池系统，氧化塘系统以后，可去除总悬浮固体，结合投加药剂可去除P，色度等，同时对藻类去除也有相当功效。
滤布滤池结构形式详见下图2-6：

滤布滤池结构示意图 图2-6
滤盘数量依据滤池设计流量而定，通常为1~12片。每片滤盘分成6小块。滤盘由防腐性材料组成，滤盘连接件均为304不锈钢。每片滤盘外包有高强度滤布，滤布密实度及厚度依据污水性质选定。滤盘设在中空管上，经过中空管搜集滤后水。
反冲洗装置由反冲洗水泵、管配件及控制装置组成。
排泥装置由集泥井、排泥管、排泥泵及控制装置组成。
工艺介绍：
污水重力流进入滤布滤池，滤池中设有挡板消能设施，污水经过滤布过滤，滤后液经过中空管搜集重力流经过溢流槽排出滤池。过滤中部分污泥吸附于滤布外侧，逐步形成污泥层，伴随滤布上污泥得积累，滤布过滤阻力增加，滤池水位逐步升高，经过测压装置可监测滤池和出水堰上水头之间水位差，当该水位差达成设定反冲洗值时，自动控制系统自动控制反冲洗泵，开始反冲洗过程。
过滤期间，滤盘处于静态，有利于污泥池底沉积，反冲洗期间，滤盘以1转/分转速旋转，反冲洗泵利用中空管内滤后水冲洗滤布，吸除滤布上集聚污泥颗粒，并排除或再利用反冲洗水。
滤布滤池底部设置有排泥管，用于排除池底污泥，污泥在池底沉积降低了滤布上污泥量，可延长过滤时间，降低反冲洗水量。控制系统能够设定排泥间隔时间及排泥历时。
2.4.2 转鼓精滤系统工艺介绍
1、转鼓精滤系统工作原理
转鼓精滤系统是一个关键去除悬浮固体SS过滤装置。装置由不锈钢滤膜、滚筒、反冲洗喷头、减速机、自控系统等部分组成。转鼓上装有可方便拆卸滤膜。滤膜过滤孔径在 10um～100um之间，可依据出水要求选择不一样孔径。
过滤过程：
待处理原水经过重力流入空心转鼓内，转鼓上为高强度致密不锈钢滤膜。水由滤膜内侧向外流出，流入到清水槽，水中细小颗粒在滤膜内侧聚积。
反冲洗过程：
当污水进入转鼓内腔时，微小颗粒在滤膜内侧聚积，水流过转鼓同时，转鼓转动，同时反冲洗泵开启，于是一个反冲洗过程开始——转鼓开始缓慢转动，高压冲洗水经过在转鼓顶部喷头由外自内将滤布内侧聚积颗粒冲洗掉，反冲洗用水为过滤器本身滤出水，冲洗分离出来杂质并流入过滤器内部反洗水搜集槽，然后在重力作用下经过排污管排出。连续冲洗废水经搜集后排至污水厂污泥池。反冲洗同时，过滤正常进行。
2、转鼓精滤系统组成
转鼓精滤系统由中心进水管、转筒、联动齿轮、转动轴承、密封件等装配组件。中心转筒上端设有一个搜集排污槽，过滤尾水经过重力落差从中央进水管路流入转筒式装置进入过滤器内部。

转鼓精滤系统内部透视图 图2-7
3、滤膜
过滤膜安装在不锈钢材料架上。滤膜是由316不锈钢经过特殊工艺制成。

滤膜外形图 图2-8
过滤装置过滤时在静止状态下工作，没有移动部件。过滤系统在滤膜内表面为过滤迎水面，含有有效搜集污物功效，并许可清洗系统由滤膜外侧面向内侧对其进行冲洗。滤后水能够用来直接进行反冲洗。
过滤器滤水步骤路线要从内到外，反冲洗步骤是由外到内，被反冲洗下来污染物不污染过滤原水而被单独排出，接入厂区内污水系统重新处理。对滤膜实施反冲洗时，不影响过滤器出水运行。
滤膜是由不锈钢材料编织而成，滤膜不许可有粒状和网状空缺。滤膜网孔直径为小于20 微米，从而可将大于 20微米悬浮物、细小颗粒污物截留。滤膜使用寿命不低于 2年。
4、反冲洗系统组成
反冲洗系统由反冲洗水泵、反冲洗过滤器、冲洗水管及喷嘴系统、污物搜集槽及排污管道等组成。

反冲洗喷头 表2-9

反冲洗系统功效是使用泵抽取滤后水，经过高压伞状喷射体系统对滤布进行自外对内冲洗，从而将过滤过程中堆积在滤布内表面脏物清除。反冲洗为连续过程，正常自清洗和淤泥清除过程中，不影响过滤步骤。
5、转鼓精滤系统特点
1.滤膜由316不锈钢材质制作，无毒、无污染、无须化学清洗，使用寿命不低于 2年。不锈钢滤膜相比其它材质滤布有不易挂膜特点，避免了酸洗可能。同时整个装置设有密封罩盖，运行过程中不含有光合作用条件，从而预防藻类滋生，确保了出水效果。
2.滤膜更换方便。可方便拆卸和装配，所以在更换滤膜时无需专用工具和设备，只要将需更换滤膜转至液面之上，停机就能够进行滤膜更换。
3. 反冲洗消耗水量小，单台每小时2~3m3。系统排污量小，清洗效果好。反冲洗水流方向由外向内进行，和过滤水流方向相反，对滤膜进行清洗，从而确保了清洗效果。被反冲洗下来污染物被单独排出，接入污泥系统重新处理。不会对过滤原水造成污染。
4. 处理效果好。采取不锈钢滤膜，滤膜孔径≤20微米，从而确保了出水水质及出水稳定性。
5. 耐冲击负荷强。假如进水水量瞬时增加，或SS浓度瞬时超负荷，能够经过连续反冲洗，从而满足过滤要求。
6. 过滤可连续运行。反冲洗同时可连续过滤。
7. 运行能耗低。主驱动电机和反冲洗水泵电机功率小，且间歇运行。
8. 运行全自动化控制。日常不需专员操作管理。
9.占地面积小。单台0m3/d整机占地面积只有6m2，很小占地面积就含有很大过滤面积。
2.4.3 过滤工艺比较
上述多个工艺在给水和污水中水回用中均得到较多应用，处理效果很好，此次将对转鼓精滤系统（方案一）和V型滤池（方案二）过滤单元进行了综合比选，比较结果见表3-3。
综合比较表 表2-2
比较内容
方案一
方案二
工艺特点
新型污水过滤工艺，含有滤膜更换方便、处理效果好、耐冲击负荷强、运行能耗低、占地面积小等优点。
常规城市污水过滤工艺，技术成熟，处理效果稳定，广泛应用于给水厂和深度处理。需定时进行反冲洗，自动化要求高。
运行管理
自动化程度高、方便
较复杂、自动化程度高、需定时进行反冲洗
工程经验
在中国已经有应用实例
应用实例较多
日常维修
方便
设备数量多，滤料需定时更换
土建施工
简单、施工周期短
构筑物复杂，施工周期长
占地
少
较多

经过比较，各方案评价以下：
从经济角度评价：方案一工程投资、处理成本较低，所以方案一含有一定优势。
从工程建设和运行管理角度评价：方案二在中国自来水行业早有应用，工艺也很成熟，其设备投资廉价，但土建费用较高，水头损失大，长久运行能耗大，不利于节能降耗。方案一在中国污水处理工程中已经有应用，其处理效果好、 耐冲击负荷强、过滤可连续运行、运行能耗低、占地面积小等特点相比方案二更具优势。
考虑到转鼓精滤系统在给水处理中应用实例不是太多，所以在造纸厂内进行了六个月多试验，运行效果及运行安全性和可靠性得到了充足验证。
经过上述比较及评价，即使二个方案各有特点，全部能达成处理要求，但相比较而言方案一含有工艺优异、工程投资、处理成本低、出水水质稳定、土建速度快、运行管理简单等优点，此次设计推荐采取转鼓精滤系统作为处理过滤单元。
2.5 混合方法选择及加药量确实定
2.5.1 混合方法选择
混合是净水处理工艺中关键步骤，其作用是将凝聚剂所产生水解产物快速、均匀地分散（扩散）到全部水体，要求加强水体搅动，缩短过程时间。
现在中国采取最多混合设施有：（1）水泵混合；（2）管式静态混合器；（3）机械搅拌混合池；因为本工程缺乏水泵混合条件，所以本汇报对管式静态混合器（方案1）和机械搅拌混合池（方案2）进行比较以下：
方案1：高效沉淀池进水管上设置1套DN800管式静态混合器。二池共2套；设计空管流速1.15m/s，计算水头损失0.75m。
方案2：在高效沉淀池前部设容量约72m3混合池。上部安装立式混合搅拌机,二座气浮池共2台。混合池设计混合时间2min，搅拌G值≥500s－1。
经询价核实，2个方案投资以方案2略大（约大20％），但常常电耗则以方案1略大（40％），总体上讲二者在经济上出入较小。
2个方案其它优缺点比较以下表2-3
混合方案比较表 表2-3
项目
方案
混合效果
运行控制条件
维修工作量
施工条件
方案1
好
差
较少
方便
方案2
很好
好
略多
方便

据此认为方案2含有更多优点，本设计采取方案2，即机械搅拌混合池方法。混合时间为2min，G值≥500s－1，具体尺寸详见设计图。
2.5.2 混凝药剂选择
混凝药剂包含混凝剂和助凝剂。混凝药剂应效果好，使用方便，价格低廉。
(1) 混凝剂选择
水处理厂用混凝剂有铝盐、铁盐及其聚合物，关键有：硫酸铝、聚合氯化铝、三氯化铁、硫酸亚铁、聚合硫酸铁和其它部分新开发复合式混凝药剂，如聚合铝铁、聚合铝硅、混凝复合药剂等。
硫酸铝产品分为固态和液态两种，常见固态。固态硫酸铝中Al2O3含量大于15.6%，液态产品中Al2O3含量大于7.8%。硫酸铝产生絮体不如铁盐产生絮体密实，较松散。因低温条件下水解速度慢，对低温低浊水处理效果较差。
聚合氯化铝（PAC）也被称为碱式氯化铝，是羟基氯化铝单体聚合物，投加后能够直接提供部分带正电高价聚合离子，混凝处理效果好。产品分固态和液态两种，固体产品Al2O3含量大于32%和29%，液态产品Al2O3含量大于12%和10%。聚合氯化铝产生絮体颗粒大，密实、沉淀好，药剂用量少，适应范围广，可适应低温低浊水处理，混凝效果优于硫酸铝。
三氯化铁产品也分为固态和液态两种。铁盐混凝效果比硫酸铝好，生成絮体大而密实，沉淀好，在低温低浊条件下效果仍很好，缺点是溶液腐蚀性很强，出水色度比铝盐高。
硫酸亚铁固体还有7个结晶水，产品等级划分除有效成份外，其它关键差异为游离酸和不溶物含量。硫酸亚铁中二价铁只有在氧化成三价铁后才能起到混凝剂作用。硫酸亚铁因氧化后难于产生高价聚合物，混凝效果低于三氯化铁。
聚合硫酸铁由硫酸、硫酸亚铁在高温、高压、催化剂、氧化剂作用下聚合而得。投加后能够产生直接提供部分带正电高价聚合离子，混凝处理效果好。聚合硫酸铁絮体颗粒物大、密实、沉淀好，可适应低温低浊水处理，药剂用量小，腐蚀性远比三氯化铁小。
本工程水处理后出水用于阻止纸厂生产性用水，对水中色度、Cl-全部有一定要求，尤其是本工艺步骤中考虑有反渗透系统去除进水中Cl-，所以经综合比选，选择聚合氯化铝（PAC）作为混凝剂。即使PAC在发生水解反应时，会产生Cl-，但该Cl-值对后续水处理影响很小。
2.5.3 加药方法及加药量确实定
1)混凝剂
混凝剂采取固体聚合氯化铝铁或固体硫酸铝，可依据货源情况选择采取。因为硫酸铝投加量大，故设计按投加硫酸铝考虑。投加设施和设备按最大投加量30mg/l（商品）设计，投加浓度为10％，投加点设在混合池。加矾系统步骤以下：
固体商品碱式氯化铝→溶解池 溶液池 加注泵 投加点
↑ ↑
加水 加水
加注量控制方法为按进水流量百分比PLC自动调整投加，并以出水SS统计值，为修正投加百分比提供依据，百分比值由人工设定。
加注系统中关键设备隔膜式加注泵采取进口设备。
2.5.4 絮凝剂
絮凝剂采取固体聚丙烯酰胺，最大投加量为0.5mg/l，投加浓度0.5％，投加点设在滤池前，絮凝剂投加步骤以下：
絮凝剂→ 溶解池 溶液池 加注泵 投加点
↑ ↑
加水稀释 加水稀释
絮凝剂加注量控制方法为按流量百分比投加，并以出水SS统计值，为修正投加百分比投加提供依据。
絮凝剂加注系统中关键设备隔膜计量泵采取进口设备。

2.6 工艺步骤
本工程水处理工艺采取物化法，工艺步骤详见下图。
超滤/反渗透系统
转鼓精滤系统
高效沉淀池
提升泵房及混合池
至造纸厂
反冲洗废水

清水池

（非本工程范围）

工艺步骤图 表2-10
水处理厂采取处理工艺为常规水处理工艺，关键去除对象是水中悬浮物质、胶体物质。取自河道原水经管道后接入在厂区，原水经提升泵房提升后依次进入和泵房合建混合池，和混凝剂完全混合后，流入高效沉淀池、V型滤池处理，最终进入清水池。清水池出水用于制纸厂生产性用水。

3 工程设计
3.1 总体设计
3.1.1 总平面部署
根据功效不一样，分区部署。生产管理建筑物和生活设施集中部署，和水处理、污泥处理构筑物保持一定距离，并用绿化带隔开。
处理构筑物间距应紧凑、合理，并满足各构筑物施工、设备安装和埋设各类管道、养护管理及消防等要求。
考虑人流、物流运输方便，部署厂区道路。
依据城市夏季主导风向和整年风频，合理部署各功效区。
设有事故排放管及超越管，构筑物可重力放空。
工艺步骤流畅，顺步骤及排出位置综合部署；使各构筑物之间联络管道最短。
处理构筑物部署紧凑，节省用地便于管理。
确保原水一次提升后在各构筑物之间能藉重力自流。
3.1.2 高程部署
(1) 简练、流畅，使各构筑物之间连接管道最短；
(2) 确保原水一次提升后在各构筑物之间能藉重力自流排出，使总提升扬程最低，节省常常费用；
(3) 依据清水池设定水位确定各构筑物水位标高。
3.1.3 公共工程
公共工程包含隶属建筑和厂区给水、排水、道路、绿化等工程。
1. 隶属建筑
本工程新建隶属建筑物为变电所，无其它隶属建筑物。
2. 厂区道路
为便于设备运输、安装和检修，在厂内设置4m和6m宽道路，形成网格状道路网络，采取沥青路面结构。
3. 给水系统
本工程生活、消防给水由王子制纸厂统一供给，生产服务用水以V型滤池出水作为水源，经水泵加压后供给，满足本工程生产服务用水量。
4. 废水排水
水处理厂内废水及冲洗水经过放空管搜集后，排入制纸厂厂区废水搜集管，排入厂外污水管道。
5. 雨水排水
水处理厂内雨水经雨水管搜集后，排入制纸厂区雨水搜集管，由厂区统一排放。
雨水管道暴雨设计重现期采取1年，平均径流系数采取0.5。
6. 消防设计
厂区内部分构(建)筑物耐火等级、防火间距、消防给水、采暖通风、空调及电力设备选型和保护等级均按GB50016-《建筑设计防火规范》相关条款实施。
(1) 厂区设有室外消火栓，并设消防管网；
(2) 关键建筑物，设置室内灭火器。
(3) 厂区主干道宽度为4m和6m，沿厂区四面和中心构筑物间部署，组成主干道网，以满足消防车辆行驶要求。
(4) 电气设备采取防爆开关。
3.2 工程设计基础数据
Ø 设计流量为5.0万m3/d；
Ø 考虑水厂自用系数K＝1.05，
Ø 设计小时流量2188m3/h；
3.3 构筑物设计
本工程新建水处理构(建)筑物有提升泵房及混合池、高效沉淀池、转鼓精滤系统、清水池及加药间等。
水处理关键构筑物一览表 表3-1
序号
构筑物名称
尺寸
单位
数量
1
进水提升泵房
L×B=7×7+18×4
座
1座，2组混合池
2
高效沉淀池
L×B=24×18
座
1座2组
3
转鼓精滤系统
L×B＝9×13
座
1座3组
4
清水池
L×B＝28.1×28.1
座
1座
5
加药间
L×B＝10.45×11.65
座
1座

3.3.1 进水泵房及混合配水池
原水引至进水泵房，经过泵房内设置进水泵提升后进入混合配水池，泵房内设置4台潜水污水泵，其中安装4台（Q=730m3/h，H=6m，N=30kW）水泵。
处理污水经泵提升后和来自加药间混凝剂一起进入和进水泵房合建混合池进行混合，混合池平面净尺寸为4×4m，有效水深4.5m，混合池停留时间为3.46min，采取机械混合方法，配置1台混合搅拌器（N＝11kW）。
混合后原水溢流进入混合预反应区，预反应区和混合池合建，分别在混合池两侧，共2格，单格平面尺寸为4.7×4m，有效水深4.48m，停留时间为8min。
经过预反应废水经过在预反应池两侧配水井自流进入高效沉淀池反应区。
3.3.2 高效沉淀池
本工程选择高效沉淀池作为混凝沉淀工艺。高效沉淀池将絮凝池、沉淀池和污泥浓缩集于一体，其中混合池和提升泵房合建，其基础结构见图3-1。
天然水体中含有大量细小黏土颗粒，粒径很小属于胶体物质，不能自然沉淀。水中含有很多细小悬浮物质，如藻类、细菌、细小颗粒物等，因其沉速很小，也难于沉淀。所以，需经过混凝处理，投加混凝剂，使水中胶体颗粒和细小悬浮物相互凝聚长大，形成沉淀性能良好、尺寸较大絮体，使之在后续沉淀工艺中有效从水中重力沉淀下来。
高密度沉淀池将絮凝池、沉淀池和污泥浓缩集于一体，关键用于去除水体中细小悬浮物，同时对一些溶解性无机和有机污染物、色度等也有一定去除效果，所以，在给水处理、废水处理工艺中应用广泛，其基础结构及立面图见图3.2-1和图3.2-2。

MULTIFLO高密度沉淀池基础结构 图3-1

MULTIFLO高密度沉淀池立体图 图3-2
原水和投加混凝剂在混凝池内进行化学混凝反应，采取“动态混凝”原理，进出水水流全部控制在反应池表层，延长水流时间从而提升混合效果。在絮凝池中投加阴离子助凝剂(PAM)，经过吸附架桥作用以提升絮凝效果。“动态混凝”和“加速絮凝”作用可参见图3.2-3。

“动态混凝”和“加速絮凝” 图3-3
沉淀区利用了逆向沉淀原理，由成套斜管组成，进水从下向上流经斜板，沉淀物因为重力沿着斜管下滑。斜管形状是六角形而不是梯形，因为对于斜管沉淀池来说，投射面和反射面之间比值是很关键，六角形在这方面含有更大优势，详见图3.2-4。

高密度沉淀池六角形斜管 图3-4
高效沉淀池含有比一般平流式沉淀池更高水力负荷，和更高污染物去除率。本工程设计1座高效沉淀池，由2池组成。每池含有独立反应单元，由絮凝区、推流反应区、沉淀区和浓缩区组成。
经混合污水经过管道和来自浓缩区回流污泥混合后流入絮凝反应区。絮凝反应区设有中心筒，污水自下向上在絮凝反应区循环，充足接触碰撞。絮凝反应区尺寸为4.7×4.7×5.4m，停留时间为11.4min。
絮凝反应后污水经推流区翻入沉淀区，沉淀区尺寸9.3×9.3×8.6m，包含下部浓缩区和装有斜板澄清区，有效水深5.3m。
沉淀区为正方形，下设Φ9.3m浓缩机。絮凝体下沉后经浓缩后一部分经过循环泵唧入絮凝区再利用，另一部分经过污泥泵排出。
污水经池中悬浮泥渣层拦截，吸附，过滤后在斜板区澄清。单池斜板面积106m2。上清液用集水槽搜集排出。
污水在高效沉淀池总停留时间为51.6min。
絮凝区配置φ3000mm絮凝搅拌机2套，单机功率5.5kw。
浓缩区配置φ9.3m浓缩刮泥机1套，远期增加1套，单机功率0.5kW。
剩下污泥泵2用1备，单泵流量6～30m3/hr，扬程20m，N=5.5kw；回流污泥泵2用1备，单泵流量6～30m3/hr，扬程20m，N＝5.5kw。
3.3.3 转鼓精滤系统
本工程新建转鼓精滤系统1座，包含3套转鼓精滤器（25000m3/d，N=1.1+2.2kW），转鼓精滤系统组为半地下结构，尺寸为9×13m，进出水渠道部署在两侧，中央平行部署转鼓精滤器。
上部为阳光棚结构，设有起吊装置，用于转鼓精滤器起吊检修。转鼓精滤器反冲洗废水(2~4m3/d)经管道搜集后排入站区放空管路系统。
3.3.4 清水池
清水池作用在于调整供水和生产用水之间流量差值。工业用水清水池容积按工业生产调度、事故及消防等要求确定。
本工程新建清水池1座，尺寸为28.1×28.1m，有效水深3.0m，有效容积V=2400m3，停留时间为70min。清水池进口、出口全部设DN800手电两用铸铁闸门。
3.3.5 加药间
水处理过程中混凝、絮凝均需要投加药剂，混凝剂为浓度10%Al2O3PAC溶液，絮凝剂为阴离子高分子絮凝剂（PAM）。水处理部分混凝剂和絮凝剂储存、制备和投加系统均部署在加药间。
混凝剂、絮凝剂投加量 表3-2
参 数
单位
数值
PAC, 10%Al2O3，（w/w）

平均投加浓度/最大投加浓度
Mg/l
90/105
平均投加量/最大投加量
Mg/l
131/153
阴离子高分子絮凝剂 （PAM）

配置药剂浓度
g/l
2
平均投加浓度/最大投加浓度
Mg/l
0.1/0.3
平均投加量/最大投加量
Mg/l
88/263

新建加药间1座，尺寸为10.45×11.65m，加药间外设有2套PAC储罐，每套储罐有效容积V＝35m3，能够储存10d左右药量。厂外槽车内药剂经过2台(1用1备)混凝剂进料泵（Q=10m3/h，H=10m，N=0.55kW）泵入PAC储罐，然后经过2台（1用1备）隔膜泵（Q=0.2m3/h，H=30m，N=1.1kW）将混凝剂输送至高密度沉淀池混凝剂投加点。
絮凝剂制备在加药间内完成设置1套絮凝剂制备装置（Q=300l/h，N=6.0kW）。絮凝剂粉末投加入混凝剂制备装置，配置成2g/l溶液后经3套（2用1备）絮凝剂投加泵（Q=300/h，H=30m，N=1.1kW）输送至高密度沉淀池絮凝剂投加点。