任基成1，費杰1，楊效明2，張雪軍1，陳濟東3
(1.寧波市自來水總公司， 浙江寧波 315041；2.寧波市給排水設(shè)計研究院，浙江寧波 315041；
3.寧波市礦泉水設(shè)備廠， 浙江寧波 315041)

　　 摘　要：對目前市場上有代表性的一體化凈水設(shè)備在分析研究的基礎(chǔ)上進行了改進和創(chuàng)新，設(shè)計研制了新型一體化給水處理設(shè)備，其出水水質(zhì)符合新的水質(zhì)衛(wèi)生規(guī)范要求。
　　關(guān)鍵詞：一體化設(shè)備； 新型高效； 給水處理
　　中圖分類號：TU991.62
　　文獻標識碼：C
　　文章編號：1000-4602(2002)07-0067-03

　　 根據(jù)國家新的《生活飲用水水質(zhì)衛(wèi)生規(guī)范》，現(xiàn)有一體化給水處理設(shè)備已不能滿足新的水質(zhì)標準要求，因此有必要對其進行進一步的研究、改進，使Ⅲ類水質(zhì)的源水經(jīng)過設(shè)備處理后的出水濁度在1NTU以下，符合新的水質(zhì)標準要求。寧波市水技術(shù)研究所對新穎、高效、智能一體化給水處理設(shè)備進行了開發(fā)研究。

1　工藝簡介

　　 該一體化給水處理設(shè)備為圓筒體外形，由下而上依次為反應(yīng)區(qū)、沉淀區(qū)、過濾區(qū)，其剖面示意圖見圖1。

　　設(shè)備工藝流程：原水經(jīng)加藥后進入污泥回流裝置，該裝置中的噴嘴高速射流產(chǎn)生負壓，從而使吸入的回流污泥與原水充分混合，一起進入設(shè)備底部的反應(yīng)區(qū)；經(jīng)筒體四周的上下穿孔隔板反應(yīng)后從筒體中間的圓柱體進入污泥懸浮層，經(jīng)不斷接觸碰撞后絮凝體顆粒逐步長大，然后經(jīng)泥水分離區(qū)進入斜管沉淀區(qū)；沉淀出水再向上進入泡沫浮珠濾料層進行過濾，濾后水進入上部清水區(qū)，再經(jīng)集水槽流入出水管；過濾層在工作周期結(jié)束需要沖洗時停止進水，開啟中間排水管上閥門排水，將水位降至斜管頂，然后開啟反沖洗閥門，壓力水進入沖洗管，由沖洗噴頭噴出的水對濾料進行層層沖洗，直到全部濾料沖洗干凈。

2　設(shè)計創(chuàng)新點

2.1 反應(yīng)部分
　?、?反應(yīng)區(qū)位于設(shè)備底部的錐形體處(采用上下交錯開孔隔板反應(yīng)方式)，如圖2所示。

　　反應(yīng)室共分9格，單數(shù)隔板的上端開孔，雙數(shù)隔板的下端開孔。過水斷面從第1格至第9格逐步擴大，上下開孔的孔口也逐漸增大，使流速逐漸減小，形成良好的速度梯度。
　　圖2中的污泥濃縮室是不斷產(chǎn)生的污泥顆粒沉積的場所，每隔一段時間開啟濃縮室排泥閥進行適當?shù)呐拍唷Ｎ勰嗷亓魇覄t是用來補充循環(huán)回流的污泥，它與污泥回流管相連通。
　?、?污泥回流裝置的原理和結(jié)構(gòu)類似于水力循環(huán)澄清池的污泥回流部分(見圖3)。

　　由于污泥回流移至筒體外，使得裝置可以做成定型產(chǎn)品(能單獨制作的小設(shè)備)，既解決了噴嘴與喉管中心線不易定位對準的問題又節(jié)省了筒體的體積。?
　　混合液從隔板反應(yīng)區(qū)自下而上進入斜管沉淀區(qū)前要通過處于懸浮狀態(tài)的泥渣層，水中雜質(zhì)還能充分與泥渣懸浮層的顆粒碰撞凝聚而使礬花長大，從而進一步提高了絮凝的效果。?
　　③ 污泥回流室底部設(shè)置了一根助沖管，當設(shè)備間歇一段時間再次運行時，可先開啟與進水管連接的助沖管閥門，通過助沖管水流的噴射把沉積在底部的泥渣沖起，幾秒鐘后關(guān)閉助沖管閥門再開啟進水閥門，污泥馬上可以回流投入正常運行。?
2.2 沉淀部分
　　采用斜管沉淀方式，斜管與水平面傾角為60°，沿圓周環(huán)繞布置，消除了死角和無用面積，相對提高了面積利用率和沉淀效果。
2.3 過濾部分
　?、?濾料是粒徑為0.8～1.2mm的白色泡沫浮珠，由于泡沫浮珠的相對體積質(zhì)量比水小，因此過濾區(qū)設(shè)上下兩塊穿孔板，中間夾兩層30～40目的尼龍絲網(wǎng)，以防泡沫浮珠溢出水面。過濾時水流自下而上，濾料被壓緊，水中微粒被濾層攔截，濾后水則通過穿孔板進入上部集水槽。?
　?、?濾料層的沖洗系統(tǒng)采用等環(huán)面多噴頭縫隙水平噴洗，如圖4所示。

　　在每根沖洗支管末端設(shè)置等環(huán)面的沖洗噴頭，每個噴頭的中部開設(shè)水平縫隙，沖洗時壓力水通過縫隙在同一水平面上向四周噴射。沖洗時先停止進水，開啟中間排水管上閥門排水，將筒體內(nèi)水位降至斜管頂，關(guān)閉排水閥門，這時泡沫浮珠濾料層的上部正好位于沖洗噴頭處，開啟沖洗閥門沖洗濾料最上層；隨著沖洗水的進入，設(shè)備內(nèi)水位逐步上升，泡沫浮珠隨之上浮，這樣第二層濾料也到達噴頭的沖洗水平面處而被沖洗；每層濾料在經(jīng)過噴頭水平面時均能被沖洗，這樣通過層層沖洗使全部濾料均能被完全沖洗一遍。整個沖洗過程均勻強烈，沖洗效果好。
2.4 集水槽
　　為了保證集水的均勻性，對于不同處理水量的設(shè)備采用3種不同的集水槽布置形式。對于處理水量≤15m³/h的一體化給水處理設(shè)備，只在筒體外圈設(shè)環(huán)形集水槽，內(nèi)側(cè)開孔集水，因為筒體直徑較小，所以筒體中心到集水槽的流線不長，出水均勻。對處理水量為20～40m³/h的設(shè)備，設(shè)等環(huán)面內(nèi)環(huán)集水槽，雙側(cè)開孔，集水槽兩側(cè)的集水面積相等，因而保證了集水的均勻性。對于處理水量＞50m³/h的設(shè)備，設(shè)內(nèi)外兩個環(huán)形集水槽，以避免出水流線過長，從而達到出水均勻的目的。?
2.5 控制系統(tǒng)
　　一體化給水處理設(shè)備的運行、混凝劑和消毒劑的投加、反沖洗過程的進行、沖洗后初濾水的排放等全部實行自動控制，使操作管理更為簡便。?

3 主要設(shè)計參數(shù)

　　反應(yīng)時間為5min左右，隔板穿孔流速從始端的0.3～0.4m/s逐步減小到末端的0.1～0.2m/s；污泥回流裝置的噴嘴流速為7～8 m/s，喉管直徑與噴嘴直徑之比為3∶1～4∶1；分離區(qū)上升流速為2mm/s左右，斜管沉淀區(qū)上升流速為2.2mm/s；泡沫浮珠濾料粒徑為0.8～1.2mm，濾層厚度為0.5～0.6m，濾速為7～8m/h，沖洗強度為5L/(s·m²)，沖洗時間共3min，沖洗頭部縫隙流速為10m/s。?

4　運行效果

　　處理水量為20m³/h的一體化給水處理設(shè)備以微污染河網(wǎng)水為水源進行了3個月的試運行。試運行期間濾層工作周期為24～30h，多噴頭沖洗效果好。設(shè)備進水濁度為10～50NTU，出水濁度穩(wěn)定在0.4～0.8NTU；進水色度為25～40倍，出水色度為5～10倍；進水pH值為6.8～7.1，出水pH值為6.7～7.1。?

5 　結(jié)語

　　新型一體化給水處理設(shè)備的開發(fā)是在系統(tǒng)分析研究了國內(nèi)有代表性的幾種一體化給水處理設(shè)備的基礎(chǔ)上，吸取了這些設(shè)備的優(yōu)點，對其存在的問題進行了改進，并根據(jù)國家新的水質(zhì)標準的要求對一體化給水設(shè)備的關(guān)鍵工藝技術(shù)進行了創(chuàng)新。從實際運行效果來看，其各項指標均達到了預(yù)期的目標，體現(xiàn)出新型、高效的特點。?

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　　收稿日期：2002-03-16