黑龙江省水利水电勘测设计研究院 黑龙江哈尔滨 150080
摘要：结合工程实际，介绍了东北地区典型的地下水处理工艺。项目区内地下水水质澄清、水温稳定，但铁、锰含量较高。通过二次跌水曝气及二次过滤来降低水中铁、锰含量，保证了出水水质，并实现了水厂的经济高效运行。
关键词：地下水；除铁；除锰；净水厂
目前，我国有很多的城镇及乡村采用地下水作为饮用水源，地下水由于受形成、埋藏和补给等条件影响，具有较好的卫生条件，但部分地区可能存在铁、锰、氟、重金属或硫化物含量较高的情况。常用的除铁、锰方法有自然氧化法和接触氧化法[1]。本次根据项目区水质情况，并考虑施工、运行管理及投资等因素确定水厂的建设规模及工艺选择。
1工程概况
根据该县用水量预测，2015年需供水规模为12000m3/d，2020年需供水规模为20000m3/d，2030年需供水规模为30000m3/d。该县现有净水厂两座，分别为西水厂和东水厂，根据当地总体规划，现西水厂（供水规模2000m3/d）将于2020年关闭，届时该镇将只有东水厂负责向城区供水。因此，根据规划在现有东水厂西侧进行扩建，使2020年供水规模达到2.0万m3/d。
2工程设计
2.1净水厂设计规模
为节省工程建设投资，充分利用现有给水设施，选择在现有东水厂进行扩建。东水厂现状供水规模为1.0万m3/d，本次新增加1.0万m3/d的供水规模，使东水厂2020年供水规模为2.0万m3/d。为此，东水厂升级改造工程按2.0万m3/d进行总体布局，新建工程各部分设计规模如下：
（1）综合净水间：1.05万m3/d（包括水厂自用水量）；
（2）清水池：新建容积为2000m3的清水池2座；
（3）废水回收池：新建容积为400m3废水回收池1座；
（4）综合泵房：1.0万m3/d；
2.2净水工艺流程
根据水源水质检测报告：水源水质指标中，浊度10NTU，铁含量为7.8mg/L，锰含量为1.7mg/L，其它指标均满足生活饮用水标准。
因此本次设计除铁、除锰统一考虑，采用与现有工艺相同的工艺，工艺流程如下：
原水→一级跌水曝气池→普通快滤池→提升→二级跌水曝气池→普通快滤池→加氯消毒→清水池→综合泵房→配水管网
2.3净水间
（1）曝气池
曝气池分为一次曝气池及二次曝气池，曝气池设在综合净水间的二层南侧，曝气池的平面尺寸为12m×6m。
一次曝气采用跌水曝气，跌水采用二级跌水，跌水高度为1m。
曝气池规模为1.05万m3/d，设计流量为437.5m3/h，曝气池为方形，一次曝气池尺寸为6m×6m，二次曝气池尺寸为6m×6m。
一级跌水单宽流量49.72m3/(m?h)，二级跌水单宽流量26.04m3/(m?h)，一级、二级跌水高度均为1.0m。
二次曝气池的工艺与一次曝气池相同。
（2）普通快滤池
在净水间内设一级过滤池及二级过滤池，滤池采用普通快滤池，两级过滤池并排布置，滤池设在曝气池的北侧，滤池的平面尺寸为18m×12m。
一级滤池分为3格，单排布置，单格尺寸6m×6m×4.5m，滤料采用天然锰砂滤料，采用大阻力配水系统。
滤池主要设计参数：
设计水量：437.5m3/h
滤速：5.7m/h
滤料粒径范围0.6-1.5mm
滤料层厚度：0.9m
反冲洗强度：20L/m2?s
二级滤池的工艺设计与一级滤池的工艺相同。
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（3）中间提升水池
原水经一级处理后用提升泵将滤后水送至二次曝气池，设提升泵2台（1用1备)，提升泵型号为ISG150-200型，性能参数为：Q=437.5m3/h，H=12.0m，N=15.0kW。
提升泵前设集水池，集水池尺寸为：9.8m×3.0m×4.0m。
提升泵室及集水池设在一层室内，紧邻普通快滤池。
2.4消毒设计
本工程设计采用次氯酸钠消毒。
次氯酸钠是一种强氧化剂，与水接触后，生成次氯酸根离子，通过水解形成次氯酸。次氯酸是很小的中性分子，不带电荷，能扩散到带负电荷的菌体和病毒表面，通过细菌的细胞壁，穿透进细菌内，次氯酸极强的氧化性破坏了菌体和病毒上的蛋白质等酶系统，从而杀死病原微生物。[2]
NaCLO→CLO-+Na+
CLO-+H2O→HCLO+OH-
水厂最大日产水量为10000m3/d，消毒采用后加氯，设计平均投加量为4mg/L，最大投加量为6mg/L。每日平均有效氯使用量为40kg，最大有效氯使用量为60kg。
2.5清水池
本工程新建2座清水池，每座有效容积为2000m3，池体平面尺寸为27.8×20.0m，有效水深为3.8m，钢筋混凝土结构。
清水池池顶标高高于厂区室外地面1.05m，池顶覆土0.5m，池壁及池顶采取保温处理。
2.6综合泵房及配电间
吸水井采用钢砼结构，吸水井平面尺寸：20.7m×3.6m，有效水深3.80m。综合泵房内布置送水泵与反冲洗水泵，送水泵4台（3用1备），反冲洗水泵3台（2用1备），综合泵房平面尺寸27.0×8.0m，采用半地下式，地下部分深3.25m，采用排架结构，地上6.0m，采用砖混结构，水泵采用自灌起动，送水泵最高时送水量为625m3/h。
送水泵参数如下：
送水泵4台，3用1备，性能参数Q=208m3/h，H=40m，n=1450r/min，配套电机N=37kw，其中一台采用变频调速设备。
反冲洗水泵参数如下：
反冲洗水泵3台，2用1备，性能参数Q=923.4m3/h，H=15m，n=1480r/min，配套电机N=75kw，其中一台采用变频调速设备。
泵房内设LX型电动单梁悬挂桥式起重机1台，起重量2t，跨度7.0m。并设有100QW70-15-1.1潜水排污泵2台。
配电间平面尺寸14m×16.7m。
2.7废水回收池
本工程新建1座废水回收池，有效容积为405m3，池体尺寸为15.0×9.0×3.6m，钢筋混凝土结构。
废水回收池分为均等的两格，每格分为清水区及沉泥区，在清水区内设潜水排污泵2台（1用1备），共4台。将废水回收池内的上清液提升至净水间的曝气池进水管道上，潜水排污泵的型号为：150QW150-15-11，性能参数为：Q=150m3/h，H=14m，N=11kW。
2.8厂区平面布置
水厂内的工艺给水管道包括新建净水间进水管、滤后水管道和反冲洗水管道。
排水管道包括新建滤池间的反冲洗排水管道，反冲洗排水管道采用铸铁管道。
水厂平面布置依据各建构筑物的功能和流程综合确定，通过道路、绿地等进行适当的功能分区。[3]
厂区内主要管线有进水管、出水管、生产废水管，厂区自用水管、生活污水管、加氯管、废水排水管等。
2.9厂区高程布置
在竖向布置上，做到充分利用场地地形的特征，并结合水处理流程，尽量减少挖填方量，从而降低工程造价。
3结语
现有给水厂供水量严重不足的问题，严重制约了当地经济社会的可持续发展和广大居民生活条件的改善，本工程的实施可大大提高给水的安全性，环境效益和社会效益明显，同时增大给水服务面积并提高给水普及率，将对保障和改善民生起到积极的促进作用。
参考文献
[1]严煦世，范瑾初.给水工程[M].北京.中国建筑工业出版社,1999.
[2]贾会艳.给水厂成品次氯酸钠消毒设计[J].山西建筑,2016,42(23):134-135.
[3]GB50013-2006.室外给水设计规范[S].中国计划出版社,2006.
论文作者:王建石
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年7期
论文发表时间:2019/7/26
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