1200t/d生活饮用水一体化净水器项目

设

计

方

案

设计单位：潍坊科航环保科技有限公司

目 录

一、概况.................................................... 3

1、概述..................................................... 3

二、设计原则与设计依据....................................... 3

1、设计原则................................................. 3

2、设计依据................................................. 3

3、供货范围................................................. 4

4、设计水量................................................. 4

5、设计水质标准............................................. 4

三、工程设计................................................ 4

1、方案选择................................................. 4

2、工艺流程................................................. 8

3、工艺特点................................................ 10

4、单元设计................................................ 11

四、设备报价清单........................................... 19

五、设备调试方案........................................... 21

 一、概况

1、概述

根据贵单位提供的数据，结合我公司多年的水处理领域的经验，并充分利用本公司先进的水处理技术，拟定了一套完整生产用水处理方案。该套方案设计过程中充分考虑到采用成熟高效工艺，合理布局，运行管理方便，投资节省。

方案编制设计过程中，得到了建设单位的积极配合，在此表示衷心的感谢！方案的不足之处敬请各位专家和领导指正。

二、设计原则与设计依据

1、设计原则

选择处理工艺成熟可靠、效果好，净水站能保证长期稳定运行。

节省投资、减少占地面积、降低运行费用、管理方便。

在设计中充分考虑二次污染的防治，合理解决反洗泥水的处置及噪声控制问

题。

2、设计依据

《室外给水设计规范》           GBJ13-86

《生活饮用水卫生标准》         GB5749-2006

《室外排水设计规范》           GBJ14-86

3、供货范围

一体化净水器的进出水法兰口为止。包括管道混合器、加药装置、加药管道、阀门（原水提升泵、供水设备及一体化净水器进出水法兰口前后的管道由甲方负责）。

4、设计水量

进水Q=60m3/h

5、设计水质标准

进水水质：1-1000NTU

出水水质：＜1NTU

三、工程设计

1、方案选择

1.1原水的浊度、臭味去除的方法有：沉淀、深度过滤。

    是由于水中的泥等杂质形成，粒径大于10-4mm的固体，比重大于1，适用于沉淀法。故此工艺中采用沉淀法。

    絮凝的好坏与混凝剂的品种有非常重要的关系。混凝剂的品种有：硫酸铝、硫酸亚铁、三氯化铁、聚合氯化铝（碱式氯化铝），硫酸铝的处理低温低浊水时，絮凝体松散、不易沉淀，投加量大时，有剩余铝、硫酸根离子，影响出水水质；硫酸亚铁不适用于色度和含铁量较高的原水；三氯化铝配制成溶液时，温度较高，使管道或斜管变形且腐蚀性较大；聚合氯化铝（碱式氯化铝）对于低温低浊、高浊和微污染原水的处理效果均较好且有很好的脱色作用。因此在本工艺中建议采用的药剂为聚合氯化铝（碱式氯化铝）。

    经过前级处理处理后,水中大部分杂质、胶体已被去除，但还必须对沉淀后的水进行过滤。

过滤从型式来讲为压力式过滤、重力式过滤、无阀滤池。

1）压力式过滤：进水、反洗均需动力提升，不能达到节能效果，设备有：机械过滤器等。

2）重力式过滤器：进水、出水依靠重力进行，但反洗需采用反洗泵，因此也不是很经济，如KG-L型净水器，该净水器不需设高位水箱，沉淀区与过滤区是依据出水槽连通，这样过滤区必须有足够的保护层，以防止滤料在反洗时跑砂，另外由于该净水器为敞开式，这样由于阳光直射很容易形成藻类繁殖，导致出水水量减少、出水水质降低。

3）无阀滤池：进水、出水、反洗均不需动力的设备，该设备的进水、出水依靠重力进行、反洗依靠虹吸原理进行，完全达到了节能、无需人工操作的程度。因此在本工艺中采用无阀过滤器。

我公司生产的全自动净水器集以上工艺于一体，即采用反应混合、斜管沉淀、过滤于一体。

排泥采用自动排泥，采用电动排泥阀，为了控制排泥槽中的污泥适宜的排除，本工艺采用时间控制排泥。

1.2.2一体化净水系统

1）KH-JS一体化净水器是一种新型组合式净化水处理设备，该净水器适合进水浊度≤1000NTU/L（短期可处理2000NTU/L）的水源的净化处理。

2）原水在进入一体化净水装置时，首先进入粗颗粒分离装置去除水中大部分颗粒物，再经过装置底部的配水区，净水器的进水设计为一端进水，穿孔管布水的方式，确保净水设备布水均匀，每个微孔水流以一定的流速喷出，防止絮凝污泥的沉淀。

3）在高浓度悬浮污泥反应室内原水中的细小矾花与污泥进行充分接触,发生絮凝反应，使水中的小矾花逐渐状大,形成大颗粒絮状体，为斜管沉降创造有利条件,同时提高污泥的浓缩倍率,提高污泥区污泥含量,减少系统的自耗水率,净水器通过前级水的压力至后级滤池高位出水箱，出水系统采用中间出水确保系统出水的均匀性。

4）由于进行均匀布水,水流速度的降低，并缓慢进入高浓度絮凝区, 絮凝区由于污泥浓度较高,前级混合后的原水在污泥的吸附作用下,进行彻底的混凝反应,形成絮状体悬浮物在第一层斜管区进行整流,并起均匀布水及导流的功能,经充分反应后絮状水体沿第一层斜管倾斜方向往上流动，进入第二层斜管沉降区内,进行固液分离,沉积下来的污泥在重力作用下,沿斜管倾斜方向往下滑落,进入污泥区,滑落的矾花在导流斜管的水力作用下,被推到净水装置的泥斗内,而通过斜管澄清后的水则由净水装置上部配水装置,进入过滤室内，并由上而下通过滤料层、滤头汇集至装置底部的清水室,并由连通管通至装置顶部的清水箱。

5）设备排泥及反洗排污：一体化净水装置斜管区沉淀下的泥渣，经电动排泥阀通过定时自动排泥，排出的泥浆由污泥池储存,进行自然沉降,表面清水溢流排放,经沉淀浓缩污泥定期清理,过滤系统的反冲洗采用重力反洗原理，采用设备自身清水箱中的水进行反洗（无需反冲洗水泵、节约能耗）。

6）该净水器净水装置本身从反应、絮凝沉淀、集水、配水、过滤、体内反洗、排泥等一系列运行程序，均应达到全自动运行的效果。

7）本装置应具有处理效果好，自耗水量少，动力消耗省，占地面积小，节水、节电等优点。

8）本设备沉降区采用斜管沉淀，主要是依据浅层沉淀理论，设置了斜管加速沉降,下部沉降快速形成的大颗粒状絮体。斜管清水区出水经集水堰集水，均匀分配给分配水箱，分配水箱出水进入滤池，进行过滤去除泄漏的微量悬浮物，出水经冲洗水箱进入蓄水池。该滤池采用反射板布水，多孔板集水，滤料为石英砂反冲洗为重力反洗，采用电动阀控制反洗。

2、工艺流程

2.1 工艺流程说明

原水经由提升泵提升进入总管道混合器，在第一道管道混合器上投加水质稳定剂，此时药剂与源水在管道混合器内，进行接触反应后进入第二道管道混合器，在该混合内投加絮凝剂使药液与原水充分反应后进入全自动净水器的高浓度絮凝反应室，使水中悬浮杂质、胶体颗粒和部分微生物、细菌在混凝剂的作用下失稳而生成大块的絮凝体——“矾花”，去除水中大部分杂质，然后进入斜管沉淀，在斜管的作用下流速减低，使矾花下沉、水流上升，从而达到泥水分离，下沉矾花是很好的吸附功能，能吸附水中上升的矾花，一块下降，从而减轻后级负荷。

经斜管沉淀后水中大部分的悬浮物质、胶体颗粒已去除。

经斜管沉淀后的水上升至清水区经集水堰收集上升至分配水箱，经高位水箱均匀分配给过滤区的各个过滤小区，水中的悬浮物、胶体等杂质进一步的去除。出水自流入清水池。在清水池进口处用二氧化氯进行消毒后，利用变频供水系统供至用户。

2.2  工艺流程图

  （虚线框部分为一体化净水器）

3、工艺特点

3.1 沉淀采用斜管沉淀：

   1）停留时间短、沉淀效率高、占地面积省。

   2）斜管水流方向采用异向流，液面负荷提高。

3.2 过滤采用数个过滤小区：

   1）一次性反洗水量少，减少反洗水的贮量。

   2）反洗时，其它过滤区仍产水，水量不变，可同时供应出水以及少量补充反洗水量，使滤层有足够的反洗水量。

3.3 反洗采用电控阀门控制：

反洗系统采用重力反洗，每根反洗管加装电动阀门，使用PLC控制反冲时间，彻底解决FA型一体化净水器，采用虹吸反洗时，虹吸管跑小水及停止虹吸时，因虹吸破坏管进气而使反洗不彻底的现象。

3.4本装置采用重力、虹吸的原理自动控制，不仅系统的维修及维护的工作量小，且运行可靠；稳定。

3.5通过对沉淀过滤表面负荷，有效水深，污泥斗等参数的设计，合理选择，从而提高了固液分离的效果；

3.6 沉淀池在运行一定时间后，由于沉淀杂质的不断增加，污泥槽中的污泥达到一定位置后（排泥时间为一设定值），时间控制器将信号反馈给电动阀，打开电动阀进行排泥，排泥完毕即关闭排泥阀（按设定时间运行）。

3.7 过滤池运行一段时间后，由于滤料层不断截留悬浮物，造成滤层阻力的增加，透过滤层的水量减少，反洗系统阀门自动打开，水自反洗管落下，于是反洗水通过滤层进行反洗，滤层膨胀，冲洗废水由反洗管管经过水封井排入沟渠。当达到设定的反洗时间后（一般为2-3min，可调节）阀门关闭，冲洗结束，重新开始过滤。

4、单元设计

4.1 管道混合器：

设备型号：                  DN150/200

进水口：                    DN150

出水口：                    DN150

混合级数：                  96%

数量：                      2套

安装在一体化净水装置进水总管道上，该静态混合器上只设置一个加药口投加药剂。静态混合器的主要作用是把所投加的药剂充分混和于水，达到最佳的反应效果，最省的运行费用。

4.2型全自动净水器

全自动净水器，主要是由高密度反应器、斜管沉淀池和过滤区组成，原水由水泵送至本净水设备进行净化处理，在进入本装置前，首先经过总、分静态混合器加入水处理药剂混合，经本净水设备处理后的水自流进清水池。

本产品是给水工艺中重要的设备，主要由高密度反应器、斜管沉淀器、过滤器三大部分组成，考虑到尽量降低工程造价，节能，操作管理方便。沉淀部分采用斜管沉淀，绝大部分絮凝体将在此完全沉淀，比普通沉淀器效果大大提高，体积减少，成本降低。过滤部分采用优选天然石英砂，沉淀后剩余的微小絮体通过过滤进一步除去，出水达到用水要求。

在净水器运行过程中，由于絮体在滤层中不断被截留，使过滤器水头损失值增加，当达到设计规定的水头损失值时，过滤器就自动进行反冲洗，清除截留在滤料在的杂质，使其恢复净水机能，保持净水器的正常运行。

4.2.1性能及结构：

1）净水器一般安置于室内，当置于室外时，根据气温条件及现场情况应采取适当的防冻防尘措施。

2）该设备主要由反应、沉淀及过滤三大净水工序组合于各个箱状体结构内。

3）沉淀区安装聚丙烯蜂窝管，过滤区设有达到规定的水头损失时自动进行反冲洗的虹吸装置。

4）斜管沉淀是在沉淀区内设置许多直径较小的平行倾斜管。可使沉淀效率提高、池子容积减小、沉淀时间缩短。

5）滤池采用重力式排泥；滤池由若干格组成，采用小阻力配水系统；利用滤池本身的出水及其水头进行冲洗（电动阀反洗）；滤池的进水量能自动均衡地分配到各单格，当进水量不变时各格均为恒速过滤。

6）逐层铺设滤料，滤料层高度为700mm。

7）滤料铺设完毕，滤料入孔密封后，须用清水进行滤前反冲洗，将不合格的细砂冲走，方能正式投入运转。

8）净水器的出水槽保持平整，以确保集水均匀。

9）防腐：设备钢制件进行喷砂除锈处理，除锈等级达Sa21/2标准。与水接触部分采用环氧富锌漆作底漆，面漆采用饮水舱无毒面漆，外部（不与水接触部分）涂环氧铁红防锈漆外罩面漆。

本设备综合反应、沉淀和过滤三个净水工艺为一体，使出水水质得到保证。它包含以下特点：

Ø  结构紧凑一体化，管理方便、占地省；

Ø  工程基建量小、投产快、易组合配套；

Ø  净水效率高，出水水质好，造价低，制水成本低；

Ø  可间断或连续运行，性能稳定、工作无噪声。

10）主要技术参数

型号：                        KH-JS-60型

外形尺寸：                     6000×4000×4500mm

材质：                         碳钢

过滤区平均设计滤速：           8-10m/h

滤池冲洗强度：                14-18L/m2.S

滤池冲洗时间：                 3-5min（可调）

总停留时间：                   70-120min

过滤区的划分：

为了减少一次的反洗水量，将过滤区划分为几个小区。每个过滤小区的平面规格最好为正方形或接近于正方形。一个过滤小区在反洗时，其它区域正常过滤，并能够保证水质。

4.3.2天然优质滤料层

作用：滤料池截污能力高、滤速高

过滤采用天然石英砂，自下而上铺设：0.5-1.0石英砂厚200mm，1.0-2.0石英砂厚300mm，2-4砾石厚100mm，4-8砾石厚100mm。

4.3.3管口规格

进水口：                 DN150，PN1.0 /1只

出水口：                 DN200，PN1.0 /1只

排泥口：                 DN150，PN1.0 /3只

放空口：                 DN150，PN1.0 /1只

排渣口：                 DN150，PN1.0 /1只

KH-JS-60一体化净水器本体装置分为混合反应区、整流区、分离区斜管沉淀区、自动冲洗、自动排泥及过滤系统组合而成。

KH-JS-60一体化净水器可分为三部份（高密度反应器、斜管沉淀区和全自动过滤区），本净水装置具有自动进水、自动反冲洗、自动定时排泥多种全自动功能，当自动出现故障时，立即可以手动操作，确保本设备的正常运行。

本净水装置内部沉淀的泥渣，经排泥系统自动定时排出体外，排出的泥渣以及自动反冲洗的污水流入污泥池等待处理。

沉淀区采用孔径为35mm的聚丙烯无毒斜管填料（斜长1000mm），采用泥渣循环分离和泥渣接触过滤的特点，悬浮接触分离型水力澄清工艺，加速沉淀速度，停留时间短，耐冲击负荷大，为了集水的均匀，采用平地管道均布的方式，本净水设备内部采用煤沥防腐，外采用二底二面油漆防腐。

本净水装置的反冲洗自动进行，即时间继电器达到设定时间，反冲洗管电动阀自动打开，反冲洗开始进行；当反洗时间达到，电动阀自动关闭，结束反冲洗；本净水装置共有3个过滤室，每一个过滤室都有一套独立的反冲洗系统，当一个过滤室进行反冲洗时，运行水面迅速下降，使其它的过滤室不受其影响，照常出水帮助反冲洗滤室彻底反冲洗，不影响整体设备的出力。

全自动高效净水装置是由从本身体内反应、絮凝、沉淀、集泥、排泥、集水、配水、过滤、反冲、排污等一系列运行程序，达到自动运行的要求，值班人员只要定时对水质的监测工作外，无须对该净水装置作专职管理。

新颖独创的集水、配水、沉淀系统及最低的集水水头、使集水更均匀有效，达到处理效果。

净水系统的自动化，既保证了净水系统的高效过滤，在原水进水浊度1000NTU时，滤后水浊度可保证在1NTU以下，又能自动进行反冲洗，无需另外设置反冲洗水泵或空压机等电器设备用。

每台净水装置设有操作平台扶梯，便于设备在以后的运行过程中操作、维护、检修。

4.3碳酸钠加药装置：

规格型号：PE-1000型

溶 解 箱：1.0m3

材    质：PE

数    量：2套

每配套计量泵：     

流量：100L/h

功率：0.25kw

数量：1台

       每配套搅拌机：

搅拌机功率：0.75kw

数量：1套

将固体的碳酸钠溶解配制为一定浓度的水质稳定剂，自动投加最佳剂量的药液至原水中。使原水中的悬浮物和胶体杂质在后续的沉淀澄清工艺中得到有效的去除。

每台加药装置由搅拌箱，溶液箱、搅拌机、计量泵以及辅助设备、管路、阀门等组成。每套设备管道、阀门等全部固定在一个碳钢底盘上，并配有平台、扶梯。

4.4 絮凝剂加药装置：

规格型号：PE-1000型

溶 解 箱：1.0m3

材    质：PE

数    量：2套

每配套计量泵：     

流量：100L/h

功率：0.25kw

数量：1台

       每配套搅拌机：

搅拌机功率：0.75kw

数量：1套

将固体的聚合氯化铝溶解配制为一定浓度的混凝剂药液，自动投加最佳剂量的药液至原水中。使原水中的悬浮物和胶体杂质在后续的沉淀澄清工艺中得到有效的去除。

每台加药装置由搅拌箱，溶液箱、搅拌机、计量泵以及辅助设备、管路、阀门等组成。每套设备管道、阀门等全部固定在一个碳钢底盘上，并配有平台、扶梯。

4.5 消毒剂投加装置

规格型号：XD-1000型

溶 液 箱：1.0m3

材    质：PE

数    量：2套

每套配套计量泵：     

流量：20L/h

功率：0.09kw

数量：1台

       每套配套搅拌机：

搅拌机功率：0.75kw

数量：1台

4.6 清水池（甲方自备）

外形尺寸：10000×5000×4000mm

有效容积：175m³

有效水深：3500mm

材    质：钢砼结构

数    量：1座

4.7 电气与自控

控制原则：

1）加药装置采用手动进行，但计量泵的停止受溶液箱中的液位控制。

2）排泥及反洗采用自动控制，在排泥管和反洗管上设电动阀，当到达一定时间后，时间继电器指令电动阀打开排泥，并按设定时间关闭。

四、设备报价清单

注：以上报价含安装费，不含运输费。 

五、设备调试方案 

1、设备调试前需具备的条件

1.1土建构筑物全部施工完成；

1.2设备安装完成； 

1.3电气安装完成； 

1.4管道安装完成； 

1.5相关配套项目，含人员、仪器，污水及进排管线，安全措施均已完善。 

2、调试准备

2.1清除施工时留在设备内的杂物；

2.2对各水泵加油，并进行单机试车，确保运行正常； 

2.3保证来水及各压力水的畅通；

2.4保证调试运行所需药品准备妥当，主要为PAC及PAM。

2.5保证水质监测及时准确； 

2.6要求业主配备好操作人员并做好调试运行前的上岗培训，各就各位，尽职尽责。

3、试水（充水）方式 

3.1按设计工艺顺序向各单元进行充水试验，完全使用洁净水。

3.2充水试验的作用是按设计水位高程要求，检查水路是否畅通，保证正常运行后满水量自流，防止出现冒水和跑水现象。 

4、设备的操作运行

4.1净水装置在投入运行前，应先对需处理的原水进行试杯搅拌试验，以确定原水是否使用混凝剂和助凝剂，以及通过试验确定较佳的混凝剂品种及其适宜的投加率。这一步是确保净水装置正常的最基本条件，无此先决条件，就不能保证净水装置的正常运行及处理后的水质要求。

4.2净水装置初始投入运行前，滤料应进行强制反冲洗（手动打开反洗阀），以利于滤层彻底分层，冲掉不合格的滤料，确保滤料的截污能力，提高过滤效果：①打开出水阀门（本工程不设），先把进水阀门开启少许，使进水量为正常进水量的10%左右，使水缓缓进入净水装置直至从出水管有水流出，然后用进水阀门调节进水流量到设计量。②用打开一只反洗阀的形式进行反洗，等出水后再打开另一只反洗阀进行强制反洗。③用与②相同的方法对其他滤室逐个进行强制反冲洗。④强制反冲洗每只滤室至少两次。⑤停止设备进水并放空滤室内存水，打开各个滤室人孔盖，耙去表面细砂（约20～30mm）, 然后重新固定人孔盖。

4.3净水装置正常运行：打开出水阀门，先把进水阀门开启少许，使进水量为正常进水量的10%左右，使水缓缓进入滤池，直至从出水管有水流出，再可把进水阀门缓慢打开，并根据流量计的读数，使进水量达到设计流量为止，设备即投入正常运行。

4.4设备初始投入正常运行，应在现场调试排泥及排泥压力水手动、自动运行情况，确认一切正常后才可投入正式运行。

5、设备维护

5.1每半年或一年停机检查一次。停役检查时，应先关闭进水阀门，再打开放空阀门，放空设备内存水。

5.2打开滤室人孔盖，检查滤料层是否有板结现象，如发现板结现象，应清除结块滤料，并补充相同滤料。

5.3检查滤料层高度是否达到原定要求，如滤料因自然损耗，或被水流挟带而减少，则应补足清洁的滤料。检查完毕后，关闭滤室人孔盖。

5.4检查反应室是否有淤泥沉积现象，如有应用压力水冲刷稀释并利用排渣管排出，然后关闭反应室人孔盖。

5.5应定期（不定期）检查排泥用电动阀是否动作灵敏、工作是否正常，有无渗漏、故障。应定期（不定期）刷洗波型集水板上积聚的藻类、杂物。

5.6当电动阀或电控系统出现故障，仍应及时、准确地进行人工手动排泥（排泥周期、时间与自动排泥相同），以防泥渣沉积堵塞排泥系统，直至故障排除后恢复自动（或手动）运行。

附表一：一般故障及排除方法