水處理廠主要為造紙生產(chǎn)用水，對(duì)濁度、色度、Fe2+的處理結(jié)果要求較高。設(shè)計(jì)選用了常規(guī)的前加氯（預(yù)氧化、消毒及除色）、混凝、沉淀、過(guò)濾的處理工藝。除經(jīng)常能取得高水質(zhì)以外，還具有更強(qiáng)的應(yīng)變能力。在流程上還考慮到設(shè)備和構(gòu)筑物檢修和故障條件

下保證正常供水的措施，設(shè)置必要的超越、溢流、排空，備用設(shè)備和集散型的監(jiān)控設(shè)備，能及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)解決，保證紙漿廠供水安全。水處理廠的設(shè)計(jì)處理水量規(guī)模為120’000m3/d。

一、加氯 加藥

    給水處理系統(tǒng)中加氯其目的是為了抑制給水中的微生物、菌類、藻類的生長(zhǎng)與繁殖。

水處理廠的加氯系統(tǒng)的氯源由化工廠的堿氯課供給。水廠內(nèi)加氯點(diǎn)設(shè)置一處，采用前加氯，加在混合器前起殺藻及氧化助凝作用，考慮到原水藻類含量較高，大加氯量取

4mg/L；24小時(shí)連續(xù)工作，每日加氯量為528Kg/d。加氯機(jī)采用兩臺(tái)真空加氯機(jī)（一用一備），為閉環(huán)自動(dòng)控制，控制系數(shù)為濾后水量和余氯量。加氯間至加氯點(diǎn)采用DN50的ABS工程塑料管。

   同時(shí)給水處理中還采用加NaOH 、PAC、助凝劑，目的分別是為了調(diào)節(jié)水的pH度，以及給水中的不可見(jiàn)的懸浮物的凝集，去除。

二、 混凝

    用自然沉降不能*去除不純物，尤其水溫低的時(shí)候，溶存的鹽類極少，含有色度的浮游物十分安定，不能通過(guò)砂濾去除。浮游物通常帶陰電荷。若加入陽(yáng)電荷的物質(zhì)，則雜質(zhì)容易形成較大粒子而容易沉淀！此方式即為混凝現(xiàn)象。

處理中的混凝現(xiàn)象比較復(fù)雜，不同的混凝劑以及不同的水質(zhì)條件，混凝機(jī)理都有所不同。常見(jiàn)的有以下四種水混凝現(xiàn)象：壓縮雙電層作用機(jī)理、吸附—電性中和作用機(jī)理、吸附架橋作用機(jī)理和沉淀物網(wǎng)捕或卷掃機(jī)理。

(1)壓縮雙電層：當(dāng)向溶液中投加電解質(zhì)時(shí)，溶液中反離子濃度增高，根據(jù)濃度擴(kuò)散和異號(hào)電荷相吸的作用。這些離子與膠粒吸附的反離子發(fā)生交換。擠入擴(kuò)散層，使擴(kuò)散厚度縮小，進(jìn)而更多地?cái)D入滑動(dòng)面與吸附層，使膠粒帶電荷數(shù)減少，ξ電位降底，從而達(dá)到混凝效果。

(2) 吸附—電性中和作用機(jī)理: 膠粒表面對(duì)異號(hào)離子、異號(hào)膠粒或鏈狀分子帶異號(hào)電荷的部位有強(qiáng)烈的吸附作用而中和了其他的部分電荷，減少了靜電壓力，因而容易與其他顆粒接近而互相吸附。

(3) 吸附架橋作用機(jī)理：高分子物質(zhì)與膠粒的吸附與橋連。當(dāng)高分子鏈的一端吸附了某一膠粒后，一端又吸附了另一膠粒形成膠粒—高分子—膠粒的絮凝體。

(4) 沉淀物網(wǎng)捕或卷掃機(jī)理：當(dāng)鋁鹽、鐵鹽、混凝劑的投加量很大而形成大量氫氧化物沉淀時(shí)，可以網(wǎng)捕、卷掃水中的膠粒，以致產(chǎn)生沉淀分離。

   PAC的混凝特性是同過(guò)投加鋁鹽后，發(fā)生金屬離子的水解和聚合反應(yīng)過(guò)程，其產(chǎn)物兼有凝聚和絮凝作用的特性。

1、混凝作用的影響因素：

膠質(zhì)系的凝集主要的是微粒子表面的物理化學(xué)性質(zhì)。因?yàn)樗械奈⒘Ｗ拥哪コ?，其?duì)象是濁度及色度，水的粘度，水的粘性支配條件為水溫、PH、堿度、硬度、游離碳酸等的溶解，所以微粒子之離子交換能力不得不考慮。

A、水溫： 水溫是凝集反應(yīng)、floc形狀、凝集劑使用、floc的沉降分離的重要支配因素。通常水溫低的時(shí)候，要形成floc的時(shí)間長(zhǎng)，而且要使用較多的凝集劑。

B、系統(tǒng)的PH值:  系統(tǒng)的ph值，會(huì)影響凝集劑生成氫氧化物的溶解度，folc生成所用的時(shí)間，以及膠質(zhì)粒子的電荷給予能力。

C、濁度粒子的離子交換能力。

D、水中共存物的影響。

E、其他因素：如凝集助劑、攪拌混合等。

2、藥品投加方式：

a. 凝集注入設(shè)備：

藥品的注入有濕式、及干式兩種。選擇適當(dāng)?shù)乃幤纷⑷敕绞绞怯斜匾模幤返淖⑷胗幸韵聨讉€(gè)要點(diǎn):

⑴注入速度,注入的高低量

⑵制御方式(自動(dòng)、手動(dòng)控制)

⑶動(dòng)力的使用（pump、攪拌裝置的使用）

⑷藥品的儲(chǔ)留槽、倉(cāng)庫(kù)、及搬運(yùn)等

⑸注入量的準(zhǔn)確度

Ⅰ.干式注入方式：

藥品（粉末狀固體）的注入一般用于較小規(guī)模，注入裝置不必?fù)?dān)心腐蝕，但原水濁度急劇上升，容易使注入量增加，
干式藥品的注入裝置

Ⅱ.濕式注入：

對(duì)于任何凝集劑均可使用，注入藥劑量較少時(shí)，也容易調(diào)節(jié)注入量。但需得注意裝置的腐蝕。濁度急劇上升時(shí)，注入量有可能不足，故需有溶液儲(chǔ)留槽。
  重力下滴式濕式注入裝置

  在我們水環(huán)制程中，混凝劑按三種藥劑設(shè)計(jì)，考慮干、濕并儲(chǔ)，以濕儲(chǔ)為主。液體藥劑的輸送以容積計(jì)量。隔膜計(jì)量泵投加量穩(wěn)定、準(zhǔn)確。以投加PAC為主，助凝劑和堿液，備用多級(jí)加藥,提高了加藥系統(tǒng)的靈活性。

b. 凝集劑的混合攪拌：

  為了藥劑在水中的溶解，凝集劑在水中急速擴(kuò)散、與水中的雜質(zhì)相互接觸而形成floc. 在制程中往往加以混合攪拌。常用的混合方式有管式靜態(tài)混合器、混合池混合及機(jī)械混合等。一般使用的混合池有矩形池和圓形槽，攪拌器的種類依需要而定，通常使用低速攪拌。螺旋式攪拌器是我們水環(huán)藥劑溶解攪拌器的使用形式。

管式靜態(tài)混合器---混合效果較好、設(shè)備簡(jiǎn)單，不需單建構(gòu)筑物，但水頭損失大，當(dāng)流量變化大時(shí)，影響混合效果；混合池混合---混合效果較好，占地面積大。某些進(jìn)水方式要帶進(jìn)

大量氣體，流量變化較大時(shí)，混合效果不穩(wěn)定；機(jī)械混合----混合效果好，適應(yīng)流量變化，水頭損失小，缺點(diǎn)是消耗電能，管理維護(hù)復(fù)雜。設(shè)計(jì)考慮原水水頭有富余，且供水流量均勻穩(wěn)定，因此，混合選用管式靜態(tài)混合器方式。擬采用管式微渦靜態(tài)混合器。

c. 絮凝反應(yīng):

  絮凝反應(yīng)方式一般分為水力和機(jī)械兩大類。前者結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但適應(yīng)流量變化性差，后者可進(jìn)行調(diào)節(jié)，能適應(yīng)各種流量的變化，但需有一定的機(jī)械維修量，能耗大。為節(jié)省投資和運(yùn)行費(fèi)用，充分利用有效富余水頭，本工程采用水力反應(yīng)方式。擬在工藝中采用小孔眼網(wǎng)格絮凝反應(yīng)池，該工藝應(yīng)用“渦漩混凝低脈動(dòng)沉淀給水處理技術(shù)”（國(guó)家技術(shù)、獲國(guó)家發(fā)明獎(jiǎng)）。對(duì)混凝過(guò)程進(jìn)行強(qiáng)化與完善，使得該工藝對(duì)原水中色度的去除較常規(guī)工藝有明顯的效果。

三、沉淀

沉淀是在重力作用下，使懸浮液中密度大于水的懸浮固體下沉，從而與水分離的水處理方法。水中的大部分雜質(zhì)因?yàn)槠浔戎乇人?，固可利用重力而沉降，在沉降工段去除水中的浮游物及floc.以減輕過(guò)濾池的負(fù)擔(dān)，是沉降池的主要目的。影響沉淀的事項(xiàng)有:

原水水質(zhì)(包括粘性、比重、PH、堿度、水溫等)

懸浮物的性質(zhì)（大小、比重、凝集性）

氣候條件（溫度、風(fēng)雨等等）

沉淀池的構(gòu)造（形狀、沉淀時(shí)間、池內(nèi)流速、水深、長(zhǎng)寬比、整流設(shè)備）

沉淀池分為平流式、豎流式、輻流式及斜管（斜板）式沉淀池等形式。平流式沉淀池沉淀效果好；對(duì)充擊負(fù)荷和溫度變化的適應(yīng)能力較強(qiáng)；施工簡(jiǎn)易，造價(jià)較底。豎流式沉淀池排泥方便，管理簡(jiǎn)單；占地面積較小。輻流式沉淀池運(yùn)行較好，管理較簡(jiǎn)單；排泥設(shè)備已趨定型。

普通沉淀池：

沉淀池的形狀有長(zhǎng)方形即圓形等，理論上沉淀效果亦水流面積大且淺較好，但實(shí)際上太淺物堆積，有效水深為3~4米，長(zhǎng)寬比一般為3：1~8：1；圓形時(shí)，其直徑及深度之比為6:1~12:1左右較佳。

藥品沉淀池

⑴容量及平均流速：依原水的水質(zhì)而加以適當(dāng)?shù)哪瘎?，良好的floc形需要3~5小時(shí)的沉淀。沉淀池的容量為計(jì)劃靜水量3~5小時(shí)的總額

⑵整流設(shè)備：池內(nèi)水流的狀態(tài)受流入管、整流壁的設(shè)置、溫度、及流出側(cè)設(shè)置影響

⑶排泥裝置：連續(xù)式排泥通常設(shè)有sludge的刮除裝置，有走行式、回轉(zhuǎn)式，及ring belt式等等。

⑷管理：藥品沉淀池的管理與普通池有很多相似，但sludge較多是其特點(diǎn).

           Ring belt 式平流沉淀池

輻流式沉淀池污泥靠池中水靜壓排

出池外，浮渣通過(guò)排渣管排出。

          Dor 式圓形沉淀池(輻流式)

對(duì)于大型水廠,平流沉淀池和斜管沉淀池較為合理。而由于場(chǎng)地面積有限，設(shè)計(jì)只能考慮采用斜管沉淀池，它具有停留時(shí)間短、占地小、沉淀效率高等優(yōu)點(diǎn)。沉淀工藝我們采用逆向流斜管沉淀設(shè)備，表面負(fù)荷 2.5mm/s，該沉淀池排泥采用穿孔管排泥，運(yùn)行管理時(shí)積泥必須及時(shí)得到排放，發(fā)揮斜管沉淀池的大效率，克服沉淀池因排泥不及時(shí)出現(xiàn)的“跑礬花”現(xiàn)象。每個(gè)沉淀池設(shè)有一臺(tái)超聲波泥位計(jì)，當(dāng)泥位超出預(yù)定值時(shí)及時(shí)報(bào)警，并參與控制排泥閥的運(yùn)行。    

四、過(guò)濾

過(guò)濾是指液體通過(guò)適當(dāng)?shù)亩嗫孜镔|(zhì)層，將液體中的浮游物及其他物質(zhì)去除的方法。

    給水處理所使用的過(guò)濾法有：重力式過(guò)濾法、急速砂濾凈水及壓力式過(guò)濾法。其濾材一般使用沙，在其他特殊濾過(guò)目的時(shí)，又或使用其他特殊濾材。

A.重力式濾池的凈水機(jī)理

   在持續(xù)過(guò)濾時(shí)，慢慢的在沙層的表面會(huì)形成堆積物，這種堆積物是由有機(jī)與無(wú)機(jī)質(zhì)構(gòu)成的一種膠質(zhì)膜。又成為過(guò)濾膜，過(guò)濾膜有抑制細(xì)菌及浮游物質(zhì)使其留下的作用，此中作用不僅是機(jī)械作用，又有物理化學(xué)及生物作用，這種作用無(wú)法有物質(zhì)的本態(tài)來(lái)判定，而得考慮過(guò)濾膜內(nèi)膠質(zhì)、細(xì)菌、生物等等，其作用不至十表面過(guò)濾作用，亦需考慮其下沙層的作用。

    沙粒子的表面帶有負(fù)電荷，對(duì)有相同電荷的細(xì)菌及浮游物質(zhì)（有機(jī)物、無(wú)機(jī)物）的微粒子無(wú)法吸著。而表面膠質(zhì)膜在沙面形成時(shí)帶有正電荷，膠質(zhì)的組成由不*分解的有機(jī)物附帶鐵、錳、鋁及無(wú)水硅酸等，此狀態(tài)在初將吸著水中帶有負(fù)電荷的微細(xì)物質(zhì)。其次，經(jīng)過(guò)數(shù)日至數(shù)周，表層的無(wú)機(jī)鹽或磷酸鹽增加，當(dāng)陽(yáng)光照射時(shí)稱為植物繁殖的好場(chǎng)所，后形成藻類的薄膜，在藻類的薄膜中有（1）浮游物微粒子（2）因碳酸的同化效果，放出的氧氣榮譽(yù)水中，幫助浮游物質(zhì)的氧化。 在藻類的薄膜之下有無(wú)數(shù)的細(xì)菌層生存，有機(jī)物受到細(xì)菌的分解而成為有機(jī)物。而使有害的物質(zhì)轉(zhuǎn)化成為無(wú)害物質(zhì)。

B.急速砂濾凈水裝置：

沙粒子的表面在水中帶有負(fù)電荷而能被帶有正電荷的鐵、鋁、錳、硅酸等的氧化物所吸著，帶正電的膜又吸著帶有負(fù)電的雜志微粒子。而急速過(guò)濾是以較高的過(guò)濾速度濾過(guò)，接觸時(shí)間短，這樣的變化是不能達(dá)到的，單單利用沙粒來(lái)抑留浮游物質(zhì)，固急速砂濾主要是依靠機(jī)械作用及物理的吸著作用來(lái)去除雜質(zhì)，而沒(méi)有生物學(xué)的無(wú)機(jī)化作用。

砂濾池構(gòu)造：

沙層 ；（2）砂礫層 ；（3）下部集水裝置  ：

下部集水裝置是均等過(guò)濾和有效洗凈的重要決定因素，其形式有：

a.Strainer (濾過(guò)網(wǎng))
    b.oilier (給油器型) 
    c. 多孔管  d 多孔性濾板

洗凈裝置

a .機(jī)械攪拌式 b 汽水反沖式 c 水逆流洗凈式 d 表面洗凈式

排水裝置 

    排水溝的配置

配管

a原水流入管 b.濾過(guò)水流出管 c.洗凈管d 洗凈排水管e空氣管

濾池形式有虹吸濾池、無(wú)閥濾池、普快濾池、均質(zhì)濾料濾池和新引進(jìn)的瑞士翻板濾池等。翻板濾池具有許多特殊的優(yōu)點(diǎn)：施工簡(jiǎn)單、周期短，投資比單層濾料濾池低，運(yùn)行費(fèi)用減少，操作簡(jiǎn)單易管理，但由于該濾池的布?xì)饧夹g(shù)的技術(shù)費(fèi)用太高，經(jīng)綜合比較采用均質(zhì)濾料濾池。均質(zhì)濾料濾池于70年代初已在歐洲開(kāi)始使用，經(jīng)過(guò)不斷完善，廣泛沿用至今。采用的均質(zhì)濾料、不均勻系數(shù)K60很小。它大大提高了濾料層的孔隙率，使濾速提高、過(guò)濾周期延長(zhǎng)，且水質(zhì)好，節(jié)水節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)是控制系統(tǒng)復(fù)雜，造價(jià)較高。但經(jīng)過(guò)我國(guó)給排水設(shè)計(jì)人員和設(shè)備制造商的不斷探索和努力，均質(zhì)濾料濾池現(xiàn)已基本國(guó)產(chǎn)化，并被廣泛應(yīng)用，已達(dá)到了比較的水平。

    濾池設(shè)計(jì)我們采用深層截污的、氣水反沖、恒水頭濾速過(guò)濾的均質(zhì)濾料濾池。主要設(shè)計(jì)參數(shù)如下：

水質(zhì)：濾池出水濁度≤1NTU

設(shè)計(jì)濾速：8.89m/h；強(qiáng)制濾速10.67m/h；

沖洗強(qiáng)度：·氣沖強(qiáng)度：15L/s.m2, 3min

·氣、水同時(shí)反沖強(qiáng)度---氣沖強(qiáng)度：15L/s.m2 、4min

   ---水沖強(qiáng)度：3-4L/s.m2 、4min

·水沖強(qiáng)度：5L/s.m2 、4min

·表面掃洗強(qiáng)度：2.1L/s.m2 

濾料： 采用均粒石英砂濾料，砂粒徑0.95～1.25mm；濾床厚度1.3m。

氣水分配系統(tǒng)由氣水分配槽、濾板和長(zhǎng)柄濾頭組成。濾池采用長(zhǎng)柄濾頭配氣、配水系統(tǒng)，保證布水、布?xì)獾木鶆颉V頭和濾板為中國(guó)定型產(chǎn)品，采用成品的鋼筋混凝土濾板每塊濾板平面尺寸為975mmx975mm，其上裝624 個(gè)F—4型濾頭。

濾池進(jìn)水端與沉淀池出水管相連，并與低濁時(shí)可以直接過(guò)濾的超越管連通。每個(gè)濾池的進(jìn)口設(shè)有可調(diào)節(jié)的進(jìn)水堰板，通過(guò)堰板的調(diào)節(jié)和跌落配水，使各濾池的進(jìn)水流量均勻一致；為減少工程投資，提高濾池操作的可靠性，所有濾池參與控制操作的閘板閥、閥門均采用氣動(dòng)；氣源由動(dòng)力廠直接供給，并應(yīng)確保氣源的不間斷供應(yīng)，氣源進(jìn)氣量為2.0 m3/ h，壓力為0.07MPa。濾池所有氣動(dòng)控制閘板閥（橡膠氣囊）、閥門均采用國(guó)外引進(jìn)設(shè)備，出水蝶閥采用電-氣動(dòng)定位器（恒水位控制閥），根據(jù)濾池水位進(jìn)行調(diào)節(jié)，保持水位穩(wěn)定。

    各格濾池內(nèi)均設(shè)置壓力變送器，過(guò)濾、反沖洗均由計(jì)算機(jī)自動(dòng)操作。

濾池沖洗狀態(tài)：當(dāng)濾池出現(xiàn)下列三項(xiàng)中任意一項(xiàng)現(xiàn)象時(shí)，即準(zhǔn)備反沖洗：

過(guò)濾周期達(dá)到36-48h（可由計(jì)算機(jī)設(shè)定）；

濾層水頭損失達(dá)150cm；

清水管出水濁度≥1NTU。

濾池除常規(guī)的過(guò)濾、反沖洗實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制以外，其出水濁度巡檢采用在線檢測(cè)的方法。在濾池管廊的南側(cè)安裝兩臺(tái)取樣泵（一用一備），兩臺(tái)取樣泵分別與濁度儀和六格濾池及濾后水的取樣管上的電池閥相通，每隔一定的時(shí)間檢測(cè)一次，每個(gè)檢測(cè)數(shù)據(jù)都在計(jì)算機(jī)及PLC上顯示，反映的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、完整，每個(gè)濾池的出水濁度直觀。兩臺(tái)取樣泵設(shè)在濾池管廊的南端，取樣后送至頂層化驗(yàn)室在線檢測(cè)。

另外，設(shè)計(jì)還考慮在濾池反沖洗排水出口處設(shè)置兩個(gè)自動(dòng)控制閥門，其中通向廠區(qū)排水管道的是常閉閥，通向回收管道的是常開(kāi)閥。通過(guò)切換閥門，使前幾分鐘的反沖洗高濁水排入廠區(qū)排水管道；后階段的反沖洗低濁水排入回收水池，經(jīng)提升后再進(jìn)入反應(yīng)池進(jìn)口，回收水泵由水池水位信號(hào)通過(guò)中心控制室的PLC自動(dòng)控制開(kāi)停

五、清水池

清水池按照技術(shù)規(guī)范要求，清水池的儲(chǔ)存量需按供水規(guī)模4小時(shí)的水量設(shè)計(jì)。目的是為了儲(chǔ)存經(jīng)過(guò)絮凝、沉淀、過(guò)濾后的得到的處理水。

六、水質(zhì)化驗(yàn) 

廠級(jí)化驗(yàn)分為早、中、晚，對(duì)原水、沉淀池出水、濾后水、出廠水等所要求的指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)。