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.寧波市給排水設計研究院，浙江寧波 315041；
3.寧波市礦泉水設備廠， 浙江寧波 315041)

　　 摘　要：對目前市場上有代表性的一體化凈水設備在分析研究的基礎上進行了改進和創新，設計研制了新型一體化給水處理設備，其出水水質符合新的水質衛生規范要求。
　　關鍵詞：一體化設備； 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

　　 根據國家新的《生活飲用水水質衛生規范》，現有一體化給水處理設備已不能滿足新的水質標準要求，因此有必要對其進行進一步的研究、改進，使Ⅲ類水質的源水經過設備處理后的出水濁度在1NTU以下，符合新的水質標準要求。寧波市水技術研究所對新穎、高效、智能一體化給水處理設備進行了開發研究。

1　工藝簡介

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

　　設備工藝流程：原水經加藥后進入污泥回流裝置，該裝置中的噴嘴高速射流產生負壓，從而使吸入的回流污泥與原水充分混合，一起進入設備底部的反應區；經筒體四周的上下穿孔隔板反應后從筒體中間的圓柱體進入污泥懸浮層，經不斷接觸碰撞后絮凝體顆粒逐步長大，然后經泥水分離區進入斜管沉淀區；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，再經集水槽流入出水管；過濾層在工作周期結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　設計創新點

2.1 反應部分
　　① 反應區位于設備底部的錐形體處(采用上下交錯開孔隔板反應方式)，如圖2所示。

　　反應室共分9格，單數隔板的上端開孔，雙數隔板的下端開孔。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的排泥。污泥回流室則是用來補充循環回流的污泥，它與污泥回流管相連通。
　?、?污泥回流裝置的原理和結構類似于水力循環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品(能單獨制作的小設備)，既解決了噴嘴與喉管中心線不易定位對準的問題又節省了筒體的體積。?
　　混合液從隔板反應區自下而上進入斜管沉淀區前要通過處于懸浮狀態的泥渣層，水中雜質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。?
　?、?污泥回流室底部設置了一根助沖管，當設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量比水小，因此過濾區設上下兩塊穿孔板，中間夾兩層30～40目的尼龍絲網，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。?
　　② 濾料層的沖洗系統采用等環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置等環面的沖洗噴頭，每個噴頭的中部開設水平縫隙，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，將筒體內水位降至斜管頂，關閉排水閥門，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，設備內水位逐步上升，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備，只在筒體外圈設環形集水槽，內側開孔集水，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的設備，設等環面內環集水槽，雙側開孔，集水槽兩側的集水面積相等，因而保證了集水的均勻性。對于處理水量＞50m³/h的設備，設內外兩個環形集水槽，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
　　一體化給水處理設備的運行、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 主要設計參數

　　反應時間為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；分離區上升流速為2mm/s左右，斜管沉淀區上升流速為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備以微污染河網水為水源進行了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。設備進水濁度為10～50NTU，出水濁度穩定在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 　結語

　　新型一體化給水處理設備的開發是在系統分析研究了國內有代表性的幾種一體化給水處理設備的基礎上，吸取了這些設備的優點，對其存在的問題進行了改進，并根據國家新的水質標準的要求對一體化給水設備的關鍵工藝技術進行了創新。從實際運行效果來看，其各項指標均達到了預期的目標，體現出新型、高效的特點。?

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　　電　　話：(0574)87879892
　　收稿日期：2002-03-16