给水技术总结.docx

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给水技术总结

给水处理工艺简介

“涡旋混凝低脉动沉淀给水处理技术”是根据哈尔滨工业大学王绍文教授提出的多相流动物系反应控制惯性效应理论，结合给水工程实践，经近十年的研究而发明的。

该技术涉及了给水处理中混合、絮凝反应、沉淀三大主要工艺。

由于理论上的重大突破，该系列技术实现了高效率的混合、反应、沉淀，从而保证了高效率的除浊与高质量的供水。

因为大幅度地提高了水流中颗粒的碰撞和传质速率，反应时间缩至5~10分钟，混合时间仅为3~30秒，而其处理能力较常规技术增加50%~100%；沉后水可稳定在3NTU以下，滤后水接近零度；减少了反冲洗水量；实践表明，与传统技术相比，该技术用于新建水厂中，占地与投资可节省20%~30%；用于挖潜改造，可提高水量50%~100%，并且保证了该技术在沉淀池出水水质方面的技术承诺；一般可节省药耗10%~30%；运行安全可靠；适于目前所知的各种水质。

目前，该技术已广泛应用于我国南北方的江、河、湖泊水的处理中，取得了巨大的经济效益和社会效益。

一、主要给水处理专利技术设备

▲串联式圆管混合器（专利号：

ZL95211376.7）

▲孔板式净水混合装置（专利号：

ZL97224220.1）

▲小孔眼网格反应池技术（专利号：

ZL90106705.9）

▲小间距斜板沉淀池技术（专利号：

ZL95205209.1）

▲网格平流沉淀池技术（专利号：

ZL97221848.3）

▲反应池过渡段配水絮凝装置（专利号：

ZL98237001.6）

▲逆向流斜板尾部集水沉淀池（专利号：

ZL98237002.4）

二、主要给水处理专利技术设备介绍

1、串联圆管混合器

∙专利号：

ZL95211376.7

∙技术特点

串联圆管混合器是在国内外的先进技术基础上，结合我国水厂水源状况和工艺条件精心研制而成。

它采用了流体力学的结构特点，根据亚微观传质理论，水道流畅轻巧，而且扩散后能形成剧烈的紊流，从而产生高比例、高强度的微涡旋，使投加的药剂与水在瞬间不但完成了药剂的快速有效宏观混合，而且完善了亚微观传质，使药剂水解产物迅速分散到原水各微细部，充分发挥药剂作用。

由于这种混合器投资较低，安装容易，不需经常维修，混合效果显著,是给水处理中的一种很有发展前途的混合装置，已广泛应用于全国各地。

混合设备种类比较多，目前常用的主要有三类：

水泵混合、管式混合和机械混合。

水泵混合是药剂投加在取水泵吸水管或吸水喇叭口处，利用水泵叶轮的高速旋转以达到快速混合的目的。

水泵混合效果较好，不需另建混合设施，但药剂对水泵的叶轮腐蚀作用，且当取水泵房距水厂处理构筑物较远时，不利于后续絮凝，因此水泵混合在工程应用中受到很多限制；管式静态混合器构造简单，安装方便，但水头损失很大，混合强度随着流量的增减而变化，因而混合效果很不稳定；机械混合是在混合池内安装搅拌装置，以电动机驱动搅拌器使水和药剂混合，但由于增加了机械设备且相应地增加了维修费用。

根据混合器在应用过程中的种种缺陷，开发研制了串联圆管式混合器。

与其它混合设备相比，串联圆管式混合器大幅度地提高处理能力，混合效果好，节省占地面积，不易堵塞。

相比之下，一般可节省药剂10%~30%，大幅度降低了制水成本。

∙技术参数

停留时间：

30s

水头损失：

0.4~0.6m

承压：

设备自身不承压，可根据需要设计带压运行混合池。

∙设计要求

该设备放置于混合池中，在迎水及背水面分别砌设半砖墙固定设备位置，砌墙时留出过水孔，设备间缝隙以素混凝土填实。

加药点位于混合器入口前2m处。

∙产品型号及规格

型号

单池水量

（万吨/日）

混合

时间

安装尺寸（mm）

（长×宽×高）

材

料

使用特点

LG-2

2-2.5

30s

2500×1320×3600

玻

璃

钢

节省占地面积、混合效果较好、不易堵塞

LG-3

3-3.5

2500×1650×3600

LG-4

4-4.5

2500×2310×3600

LG-5

5~6

2500×3000×3600

LG-10

≥10

2500×5280×3600

2、孔板式净水混合装置

∙专利号：

ZL97224220.1

∙技术特点

目前的给水处理混合装置缺点是混凝剂水解产物向水体细部扩散非常困难，致使影响絮凝效果；特别是高浊时期，水厂不得不大幅度降低运行负荷；另一方面，由于混合不好，药剂没有充分发挥作用，也造成混凝剂的大量浪费，致使高浊水的处理成了老大难问题。

孔板式净水混合装置，利用水流通过小孔眼格网孔板时所产生的惯性效应，大幅度增加了混凝剂水解产物向水体细部扩散的速度，有效加强了亚微观传质，使药剂水解产物几秒钟内迅速完成亚微观扩散。

独特的伞型布药装置使混合更加均匀，安装方便，可直接替换管式静态混合器。

内部核心部件均由不锈钢加工而成，能够满足长期使用的要求。

孔板式净水混合装置，由于在管体内设置多层有一定间距的多层孔板，利用水流过小孔眼网格板所产生的惯性效应，在孔眼后面产生的高比例、高强度微涡旋的离心惯性效应作用，彻底解决了混凝剂水解产物细部传质问题，其混合效果远优于传统设备，解决了高浊水的药剂混合问题，节省了混凝剂30%，彻底解决了高浊水难处理的问题。

孔板式净水混合装置混合时间只有3-5s，与其它混设备混合时间一般在30s左右相比，大大缩短了混合时间，且孔板式混合装置安装方便，占地面积小，混合效果好，与其它管式混合器相比，节省药量在30%左右，在水厂运行管理过程中降低了运行费用，节约了制水成本。

∙技术参数

停留时间：

3-5s

水头损失：

0.3-0.5m

∙设计要求

该设备直接安装在反应池进水管道上，距进水口3-6m。

与管道间采用法兰连接，如设计型号与管道直径不一致，须在设备两端加设变径（即大小头）。

设备上预置加药进口，直接与加药管道连接即可使用。

∙产品型号及规格

型号

单池水量

（万吨/日）

混合

时间

安装尺寸（mm）

（长×宽×高）

材

料

使用特点

KB-2

2-2.5

3-5s

长3.0m.管径同进水管

不

锈

钢

安装方便、非常节省占地、混合效果好、易堵塞须解决好格栅拦污

KB-3

3-3.5

长3.0m.管径同进水管

KB-4

4-4.5

长3.5m.管径同进水管

KB-5

5-6

长3.5m.管径同进水管

KB-10

≥10

长4.0m.管径同进水管

3、小孔眼网格反应池技术

∙专利号：

ZL90106705.9

∙技术特点

小孔眼网格反应池技术在理论上从湍流微结构的尺度即亚微观尺度对混凝的动力学问题进行了深入的研究，提出絮凝的动力学致因是"惯性效应"，湍流剪切力是絮凝反应中决定性动力学因素，并由此建立了絮凝的动力学相似准则。

该技术通过在絮凝池的流动通道上科学地布设多层小孔眼网格，使水流过网格时速度发生激烈的变化，颗粒碰撞几率增高，水流通过小孔眼网格后湍流的涡旋尺度大幅度减少，微涡旋比例增强，涡旋的离心惯性效应增加，进一步加强了颗粒的碰撞次数；同时由于过网水流的惯性作用，矾花产生强烈的变形，使矾花中处于吸附能级低的部分，由于其变形揉动作用达到高吸能级的部位，使得通过网格之后矾花变得更加密实且易沉淀；同时为一些流动过程中破碎的矾花重新聚集提供了水力条件，合理的格网布设可以减弱低温和高浊的影响。

在反应池全程分段布设格网，使矾花颗粒由小到大，由松散到密实，大大缩短了反应时间，一般5-10min即可较好完成絮凝。

为下一步的沉淀分离做好准备。

目前工程上应用较多的絮凝池主要有隔板絮凝池、折板絮凝池、机械絮凝池和网格絮凝池。

隔板絮凝池通常用于大、中型水厂，水量过小时，隔板间距过小不便施工和维修。

虽然隔板絮凝池构造简单，但流量变化大时，絮凝效果很不稳定，絮凝时间一般采用20-30mim，絮凝时间较长，池子容积较大，基建费用高；相比之下，折板絮凝池水流条件大大改善，絮凝效果增强，所需絮凝时间缩短，但折板絮凝池板距小，安装维修比较困难，且折板费用很高，基建费用增加；机械絮凝池利用电动机经减速装置驱动搅拌器对水进行搅拌，水流的能量消耗来源于搅拌机的功率输入，机械反应池的主要优点是反应效果好，通过调整搅拌速度，可以适应原水水量水质的变化，水头损失小。

其缺点是需要机械装置，经常维修，反应时间长，对于原水水质变化较大时，其调节过程烦琐，运行管理困难，影响沉淀池出水水质。

网格絮凝池是近年来应用紊流理论发展起来的新池型，在池内垂直水流方向放置网格或栅条，通过网格或栅条的孔隙时，水流收缩，过网孔后水流扩大，形成良好的絮凝条件，因而可降低药剂并缩短絮凝时间，絮凝时间一般为10-15min。

与普通絮凝池相比小孔眼网格反应池有下述优点：

1、在絮凝池中大幅度地增加了湍流微涡旋的比例，大幅度地增加了颗粒碰撞次数，有效地改善了絮凝效果，一般在5-10min就可很好地完成絮凝过程，与隔板反应池絮凝时间20-30min、折板反应池和普通网格反应池絮凝时间10-15min相比，大大缩短了反应时间。

2、由于絮凝时间的大大缩短，相应减小了设备的体积，节省了基建费用10-30%左右，降低了制水成本。

3、它与普通网格相比，它的网眼尺度小，格条细，因此水流中产生的微涡旋数量大幅度增加，絮凝反应效果大幅度提高。

∙技术参数

停留时间：

5~10min

水头损失：

0.2~0.3m

∙设计要求

1、排泥方式 穿孔管排泥或斗式立管排泥；

2、网格支架 可在池壁上按工艺标高要求（中心距下水孔上沿100mm）预埋钢

3、构件（200×200mm）两块，水平方向三等分池壁长度；也可采用不锈钢膨胀螺栓（φ18×180mm）固定在池壁上作为支撑。

4、竖井流速 第一级反应，V1=12~14cm/s；第二级反应，V2=9~10cm/s；第三级反应，V3=6~8cm/s

∙产品型号及规格

布网方式

适用池型

絮凝反应（min）

材质

水平

竖流孔室反应池

5-10

乙丙共聚

或聚丙烯

垂直

廊道格板反应池

5-10

4、小间距斜板沉淀池技术

∙专利号：

ZL95205209.1

∙技术特点

小间距斜板沉淀池技术是根据普通斜板沉淀池在运行过程中出水水质稳定性较差，自身结构不合理而发明的。

在沉淀池中采用小间距斜板，抑制了矾花沉降中的脉动干扰，同时使沉淀面积与排泥面积相等无侧向约束不积泥。

较小的间距可以保持矾花的高去除率，小间距斜板间阻力增大使配水更趋均匀，避免短流，其独特的排泥特性使浅池的优化运行得以保证，研究表明，小间距斜板使水厂运行的抗冲击负荷能力大大增强，有利于排泥，并且使沉淀池清水区上升流速可达到3.0~3.5mm/s，沉后水浊度可稳定保持在3NTU以下。

目前在城市水厂中应用较多的是平流沉淀池和斜管（板）沉淀池。

平流沉淀池是较为传统的沉淀池类型，处理效果稳定，对原水的适应性强；运行经验丰富，管理方便但占地面积大，对场地的平整度要求较高。

斜管沉淀池具有沉淀时间短，沉淀效率高，占地省等特点，但对原水的适应性不如平流沉淀池，要求配套的絮凝池有良好的絮凝效果，塑料斜管有老化问题，需要定期更换。

侧向流斜板沉淀池的沉淀区面积较大，充分发挥了浅池理论的优点，但由于存在水流短路问题和安装高度较高的问题，应用不是较为广泛。

小间距斜板为矾花的沉降提供了良好的水力条件，这在低温期颗粒极限沉速变小的情况下作用尤为突出。

同时斜板的材质、支撑及角度保证了沉泥的快速彻底排除，从而保证高浊期运行的沉淀效果，具有较强的抗冲击负荷能力。

沉淀池上升流速最高可达2.5mm/s以上，因而其处理能力较常规技术增加30%~100%；沉后水可稳定在3NTU以下，滤后水达到0.5