胜利油田纯化水厂设计介绍

简介：纯化水厂采用了微涡混合、小格网絮凝、平流沉淀池、V型滤池、自动加药/加氯工艺,是一个产水量为10×104m3/d规模的现代化水厂。本文主要介绍该工程的工艺流程、工艺设计、自控系统及仪表设备的选择。 关键字：胜利油田,纯化水,给水处理厂,自控系统，仪表设备 前言 　　胜利油田纯化水厂地处黄河下游入海口的山东省东营市, 水源为黄河水。进入90年代以来,由于黄河中下游地区不断加快黄河水资源的开发利用步伐,水量明显减少,断流天数加长；黄河中、上游工业污水及生活污水污染日趋严重,原水水质中有机物、重金属离子等时有超标、水体异臭、异味的产生给水处理带来一定的难度。随着社会的发展、人民生活水平的不断提高,对供水水质的要求也越来越高, 要求新建纯化水厂出厂水质必须达到“城市供水行业2000年技术进步发展规划”对出水浊度小于1NTU的指标。该水厂投运至今出水浊度小于0.4NTU,完全达到了设计的技术指标及参数，是胜利油田目前自动化程度最高、出厂水质最好的现代化水厂。 1. 工程概况 　　纯化水厂始建于2000年3月,2001年6月竣工。纯化水厂的投产缓解了胜利油田东营西部地区供水紧张的局面，并使胜利油田黄河南岸的供水系统布局更趋合理。纯化水厂设计规模为10×104m3/d,采用微涡混合、小格网絮凝、平流沉淀池及V型滤池、自控系统及设备。本工程还包括10.53kM预应力钢筋混凝土输水管道及站外配套电力、通信系统，工程总投资9752万元。 2. 工艺流程 　　纯化水厂工艺流程及监测仪表安装位置见图1。 　　1流量计 2液位计 3pH计 4温度计 5浊度计 6余氯分析仪 7反冲洗流量计 8阻塞显示器 9液位传感器 　　 图1 工艺流程及监测仪表安装位置 3 工程设计 　　3.1 水源 　　纯化水厂水源取自纯化水库。纯化水库由引黄打渔张灌区的二干渠引水,二干渠由打渔张东沉砂池出口洛车李分水闸引出,设计流量80m3/s,最大通水能力95m3/s。纯化水库引水口距洛车李分水闸约1780m。水库总库容3341×104m3,水深10m。 　　黄河水经沉砂池沉砂后进入水库,水库出水浊度一般小于30度。在黄河断流缺水期，原水浊度约在100度左右。原水色度一般小于20度，7～8月份库底水色度达到26度。化学需氧量为3.62～40.2mg/L。CL-含量为115～586mg/L。总矿化度为590.18～1456.63mg/L。原水水温随季节变化为0 ～27°C。pH为8～8.6。春、夏季藻类含量较高时约为(6～70)×104 个/ml。以上数据显示原水有富营养化污染。原水微量重金属元素总汞、总镉时有超标，基本属于饮用水水源三级水水质标准。 　　3. 2 吸水井、原水泵房 　　3.2.1 吸水井(钢筋混凝土结构) 　　吸水井设计流量为Q计=14×104m3/d。设有1.5m×13.25m(B×H)格栅清污机二台,皮带运输机一台。进水段尺寸为3.6m×6.0m×11.0m，吸水井部分为半地下承压钢筋混凝土结构，尺寸为17.0m×4.5m×5.0m， 吸水井至絮凝沉淀池超越管线上设DN1200电动调节阀1个。 　　3.2.2 原水泵房 　　水库高、中水位时原水可自流进入平流沉淀池，当水库水位为中下、低水位时由泵提升至平流沉淀池。水泵扬程为1～6m。由于水泵扬程低、变幅较大，目前常规的水泵达不到要求。为此经与水泵厂协商，由厂方将泵转速降低(由n=985降至585、485rp /min)以达到设计要求。选用RDL600-540B型离心泵三台，Q=2020m3/h， N=55kW,D=585mm,当H=6.5m时η=82%；RDL500-510B离心泵一台，Q=1130m3/h， H=6.5m，N=45kW,D=502mm,η=83%；SZ-2真空泵二台，DX5-5.0-20(5t)电动单梁悬挂起重机一台。 　泵房为砖混结构地上泵房，平面尺寸为24.0m×7.8m，H=6.3m。值班、控制、配电、变压器室为砖混结构，平面尺寸为15.9m×7.8m，H=4.5m。 　　3.3　混合、絮凝、沉淀 　　3.3.1 混合 　　设立管式微涡混合装置二座，每座通过流量5.5×104m3/d,水头损失为0.7m。该装置由9组DN300×4200串联圆管混合器组成,混合时间为68秒。立管式微涡混合装置安装在3.2×2.85、H=5.0的钢筋混凝土水池中、即絮凝池进口端。 　　3.3.2 絮凝 　　采用絮凝时间短、絮凝效果好、抗冲击力强的小孔眼格网絮凝池。设小孔眼格网絮凝池二座 每座Q规模=5.5×104m3/d, 可超负荷20%运行。每座平面尺寸为16.55m×10.945m,H=4.80m，平均有效水深3.8m。絮凝池中设有聚丙烯小孔眼格网，为变速流，絮凝停留时间707秒，絮凝池水头损失为0.3 m。过渡段采用网箱形式布设格网。每座絮凝池底部设穿孔排泥管、12个 DN150气动蝶阀，由PLC程序自动控制向池两侧自动排泥。设9.94m× 2.5m,H=3.70m 排泥阀组间二座。每座絮凝沉淀池来水管线上设DN900手动蝶阀一个。每座絮凝池进口设SONO3110(变送器SONO3000)型超声波流量变送器一台。 　　3.3.3 沉淀池 　　设平流沉淀池二座,每座Q规模=5.5×104m3/d，可超负荷20%运行。每座沉淀池平面尺寸为16.55m×64.675m,H=4.4m，停留时间为1.5小时。 　　每座沉淀池沉淀区设SX-I-16虹吸式自动吸泥机一台。每座沉淀池集水区上部设集水槽 8条, 集水槽上用螺栓固定不锈钢三角堰。沉淀池出水采用钢筋混凝土渠道输送至V型滤池，每座沉淀池出水渠设闸板控制。 　　3.4 V型滤池 　　3.4.1 V型滤池 　　滤池为半地下钢筋混凝土水池，平面尺寸为25.59m×37.2m(包括管廊),内设六组滤池 (双格),滤池高4.09m。采用法国得利满公司的V型滤池和自控系统及专用设备。 　　每组滤池设200mm×200mm、400mm×520mm气动交叉扫洗减流闸板阀各一台， DN400 气动反冲洗进水蝶阀、DN600气动反冲洗排水蝶阀、DN250气动气洗蝶阀、DN400气动滤后出水液位调节阀、DN150排空蝶阀、DN40气动排气阀各一台。每组滤池安装D20滤头4914 个。设CI90阻塞显示器、LT90液位探测器、A11FEB26GD低液位探测器各一台，滤池运行全自动控制。管廊仪表盘安装了pH计、浊度仪。操作间仪表盘安装了浊度仪、余氯分析仪，还安装了反冲洗流量计和总滤后水流量计二次仪表。滤池采用均质石英海砂滤料，滤料层厚度为1.15m,滤料有效粒径0.90～1.0mm,d10/ d60<1.35,垫层砾石平均粒径为4～8mm,厚0.05m。 　　3.4.2 操作间 　　反冲洗泵房内安装三台ETAR200－250M1离心水泵，每台流量Q=680 m3/h, H=7m, N=22kW；设有三台50DLX-12×3投氯水用增压泵，每台流量Q=17 m3/h, H=33m, N=4kW。泵房平面尺寸为9.3m×7.3m, H=3.9m。鼓风机房内设有三台GM50L罗茨鼓风机，每台风量Q=2500 m3/h, H=400 mbar, N=45kW；设有二套10T3NEL 15A无油式压缩机，每台流量Q=72.6 m3/h,最大压力 0.86MPa, N=7.5kW。机房平面尺寸为9.3m×11.24m, H=5.3 m。 　　3.4.3 工艺设计主要参数： 　　每组滤池过滤面积为90.965 m2 (2×3.5m×12.995m ),总过滤面积为545.79 m2。恒速恒水位过滤，正常滤速7.79m3/m2•h,当一座滤池反冲洗时滤速为7.94 m3/m2•h,强制滤速9.5 m3/m2•h。气冲洗强度q气洗＝15.3I/m2•s，冲洗历时2～4min，水反冲洗强度q水洗＝4.0 I/m2•s，气水混冲历时4～6min, 水漂洗4min，水表面扫洗强度q水表洗＝2.0 I/m2•s.冲洗全过程辅以表面扫洗。 　3.4.4 过滤及反冲洗控制: 　　V型滤池由一台公共反冲洗PLC及六个滤池单元PLC控制滤池正常运行。各单元V 型滤池的监控和自动化是通过各自PLC、专用仪表、气动阀等组成的自动控制系统来自动完成恒位、恒载运行。当滤池水位稍有变化时，滤池液位传感器发出信号给PLC,PLC接收信号后，与滤池设定的基准水位相比较。如果信号与基准水位偏差超过2cm时、PLC立即启动控制单元，开启电磁阀，打开气动阀来调节滤池出水蝶阀的开启度，使滤池水位基本维持恒定。 　　安装在滤板下的阻塞显示器，可将滤床阻塞程度的信号传送给滤池单元PLC,PLC接收信号后，与设定的水头损失值相比较、显示出来，用以决定滤池是否要冲洗(或设定冲洗周期)，并传送至公共PLC。 　　每一滤池均配有1台PLC,用作单元滤池恒位、恒载运行控制和测示滤池水头损失，确定传送信号；公共冲洗PLC负责冲洗水泵、鼓风机等设备的监控；各单元滤池PLC通过网络与公共冲洗PLC相连，公共冲洗PLC通过网络与计算机相连。计算机负责管理，即数据显示、打印、储存。公共冲洗PLC又与水厂中控室PLC和微机联网，故能在中控室内对滤池运行实施监控。当公共冲洗PLC失灵时，仍能维持正常运行。 　　当一个滤池进行冲洗时，如另一滤池也达到需要冲洗而发出信号时，则此信号被存入公共冲洗PLC存储器中，然后按存储先后，顺序进行冲洗。滤池运行反冲洗，由PLC系统自动运行，也可由现场控制。 　　本工程设置了滤池反冲洗废水回收系统，反冲洗水自流进入废水池，经泵提升至调储池后连续均匀的将水再回送至沉淀池进行处理。 　　3.5 清水池 　　清水池为半地下钢筋混凝土结构,有效容积10000 m3,平面尺寸为32.25m× 56.25m, H=3.3m分二格。有效水深3.0m。每格清水池设DN1200进水、出水阀、DN1200溢流管各一个，DN200通气管12个。 　　3.6 清水泵房、吸水井 　　3.6.1 吸水井 　　吸水井为半地下钢筋混凝土结构,平面尺寸为4m×26m,H=5.4m。 　　3.6.2 清水泵房 　　清水泵房为半地下钢筋混凝土砖混结构,平面尺寸为9m×43.2m，地下部分H=2m，地上部分H=6.0m。配电室为地上砖混结构，平面尺寸为9.0m×23.0m, H=4.5m, 设6kV配电室和低压配电室、变压器室、控制室、值班室。 　　清水泵房内设离心水泵六台，其中RDL400-540B离心高压(6000v)水泵四台