一體化凈水設備定義及分類
一體化凈水設備(Integrated water purification equipment)一般指包含混凝(Coagulation)、沉淀(precipitation)、過濾(filter)工藝的凈化水裝置,是自來水凈化工藝一體化,混凝、沉淀、過濾融于一套罐體內,配套加藥裝置、消毒裝置及智能控制系統(tǒng)即成為一套完整的自來水凈化系統(tǒng)。
一體化凈水設備目前主要控制因素為水質控制、技術規(guī)程控制、企業(yè)標準控制,具體如下:
1、一體化凈水設備出水水質符合《國家生活飲用水衛(wèi)生標準》(GB5749-2006)的相關要求;
2、一體化凈水設備設計參照中國工程建設標準化協(xié)會《一體化給水處理裝置應用技術規(guī)程》、《給排水設計手冊-城鎮(zhèn)給水》等技術文件;
3、一體化凈水設備質量符合各制造商企業(yè)標準。
一體化凈水設備單臺處理量為2~500m3/h,單臺設備日供水量為40~10000m3/d,主要適用于日供水2萬噸以內的農村、城鎮(zhèn)水廠。一體化凈水設備是按照處理規(guī)模、凈化工藝以及項目投資等實際需求定制的凈水裝置,種類多,覆蓋范圍廣,市場需求大,各廠家產品差異化較大。筆者按照市場常規(guī)產品進行總結,分類如下:
1、按照處理規(guī)模分類
處理規(guī)模不同,設備主體的形狀、樣式區(qū)別比較大。例如每小時處理量為2方的一體化凈水設備,按照混凝反應時間25min設計,反應區(qū)的容積為0.85m3,混凝反應區(qū)體積太小,根本無法按照網格絮凝池進行分格;例如每小時處理量為200方的一體化凈水設備,按照斜管沉淀池表面負荷6m3/ m2*h設計,有效斜管沉淀區(qū)域的面積為33.35m2,如果做成圓形結構的話,設計直徑為6.5m,如果考慮圓形池體的斜管有效系數,直徑將更加大,已經超出了運輸條件允許的范圍,只能進行現場制作,增加了施工周期和施工風險,因此不適宜制成圓形設備。根據工程實際情況,建議處理規(guī)模分類如下:
一體化凈水設備分類表(規(guī)模分類) 表1
單臺處理規(guī)模 (m3/d) |
設備分類名稱 |
處理量 (m3/h) |
推薦設備罐體形式 |
備注 |
40~350 |
圓形組合式一體化凈水設備 |
2~17.5 |
圓柱形 |
密封式反應沉淀池+無閥濾池/內壓式超濾 |
100~550 |
圓形重力式一體化凈水設備 |
5~27.5 |
圓柱形 |
重力式反應沉淀池+無閥濾池/浸沒式超濾 |
600~2500 |
方形重力式一體化凈水設備 |
30~125 |
方形 |
重力式反應沉淀池+無閥濾池/浸沒式超濾 |
2500~5000 |
方形重力式一體化凈水設備 |
125~250 |
方形 |
重力式反應沉淀池+無閥濾池/浸沒式超濾 或 重力式反應沉淀池+V型濾池/翻板濾池 |
5000~10000 |
水廠式一體化凈水設備 |
250~500 |
方形 |
重力式反應沉淀池+V型濾池/翻板濾池/浸沒式超濾 |
2、按主體材質分類
一體化凈水設備一般都為鋼制凈水設備,按材質主要分為:
2.1主體材質不銹鋼,不銹鋼耐腐蝕、使用壽命長、投資成本高、維護成本低;
2.2主體材質碳鋼+防腐涂料,碳鋼成本低,必須要配套防腐涂料才能確保不腐蝕或者延緩腐蝕,投資成本低、維護成本高;
3、按工藝類型分類
一體化凈水設備雖然都采用混凝、沉淀、過濾,但混凝工藝目前常用的有多種工藝形式,各有優(yōu)缺點和適用范圍,沉淀、過濾工藝同樣如此,分類如下:
一體化凈水設備分類表(工藝分類) 表2
設備工藝 |
設備分類名稱 |
單臺處理規(guī)模 (m3/d) |
處理量 (m3/h) |
推薦設備罐體形式 |
密封式反應沉淀池+無閥濾池/內壓式超濾 |
圓形組合式一體化凈水設備 |
40~350 |
2~17.5 |
圓柱形 |
重力式反應沉淀池+無閥濾池/浸沒式超濾 |
圓形重力式一體化凈水設備 |
100~550 |
5~27.5 |
圓柱形 |
重力式反應沉淀池+無閥濾池/浸沒式超濾 |
方形重力式一體化凈水設備 |
600~2500 |
30~125 |
方形 |
重力式反應沉淀池+無閥濾池/浸沒式超濾 |
方形重力式一體化凈水設備 |
2500~5000 |
125~250 |
方形 |
重力式反應沉淀池+V型濾池/翻板濾池/浸沒式超濾 |
方形重力式一體化凈水設備 |
2500~10000 |
125~500 |
方形 |
4、按適用項目或者適用單位分類
一體化凈水設備主要解決農村飲水安全工程、鄉(xiāng)鎮(zhèn)飲水安全工程、城鎮(zhèn)水廠改擴建工程,根據適用項目或者適用單位分類如下:
4.1農村飲水安全工程(自然村)
農村(自然村)飲水安全工程處理規(guī)模小,投資成本低,操作和維護技術能力缺乏,一般建議采用圓形組合式一體化凈水設備,材質為304不銹鋼,罐體為封閉式反應沉淀池和無閥濾池罐體,工藝為渦旋混凝工藝、復合斜管沉淀工藝、氣洗活化無閥過濾工藝,處理規(guī)模一般為40~350m3/d;
不銹鋼圓形組合式一體化凈水設備實施案例
4.2農村飲水安全工程(連片村或者中心村)
連片村或者中心村飲水安全工程比自然村飲水安全工程規(guī)模稍大,同樣具有規(guī)模較小,擦做和維護能力一般等缺點,一般建議采用圓形重力式一體化凈水設備,材質為304不銹鋼,罐體為敞開式反應沉淀池和無閥濾池罐體(或浸沒式超濾膜池),工藝為渦旋網格絮凝工藝、復合斜管沉淀工藝、氣洗活化無閥過濾工藝,處理規(guī)模一般為100~550m3/d;
不銹鋼圓形重力式一體化凈水設備實施案例
4.3鄉(xiāng)鎮(zhèn)飲水安全工程
鄉(xiāng)鎮(zhèn)飲水安全工程主要解決鄉(xiāng)鎮(zhèn)及周邊村飲水安全工程,一般都有管理運行機構及人員,但部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)存在管理和技術人員比較缺乏,操作管理水平一般等缺陷,因此建議采用方形重力式一體化凈水設備,材質為304不銹鋼或碳鋼+飲水安全專用涂料,罐體為方形敞開式反應沉淀池和無閥濾池罐體(或浸沒式超濾膜池),工藝為微渦旋網格絮凝工藝(或者小孔網格絮凝工藝)、雙層斜管沉淀工藝(或者斜管沉淀工藝、填料層沉淀工藝)、氣洗活化無閥過濾工藝(或浸沒式超濾膜過濾工藝),處理規(guī)模一般為600~5000m3/d;
不銹鋼方形重力式一體化凈水設備實施案例
4.4城鎮(zhèn)自來水廠改擴建工程
城鎮(zhèn)自來水廠改擴建工程一般由專業(yè)的運行管理機構來運行管理,管理和維護水平較高,同時對設備耐用性、運行成本、水資源消耗和出水水質等有著較高的要求,因此建議采用水廠式一體化凈水設備,材質為304不銹鋼或碳鋼+飲水安全專用涂料,罐體為方形敞開式反應沉淀池和無閥V型濾池罐體(或翻板濾池、浸沒式超濾膜池),工藝為微渦旋網格絮凝工藝(或者小孔網格絮凝工藝、隔板反應工藝)、雙層斜管沉淀工藝(或者斜管沉淀工藝、填料層沉淀工藝、橫向流斜板沉淀工藝)、氣水反洗V型濾池(或翻板濾池、浸沒式超濾膜過濾工藝),處理規(guī)模一般為2500~10000m3/d;
5、按照過濾工藝分類
目前在一體化凈水設備常用的過濾工藝為砂濾和超濾膜過濾,具體如下:
5.1砂濾包含常用無閥過濾、V型濾池、翻板濾池等;
5.2超濾膜過濾工藝主要為內壓式超濾膜過濾工藝、浸沒式超濾膜過濾工藝。
6、其他分類形式和分類的意義
一體化凈水設備還可以按照主體結構的形式分為方形和圓形2種,按照適用壓力范圍還可以分為壓力式一體化凈水設備(進水壓力0.05~0.3MPa,出水壓力可維持0.0~0.25MPa)和重力式一體化凈水設備(0.05MPa水頭以上都可以使用,出水一般為0.0~0.02MPa)。
因為一體化凈水設備的種類繁多、形式復雜多樣,各廠家都按照自己的標準來實施,還有很多分類方式筆者不詳細描述,僅按照市場常規(guī)銷售量較大、應用較廣泛、凈化效果較好、使用維護方便的設備種類進行描述。
希望對一體化凈水設備進行初步的分類,可以為后續(xù)一體化凈水設備行業(yè)標準建立或者技術規(guī)范的更新起到一定的推動作用,使一體化凈水設備的設計、制造、生產和服務都可以按照標準化規(guī)范來實施,使受益群眾更好的享受優(yōu)質、安全的達標水。