給水廠升級改造中的技術(shù)研究

馮榮芬

摘要：隨著我國地表水源受污染程度的加劇，傳統(tǒng)的混凝—沉淀—過濾—消毒水處理工藝已經(jīng)無法滿足日益嚴(yán)格的飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)要求，急需改進(jìn)、開發(fā)新型水處理技術(shù)。文章介紹了水廠升級改造的背景，總結(jié)了水處理工藝各單元改造的技術(shù)重點。

關(guān)鍵詞：飲用水處理 水廠改造 節(jié)能降耗

引言

隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會進(jìn)步，我國地表水源受污染加劇，再加上飲用水標(biāo)準(zhǔn)的日趨嚴(yán)格，早期的給水廠顯現(xiàn)出眾多缺點：設(shè)施老化、產(chǎn)水量受限、設(shè)計建造不夠合理等，急需對給水廠進(jìn)行全面改造或局部改進(jìn)，以適應(yīng)社會發(fā)展的需要。

一、混合技術(shù)的改造

凈水工藝中重要的環(huán)節(jié)之一是混合工藝，混合的效果對后續(xù)絮凝、沉淀工藝產(chǎn)生直接影響。早期建設(shè)的水廠多采用跌水混合，有的缺少混合設(shè)施，對混合技術(shù)的設(shè)計缺乏重視。近年來水廠加大了混合技術(shù)的研究，較多使用管式靜態(tài)混合器，其他還有水力隔板混合、機(jī)械混合、氣動攪拌混合等形式。其中的水力混合對水量變化的適應(yīng)性差，機(jī)械混合會增加動能消耗，同時還增加了設(shè)備維修。綜上所述，合理的設(shè)計水力池混合參數(shù)、選用高效的攪拌機(jī)械或靜態(tài)混合器是混合技術(shù)改造的要點。

二、絮凝技術(shù)的改造

隨著絮凝理論的研究深入及其評價指標(biāo)的完善，絮凝池結(jié)構(gòu)由簡單不斷向復(fù)雜發(fā)展，池型結(jié)構(gòu)不斷發(fā)展變化[1]。折板、波紋板、網(wǎng)格/柵條、小孔眼格網(wǎng)、機(jī)械攪拌等絮凝池是當(dāng)前水廠應(yīng)用較為普遍的池型。除池型改造外，對絮凝池的技術(shù)改造應(yīng)主要集中在以下兩點：（1）強(qiáng)化混凝，通過篩選混凝劑種類、優(yōu)化混凝劑投加量、調(diào)節(jié)控制混凝反應(yīng)條件及 pH 條件來增強(qiáng)水中有機(jī)物的去除效果；（2）創(chuàng)造適宜的水力條件，水力條件影響混凝劑在水中的擴(kuò)散，混凝劑加入原水中后將進(jìn)行混合與擴(kuò)散及混凝劑水解，水解產(chǎn)物與膠體顆粒作用使其脫穩(wěn)而從水中去除。適宜的水力條件是混凝劑得以充分發(fā)揮效力的前提，因此盡量使絮凝各段過程的GT值接近最佳值。

三、沉淀池的改造

平流沉淀池是我國大中型水廠普遍采用的池型，在改造沉淀池時，應(yīng)根據(jù)原水特點，充分考慮工藝，例如，利用淺池理論可將沉淀池改造成斜管或斜板沉淀池；控制沉淀流速，改善集水條件；改善吸泥設(shè)備，提高效率，減少能耗等。于是近年來豎流沉淀池、斜管/斜板沉淀池和氣浮池等逐漸興起。除此之外，一些水廠在還引進(jìn)了國外新工藝： 如 Densadeg沉淀池，Densadeg沉淀池工藝占地省、運行穩(wěn)定，在土地有限的背景下非常適用于老水廠工藝改造[2]。

四、濾池的改造

我國水廠濾池多采用快濾池和普通快濾池，由于閥門數(shù)量偏多，操作復(fù)雜，雙閥濾池、虹吸濾池和無閥濾池出現(xiàn)，在無閥濾池的基礎(chǔ)上開發(fā)出了移動罩沖洗濾池、 V 型濾池、翻板濾池等。這些新型濾池不僅效果好，造價也比較低，因此應(yīng)用越來越來廣泛。濾池的改造應(yīng)注意以下要點：（1） 池型，老濾池可改為經(jīng)濟(jì)、高效的 V 型濾池，并對其濾料進(jìn)行合理的選擇；（2） 沖洗方式，將單純的水沖洗改為氣水聯(lián)合反沖，并對沖洗強(qiáng)度進(jìn)行優(yōu)化選擇；（3）出水設(shè)施，適當(dāng)增加出水堰的高度，減少反沖過程帶來的濾料流失；（4）助濾劑，對原水水質(zhì)差、過濾效果低的濾池應(yīng)考慮增加一定的助濾劑，以提高過濾效果[3]。

五、消毒技術(shù)的改造

氯消毒是我國水廠廣泛采用的消毒技術(shù)，但自從發(fā)現(xiàn)氯消毒會產(chǎn)生有毒有害污染物后，我國就致力于研究開發(fā)新型消毒技術(shù)，如二氧化氯消毒、O3消毒、紫外線消毒、二氧化氯—氯聯(lián)合消毒[4]等。但由于上述技術(shù)費用高、難度大，出于經(jīng)濟(jì)和技術(shù)方面的原因，現(xiàn)今水廠仍以液氯消毒為主，只有部分水廠采用二氧化氯、氯氨消毒，少量水廠采用O3消毒。消毒工藝的改進(jìn)應(yīng)結(jié)合實際情況，對難以改變的氯消毒工藝，應(yīng)調(diào)整加氯點，最大程度的減少消毒副產(chǎn)物的產(chǎn)生，對合適改造的消毒工藝改造成二氧化氯消毒工藝，或者進(jìn)行二氧化氯—氯聯(lián)合消毒工藝。另外，消毒劑投加時應(yīng)采用高效、安全、穩(wěn)定、自動化高的設(shè)備。

六、深度處理技術(shù)

常規(guī)工藝對有機(jī)物、藻類去除率低，對污染水源的處理必須依靠深度處理工藝，深度處理工藝主要包括活性炭吸附、臭氧—活性炭、深度氧化技術(shù)、膜分離技術(shù)等。深度處理如何與水廠現(xiàn)有工藝相結(jié)合，如何充分利用已有處理單元，合理的進(jìn)行升級改造是值得思考和探索的現(xiàn)實問題。左金龍[5]等通過試驗發(fā)現(xiàn)采用活性炭過濾工藝或炭砂濾池對污染較輕原水有良好的效果，污染嚴(yán)重的應(yīng)采用臭氧—活性炭工藝，必要時增加預(yù)處理技術(shù)。膜技術(shù)可以有效地去除原水中的大分子、膠體、蛋白質(zhì)、微粒等，即使不增設(shè)消毒步驟，對細(xì)菌、病毒仍可保持較高的去除率，應(yīng)用膜技術(shù)既可以減少消毒劑的使用量，減少制水成本，又可以減少液氯消毒產(chǎn)生的有毒有害物質(zhì)[6]。也就是說，膜技術(shù)具有較高的生物安全性和化學(xué)安全性 [7]。由于膜技術(shù)具有操作壓力低、產(chǎn)水量大、出水水質(zhì)優(yōu)、占地省、操作方便等優(yōu)點，被稱之為第三代飲用水處理技術(shù)，逐漸成為水處理工作者關(guān)注的焦點 [8]。

七、結(jié)語

給水廠升級改造以提高技術(shù)和設(shè)施水平為目標(biāo)，以滿足經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會進(jìn)步需要為宗旨，以節(jié)能降耗為要求，在保障水質(zhì)、水量合格的前提下實現(xiàn)技術(shù)與管理的有機(jī)結(jié)合，使水廠升級改造項目高質(zhì)高效的完成。

參考文獻(xiàn)

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[2]旭寧，孫學(xué)東. 平流沉淀池運行中存在的問題及改造措[J].中國給水排水，2006，22（10）： 27～30.

[3]劉文林，謝幼惠. V 型濾池初濾水排除的簡便措施[J]. 給水排水，2008，2： 7～9.

[4]黃文濤，樊金紅，馬魯銘. 二氧化氯—氯聯(lián)合用于飲用水消毒的研究進(jìn)展[J].環(huán)境科學(xué)與管理，2010，35（ 4） ： 72～74.

[5]左金龍，崔福義等. 國內(nèi)外臭氧活性炭工藝在飲用水處理中的應(yīng)用實例[J].中國給水排水，2006，22（ 10） ： 68～72.

[6]黃 英，王 利.水處理中膜分離技術(shù)的應(yīng)用[J].工業(yè)水處理，2005，25（4）：8～11.