灌南縣碩項(xiàng)湖自來(lái)水廠(chǎng)微污染水處理技術(shù)及工程應(yīng)用

虞小其

（1.南京工業(yè)大學(xué)，南京211106；2.南京寰匯市政工程設(shè)計(jì)有限公司，南京211106）

灌南縣碩項(xiàng)湖自來(lái)水廠(chǎng)微污染水處理技術(shù)及工程應(yīng)用

虞小其1,2

（1.南京工業(yè)大學(xué)，南京211106；2.南京寰匯市政工程設(shè)計(jì)有限公司，南京211106）

灌南縣碩項(xiàng)湖自來(lái)水廠(chǎng)總規(guī)模20×104m3/d，一期工程10×104m3/d，以北六塘河為水源，原水受到氨氮和有機(jī)物的污染，為達(dá)到《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB 5749—2006）的要求，采用預(yù)臭氧、小網(wǎng)格絮凝平流沉淀池/上向流臭氧活性炭濾池/翻板濾池/

微污染水源水；渦旋混凝低脈動(dòng)沉淀技術(shù)；水質(zhì)

【DOI】10.13616/j.cnki.gcjsysj.2016.11.140

1 工程概況

灌南縣碩項(xiàng)湖自來(lái)水廠(chǎng)總規(guī)模20×104m3/d，一期工程10× 104m3/d，以北六塘河為水源，原水受到氨氮（NH3-N）和有機(jī)物（CODMn）的污染，凈水工藝采用預(yù)臭氧、小網(wǎng)格絮凝平流沉淀池、后臭氧、上向流活性炭濾池、翻板濾池、消毒處理工藝。污泥處理采用濃縮脫水后外運(yùn)填埋。出廠(chǎng)水水質(zhì)執(zhí)行《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB 5749—2006）。

2 工藝設(shè)計(jì)

2.1 水源水質(zhì)

本工程水源為北六塘河，為III～I(xiàn)V類(lèi)水質(zhì)，主要水質(zhì)指標(biāo)如下：pH值7.44～8.33，溶解氧2.00～12.10mg/L，高錳酸鹽指數(shù)3.75～10.81 mg/L，5日生化需要量（BOD5）2.50～3.20 mg/L，化學(xué)需氧量（COD）12.00～40.0mg/L，氨氮0.15～2.00mg/L，總磷0.04～0.40mg/L，總氮0.91～2.68mg/L，揮發(fā)酚類(lèi)0.002mg/L，石油類(lèi)0.028～0.40mg/L，陰離子表面活性劑0.05mg/L，糞大腸菌群70～1100個(gè)/L。

2.2 工藝設(shè)計(jì)

2.2.1 工藝流程

通過(guò)對(duì)原水水質(zhì)的分析可知，原水為微污染水，凈水工藝需去除的指標(biāo)為濁度、化學(xué)需氧量、氨氮、高錳酸鹽指數(shù)和細(xì)菌等，其中，化學(xué)需氧量、氨氮和高錳酸鹽指數(shù)采用常規(guī)處理工藝無(wú)法達(dá)到現(xiàn)行《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB5749—2006）的要求。在現(xiàn)有的技術(shù)條件下，加強(qiáng)常規(guī)處理、增加預(yù)處理和深度處理是處理微污染原水的有效辦法，可確保處理后水質(zhì)達(dá)標(biāo)。經(jīng)過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，新建水廠(chǎng)采用預(yù)臭氧、小網(wǎng)格絮凝平流沉淀池、后臭氧、上向流活性炭濾池、翻板濾池、消毒處理工藝，凈水工藝流程如圖1所示。

圖1 凈水工藝流程

2.2.2 關(guān)鍵處理構(gòu)筑物設(shè)計(jì)

1）預(yù)臭氧接觸池

預(yù)臭氧接觸池共2座，一期工程1座，規(guī)模為10×104m3/d，尺寸為13.95m×7.85m×7.00m，有效水深6.00m。臭氧投加量為1.0mg/L，水力停留時(shí)間5min，采用水射器投加。

2）小網(wǎng)格絮凝平流沉淀池

絮凝池共4座，一期工程2座，每座規(guī)模為5×104m3/d，尺寸為21.00m×12.6m×5.40m，有效水深4.30m。絮凝采用小網(wǎng)格絮凝，應(yīng)用渦旋混凝低脈動(dòng)沉淀給水處理技術(shù)，絮凝時(shí)間21min。絮凝按3段設(shè)計(jì)，前段孔眼30mm，5層，流速0.30m/s；中段孔眼30mm，5層，流速0.25m/s；末段孔眼35mm，4層，流速0.22m/s。網(wǎng)格材質(zhì)為S304不銹鋼和乙丙共聚。絮凝池底部設(shè)有ABS穿孔排泥管。

沉淀池與混合池、絮凝池合建，采用平流沉淀池共4座，一期工程2座，每座規(guī)模為5×104m3/d，尺寸為108m×12.60m× 4.00m，有效水深3.50m。沉淀時(shí)間為2h，水平流速為15.00mm/s，出水采用不銹鋼穿孔集水槽，排泥采用虹吸式吸泥機(jī)。

3）后臭氧接觸池

后臭氧接觸池共2座，一期工程1座，規(guī)模為10×104m3/d，尺寸為24.75m×11.05m×7.00m有效水深6.00m。臭氧投加量為2.0mg/L，水力停留時(shí)間15min，采用陶瓷微孔曝氣頭投加，每格池內(nèi)共分3個(gè)接觸區(qū)，臭氧投加比例依次為：50%、25%、25%，投加點(diǎn)臭氧接觸時(shí)間依次為總時(shí)間的30%、30%、40%。

4）上向流活性炭濾池及翻板濾池

上向流活性炭濾池和翻板濾池合建，共2座，一期工程設(shè)1座。濾池平面尺寸為56.40m×31.70m，采用兩側(cè)布置，一側(cè)為上向流活性炭濾池，另一側(cè)為翻板濾池，中間為公共管廊。

活性炭濾池采用上向流形式。設(shè)計(jì)為8格，單格面積58.5m2，設(shè)計(jì)濾速為9.55m/h，強(qiáng)制濾速為12.73m/h?；钚蕴看埠?.0m，顆粒真密度≤1.98g/cm3，堆積密度≤440kg/m3，水浸潤(rùn)顆粒密度≤1.5g/cm3，粒徑為20～50目，不均勻系數(shù)1.35。承托層采用礫石，粒徑2～16mm，厚度為400mm。炭濾池采用單獨(dú)氣沖洗的方式，反沖洗周期3～4d，氣沖強(qiáng)度17L/s·m2，沖洗流程為：停止進(jìn)水—降低水位至設(shè)定標(biāo)高—停止出水—?dú)鉀_3min—停氣沖—打開(kāi)進(jìn)水閥及廢水排放閥—排放沖洗廢水—重新進(jìn)水—初濾水排放—出水。

翻板濾池設(shè)計(jì)為8格，單格面積71.5m2，設(shè)計(jì)濾速為7.90m/h，強(qiáng)制濾速為10.53m/h。濾料采用雙層濾料，其中，無(wú)煙煤厚0.7m，粒徑0.8～1.8mm；石英砂厚0.8m，粒徑0.7～1.2mm，

共厚1.5m。承托層采用礫石，厚0.45m。濾池采用氣水反沖洗的反沖洗方式，這種反沖洗方法包括單獨(dú)氣沖，氣水聯(lián)合沖和單獨(dú)水沖。（1）單獨(dú)氣沖：氣沖強(qiáng)度為17L/s·m2，沖洗歷時(shí)2～3min；（2）氣水聯(lián)合沖：氣沖強(qiáng)度為17L/s·m2，水沖強(qiáng)度為3.4L/ s·m2，共歷時(shí)4～5min；（3）單獨(dú)水沖：水沖強(qiáng)度為16L/s·m2，沖洗歷時(shí)1min，沖洗2次。反沖洗周期為40～70h。

3 運(yùn)行效果

灌南碩項(xiàng)湖自來(lái)水廠(chǎng)于2016年6月22日投產(chǎn)運(yùn)行，經(jīng)過(guò)1個(gè)月的運(yùn)行，水廠(chǎng)的運(yùn)行數(shù)據(jù)如表1所示。

從運(yùn)行情況來(lái)看，出廠(chǎng)水的主要指標(biāo)均達(dá)到《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB 5749—2006）的要求，凈水工藝對(duì)氨氮和耗氧量的去除效果顯著，達(dá)到了設(shè)計(jì)的預(yù)期。

表1 水廠(chǎng)2016年6月22日～2016年7月21日運(yùn)行數(shù)據(jù)mg/L

4 設(shè)計(jì)特點(diǎn)

1）采用小孔眼網(wǎng)格絮凝池獲得了高效率、低藥耗的絮凝效果。小孔眼網(wǎng)格絮凝池是根據(jù)“渦旋混凝低脈動(dòng)沉淀技術(shù)”設(shè)計(jì)出的絮凝池。豎井內(nèi)全部安裝小孔眼網(wǎng)格，通過(guò)網(wǎng)格的小孔眼在沿水流方向上形成無(wú)數(shù)個(gè)小尺度的旋渦，增大了礬花碰撞的機(jī)率，使礬花密實(shí)并易于沉淀[1]，同時(shí)可降低藥耗。根據(jù)運(yùn)行數(shù)據(jù)，沉淀池出水濁度可控制在1NTU左右。

2）采用前置—上向流生物活性炭濾池，可以提高出水水質(zhì)和對(duì)CODMn的去除率，降低生物泄漏的風(fēng)險(xiǎn)和降低投資。（1）上向流可以帶走濾料表面脫落的生物膜，避免濾床微生物過(guò)度生長(zhǎng)，影響出水效果；（2）活性炭濾池后接砂濾池，砂濾池可以截留生物膜，降低了生物泄漏的風(fēng)險(xiǎn)[2]；（3）上向流活性炭濾池可提高對(duì)CODMn的去除率，根據(jù)嘉興貫涇港水廠(chǎng)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，與下向流濾池相比，上向流活性炭濾池對(duì)CODMn的去除率提高約15%[3]；（4）前置上向流生物活性炭濾池采用上向流方式，水頭損失小，一般不需要中間提升，與后置式的下向流生物活性炭濾池相比節(jié)約了5%～10%的投資。

3）采用翻板濾池可提高出水水質(zhì)，并且濾料不易流失，反沖水耗低。（1）在濾料厚度相同的情況下，翻板濾池采用雙層濾料時(shí)比采用均質(zhì)濾料的V型濾池截污量大，過(guò)濾周期長(zhǎng)，去除濁度效果好；（2）翻板濾池沖洗過(guò)程中不排水，濾料不易流失；（3）根據(jù)試驗(yàn)，翻板濾池水耗水量約占產(chǎn)水量的1.6%，V型濾池耗水量約占產(chǎn)水量的2.2%，綜合比較翻板濾池耗水量較低。

5 結(jié)語(yǔ)

采用渦旋混凝低脈動(dòng)沉淀技術(shù)和前置上向流臭氧活性炭濾池工藝處理微污染水，對(duì)氨氮和有機(jī)物的處理效果穩(wěn)定，出水水質(zhì)好，同時(shí)可以有效降低微生物泄漏的風(fēng)險(xiǎn)，提高供水安全性，提高了自來(lái)水廠(chǎng)的微污染水處理水平，保障了人們生活用水的質(zhì)量。

【1】劉炎華.渦旋混凝低脈動(dòng)沉淀給水處理技術(shù)[J].化工之友，2006(10)：25-27.

【2】馬玉英，朱潔.炭濾池前置或后置的運(yùn)行效果比較[J].凈水技術(shù)，2015(5):49-53.

【3】朱海濤，徐兵，沈莉萍，等.嘉興市貫涇港水廠(chǎng)工藝運(yùn)行介紹[J].給水排水，2009(3)：28-31.

Micro-Polluted Water Treatment Technology and Engineering Application of Shuoxiang Lake Water Plant in Guannan County

YU Xiao-qi1,2
(1.Nanjing Tech University,Nanjing 211106，China;2.Nanjing Havy Municipal Engineering Design Corporation,Nanjing 211106，China)

The total scale of Shuoxiang lake water plant in Guannan county is 20×104m3/d，and the first-stage project is 10×104m3/d.Asthe source of the water plant,Beiliutang river is polluted by ammonia nitrogen and organics.To meet the requirements of Hygienic Standards for Drinking Water(GB 5749-2006),disinfection treatment technologies such as pre-ozonation，small grid flocculation advection sedimentation tank，the pre-up flow ozone-biological activated carbon filter,shutter filter are used.The process selection,the parameter determination and the process design of the main units in the project are discussed.The process could remove the characterized pollutants such as ammonia nitrogen and organics effectively,and the effluent water quality could meet the standards stably.

micro-polluted water resource；vortex coagulation low pulse precipitation technique;water quality

TU991.2

B

1007-9467（2016）11-0086-03

2016-07-28

虞小其（1984～），男，江蘇南京人，工程師，從事給水排水工程設(shè)計(jì)與研究。

消毒處理工藝。介紹了該工程的工藝選擇、參數(shù)確定及主要處理構(gòu)筑物的工藝設(shè)計(jì)。建成后的凈水工藝對(duì)氨氮和有機(jī)物等特征污染物去除效果明顯，出廠(chǎng)水水質(zhì)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。