水廠不停產(chǎn)深度處理改造研究

王曉晨

近些年，我國(guó)對(duì)水廠的水質(zhì)處理重視度越來(lái)越高。然而一些水廠由于一些限制因素導(dǎo)致水廠不停產(chǎn)深度處理工程難以正常有序地進(jìn)行，怎樣采用合理并實(shí)用的科學(xué)工藝分步實(shí)施水質(zhì)深度處理，儼然成為水廠實(shí)施水質(zhì)處理工作中需深度思考的問(wèn)題。鑒于此，本文以某市水廠改造工程為例，對(duì)水廠不停產(chǎn)深度處理改造進(jìn)行深入的探究和闡述，僅供參考。

一、某水廠進(jìn)行深度處理的現(xiàn)狀

某水廠的供水能力為30萬(wàn)m3/d。原水取自于長(zhǎng)江的某一水段，原水的輸送基本都是由水源廠內(nèi)的取水泵房來(lái)完成。

水廠分兩期施工最終建設(shè)完成，其中一期和二期工程分別建成于在1994年和1999年?，F(xiàn)時(shí)期所采用的凈水系統(tǒng)是常規(guī)水處理工藝。在2018年時(shí)，水廠日供水量最高達(dá)到了29.5萬(wàn)m3/d。

水廠現(xiàn)時(shí)期擁有四座規(guī)模在7.5萬(wàn)m3/d的折板絮凝平流沉淀池、二座15萬(wàn)m3/d的普通快濾池、一座沖洗水塔、四座5000m3清水池、四座沉淀池及與其相配套的設(shè)施、一座的30萬(wàn)m3/d的二級(jí)泵房，除此之外，還設(shè)有混凝劑間及液氯氯庫(kù)、投加間等輔助性建構(gòu)筑物。

伴隨社會(huì)的逐漸發(fā)展，對(duì)于城市供水的安全性有了更高的要求和標(biāo)準(zhǔn)，基于此，該廠急需實(shí)施深度處理改造，以提升安全供水能力，積極努力實(shí)現(xiàn)從供合格水向供優(yōu)質(zhì)水方向轉(zhuǎn)變。

二、水廠不停產(chǎn)深度處理改造方案

1.水廠不停產(chǎn)深度處理改造工程凈水工藝的選擇

通過(guò)對(duì)原水水質(zhì)的特點(diǎn)與凈水工藝進(jìn)行深入地分析，水廠增加深度處理措施，其主要目的是提高出廠水的品質(zhì)，對(duì)于控制長(zhǎng)江原水可能產(chǎn)生的突發(fā)污染、間隙性隱發(fā)污染、消毒副產(chǎn)物的生成提供安全防護(hù)對(duì)策，深度處理工藝的選擇需重點(diǎn)思考這些因素。

考慮該水廠用地緊缺，不具備建設(shè)全流程的完整臭氧-活性炭深度處理工藝，本次水廠深度處理工程選擇使用預(yù)臭氧+強(qiáng)化常規(guī)處理+炭砂復(fù)合濾池處理工藝來(lái)實(shí)施深度處理工程改造。

活性炭可以清除原水中一些有機(jī)微污染物，主要包含異臭、色度、腐殖酸、農(nóng)藥、洗滌劑、烴類有機(jī)物?；钚蕴恳部汕宄粼畠?nèi)相應(yīng)數(shù)量的無(wú)機(jī)物，如：污染物、余氯、氰化物、氨氮、放射性物質(zhì)及重金屬物等。通過(guò)實(shí)踐研究能夠看出，臭氧氧化不但可以在氧化過(guò)程中清除一些有機(jī)物，同時(shí)還可以使一些很難被分解的有機(jī)物結(jié)構(gòu)產(chǎn)生變化，這對(duì)于以后的活性炭吸附池內(nèi)生物過(guò)程更有利。經(jīng)過(guò)之前臭氧處理以后的水飽含溶解氧，在這種情況下，后續(xù)活性炭處理便能夠有效借助活性炭所特有的豐富孔隙結(jié)構(gòu)來(lái)對(duì)有機(jī)物和溶解氧實(shí)施充分吸附，由此為好氧微生物其在活性炭表面的穩(wěn)定生長(zhǎng)及增殖奠定基礎(chǔ)。生物降解和活性炭物理吸附有效相互結(jié)合，不但可以提升活性炭工藝整體處理效果，同時(shí)還可延長(zhǎng)活性炭使用周期。

臭氧生物活性炭處理工藝是現(xiàn)時(shí)期常用的一種工藝，這種工藝技術(shù)比較成熟，并且運(yùn)行也較安全。其不但可以有效清除有機(jī)污染及提升出水生化安全性，同時(shí)還可在較大程度上提升出水感觀性狀，屬于一種提升水廠出水水質(zhì)較為高效的深度處理工藝。因考慮本文所提水廠用地不足的現(xiàn)狀問(wèn)題，該水廠不具備建設(shè)全流程的臭氧-活性炭深度處理工藝，為此本文水廠深度處理改造所采用的是預(yù)臭氧、強(qiáng)化常規(guī)處理、炭砂復(fù)合濾池處理工藝相結(jié)合形式的深度處理工程改造。

2.炭砂濾池改造工程設(shè)計(jì)重點(diǎn)注意問(wèn)題

過(guò)濾主要功能是清理水內(nèi)濁度與細(xì)菌。伴隨濁度的減少，水內(nèi)一些有機(jī)物也同樣會(huì)隨之降低。所以確保濾后水達(dá)到較低指標(biāo)是濾池運(yùn)行的重要內(nèi)容。為了確保濾后水濁度，除強(qiáng)化濾前處理以外，濾層的科學(xué)選擇與濾料清潔度是較為重要的內(nèi)容之一。

基于現(xiàn)時(shí)期大多數(shù)水源都受到生活污水的污染，水內(nèi)氨氮含量都超高，因此借助常規(guī)濾池內(nèi)的濾料生物作用來(lái)降低氨氮及其他有機(jī)物的這種方式受到人們高度重視。所謂強(qiáng)化過(guò)濾實(shí)際上是利用濾料來(lái)清除濁度，同時(shí)還可降解有機(jī)物、亞硝酸鹽氮、氨氮等物質(zhì)。

通過(guò)中試試驗(yàn)最終結(jié)果可以明確：

（1）預(yù)臭氧會(huì)對(duì)混凝效果產(chǎn)生不同程度的影響，但影響不是很大，可以小程度地使礬耗量有所降低；

圖1 水廠現(xiàn)凈水流程圖

（2）炭砂濾池的出水濁度大約在0.09-0.30NTU之間，整體平均值大約在0.19NT左右；

（3）在運(yùn)行平穩(wěn)后，碳砂濾池內(nèi)水的pH值會(huì)穩(wěn)定在7.3左右 ；

（4）臭氧投入后炭砂濾池會(huì)穩(wěn)定在0.8-0.9mg/L范圍以內(nèi)；預(yù)臭氧-炭砂濾池整個(gè)工藝的CODMn總清除率會(huì)維持在58%，炭砂濾池內(nèi)沉淀水清除率將會(huì)達(dá)到32%左右。

（5）在臭氧情況下，砂濾池TOC值會(huì)維持在1.4-1.5mg/L數(shù)值之間，炭砂池TOC會(huì)保持在1.2-1.3mg/L數(shù)值之間；預(yù)臭氧-炭砂濾池整體工藝TOC的去除率可保持在37%左右，沉淀水經(jīng)過(guò)炭砂濾池的清除以后清除率達(dá)到13%左右。

（6）在加入臭氧以后，炭砂濾池的出水UV254則會(huì)穩(wěn)定在0.03-0.04mg/L之間；在此情況下預(yù)臭氧-炭砂池工藝整體UV254清除率將會(huì)達(dá)到81%，這時(shí)沉淀水經(jīng)炭砂濾池后的清除率達(dá)到了44%。

3.工程建設(shè)時(shí)序及建設(shè)時(shí)間的控制

由于該廠擔(dān)負(fù)的供水任務(wù)較重，目前已滿負(fù)荷運(yùn)行，因此改造需注意避讓供水高峰期（每年7-9月）；另一方面因一些新建單體所處位置現(xiàn)敷設(shè)很多工藝管道，不能隨意搬遷，因此在這種情況下，一定要在保證供水穩(wěn)定的前提下，分批分組地進(jìn)行改造。

首先，需對(duì)部分改造的工程設(shè)施進(jìn)行另址建設(shè)以及廠區(qū)廢棄構(gòu)筑物進(jìn)行拆除。本工程涉及的內(nèi)容主要有先期進(jìn)行次氯酸鈉設(shè)備的另址安裝調(diào)試，改造加氯系統(tǒng)正常運(yùn)行后，方可進(jìn)行原液氯加氯間和氯庫(kù)及廢棄構(gòu)建筑物的拆除。同時(shí)還要在不影響水廠正常生產(chǎn)的情況下，新建和改造輔助水廠生產(chǎn)的建構(gòu)筑物。

其次，雖然進(jìn)行的是不停產(chǎn)改造，但部分工程設(shè)施的改造建設(shè)仍需臨時(shí)停產(chǎn)，以達(dá)到分組改造目的，本工程分為4組，每組7.5萬(wàn)t/d，進(jìn)行改造。

（1）分組合理敷設(shè)臨時(shí)進(jìn)水旁通管道及切換閥門(mén)，當(dāng)接通后，應(yīng)將原有進(jìn)水管道切斷及拆除；（2）進(jìn)行改組對(duì)應(yīng)的預(yù)臭氧接觸池的建設(shè)及設(shè)備的安裝、調(diào)試。（3）排空置少1格的折板絮凝平流沉淀池（需停產(chǎn)至少7.5萬(wàn)t/d）；在此同時(shí)，還需排空一排6格的濾池，并進(jìn)行改造，同時(shí)安裝風(fēng)機(jī)及反沖洗進(jìn)水總管安裝調(diào)節(jié)閥門(mén)或安裝反沖洗水泵（該項(xiàng)不涉及停產(chǎn)）。炭砂濾池具體改造順序：首先，清空濾料；其次，抬升集水槽，需拆除舊集水槽并開(kāi)新孔；再次，配氣配水系統(tǒng)改造及反沖洗配水配氣系統(tǒng)改造，最后裝填新濾料。（4）進(jìn)行該組的整體運(yùn)行調(diào)試。

最后第一組調(diào)試運(yùn)行完成后重復(fù)上述步驟進(jìn)行第二組以及后續(xù)改造，并最終進(jìn)行全廠的自控系統(tǒng)升級(jí)。

三、結(jié)語(yǔ)

隨著國(guó)內(nèi)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的進(jìn)一步提高，現(xiàn)有凈水廠的改造工程逐漸增多。往往受到征地條件限制和供水缺口較大等原因，水廠不停產(chǎn)、不征地的改造工程需要引入更多的對(duì)工藝選擇、池形選擇、建設(shè)步驟、總平面布局等細(xì)致思考，才能實(shí)現(xiàn)理想的改造目標(biāo)。本文通過(guò)對(duì)該工程的論述，提供了一種可行的占地小，不停產(chǎn)的深度處理改造方案，進(jìn)而通過(guò)良好的深度處理，提高工藝處理效果，促進(jìn)飲用水可以達(dá)到更高的衛(wèi)生環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，力求為廣大用戶提供高標(biāo)準(zhǔn)飲用水。