浙江沿海某自來水廠一期工程設(shè)計與運行

周宗雷， 王正文

(1.蒼南縣水務(wù)集團有限公司， 浙江 溫州 325899； 2.溫州設(shè)計集團有限公司， 浙江 溫州 325002)

1 工程概況

隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，浙江沿海某地城鎮(zhèn)規(guī)模和人口不斷擴大，水量需求增長顯著。因原有水廠四周已無擴展空間，故新建水廠以擴大供水規(guī)模。

新建自來水廠設(shè)計規(guī)模為12×104m3/d，近期規(guī)模6×104m3/d，校核規(guī)模7×104m3/d。水廠總面積為5.20 hm2，其中建設(shè)用地面積4.44 hm2，一期用地面積2.77 hm2，二期預(yù)留面積1.67 hm2，遠期預(yù)留面積0.99 hm2。

工程總投資13 737萬元，其中工程費用8 824萬元。一期工程投資5 642萬元，其中工程費用4 648萬元，并已于2016年12月建成投產(chǎn)。

2 原水水質(zhì)與工藝流程

2.1 原水水質(zhì)

水廠原水采用優(yōu)質(zhì)水庫水，部分水質(zhì)指標(biāo)見表1。與《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB 5749—2006)(以下簡稱國標(biāo))相比，除濁度和總大腸桿菌超標(biāo)外，原水其他衛(wèi)生學(xué)指標(biāo)(濁度、pH、耗氧量、鐵、錳)和微生物指標(biāo)(總大腸桿菌、細菌總數(shù))已基本滿足用水標(biāo)準(zhǔn)。

表1 原水水質(zhì)

2.2 工藝流程

針對原水水質(zhì)特點，自來水廠采用常規(guī)凈化處理工藝，即預(yù)臭氧氧化─折板絮凝沉淀池─Ⅴ型濾池─綜合加藥間─清水池，同時預(yù)留中間提升泵房、活性炭濾池和臭氧接觸池，工藝流程如圖1所示。

圖1 凈水工藝流程

3 主要構(gòu)筑物設(shè)計參數(shù)

3.1 配水井和預(yù)臭氧接觸池

配水井與預(yù)臭氧接觸池合建，臭氧投加量為1.0 mg/L，接觸時間為3.8 min，配水井和預(yù)臭氧接觸池的其中一格與生產(chǎn)系統(tǒng)相連。在實際運行過程中，宜通過閘門和放空管的控制交替使用，避免長時間出現(xiàn)死水區(qū)。

3.2 折板絮凝沉淀池(下疊清水池)

折板絮凝時間為25.1 min，平流沉淀池水平流速為10.0 mm/s，水力停留時間為2.2 h。平流沉淀池采用虹吸吸泥機排泥，排泥水流入排泥水調(diào)節(jié)池，最終進入污泥濃縮系統(tǒng)。沉淀池長105.2 m(反應(yīng)區(qū)21.6 m)，寬19.6 m(反應(yīng)區(qū)13.2 m)，高4.05 m。

清水池下疊于沉淀池，總面積約為8 000 m2，池深約4 m。

3.3 Ⅴ型濾池

采用均質(zhì)石英砂氣水反沖洗Ⅴ型濾池1座，設(shè)計規(guī)模6×104m3/d，內(nèi)分成4格，單個濾格面積為98 m2，單排布置。濾池設(shè)計濾速為6.7 m/h，濾床厚1.2 m，D10=0.9 mm，k60=1.6。承托層高度為50 cm，采用均質(zhì)石英砂(d=2～4 mm)。濾池每格出水采用配水堰，其中水頭損失2.5 m。采用氣水反沖洗方式，氣沖強度為55 m3/(m2· h)，氣水沖洗強度為7.5 m3/(m2·h)，單水沖強度為15 m3/(m2·h)，表面掃洗強度為6.7 m3/(m2·h)。

3.4 吸水井和二級泵房

吸水井和二級泵房土建規(guī)模為14×104m3/d，本期設(shè)備按6×104m3/d規(guī)模配備，一期工程設(shè)2臺流量為2 500 m3/h、揚程為40 m的臥式變頻離心泵，以及1臺流量為1 000 m3/h、揚程為40 m的臥式變頻離心泵。

3.5 綜合加藥間

綜合土建設(shè)計規(guī)模12×104m3/d，一期工程設(shè)備按6×104m3/d規(guī)模配備，設(shè)有加次氯酸鈉間、加礬間、加粉末活性炭間、加石灰間，配電及控制室、預(yù)留加高錳酸鉀間。次氯酸鈉儲液池疊于加藥間下。加藥設(shè)備采用進口設(shè)備，加氯采用液體投加，于儲液池中儲存，提升至溶液池后投加。儲液池有效容積為100 m3，分2格，單格有效容積為50 m3。粉末活性炭為應(yīng)急投加，配制濃度為2%～5%。料倉容積為30 m3。

3.6 污泥處理系統(tǒng)

污泥處理系統(tǒng)主要包括排泥水調(diào)節(jié)池、回用水池、濃縮池、平衡池和脫水機房。

(1)排泥水調(diào)節(jié)池和回用水池

排泥水調(diào)節(jié)池和回用水池合建[1]，綜合土建設(shè)計規(guī)模12×104m3/d，一期工程設(shè)備按6×104m3/d規(guī)模配備。

排泥水調(diào)節(jié)池按一組沉淀池同時排泥和濃縮工作16 h計算，容積為800 m3。一期工程設(shè)4臺潛水泵，2用2備，廢水經(jīng)提升至濃縮池。為防止泥沉積，設(shè)4臺潛水?dāng)嚢铏C。

濾池反沖洗水和初濾水排入回用水池中，按一格濾池反沖洗并排放初濾水計算，容積為1 000 m3，一期工程設(shè)4臺潛水泵，2用2備，廢水經(jīng)提升送至配水井前回用。為防止泥沉積，設(shè)4臺潛水?dāng)嚢铏C。

(2)濃縮池

污泥濃縮池設(shè)2座，濃縮后泥水自流至平衡池[1]。濃縮池設(shè)計固體負荷為70 kg TDS/(m3·d)，濃縮池濃縮后的污泥含固率大于3%。濃縮池上清液回流至回用水池或達標(biāo)排放。

(3)平衡池和脫水機房

脫水機房下疊污泥平衡池，綜合土建設(shè)計規(guī)模12×104m3/d，一期工程設(shè)備按6×104m3/d規(guī)模配備，平衡池分成獨立2格，每格有效容積為200 m3。脫水設(shè)備采用離心脫水機2臺，單臺固體負荷處理能力250～500 kg TDS/(m3·d)。

4 水廠運行情況

水廠投產(chǎn)運行至今，出水水質(zhì)較為穩(wěn)定，2021年11月的出水衛(wèi)生學(xué)指標(biāo)如圖2所示。出水濁度僅為0.02～0.08 NTU，遠低于國標(biāo)規(guī)定(濁度<1 NTU)，濁度平均去除率高達99.4%。出水pH 值在7.2～7.5，符合國標(biāo)要求(6.5～8.5)。出水耗氧量為0.7～1.8 mg/L，低于國標(biāo)要求的3 mg/L，耗氧平均去除率為44.9%。

圖2 出水衛(wèi)生學(xué)指標(biāo)

2021年11月的出水一般化學(xué)指標(biāo)如圖3所示，鐵、錳去除率分別為88.5%和87.9%，出水鐵、錳含量均穩(wěn)定在0.025 mg/L，低于國標(biāo)對鐵小于0.3 mg/L、錳小于0.1 mg/L的規(guī)定。

圖3 出水一般化學(xué)指標(biāo)

2021年11月，對出水微生物指標(biāo)檢測，得到總大腸桿菌和細菌總數(shù)均為0，符合國標(biāo)要求。

5 結(jié)論

① 根據(jù)原水水質(zhì)特點并結(jié)合當(dāng)?shù)亟?jīng)濟發(fā)展水平、城市綜合規(guī)劃的要求，自來水廠一期工程建設(shè)采用折板絮凝沉淀池+Ⅴ型濾池處理工藝。

② 自來水廠投入運行以來，運行穩(wěn)定，出水濁度<0.1 NTU，pH 值為7.2～7.5，耗氧量<2.0 mg/L，鐵、錳含量均<0.05 mg/L(國際要求Fe<0.3 mg/L，Mn<0.1 mg/L)，總大腸桿菌和細菌總數(shù)均未檢出，符合《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB 5749—2006)的規(guī)定。