四川省某給水廠設(shè)計(jì)運(yùn)行總結(jié)

陳榮艷

（中國(guó)華西工程設(shè)計(jì)建設(shè)有限公司，四川成都 610000）

1.水廠概述

四川省某給水廠先后建設(shè)有四期，其中一期一階段設(shè)計(jì)規(guī)模為2萬(wàn)m3/d，于1995年建成通水，水處理工藝為：取水泵站→斜管預(yù)沉、網(wǎng)格絮凝、斜管沉淀池→固定罩濾池→清水池→送水泵站→城市管網(wǎng)；一期二階段設(shè)計(jì)規(guī)模為2萬(wàn)m3/d，于2007年建成通水，水處理工藝同一期一階段；二期工程設(shè)計(jì)規(guī)模為5萬(wàn)m3/d，于2010年建成通水，水處理工藝為：取水泵站→斜管預(yù)沉、網(wǎng)格絮凝、斜管沉淀池→V型濾池→清水池→送水泵站→城市管網(wǎng)；三期工程設(shè)計(jì)規(guī)模為10萬(wàn)m3/d，于2013年建成通水，水處理工藝為取水泵站→斜管預(yù)沉、微渦流絮凝、斜管沉淀池→V型濾池→清水池→送水泵站→城市管網(wǎng)；四期工程設(shè)計(jì)規(guī)模為5萬(wàn)m3/d，于2019年建成通水，水處理工藝同二期工程。上述四期工程水源均為同一水源，水源水質(zhì)總體較好，達(dá)到《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838-2002）中的II類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，僅渾濁度、糞性大腸桿菌、細(xì)菌總數(shù)超標(biāo)。通過近些年水質(zhì)監(jiān)測(cè)，平時(shí)濁度較低約為40NTU，但汛期濁度較高，最高濁度達(dá)到1.7萬(wàn)NTU左右。上述四期出水水質(zhì)均滿足《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB 5749-2006）。

2.運(yùn)行效果比較

本文從絮凝沉淀、過濾、加藥消毒、泥水處理、水泵幾方面對(duì)四期運(yùn)行效果進(jìn)行比較。

2.1 絮凝沉淀

除三期工程絮凝采用微渦流絮凝外，其余幾期均采用網(wǎng)格絮凝。微渦流絮凝因其絮凝時(shí)間短、占地少，較適合改擴(kuò)建項(xiàng)目或用地緊張的新建項(xiàng)目[2]。但該水廠三期的微渦流絮凝與其余幾期網(wǎng)格絮凝相比，絮凝效果略微欠佳，后期維護(hù)檢修較麻煩，需全池停水方可檢修。

四期沉淀工藝均采用斜管預(yù)沉和斜管沉淀，所不同的是排泥方式，預(yù)沉池均采用切線排泥[3]，沉淀池除三期工程采用機(jī)械刮泥——往復(fù)式刮泥機(jī)外，其余三期均采用穿孔排泥管排泥。經(jīng)過近些年來的運(yùn)行反饋，切線排泥方式較適用于突發(fā)高濁度下預(yù)沉池的排泥。但往復(fù)式刮泥機(jī)的排泥方式在濁度為5000NTU時(shí)水量將減產(chǎn)一半，而穿孔排泥管排泥方式在濁度為 5000NTU時(shí)無減產(chǎn)，在濁度大于8000NTU時(shí)才面臨減產(chǎn)。在同等高濁度情況下，采用穿孔排泥管排泥方式的沉淀池減產(chǎn)量小于采用往復(fù)式刮泥機(jī)的沉淀池。此外，在濁度較低時(shí)，刮泥機(jī)運(yùn)行時(shí)，沉淀池出水濁度也略微增加。

2.2 濾池

四期濾池除一期工程采用固定罩濾池外，其余三期濾池均采用V型濾池。固定罩濾池屬降速過濾，采用單獨(dú)水沖洗。由于反沖洗強(qiáng)度依據(jù)出水水位確定，反沖洗強(qiáng)度有限，故沖洗不徹底。實(shí)際運(yùn)行中，為確保出水水質(zhì)，每隔2～3小時(shí)就要沖洗一次，反沖洗排水量較大。為降低水耗，已計(jì)劃將一期工程改造為其他形式的濾池。

二期、三期、四期工程的V型濾池，在運(yùn)行中均有輕微跑砂現(xiàn)象，每隔2～3年需要補(bǔ)充5～10%的濾料。此外，除四期工程采用整體澆筑濾板，其余三期濾池均采用預(yù)制混凝土濾板，但四期濾池濾板由于平整度不佳，導(dǎo)致配水配氣欠均勻。

2.3 加藥消毒

四期加藥藥劑均采用液態(tài)PAC，具有投藥量少，節(jié)省藥耗，降低制水成本等優(yōu)點(diǎn)，運(yùn)行至今，絮凝效果也較穩(wěn)定。但區(qū)別在于計(jì)量泵與投加點(diǎn)一對(duì)一投加和投加泵出藥管線通過分配箱再投加至投加點(diǎn)。通過實(shí)際運(yùn)行發(fā)現(xiàn)，采用計(jì)量泵與投加點(diǎn)一對(duì)一投加，可方便精準(zhǔn)控制，減少加藥藥劑量。

該水廠一期、二期、三期消毒工藝原設(shè)計(jì)采用液氯消毒。由于液氯屬于高?；瘜W(xué)物品，根據(jù)液氯安全規(guī)程，禁止將儲(chǔ)罐設(shè)備及液氯處理裝置設(shè)置在居民區(qū)附近。加之近年來公安機(jī)關(guān)對(duì)液氯使用的監(jiān)管非常嚴(yán)格，故于2019年完成了加氯間改造，將液氯消毒改造為在線次氯酸鈉消毒。但在實(shí)際運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)次氯酸鈉投藥管很容易結(jié)晶或結(jié)垢，導(dǎo)致管道堵塞。

2.4 泥水處理

四期泥水處理均采用分質(zhì)排水，濾池反沖洗廢水進(jìn)入排水池回用，沉淀池排泥水進(jìn)入排泥池均質(zhì)后進(jìn)入后續(xù)濃縮池，經(jīng)儲(chǔ)泥池、脫水機(jī)房脫水后污泥外運(yùn)。不同的是三期工程采用設(shè)潛水推流器的排水池和排泥池，其余采用斗式排水池和排泥池，但實(shí)際運(yùn)行發(fā)現(xiàn)三期工程潛水推流效果不佳，尤其是排泥池，池底污泥宜淤積而板結(jié)，導(dǎo)致潛污泵堵塞故障頻繁，運(yùn)行管理較麻煩。

2.5 水泵

實(shí)際運(yùn)行中普遍發(fā)現(xiàn)水泵的選型不當(dāng)，由于設(shè)計(jì)規(guī)模跟實(shí)際運(yùn)行規(guī)模有一定的偏差，加之揚(yáng)程依據(jù)水力計(jì)算跟實(shí)際也有偏差，導(dǎo)致水泵的揚(yáng)程大于實(shí)際揚(yáng)程，流量大于設(shè)計(jì)流量。

3.設(shè)計(jì)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

分析該水廠四期運(yùn)行中存在的問題，建議從以下幾方面進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)：

（1）微渦流絮凝可用于新建或改造給水廠，尤其改造或者用地緊張的水廠。但微渦流絮凝后期維護(hù)檢修較麻煩，若采用微渦流絮凝，建議適當(dāng)考慮多分組或者多分格，以降低停水檢修帶來的水量影響。

（2）大中型水廠可考慮使用往復(fù)式刮泥機(jī)，但是對(duì)于原水濁度較高、原水濁度較低或者沉淀池池長(zhǎng)較長(zhǎng)的情況下要考慮往復(fù)式刮泥機(jī)對(duì)出水水量、水質(zhì)造成的影響。由于往復(fù)式刮泥機(jī)前進(jìn)和后退運(yùn)行為一周期，一周期內(nèi)排泥一次。若沉淀池池長(zhǎng)越長(zhǎng)，往返周期數(shù)越少，排泥次數(shù)有限，一旦原水濁度較高時(shí)，無法順暢排泥，進(jìn)而影響出水濁度而導(dǎo)致減產(chǎn)。而原水濁度低時(shí)，尤其是往復(fù)刮泥機(jī)位置沉淀池末端時(shí)，由于泥質(zhì)較輕，往復(fù)式刮泥機(jī)運(yùn)行時(shí)，對(duì)出水造成一定的擾動(dòng)，對(duì)沉淀池出水濁度也有略微影響。

（3）針對(duì)V型濾池跑砂現(xiàn)象，分析濾池反沖洗強(qiáng)度過大可能是造成濾池跑砂的一個(gè)主要原因，而施工平整度不佳、導(dǎo)致反沖洗不均勻是造成濾池跑砂的另一個(gè)原因。故建議濾池反沖洗時(shí)采用變頻水泵和變頻風(fēng)機(jī)，或在反沖洗水總管上增加閥門，通過調(diào)整閥門的開啟度來增加阻力，降低水沖的強(qiáng)度，在反沖洗氣總管上增加一個(gè)支管，在支管端部安裝一個(gè)閘閥和消音器，通過調(diào)節(jié)閘閥的開啟度，釋放一定的空氣量，來達(dá)到降低氣沖強(qiáng)度的目的[4]。同時(shí)，V型濾池對(duì)池底、濾板、V型槽及H槽的施工精度要求比較高，施工過程中需加強(qiáng)質(zhì)量控制。

（4）考慮精準(zhǔn)控制，減少加藥量，建議投加泵與投加點(diǎn)進(jìn)行一對(duì)一控制投加。此外，考慮到次氯酸鈉很容易管道內(nèi)結(jié)晶或結(jié)垢，容易使管道堵塞，建議設(shè)置備用管或適當(dāng)減少加氯管管徑，形成較高流速，對(duì)管道內(nèi)的結(jié)垢產(chǎn)生沖刷，延緩結(jié)垢的增加。

（5）由于給水廠污泥不同于排水廠污泥，給水廠污泥多為無機(jī)顆粒，故排泥池中潛水推流器的推流效果不佳，建議實(shí)際設(shè)計(jì)中采用斗式排泥，以防止排泥池淤積板結(jié)。

（6）供水行業(yè)中泵的能耗約占供水企業(yè)能耗的80～90%[5]，因此水泵的合理選型對(duì)節(jié)能尤為關(guān)鍵。建議在進(jìn)行水泵選型時(shí)，應(yīng)對(duì)水廠的投產(chǎn)初期、中期至達(dá)產(chǎn)設(shè)計(jì)規(guī)模進(jìn)行精準(zhǔn)預(yù)測(cè)，同時(shí)對(duì)不同季節(jié)的供水量以及每日的供水量曲線進(jìn)行深入分析，既滿足供水要求，又能節(jié)約能耗。