吳 藝 芳

(廈門水務(wù)規(guī)劃設(shè)計(jì)有限公司，福建 廈門　361009)

漳州市某自來(lái)水廠工程建設(shè)規(guī)模：常規(guī)處理10萬(wàn)m3/d，深度處理(含現(xiàn)有系統(tǒng))規(guī)模為15萬(wàn)m3/d。根據(jù)業(yè)主提供的水源水質(zhì)檢測(cè)報(bào)告了解到水源水質(zhì)濁度在13 NTU～51.2 NTU之間,氨氮檢測(cè)值在0.46 mg/L～2.52 mg/L之間，高錳酸鹽指數(shù)在2.74 mg/L～5.44 mg/L，鐵檢測(cè)值在0.152 mg/L～0.687 mg/L之間，錳檢測(cè)值在0.05 mg/L～0.797 mg/L之間，屬于微污染水源，污染類型是有機(jī)污染和鐵錳污染。

根據(jù)以上分析，確定本設(shè)計(jì)進(jìn)水設(shè)計(jì)值見(jiàn)表1。

表1　進(jìn)水設(shè)計(jì)值

由于本項(xiàng)目原水水質(zhì)高錳酸鹽指數(shù)、氨氮、鐵、錳等指標(biāo)較高，屬于微污染水源，常規(guī)處理對(duì)這些污染物的去除程度有限，出水水質(zhì)達(dá)不到國(guó)家生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的要求因此必須在常規(guī)處理的基礎(chǔ)上有針對(duì)性的增加預(yù)處理和深度處理的工藝。

本工程設(shè)計(jì)執(zhí)行GB 5749—2006生活飲用水水質(zhì)衛(wèi)生規(guī)范中的要求，除處理后的出廠水指標(biāo)除濁度不大于0.5 NTU外，其余指標(biāo)均按“GB 5749—2006”中的要求執(zhí)行。

1　預(yù)處理工藝

預(yù)處理包括生物預(yù)處理和化學(xué)預(yù)處理。生物預(yù)處理采用接觸氧化池，主要去除原水中的高錳酸鹽指數(shù)(有機(jī)污染物)、氨氮并為除鐵除錳創(chuàng)造條件，起曝氣作用?；瘜W(xué)預(yù)處理采用預(yù)投高錳酸鉀，用于除藻和有機(jī)物并為除鐵錳提供進(jìn)一步保證。

2　常規(guī)處理工藝

由于常規(guī)處理工藝已經(jīng)較為成熟了，本工程新建的常規(guī)處理工藝采用:網(wǎng)格絮凝池+斜管沉淀池+V型濾池,現(xiàn)狀常規(guī)處理構(gòu)筑物保留不變，本文不做深入討論。

3　深度處理工藝

本工程水源屬于微污染水源，高錳酸鹽指數(shù)、氨氮、鐵錳等多項(xiàng)指標(biāo)較高，采用常規(guī)處理手段無(wú)法達(dá)到出水水質(zhì)要求，必須采用深度處理工藝。

深度處理國(guó)內(nèi)采用較多的處理工藝有兩種：臭氧活性炭工藝和超濾膜工藝。

3.1　方案一:臭氧+活性炭+石英砂處理工藝

臭氧+活性炭是處理受污染水源水并保證高質(zhì)量出水水質(zhì)的一種先進(jìn)有效方法。該工藝是在經(jīng)常規(guī)處理的出水經(jīng)臭氧、活性炭濾池過(guò)濾出水，在通過(guò)臭氧的強(qiáng)氧化作用及活性炭的吸附及生物氧化作用，較徹底地去除水體中的有機(jī)物、色度、臭味以及藻類等。保證出水具有很高的化學(xué)安全性。但是臭氧活性炭工藝的缺點(diǎn)是出水濁度和細(xì)菌類指標(biāo)還達(dá)不到出水衛(wèi)生指標(biāo)，為彌補(bǔ)這一缺點(diǎn)，在后面設(shè)砂濾池，通過(guò)砂濾作用，進(jìn)一步去除濁度和細(xì)菌類。保證了出水的濁度和微生物安全性。目前為止，國(guó)內(nèi)成功運(yùn)用的實(shí)例證明，這種工藝是處理微污染水源最可靠、最實(shí)用的技術(shù)。

3.2　方案二:粉末活性炭+超濾膜處理工藝

超濾(UF)是一種物理性的低壓驅(qū)動(dòng)的膜分離技術(shù)，給水上一般采用中空纖維超濾膜元件，該超濾膜具有親水性好，耐有機(jī)污染，耐酸堿等特點(diǎn)。膜孔直徑為0.01 μm～0.02 μm，全部的細(xì)菌和絕大部分的病毒都可被攔截，是去除水中兩蟲(隱孢子蟲和賈第蟲)最有效的手段，出水無(wú)需消毒就可達(dá)到微生物學(xué)指標(biāo)要求。但缺點(diǎn)是對(duì)中小分子有機(jī)物沒(méi)有去除能力，為了彌補(bǔ)這一缺點(diǎn)，通常在前面設(shè)粉末活性炭投加裝置，當(dāng)原水中有有機(jī)物污染物、氨氮、臭味的時(shí)候，適量投加粉末活性炭，通過(guò)吸附作用，將其去除，以達(dá)到生物、化學(xué)全面安全。這種工藝在國(guó)外運(yùn)用比較普遍，國(guó)內(nèi)也有運(yùn)用(膜處理工藝流程圖見(jiàn)圖1)。

綜上所述，從技術(shù)比較來(lái)看，方案一出水水質(zhì)可穩(wěn)定達(dá)標(biāo)、運(yùn)行方式靈活、可實(shí)現(xiàn)多模式運(yùn)行、降低運(yùn)行成本，而且國(guó)內(nèi)對(duì)于大規(guī)模水廠的運(yùn)行已積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)；方案二雖處理構(gòu)筑物少、管理簡(jiǎn)單，但運(yùn)行方式不如方案一靈活，國(guó)內(nèi)大規(guī)模水廠運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)少，而且就本工程而言，方案二的鐵能否達(dá)標(biāo)還待下一階段通過(guò)中試來(lái)確定。因此本設(shè)計(jì)推薦采用方案一。

4　廢水回收工藝

為使水資源充分合理利用，本項(xiàng)目在凈水廠內(nèi)設(shè)廢水回收系統(tǒng)，將污泥上清液和濾池的反沖洗水經(jīng)流量調(diào)節(jié)后送至進(jìn)水系統(tǒng)前端加以利用，以減少水量損耗。

5　污泥處理工藝

在給水處理中會(huì)有部分污泥產(chǎn)生，這些污泥一般不含有毒物質(zhì)，成分以原水中的懸浮物和投加藥劑所產(chǎn)生的絮凝體為主。目前國(guó)內(nèi)已注重給水處理的污泥處置問(wèn)題，因此本項(xiàng)目需考慮凈水廠污泥的處理方案。

目前國(guó)內(nèi)給水污泥處理所采取的主要工藝流程為：污泥收集→污泥濃縮→污泥脫水→污泥外運(yùn)。

污泥收集主要是絮凝池、沉淀池排泥，需設(shè)置排泥池。

本項(xiàng)目污泥濃縮推薦采用耗能少，維護(hù)管理方便的污泥重力濃縮池。污泥脫水采用機(jī)械脫水的方式。污泥脫水設(shè)備推薦選用帶式壓濾機(jī)。

6　消毒劑選擇

液氯和ClO2均可作為本工程使用的消毒劑，但采用液氯需要較大的空間來(lái)儲(chǔ)存、保管，且運(yùn)輸較不方便，因此根據(jù)實(shí)際情況，消毒劑選ClO2。ClO2被世界衛(wèi)生組織定義為首選消毒劑，具有一種廣譜、高效、安全的優(yōu)點(diǎn)。同液氯相比，消毒副產(chǎn)物的幾率較低。

7　工藝方案確定

工藝流程圖見(jiàn)圖2。

8　預(yù)處理及深度處理設(shè)計(jì)計(jì)算

預(yù)處理及深度處理建設(shè)規(guī)模15萬(wàn)m3/d，自用水系數(shù)取5%,設(shè)計(jì)流量：1.82 m3/s。

1)預(yù)處理設(shè)計(jì)。

預(yù)臭氧接觸池接觸時(shí)間：T=5 min分4座；

單座尺寸L×B×H有效=4.0 m×3.5 m×6.0 m；

臭氧擴(kuò)散系統(tǒng)4套，擴(kuò)散量2.5 kg/h。

2)深度處理設(shè)計(jì)。

a.臭氧接觸池接觸時(shí)間：T=25 min分2座;

單座尺寸L×B×H有效=19.5 m×7.0 m×6.0 m;

尾氣破壞裝置放在臭氧接觸池上面，每池內(nèi)設(shè)計(jì)成4段，并在第一、第二和第三段內(nèi)設(shè)有陶瓷細(xì)泡擴(kuò)散盤。

臭氧投加系統(tǒng)2套，尾氣破壞器2套，使排到環(huán)境空氣中的尾氣中的殘留臭氧濃度低于0.1 PPM。

臭氧制備間1座，臭氧投加量3 mg/L，氣源：氧氣源；

平面尺寸:L×B=36 m×12.5 m；

設(shè)備2套(無(wú)備用)，Q=10 kg/h，N=130 kW。

b.活性炭濾池采用普通快濾池，分6格。

設(shè)計(jì)濾速:V=9.13 m/h；

強(qiáng)制濾速:V=11 m/h；

單格過(guò)濾面積：L×B=13.6 m×9 m；

高度組成：超高0.9 m，清水層1.5 m，活性炭1.8 m，石英砂0.40 m，卵石層0.10 m，濾板0.1 m，支撐梁1.0 m，總高度5.8 m；

沖洗方式：氣沖—水沖，反沖洗時(shí)間約為13 min，其中：氣沖時(shí)間為3 min；

水沖時(shí)間為10 min。反沖洗周期：6 d～7 d；

濾料：顆?；钚蕴浚行Я絛：0.9 mm～1.1 mm；石英砂有效粒徑d：0.9 mm。

c.活性炭濾池反沖洗泵房及鼓風(fēng)機(jī)房。

氣沖強(qiáng)度:60 m3/h·m2；

水沖強(qiáng)度：22 m3/h·m2；

平面尺寸：L×B=39 m×9 m；

設(shè)備：羅茨鼓風(fēng)機(jī)3臺(tái)(2用1備)Q=3 720 m3/h，H=5 m，N軸=65 kW。

臥式雙吸離心泵3臺(tái)(2用1備)Q=1 350 m3/h，H=10 m，N軸=47 kW。

9　運(yùn)行模式

為節(jié)省工程的運(yùn)行成本，推薦方案有三種運(yùn)行模式：

1)當(dāng)原水水質(zhì)符合地表水Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，采用常規(guī)處理工藝，V型濾池出水管處設(shè)超越管，V型濾池出水直接進(jìn)入清水池，經(jīng)送水泵房加壓送至用戶。

2)當(dāng)原水水質(zhì)季節(jié)性微污染或發(fā)生突發(fā)事件時(shí)，原水經(jīng)高錳酸鉀預(yù)氧化、投加粉末活性炭后進(jìn)入廠區(qū)，經(jīng)常規(guī)處理后，出水進(jìn)入清水池，經(jīng)送水泵房加壓送至用戶。

3)當(dāng)原水水質(zhì)長(zhǎng)期受微污染，經(jīng)常規(guī)處理后某些有機(jī)、有毒物質(zhì)含量指標(biāo)或色、臭、味等感官指標(biāo)不能滿足GB 5749—2006生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，采用全流程：預(yù)臭氧+強(qiáng)化常規(guī)處理+深度處理運(yùn)行模式。