我國(guó)凈水廠處理工藝現(xiàn)狀與工程展望

我國(guó)凈水廠處理工藝現(xiàn)狀與工程展望第1頁(yè)/共30頁(yè)

我國(guó)凈水工藝的現(xiàn)狀凈水廠處理設(shè)施的現(xiàn)狀

我國(guó)第一座現(xiàn)代水廠建于1883年，至今已有127年歷史不少建于上世紀(jì)30年代的生產(chǎn)構(gòu)筑物目前尚在投入運(yùn)行城市供水普及率已達(dá)95%以上水廠的凈水工藝和技術(shù)水平差異很大水廠一般采用：混凝、沉淀、過濾、消毒的常規(guī)凈水工藝混凝劑采用單一的聚合氯化鋁、硫酸鋁或三氯化鐵等第2頁(yè)/共30頁(yè)

我國(guó)凈水工藝的現(xiàn)狀凈水廠處理設(shè)施的現(xiàn)狀助凝劑的應(yīng)用、混凝過程中pH調(diào)節(jié)等都很少采用大、中型水廠的沉淀構(gòu)筑物以平流式沉淀池居多新池型Densadeg、Actiflo等，引起了大家很大的關(guān)注多種快濾池都有應(yīng)用，新建大、中型水廠以V型濾池為主以生物預(yù)處理、臭氧-生物活性炭為主的深度處理工藝還在起步階段

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我國(guó)凈水工藝存在問題a.凈水工藝和運(yùn)行參數(shù)難以滿足出水水質(zhì)提高的要求

b.原水水質(zhì)的惡化

c.檢測(cè)儀表不完善

d.設(shè)備陳舊、效率低下

e.構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)破損嚴(yán)重

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凈水廠升級(jí)改造的實(shí)施a.全面規(guī)劃，有步驟實(shí)施b.對(duì)原有設(shè)施進(jìn)行科學(xué)評(píng)價(jià)c.確定合理的處理工藝d.充分發(fā)揮原有構(gòu)筑物能力

第5頁(yè)/共30頁(yè)混合工藝的升級(jí)與改造混合設(shè)施的基本要求混合效果的測(cè)定混合設(shè)施的更新與改造

a.管式靜態(tài)混合器

b.快速機(jī)械攪拌

c.外加能水力攪拌第6頁(yè)/共30頁(yè)絮凝工藝的升級(jí)與改造

現(xiàn)有絮凝設(shè)備效果的測(cè)定運(yùn)行參數(shù)的確定

a.絮凝效果的測(cè)定

b.絮凝過程的測(cè)定

絮凝池的更新與改造

a.延長(zhǎng)絮凝時(shí)間

b.調(diào)整絮凝池布置，改變運(yùn)行參數(shù)

c.改變絮凝形式

d.改善絮凝池與沉淀池的聯(lián)結(jié)

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沉淀工藝的升級(jí)與改造沉淀池型式的發(fā)展與選用

水量、原水條件、氣候條件、地形、地質(zhì)條件、占地面積、運(yùn)行費(fèi)用、運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)

現(xiàn)有沉淀池效果的評(píng)價(jià)沉池池的改進(jìn)措施

a.降低沉淀流速

b.改善出口條件

c.改進(jìn)排泥設(shè)備

d.改進(jìn)排泥設(shè)備

e.在拆除原陳舊沉淀池重建第8頁(yè)/共30頁(yè)

沉淀工藝的升級(jí)與改造

氣浮池的改進(jìn)措施

a.降低能耗

b.合理氣浮池體的布置

c.撇渣系統(tǒng)的改進(jìn)措施

d.處理好浮渣第9頁(yè)/共30頁(yè)“新型中置式高密度沉淀池的研發(fā)與應(yīng)用”獲上海市科技發(fā)明三等獎(jiǎng)1項(xiàng)；高效污泥回流沉淀池的研發(fā)過程和原理研發(fā)成果中置式高密度沉淀池池型第10頁(yè)/共30頁(yè)

過濾工藝的升級(jí)與改造

濾料級(jí)配的合理選用濾池沖洗方法的改進(jìn)助濾劑的應(yīng)用濾池沖洗廢水的回用初濾水的排放與控制超濾技術(shù)的應(yīng)用第11頁(yè)/共30頁(yè)濾料級(jí)配的合理選用

美國(guó)長(zhǎng)期來曾以5m/h作為濾速控制的上限

雙層濾料以及混合濾料可以在8～20m/h濾速下成功運(yùn)行

日本凈水廠一般采用單層砂濾料，有效粒徑0.45～0.70mm，厚度600～700mm，相應(yīng)采用的濾速為5.0～6.25m/h

采用煤、砂雙層濾料可在12.5m/h濾速下穩(wěn)定運(yùn)行，保持濾后水濁度小于0.1ntu，過濾周期大于48h在法國(guó)則以采用均勻級(jí)配單層粗砂濾料較多，有效粒徑一般為0.95～1.35mm，厚800～1500mm，相應(yīng)的濾速為7～20m/h

我國(guó)水廠濾池除少數(shù)采用煤砂雙層濾料外，大多采用單層砂濾料。濾料的級(jí)配主要有兩大類：一種為傳統(tǒng)的細(xì)砂級(jí)配濾料，有效粒徑0.55mm左右，厚度700mm；另一種為近年來應(yīng)用較多的均勻級(jí)配粗粒濾料，有效粒徑0.9～1.2mm，厚度1200～1300mm

第12頁(yè)/共30頁(yè)濾料級(jí)配的合理選用衡量濾料過濾性能的主要指標(biāo)：

L—濾料厚度de—有效粒徑dp—平均粒徑美國(guó)《水質(zhì)與處理》

常規(guī)細(xì)砂和雙層濾料合適的級(jí)配

L/de應(yīng)大于1000

三層濾料和深床單層濾料(de=1～1.5mm)的L/de應(yīng)大于1250

英國(guó)手冊(cè)

L/de應(yīng)大于1000

日本《水道設(shè)施設(shè)計(jì)指針》

L/dp應(yīng)大于800。Dp/de

第13頁(yè)/共30頁(yè)dp/de可根據(jù)不均勻系數(shù)由圖求得

第14頁(yè)/共30頁(yè)濾料的更新

全部濾料的更換日本大阪規(guī)定原則上使用15年后全部濾料需作更換札幌市則規(guī)定每10年更新濾料一次橫浜市、京都市規(guī)定每8年更新一次

濾料取出清洗后重新使用；補(bǔ)充部分損耗的濾料

砂的有效粒徑大于0.70mm(原有新砂為0.55mm)

濾層厚度減少100mm以上濾料表面發(fā)生坍陷或裂縫第15頁(yè)/共30頁(yè)造成濾池沖洗不完善的主要原因

沖洗強(qiáng)度過大，造成細(xì)粒濾料流失；配水系統(tǒng)不完善，造成沖洗分布不均勻，或者濾料流入配水系統(tǒng)；沖洗方式與濾料組成和級(jí)配不相適應(yīng)

沖洗強(qiáng)度過小或沖洗歷時(shí)不充分；第16頁(yè)/共30頁(yè)濾池沖洗方法的改進(jìn)

沖洗不良可能引起的現(xiàn)象濾層中結(jié)泥球?yàn)V層表面出現(xiàn)裂痕濾層與壁間產(chǎn)生間隙濾料流失，有效粒徑增大濾層減薄濾料層與支承層界面不平整等現(xiàn)象沖洗不良還可以通過測(cè)定沖洗排出水濁度以及濾層的含泥量加以判斷

日本一般最終的沖洗排出水以2ntu作為目標(biāo)，并希望能降至1ntu以下

第17頁(yè)/共30頁(yè)濾池沖洗方法的改進(jìn)

良好的沖洗效果應(yīng)使沖洗前、后的含泥量有明顯改變，同時(shí)保持沖洗后濾層具有較低的含泥量單層濾料含泥量的測(cè)定，可以取表面15cm深度的濾層進(jìn)行測(cè)定；對(duì)于多層濾料，還應(yīng)分析不同濾料界面的含泥量濾池沖洗效果的分級(jí)

分級(jí)

砂樣含泥量%

濾料狀況

分級(jí)砂樣含泥量%濾料狀況

10.0~0.1

最優(yōu)50.0~0.1

次20.1~0.2

優(yōu)62.5~5.0差30.2~0.5

佳7>5.0

極差40.5~1.0良8第18頁(yè)/共30頁(yè)助濾劑的應(yīng)用

降低濾后水濁度有效防止?jié)岫鹊臎┲齽┛梢圆捎镁酆下然X、硫酸鋁、活化硅酸或者聚丙烯酰胺等另一方面也將使水頭損失增長(zhǎng)加快

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初濾水的排放與控制

降速?zèng)_洗的方法可以降低初濾水的濁度，最后階段以3.8L/s·m2沖洗3.5mm以上是必要的；在沖洗水中投加聚合氯化鋁與不投加聚合氯化鋁相比，雖然初濾水的峰值略有降低，但即使聚合氯化鋁投加量達(dá)5mg/L也不能滿足初濾水濁度降至0.1NTU以下的要求；采用降速?zèng)_洗與恒速?zèng)_洗相比，不僅初濾水濁度可得到控制，沖洗水量也可大幅減少。第20頁(yè)/共30頁(yè)助濾劑的應(yīng)用

日本福增水廠試驗(yàn)結(jié)果：

在過濾前投加高分子助濾劑0.01~0.005mg/L與在混凝過程中投加高分子助凝劑0.2~0.3mg/L相比較，二者可以獲得同樣的過濾效果；高分子絮凝劑同時(shí)作為助凝劑與助濾劑投加時(shí)，濾層水頭損失增長(zhǎng)過快；高分子絮凝劑作為助濾劑，當(dāng)其投加率為0.04~0.02mg/L時(shí)，水頭損失急劇上升；當(dāng)加注率采用0.01~0.005mg/L時(shí)，能獲得理想的效果；用三氯化鐵作助濾劑時(shí)，可以在一定程度上抑制濁度的洩出，但與高分子絮凝劑相比，效果較差。第21頁(yè)/共30頁(yè)濾池沖洗廢水的回用

濾池沖洗廢水一般約占水廠制水量的1.5%～3%。因此，濾池沖洗廢水的回收和利用，對(duì)于水資源的節(jié)約具有重要意義，特別是對(duì)于水資源緊缺以及需長(zhǎng)距離引水的城市，還可能具有經(jīng)濟(jì)意義。對(duì)于需要進(jìn)行排泥水處理的水廠，濾池沖洗廢水的回用還可減輕后續(xù)濃縮工序的負(fù)荷。

第22頁(yè)/共30頁(yè)指標(biāo)原水濾池沖洗廢水范圍平均范圍平均DOC(mg/l)0.7～5.402.40.8～191.08.0TTHM(μg/l)未檢出～21.80.6未檢出～198.055.0HAA6(μg/l)未檢出～21.51.9未檢出～211.046.1Br(mg/l)未檢出～0.680.038未檢出～0.460.033Al(mg/l)未檢出～30.00.72未檢出～145.814.7Fe(mg/l)未檢出～56.61.2未檢出～132.08.7Mn(mg/l)0.01～5.500.110.01～17.901.4Zn(mg/l)未檢出～0.500.03未檢出～1.000.1濾池沖洗廢水與原水水質(zhì)對(duì)比

第23頁(yè)/共30頁(yè)超濾技術(shù)在水廠技術(shù)改造中的應(yīng)用

以超濾工藝代替砂濾工藝使出廠水的濁度有十分保證，同時(shí)有可能將水廠的產(chǎn)水能力提高一倍。超濾工藝確保濾后水濁度小于0.1ntu以浸沒式超濾膜更換石英砂濾料，產(chǎn)水量可提高一倍，并且可大大降低對(duì)待濾水的要求清水池頂部也是挖潛改造，用作壓力式超濾膜車間的空間第24頁(yè)/共30頁(yè)菌落計(jì)數(shù)高，增大了生物風(fēng)險(xiǎn)生物活性炭吸附池生成部分有害化合物20℃的GAC池出水中，細(xì)菌計(jì)數(shù)為0～600CFU·mL-1

。生物活性炭吸附池可以為機(jī)會(huì)致病菌（如銅綠假單細(xì)胞菌屬（稱為機(jī)會(huì)病原體）、桿菌屬等）提供有利的環(huán)境。在低pH值時(shí)，水中的亞硝酸鹽和仲胺可發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而生成N-亞硝胺，而微生物也可生成N-亞硝胺。還可將少害的或無害的化合物轉(zhuǎn)化為其他有害化合物。臭氧—生物活性炭作為最后工藝的缺點(diǎn)第25頁(yè)/共30頁(yè)紅蟲超濾完全解決了“兩蟲”和紅蟲問題甲第鞭毛蟲隱孢子蟲第26頁(yè)/共30頁(yè)超濾完全解決藻類問題第27頁(yè)/共30頁(yè)高密度沉淀池與膜技術(shù)的創(chuàng)新組合取水泵房生物預(yù)處理中置式沉淀池清水池清水泵房