水廠不停水深度處理改造獲獎(jiǎng)科研報(bào)告

水廠不停水深度處理改造獲獎(jiǎng)科研報(bào)告【摘要】隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，城市給水水源污染日趨嚴(yán)重，常規(guī)凈水工藝難以使凈水廠穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。為滿足我國(guó)城市發(fā)展的水資源需求，迫切需要對(duì)凈水廠進(jìn)行深度處理改造。本論文針對(duì)如何在水廠不停水前提下深度改造進(jìn)行研究，分為水廠基本情況調(diào)查及問(wèn)題分析、深度處理工藝選擇及設(shè)計(jì)及施工措施三部分研究。主要通過(guò)分析水源污染現(xiàn)狀，深度處理改造面臨的問(wèn)題，進(jìn)行凈水廠凈水工藝、池形、平面布置、臨時(shí)措施等設(shè)計(jì)工作，最后通過(guò)分期分步改造，實(shí)現(xiàn)水廠不停水深度處理的目的。

【關(guān)鍵詞】?jī)羲畯S;深度處理;凈水工藝;活性炭

由于我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，對(duì)飲用水水質(zhì)要求有了更高的要求，同時(shí)面臨水源污染較重的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題，提高凈水廠出水水質(zhì)是近年來(lái)國(guó)內(nèi)各大現(xiàn)狀水廠的主要任務(wù)之一。受到征地有限和無(wú)法停產(chǎn)改造等限制，大多數(shù)水廠需要邊改造邊生產(chǎn)，且需要利用現(xiàn)有場(chǎng)地條件進(jìn)行深度處理改造工程建設(shè)。主要分為三部分對(duì)不停水深度處理改造進(jìn)行研究：首先，對(duì)水廠現(xiàn)狀進(jìn)行調(diào)查，了解凈水廠原水水質(zhì)，現(xiàn)有工藝以及水廠土地利用情況，對(duì)現(xiàn)有問(wèn)題進(jìn)行分析。其次，通過(guò)對(duì)水廠現(xiàn)狀問(wèn)題分析，綜合考量深度處理改造設(shè)計(jì)，并通過(guò)中試最終確定深度處理工藝。最終，通過(guò)分階段施工、臨時(shí)措施等不斷水施工措施，實(shí)現(xiàn)水廠基本生產(chǎn)不受影響，提高水廠出水水質(zhì)的目的。

1、水廠基本情況調(diào)查及問(wèn)題分析

1.1原水水質(zhì)現(xiàn)狀

根據(jù)《2017中國(guó)生態(tài)環(huán)境狀況公報(bào)》，2017年，地表水水源監(jiān)測(cè)斷面（點(diǎn)位）569個(gè)，有533個(gè)全年均達(dá)標(biāo)，占93.7%，主要超標(biāo)指標(biāo)為硫酸鹽、鐵和總磷;地下水水源監(jiān)測(cè)斷面（點(diǎn)位）329個(gè)，有280個(gè)全年均達(dá)標(biāo)，占85.1%，主要超標(biāo)指標(biāo)為錳、鐵和氨氮。高錳酸鹽指數(shù)、總磷、總氮指標(biāo)超標(biāo)等問(wèn)題均為只有常規(guī)處理工藝的水廠帶來(lái)了嚴(yán)峻的考驗(yàn)。所以，水廠基本情況調(diào)查中需要充分了解原水水質(zhì)情況，分析主要處理目標(biāo)，有針對(duì)性的對(duì)凈水工藝流程進(jìn)行小范圍的改造，對(duì)水廠的水質(zhì)提升，提高其運(yùn)行穩(wěn)定性非常重要。

1.2凈水設(shè)施現(xiàn)狀及土地利用情況

我國(guó)絕大多數(shù)凈水廠采用的是混凝、沉淀、過(guò)濾、消毒為主的常規(guī)凈水工藝，隨著水源污染問(wèn)題的嚴(yán)重以及水質(zhì)要求的提高，部分凈水廠已增設(shè)生物預(yù)處理、臭氧—活性炭等深度處理工藝。由于各地水源條件的差異以及凈水設(shè)施建設(shè)年代的不同，所面臨的問(wèn)題也有所不同，主要共性問(wèn)題為：1）原水水質(zhì)惡化，凈水工藝和運(yùn)行參數(shù)難以滿足出水水質(zhì)的要求;2）設(shè)備老化，效率降低;3）構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)破損。進(jìn)行深度處理改造設(shè)計(jì)時(shí)，要充分了解原有凈水設(shè)施工作狀態(tài)，盡可能利用原有凈水設(shè)施。一般建設(shè)年代較久遠(yuǎn)的凈水廠同時(shí)面臨場(chǎng)地問(wèn)題，在改造過(guò)程中還需要考慮土地利用情況，明確可使用范圍。

1.3問(wèn)題分析

首先，通過(guò)深入調(diào)查原水水質(zhì)，分析污染物的現(xiàn)狀和變化趨勢(shì)，綜合當(dāng)?shù)厮醇吧鐣?huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展情況，明確凈水廠出水的水質(zhì)目標(biāo)。其次，根據(jù)水質(zhì)目標(biāo)以及凈水設(shè)施現(xiàn)狀的調(diào)查情況，評(píng)估現(xiàn)有凈水設(shè)施的凈水能力，初步提出深度處理改造的工藝方案。最后，根據(jù)可利用土地等情況，通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，確定合理的深度處理改造的設(shè)計(jì)方案。

對(duì)水廠基本情況調(diào)查并進(jìn)行問(wèn)題分析，一般水廠主要面臨以下難題：第一，場(chǎng)地限制，由于并未預(yù)留深度處理改造空間，同時(shí)隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，周邊可利用土地有限;第二，水廠改造涉及面廣，城市供水需求不允許水廠全面停水改造;第三，從經(jīng)濟(jì)性考慮，應(yīng)盡量利用原有凈水設(shè)施，深度處理設(shè)施與原有凈水設(shè)施連接問(wèn)題需要綜合慎重考量。

2、深度處理工藝選擇及設(shè)計(jì)

2.1工藝選擇

現(xiàn)今凈水廠比較常用的深度處理工藝主要有投加氧化劑、活性炭吸附、生物預(yù)處理、臭氧-生物炭以及膜處理技術(shù)等。深度處理工藝需要根據(jù)水廠基本情況調(diào)查分析，綜合考慮凈水效率以及經(jīng)濟(jì)性等進(jìn)行初步篩選，然后可通過(guò)中試比較最終確定深度處理工藝。

2.2平面布置

由于深度處理改造可利用空間有限，多數(shù)情況一般只能利用凈水廠內(nèi)的綠化工程占地，因此對(duì)于合理緊湊布置深度處理工藝構(gòu)筑物非常重要。首先，對(duì)于水廠原有構(gòu)筑物銜接要明確清晰，充分規(guī)劃水廠占地范圍內(nèi)可利用空間;其次，考慮原有構(gòu)筑物地下空間的可利用性，可將清水池等末端構(gòu)筑建設(shè)在原有構(gòu)筑物下，以達(dá)到節(jié)省平面占地的目的;最后，要綜合原水廠的功能分區(qū)，減少對(duì)廠區(qū)的影響。

2.3高程布置

深度處理構(gòu)筑物的高程布置應(yīng)根據(jù)水廠原有構(gòu)筑物設(shè)計(jì)標(biāo)高及工藝水頭損失確定，受原有構(gòu)筑物工藝流程及高程布置限制，一般采用設(shè)置中間提升泵房的形式。當(dāng)深度處理構(gòu)筑物能降低設(shè)計(jì)標(biāo)高，可考慮根據(jù)原有構(gòu)筑物設(shè)計(jì)標(biāo)高及其水頭損失以重力流形式布置高程。高程布置最終形式選擇需根據(jù)占地情況，基建費(fèi)用，運(yùn)行能耗等綜合考慮比選確定

2.4施工措施設(shè)計(jì)

一般水廠深度處理改造工程可通過(guò)分階段施工、臨時(shí)措施等不斷水施工措施，實(shí)現(xiàn)水廠基本生產(chǎn)不受影響，提高水廠出水水質(zhì)的目的。

2.4.1分階段施工

由于城市供水的需求，不允許水廠全面停水改造，所以一般深度處理改造均采用分階段建設(shè)。根據(jù)供水需求與原有構(gòu)筑物最大產(chǎn)水量的關(guān)系，合理計(jì)劃施工步驟，在水廠不停水條件下完成深度處理工藝改造。

2.4.2施工措施

為確保在施工期間供水安全，應(yīng)考慮加設(shè)臨時(shí)超越管、臨時(shí)加藥管及臨時(shí)排水管等管道措施，多利用結(jié)合井、特制鋼配件、管道不斷水開(kāi)三通等管道接口措施減少停水時(shí)間，達(dá)到不停水深度處理