給水廠升級改造中的技術研究

馮榮芬

摘要：隨著我國地表水源受污染程度的加劇，傳統的混凝—沉淀—過濾—消毒水處理工藝已經無法滿足日益嚴格的飲用水水質標準要求，急需改進、開發新型水處理技術。文章介紹了水廠升級改造的背景，總結了水處理工藝各單元改造的技術重點。

關鍵詞：飲用水處理 水廠改造 節能降耗

引言

隨著經濟發展、社會進步，我國地表水源受污染加劇，再加上飲用水標準的日趨嚴格，早期的給水廠顯現出眾多缺點：設施老化、產水量受限、設計建造不夠合理等，急需對給水廠進行全面改造或局部改進，以適應社會發展的需要。

一、混合技術的改造

凈水工藝中重要的環節之一是混合工藝，混合的效果對后續絮凝、沉淀工藝產生直接影響。早期建設的水廠多采用跌水混合，有的缺少混合設施，對混合技術的設計缺乏重視。近年來水廠加大了混合技術的研究，較多使用管式靜態混合器，其他還有水力隔板混合、機械混合、氣動攪拌混合等形式。其中的水力混合對水量變化的適應性差，機械混合會增加動能消耗，同時還增加了設備維修。綜上所述，合理的設計水力池混合參數、選用高效的攪拌機械或靜態混合器是混合技術改造的要點。

二、絮凝技術的改造

隨著絮凝理論的研究深入及其評價指標的完善，絮凝池結構由簡單不斷向復雜發展，池型結構不斷發展變化[1]。折板、波紋板、網格/柵條、小孔眼格網、機械攪拌等絮凝池是當前水廠應用較為普遍的池型。除池型改造外，對絮凝池的技術改造應主要集中在以下兩點：（1）強化混凝，通過篩選混凝劑種類、優化混凝劑投加量、調節控制混凝反應條件及 pH 條件來增強水中有機物的去除效果；（2）創造適宜的水力條件，水力條件影響混凝劑在水中的擴散，混凝劑加入原水中后將進行混合與擴散及混凝劑水解，水解產物與膠體顆粒作用使其脫穩而從水中去除。適宜的水力條件是混凝劑得以充分發揮效力的前提，因此盡量使絮凝各段過程的GT值接近最佳值。

三、沉淀池的改造

平流沉淀池是我國大中型水廠普遍采用的池型，在改造沉淀池時，應根據原水特點，充分考慮工藝，例如，利用淺池理論可將沉淀池改造成斜管或斜板沉淀池；控制沉淀流速，改善集水條件；改善吸泥設備，提高效率，減少能耗等。于是近年來豎流沉淀池、斜管/斜板沉淀池和氣浮池等逐漸興起。除此之外，一些水廠在還引進了國外新工藝： 如 Densadeg沉淀池，Densadeg沉淀池工藝占地省、運行穩定，在土地有限的背景下非常適用于老水廠工藝改造[2]。

四、濾池的改造

我國水廠濾池多采用快濾池和普通快濾池，由于閥門數量偏多，操作復雜，雙閥濾池、虹吸濾池和無閥濾池出現，在無閥濾池的基礎上開發出了移動罩沖洗濾池、 V 型濾池、翻板濾池等。這些新型濾池不僅效果好，造價也比較低，因此應用越來越來廣泛。濾池的改造應注意以下要點：（1） 池型，老濾池可改為經濟、高效的 V 型濾池，并對其濾料進行合理的選擇；（2） 沖洗方式，將單純的水沖洗改為氣水聯合反沖，并對沖洗強度進行優化選擇；（3）出水設施，適當增加出水堰的高度，減少反沖過程帶來的濾料流失；（4）助濾劑，對原水水質差、過濾效果低的濾池應考慮增加一定的助濾劑，以提高過濾效果[3]。

五、消毒技術的改造

氯消毒是我國水廠廣泛采用的消毒技術，但自從發現氯消毒會產生有毒有害污染物后，我國就致力于研究開發新型消毒技術，如二氧化氯消毒、O3消毒、紫外線消毒、二氧化氯—氯聯合消毒[4]等。但由于上述技術費用高、難度大，出于經濟和技術方面的原因，現今水廠仍以液氯消毒為主，只有部分水廠采用二氧化氯、氯氨消毒，少量水廠采用O3消毒。消毒工藝的改進應結合實際情況，對難以改變的氯消毒工藝，應調整加氯點，最大程度的減少消毒副產物的產生，對合適改造的消毒工藝改造成二氧化氯消毒工藝，或者進行二氧化氯—氯聯合消毒工藝。另外，消毒劑投加時應采用高效、安全、穩定、自動化高的設備。

六、深度處理技術

常規工藝對有機物、藻類去除率低，對污染水源的處理必須依靠深度處理工藝，深度處理工藝主要包括活性炭吸附、臭氧—活性炭、深度氧化技術、膜分離技術等。深度處理如何與水廠現有工藝相結合，如何充分利用已有處理單元，合理的進行升級改造是值得思考和探索的現實問題。左金龍[5]等通過試驗發現采用活性炭過濾工藝或炭砂濾池對污染較輕原水有良好的效果，污染嚴重的應采用臭氧—活性炭工藝，必要時增加預處理技術。膜技術可以有效地去除原水中的大分子、膠體、蛋白質、微粒等，即使不增設消毒步驟，對細菌、病毒仍可保持較高的去除率，應用膜技術既可以減少消毒劑的使用量，減少制水成本，又可以減少液氯消毒產生的有毒有害物質[6]。也就是說，膜技術具有較高的生物安全性和化學安全性 [7]。由于膜技術具有操作壓力低、產水量大、出水水質優、占地省、操作方便等優點，被稱之為第三代飲用水處理技術，逐漸成為水處理工作者關注的焦點 [8]。

七、結語

給水廠升級改造以提高技術和設施水平為目標，以滿足經濟發展、社會進步需要為宗旨，以節能降耗為要求，在保障水質、水量合格的前提下實現技術與管理的有機結合，使水廠升級改造項目高質高效的完成。

參考文獻

[1]汪義強，陳超. 水力絮凝池發展與展望[J]. 凈水技術，2005，24（ 1） ： 36～39.

[2]旭寧，孫學東. 平流沉淀池運行中存在的問題及改造措[J].中國給水排水，2006，22（10）： 27～30.

[3]劉文林，謝幼惠. V 型濾池初濾水排除的簡便措施[J]. 給水排水，2008，2： 7～9.

[4]黃文濤，樊金紅，馬魯銘. 二氧化氯—氯聯合用于飲用水消毒的研究進展[J].環境科學與管理，2010，35（ 4） ： 72～74.

[5]左金龍，崔福義等. 國內外臭氧活性炭工藝在飲用水處理中的應用實例[J].中國給水排水，2006，22（ 10） ： 68～72.

[6]黃 英，王 利.水處理中膜分離技術的應用[J].工業水處理，2005，25（4）：8～11.