水廠不停水深度處理改造研究

文/徐月 中國建筑東北設(shè)計研究院有限公司 遼寧沈陽 110003

由于我國社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，對飲用水水質(zhì)要求有了更高的要求，同時面臨水源污染較重的現(xiàn)實問題，提高凈水廠出水水質(zhì)是近年來國內(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)有場地條件進行深度處理改造工程建設(shè)。主要分為三部分對不停水深度處理改造進行研究：首先，對水廠現(xiàn)狀進行調(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，對現(xiàn)有問題進行分析。其次，通過對水廠現(xiàn)狀問題分析，綜合考量深度處理改造設(shè)計，并通過中試最終確定深度處理工藝。最終，通過分階段施工、臨時措施等不斷水施工措施，實現(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)查及問題分析

1.1 原水水質(zhì)現(xiàn)狀

根據(jù)《2017中國生態(tài)環(huán)境狀況公報》，2017年，地表水水源監(jiān)測斷面（點位）569個，有533個全年均達標，占93.7%，主要超標指標為硫酸鹽、鐵和總磷；地下水水源監(jiān)測斷面（點位）329個，有280個全年均達標，占85.1%，主要超標指標為錳、鐵和氨氮。高錳酸鹽指數(shù)、總磷、總氮指標超標等問題均為只有常規(guī)處理工藝的水廠帶來了嚴峻的考驗。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，有針對性的對凈水工藝流程進行小范圍的改造，對水廠的水質(zhì)提升，提高其運行穩(wěn)定性非常重要。

1.2 凈水設(shè)施現(xiàn)狀及土地利用情況

我國絕大多數(shù)凈水廠采用的是混凝、沉淀、過濾、消毒為主的常規(guī)凈水工藝，隨著水源污染問題的嚴重以及水質(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，所面臨的問題也有所不同，主要共性問題為：1）原水水質(zhì)惡化，凈水工藝和運行參數(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。進行深度處理改造設(shè)計時，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)年代較久遠的凈水廠同時面臨場地問題，在改造過程中還需要考慮土地利用情況，明確可使用范圍。

1.3 問題分析

首先，通過深入調(diào)查原水水質(zhì)，分析污染物的現(xiàn)狀和變化趨勢，綜合當?shù)厮醇吧鐣?jīng)濟發(fā)展情況，明確凈水廠出水的水質(zhì)目標。其次，根據(jù)水質(zhì)目標以及凈水設(shè)施現(xiàn)狀的調(diào)查情況，評估現(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，通過技術(shù)經(jīng)濟比較，確定合理的深度處理改造的設(shè)計方案。

對水廠基本情況調(diào)查并進行問題分析，一般水廠主要面臨以下難題：第一， 場地限制，由于并未預(yù)留深度處理改造空間，同時隨著經(jīng)濟發(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)施連接問題需要綜合慎重考量。

2、深度處理工藝選擇及設(shè)計

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)濟性等進行初步篩選，然后可通過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，因此對于合理緊湊布置深度處理工藝構(gòu)筑物非常重要。首先，對于水廠原有構(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)計標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。當深度處理構(gòu)筑物能降低設(shè)計標高，可考慮根據(jù)原有構(gòu)筑物設(shè)計標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，基建費用，運行能耗等綜合考慮比選確定

2.4 施工措施設(shè)計

一般水廠深度處理改造工程可通過分階段施工、臨時措施等不斷水施工措施，實現(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)臨時超越管、臨時加藥管及臨時排水管等管道措施，多利用結(jié)合井、特制鋼配件、管道不斷水開三通等管道接口措施減少停水時間，達到不停水深度處理改造的目的。

結(jié)語：

綜上所述，通過分析水源污染現(xiàn)狀，深度處理改造面臨的問題，然后進行凈水廠凈水工藝、池形、平面布置及施工措施等設(shè)計工作，水廠基本生產(chǎn)不受影響前提下完成深度處理改造，實現(xiàn)提高水廠出水水質(zhì)的目的。