小型水廠超負(fù)荷供水工藝改造實(shí)踐

岑啟航

(佛山水業(yè)三水供水有限公司，廣東佛山 528100)

1 基本情況

逕口水廠于2002年建成投產(chǎn)，設(shè)計(jì)規(guī)模為3 600 m3/d。水源水經(jīng)過(guò)網(wǎng)格反應(yīng)池、斜管沉淀池、均質(zhì)濾料濾池、二氧化氯消毒后，輸送到山頂水池自壓供水。隨著片區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，供水量從1 000 m3/d增至5 300 m3/d，用水量以10%的增長(zhǎng)率逐年上升。

2 存在問(wèn)題和分析

隨著片區(qū)用水量的快速增長(zhǎng)，該廠主要存在以下問(wèn)題。

(1)出廠水水質(zhì)不穩(wěn)定，出水濁度高、氯酸鹽超標(biāo)和管網(wǎng)黃水現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。

(2)供水缺口增大，預(yù)測(cè)下一年度最高日供水量達(dá)7 200 m3/d，供水需求已超出設(shè)計(jì)制水能力。

(3)根據(jù)當(dāng)?shù)毓┧?guī)劃，逕口水廠計(jì)劃于近年關(guān)停，不進(jìn)行投資擴(kuò)建的條件。

在不具備投資擴(kuò)建的條件下，需要同時(shí)滿(mǎn)足當(dāng)?shù)匕l(fā)展供水需求，兼顧降低經(jīng)營(yíng)成本、提高投資效益，必須通過(guò)水廠挖潛技改增加制水能力作為應(yīng)急過(guò)渡期的手段。

3 技術(shù)改造目標(biāo)和措施

3.1 改造目的

(1)出廠水質(zhì)達(dá)到《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB 5749—2006)要求。

(2)制水能力達(dá)到7 200 m3/d，滿(mǎn)足預(yù)期供水需求。

(3)改造費(fèi)用預(yù)算盡量少，預(yù)算不超過(guò)15萬(wàn)元。

(4)改造過(guò)程不影響正常生產(chǎn)，不停產(chǎn)改造。

3.2 技術(shù)改造措施

3.2.1 前移投礬點(diǎn)，增加石灰投加點(diǎn)，增強(qiáng)混凝效果

改造前原水管未設(shè)置管道混合器，凈水劑僅通過(guò)簡(jiǎn)單的管內(nèi)混合后輸送到反應(yīng)池，影響混凝效果。經(jīng)生產(chǎn)研究，將投礬點(diǎn)設(shè)置在進(jìn)水閥門(mén)之前，利用閥門(mén)改變過(guò)水流態(tài)，將更有利于凈水劑與原水的混合反應(yīng)。因原水pH值=6.5～7.0，在投礬點(diǎn)前增設(shè)投加石灰點(diǎn)，改善原水pH，能增強(qiáng)絮凝效果，降低待濾水濁度。

3.2.2 更換二氧化氯發(fā)生器為次氯酸鈉投加設(shè)備

改造前應(yīng)用的二氧化氯發(fā)生器是復(fù)合制備形式，存在原料反應(yīng)不完全、二氧化氯純度不足、氯酸鹽副產(chǎn)物超標(biāo)等問(wèn)題。改造后采用商品次氯酸鈉投加設(shè)備替代，投加設(shè)備一用一備，包括隔膜投加泵、儲(chǔ)存罐、流量計(jì)等，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)和遠(yuǎn)程控制兩種模式。次氯酸鈉消毒是成熟而穩(wěn)定的消毒方式，可有效控制消毒效果，且建造成本低，操作方便，出廠水余氯穩(wěn)定。

3.2.3 凈水構(gòu)筑物筑高，加強(qiáng)反應(yīng)效果

實(shí)施反應(yīng)池和濾池池面筑高，如圖1所示，延長(zhǎng)停留時(shí)間，保障反應(yīng)沉淀效果。

圖1 池面高程示意圖Fig.1 Longitudinal Section and Elevation of Tanks

(1)反應(yīng)池：通過(guò)計(jì)算反應(yīng)池水頭損失，驗(yàn)證水位上升來(lái)驗(yàn)證反應(yīng)池的有效水深，當(dāng)流量增加到300 m3/h時(shí)，反應(yīng)池的總水頭損失增加0.42 m，即需要在原有構(gòu)筑物的基礎(chǔ)上增加0.42 m以上的高度，并滿(mǎn)足處理要求。為確保反應(yīng)效果，反應(yīng)池池面需筑高0.5 m。在上水口位置因其水流速度較快，水損較大，需增加0.3 m高度，保障上水口不外溢水。

(2)沉淀池：在不擴(kuò)大斜管平面積的情況下，池面筑高對(duì)其處理能力無(wú)明顯提高。因集水槽過(guò)水面積有限，為防止池面溢水，仍需對(duì)斜管沉淀池筑高0.2 m，如圖2所示。

圖2 池面高程完工圖Fig.2 Finished Construction Photo of the Tanks

(3)濾池：濾池池面筑高0.3 m，與沉淀池水位保持一致，濾池運(yùn)行時(shí)間亦可相應(yīng)延長(zhǎng)，防止池面溢水。當(dāng)水量達(dá)300 m3/h時(shí)，濾池池面筑高0.3 m，濾沙面水深可達(dá)1.85 m。

3.2.4 增大濾池出水口，提高濾速。

由于濾池出水管道為2條DN150管道轉(zhuǎn)1條DN300管出水，按管道流速為1.2 m/s計(jì)算，2條DN150出水管道最大流量為3 662 m3/d，DN300最大流量為7 325 m3/d，因2條DN150出水管制約了濾池的出水能力，需增大濾池出水管徑，提高出水濾速。

考慮現(xiàn)場(chǎng)施工條件且為了不影響正常生產(chǎn)，每組濾池單獨(dú)施工。在保留現(xiàn)有濾池出水管道的同時(shí)，從每組濾池的人孔處每套濾池出水增加1條DN200管道，并配置相應(yīng)的電動(dòng)閥門(mén)和配件。

3.2.5 更換濾料，增厚濾砂層，強(qiáng)化過(guò)濾

過(guò)濾水量增大，濾速加快，對(duì)濾池濾層截污能力要求大幅提高，原濾砂尺寸選取0.8～1.2 mm單層濾砂，容易出現(xiàn)穿透現(xiàn)象，出水濁度升高。

更換0.6～1.0 mm規(guī)格濾料，厚度由1.2 m增加到1.4 m，K80≤1.20，保障過(guò)濾質(zhì)量。

更換濾料過(guò)程中，檢查濾板和池壁使用情況，有條件可浸泡清洗。濾頭因長(zhǎng)期使用會(huì)有大量褐色物質(zhì)滋生堵塞，需成批更換，保障日后布水布?xì)饩鶆颉?/p>

4 改造效果

4.1 保障出廠水質(zhì)

由表1可知，改造后，出廠水濁度有明顯的改善，且pH值調(diào)節(jié)為7.0以上，有效減少了管網(wǎng)黃水的出現(xiàn)，出廠水質(zhì)達(dá)到《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB 5749—2006)要求。

表1 改造前后出廠水水質(zhì)對(duì)比Tab.1 Comparison of Finished Water Quality before and after Reconstruction

4.2 增加制水能力

通過(guò)挖潛改造，逕口水廠常規(guī)凈水工藝的供水能力可達(dá)300 m3/h，實(shí)際運(yùn)行供水量最高日達(dá)6 700 m3/d，如圖3所示，超設(shè)計(jì)負(fù)荷86%，出廠穩(wěn)定。

圖3 改造前后最高日供水量對(duì)比Fig.3 Comparison of Water Supply Capacity(Max) before and after Reconstruction

4.3 投入費(fèi)用

實(shí)際投入費(fèi)用與預(yù)算相符，在控制投資的前提下，總體建設(shè)周期2個(gè)月，并在改造過(guò)程中不影響正常生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)了水廠的超負(fù)荷挖潛改造(表2)。

表2 投入費(fèi)用Fig.2 Cost of Reconstruction

5 小結(jié)

從經(jīng)營(yíng)成本、投資效益、建設(shè)周期的角度，通過(guò)非常規(guī)手段對(duì)小型水廠挖潛改造，增加制水流程的超負(fù)荷運(yùn)行能力是可行的，但改造后仍然存在一定的弊端，應(yīng)根據(jù)用水需求盡快采取水廠擴(kuò)建或管網(wǎng)配套等措施保障安全優(yōu)質(zhì)供水。