水廠的調試與運行管理

楊建新

(天津市自來水集團有限公司，天津300040)

1 概述

水廠是給水工程的核心部分，是控制水質、凈化水質的主要環節[1]。給水處理的主要任務和目的是通過必要的處理方法去除水中的雜質，以得到價格合理、水質優良和安全的生活用水，并提供符合水質標準要求的工業生產用水[2]。水廠無論是水處理工藝還是污泥處理工藝，都需要滿足環保要求。1990年以前，水廠排泥水處理在國內幾乎是空白，但目前水廠所排出的生產廢水對環境的污染問題越來越引起關注[3]，我國近2800座城市自來水廠將陸續著手建設排泥水處理工程[4]。

水廠凈水工藝的選擇和主要構筑物的選型，應根據原水水質、設計生產能力和處理后水質要求確定。在水廠建成后首先要進行相關的調試，其運行必須結合當地操作管理條件，同時根據國家相關政策制定符合水廠實際情況的制度、規則，保障安全、穩定供水。

2 水廠調試

一般情況下，水廠設備安裝進入尾聲時，就要計劃在各相關條件滿足的情況下進入設備調試階段。設備調試主要分三步：第一步為各單體設備單機調試，包括空載和帶負荷試車；第二步為帶負荷聯動調試，在單項調試驗收正常后開始；第三步為聯動調試通水正常之后的工藝系統性能調試。

2.1 調試前的準備工作

在進入調試階段之前，逐項檢查已完工部分的工程情況，主要包括土建工程檢查、管道井室檢查、設備檢查和電控儀表檢查。

2.2 主要設備的單機調試

2.2.1 送水泵調試

先確保泵和電機在聯軸器處精確對中。泵在啟動前必須很好地放氣并用自來水灌注，泵進口管路中的截止閥必須打開，出水閥為關閉狀態。合閘后，若電機不轉，應迅速、果斷地拉閘，以免燒壞電機。電機啟動后，應注意觀察電機和電流表，若有異常立即停機。

2.2.2 隔膜計量泵

先根據泵的使用環境溫度，向傳動箱體內加入適量的潤滑油至油位線。釋放管路和隔膜油腔的所有背壓以排盡空氣，降低隔膜油腔的泄壓安全閥處的壓力，直到空氣排凈。其次，按額定壓力值的25%、50%、75%和100%逐級升壓，在每一級排出壓力下，運轉時間不應少于15 min。最后，在額定排出壓力下連續運轉1 h。

2.3 聯機調試

通水試車是在整套系統的設備均已完成單機調試且合格的基礎上，按照工藝流程的劃分，從無負荷聯動試運轉過渡到系統通水，以檢驗整個工藝系統是否通暢，實現低負荷下的水質達標送水。

鋪設臨時管，引入調試啟動水源清刷清水池。利用啟動水源將砂濾池逐個反沖洗，直至干凈。配置適宜濃度的混凝劑，對當日原水開展混凝燒杯試驗，提供準確的加藥量數據。

利用次氯酸鈉消毒計量泵對清水池進行消毒，控制有效氯為20 mg/L，浸泡24 h以上。將該清水池內消毒用積水全部排空，等待投入運行使用。

3 水廠運行

水處理工藝流程為進水泵房—機械混合池—水力絮凝池—平流沉淀池—V型濾池—清水池—送水泵房及配電間—出廠管網。污泥處理流程為排水池—排泥池—污泥濃縮池—均衡池—脫水車間，泥餅進行外運處置。

目前水廠對主要的生產指標，包括余氯、濁度、流量、水壓等均實現了在線檢測。加藥系統、消毒系統、沉淀池排泥系統、濾池反沖洗系統、泵房加壓系統等過程均實現了自動控制，降低了勞動強度，保障了出水水質，提升了運行管理水平，工藝流程見圖1。

圖1 水廠處理工藝流程

3.1 水處理工藝單體

3.1.1 取水口與管道

該工程規模為5×104m3/d，從明渠取水，鋪設2根DN800鋼制水源管道，互為備用。

3.1.2 進水泵房

進水泵房設雙吸泵6臺(4用2備)，單臺水泵性能：Q=550 m3/h，H=15 m，N=37 kW。

3.1.3 配水井

進、出水管處設手動提扳閘，以便2個系列水量均勻配置，設置1座配水井，水力停留時間為78 s。

3.1.4 機械混合池

分為2個系列，每個系列分為2座，串聯使用。在第一級投加三氯化鐵，第二級投加聚合氯化鋁，單級混合時間為60 s。

3.1.5 絮凝池

絮凝池建于沉淀池前部，設2座，絮凝時間為21 min，有效水深為5.0 m。

3.1.6 斜管沉淀池

斜管池設4座，單座斜管面積為88 m2，斜管采用塑料片熱壓六邊形蜂窩管。排泥采用中心傳動式刮泥機，刮泥機每日運行2次，當進水濁度較高時，可增加運行次數或連續運行。

3.1.7 砂濾站

濾池采用V型濾池，設計濾速為6.75 m/h，采用氣水聯合反沖洗形式，反沖洗時間約為10 min。濾料采用單層均粒石英砂濾料，需要嚴格按照濾料篩分曲線的要求執行，見圖2。

圖2 濾料篩分曲線

在濾池的進水渠設有氣動閘板閥，在反沖洗進水管、進氣管和濾池排水管上均設有氣動蝶閥，濾池出水管上設有氣動調節閥，在濾池內設有液位計和水頭損失儀。

3.1.8 清水池

新建2座清水池，總容積為6 912 m3，調節能力達到供水規模的13.8%。

3.1.9 送水泵房及變配電間

送水泵房內設5臺水泵，分為2組，其中小泵2臺，1用1備，1臺變頻，單臺水泵性能：Q=570 m3/h，H=40.0 m，η≥80%，N=90 kW。大泵3臺，2用1備，1臺變頻，單臺水泵性能：Q=1 130 m3/h，H=40.0 m，η≥80%，N=185 kW。

根據出水流量和壓力，確定水泵啟動臺數與變頻情況。

3.1.10 加氯加藥間

加藥采用三氯化鐵和聚合氯化鋁聯合投加，其中三氯化鐵原液濃度不低于38%，聚合氯化鋁中Al2O3的有效含量不小于10%。

加氯采用次氯酸鈉，濃度為10%的次氯酸鈉原液儲存在儲存罐內，經計量泵計量和在線稀釋裝置稀釋后送至投加點。

3.2 污泥處理工藝單體

3.2.1 排水池和回流泵房

排水池用于接納濾池反沖洗排水并將上清液回流至混合池內，總容積為330 m3，設1座，分2格。池內設潛水回流泵4臺，2用2備，單泵性能：Q=43 m3/h，H=12 m，N=3.0 kW。在每格各設有1臺泵吸式吸泥機，排泥泵單泵性能：Q=50 m3/h，H=10 m，N=3.0 kW。吸泥車按每天定時開停運行12 h考慮。

3.2.2 排泥池和排泥泵房

排泥池接收沉淀池和排水池的排泥，混合后均勻排至污泥濃縮池，總容積為363 m3。內設潛污泵4臺，2用2備，單泵性能：Q=90 m3/h，H=15 m，N=7.5 kW。為防止調節池內的污泥沉淀，在池內設有N=3 kW潛水攪拌機2臺，每格1臺。

3.2.3 污泥濃縮池

污泥濃縮池型式為輻流式連續濃縮池，設2個，單池直徑為11 m，有效水深為4.5 m，每池設半橋式周邊傳動刮泥機1臺，D=11 m,N=1.5 kW，共2臺。設置螺桿泵3臺，2用1備，變頻控制，單臺性能參數：Q=10～30 m3/h，H=10～12 m，N=7.5 kW。

聚合物采用干粉聚丙烯酰胺(PAM)，投加量為3 kg/t，投加濃度為0.1%。

3.2.4 污泥脫水車間

設置2座污泥均衡池，單池直徑為6 m，有效水深為3.0 m，總容積為169.56 m3。每座均衡池內設2臺潛水攪拌機，D=368 mm，N=1.5 kW。污泥脫水藥劑選用陰離子型聚丙烯酰胺(PAM)，設計投加量為5 kg/tDS，藥劑制備濃度為5‰。選用3臺離心機，脫水后泥餅通過1臺水平式螺旋輸送器和1臺傾斜式螺旋輸送器送至室外罩棚。

4 水廠管理

制定相關的安全制度，保障生產安全，同時加強人員技術培訓(表1)，定期強化理論和操作技能，使每個工段的職工能夠熟練操作和控制各項系統，保證穩定運行，并合理控制成本，節約費用。

表1 水廠培訓內容

5 結語

水廠建成后首先需要進行調試、試車，以檢查整個設備的供貨、安裝質量是否符合原合同有關標準的規定，調試各工序水處理構筑物的運行參數。其次，在日常運行中要熟悉每個工段的運行原理和重點，加強維護，要以先進的自控系統為依托，做好整個廠區的流程管控，保證整個系統的連續穩定。最后還要制定嚴格、詳細的管理制度，加強人員的技術培訓，保障水廠的正常運行，從而保證出廠水的水量、水壓和水質指標滿足要求。