凈水廠深度處理工藝選擇和比較

楊 波

（重慶建工市政交通工程有限責任公司，重慶 400020）

2012年7月1日起全面實施《生活飲用水衛(wèi)生標準》（GB5749-2006），新標準對水質做出了嚴格要求。隨著水源地水質惡化及新標準的實施，水廠運行工藝出水水質不符合新標準要求，所以對水廠進行改造。

1 深度處理工藝方案選擇

目前，深度處理工藝常用的技術是臭氧、活性炭和膜處理工藝。臭氧、活性炭技術已在市政供水工程中得到較多應用，并且對改善飲用水水質起到較好的作用。膜處理技術由于工藝日漸成熟，價格逐年降低，近年來在飲用水處理中得到一定應用，尤其是超濾膜，與傳統(tǒng)工藝比較，具有出水濁度低、微生物安全性高、消毒副產物含量低等優(yōu)勢。結合凈水廠深度處理工藝，提出幾個有效的選擇方案。1）強化預臭氧結合混凝沉淀（澄清）、炭砂濾池和超濾膜工藝；2）預臭氧結合混凝沉淀（澄清）工藝、砂濾池、后臭氧活性炭工藝。

2 深度處理工藝研究

2.1 深度處理工藝目標

原水有機物污染較嚴重，無機離子濃度高，常規(guī)處理無法去除過多有機物質，更無法去除無機離子。因此，深度處理工藝的選擇應針對有機物的去除和無機離子濃度的降低。

2.2 工藝簡述

近年來深度處理工藝主要分為反滲透膜處理技術、臭氧—活性炭技術及紫外高級氧化技術。各技術簡介如下：1）反滲透技術主要去除水中無機離子，對濁度、細菌和藻類也有去除能力，多用于處理工業(yè)用水、苦咸水和淡化海水等。近年來反滲透技術投資運行成本逐步降低，在生活飲用水深度處理中有較多工程案例。2）臭氧—生物活性炭技術是集臭氧化學氧化、活性炭吸附和生物氧化降解3種作用的技術，可在常規(guī)處理后進一步去除水中有機污染物、氯消毒副產物的前體物及氨氮，保證出水化學和生物穩(wěn)定性，但該技術無法去除無機鹽。因此結合地區(qū)實際情況，考慮海淡水勾兌。3）紫外高級氧化是通過形成羥基自由基以摧毀原水中的不易降解物質，目標污染物包括引發(fā)嗅味的MIB、Geosmin、內分泌干擾素、農藥與藥物殘留等物質。該技術亦無法去除無機鹽，因此也考慮海淡水勾兌。

2.3 配水井及預臭氧接觸池

水廠進水新建配水池及預臭氧接觸池，考慮到本凈水工藝現(xiàn)有流程及場地情況，未設置后臭氧措施，為使膜處理前的混凝沉淀和炭砂濾池有效去除藻類、有機物和色度等物質，保護后繼的膜組件正常工作，強化預臭氧以增加臭氧投加量和延長接觸時間。與方案三預臭氧相比，臭氧最大投加量從1.0mg／L提高到1.5mg／L；接觸時間從3min延長到5min。

2.4 改建炭砂生物濾，采用氣水反沖的下向流沖洗模式

通過分析此方案應用的炭砂濾池對水資源提出的除濁度與有機物功能的雙要求，考慮到對水質濁度去除效率和配料要求，將炭砂濾池的單格過濾面積設置為68.9，一共有24格，每個過濾速度為8m／h，炭床停留時間設置為9.75min。另外，將炭床厚度設置為1.3m，采用規(guī)格為0.6～2.5mm的活性炭，選取過濾材料更為細致的砂濾料（為0.5mm，≤1.6）。

2.5 虹吸濾池改造

在不改變?yōu)V池過濾面積前提下，將虹吸濾池改造為氣水反沖洗虹吸濾池。濾池主要包括配水系統(tǒng)、反沖洗系統(tǒng)、自動控制系統(tǒng)及各系統(tǒng)配套的土建結構改造。

濾池設計規(guī)模為4.2萬m3／d，自用水量5%，設計濾速為6.4m／h，強制濾速為6.8m／h。濾池采用氣水反沖洗方式，濾池氣沖洗強度為13～17L／（s·m2），單格沖洗時間為2～1min；氣水同時反沖洗強度分別為：氣強度13～17L／（s·m2）、水強度3～4L／（s·m2），時間為4～3min；后水沖洗強度為4～8L／（s·m2），沖洗時間為8-～5min。反沖洗廢水排入新建排水池。將濾磚配水改為濾頭、濾板小阻力配水系統(tǒng)；將水力抽氣改造為真空抽氣［3]，采用PLC自動控制系統(tǒng)及一套空氣壓縮機等真空設備；改造排水槽，將原來的混凝土排水槽拆除，安裝不銹鋼材質排水槽，重新設計濾料頂面與濾池洗砂排水槽的高差，抬高槽底標高，槽高減至620mm；利用現(xiàn)狀的水沖洗系統(tǒng)進行水反沖洗；更換進出水虹吸管；增加鼓風機等氣洗系統(tǒng)，反沖洗供水管道擬采用原管道系統(tǒng)，新增供氣管道。每個濾池增設液位計及壓差變送器各1臺。

3 方案的比較和選擇

通過工藝方案比較，以及國內其他相關研究結果，得出膜工藝對濁度去除具有較好的保證率；在去除水體中的細菌、病毒、致病微生物及藻類等方面具有一定的技術優(yōu)勢，出廠水的微生物安全性高，但對有機物、嗅味等指標的去除能力有限，單獨以超濾膜作為深度處理工藝無法解決原水的水質問題，應用中必須與活性炭聯(lián)用，才能滿足出水水質要求。對于水廠已實施的臭氧活性炭工藝與炭砂濾池+膜工藝相比，出水水質雖然基本滿足水質目標要求，但可靠性不高，有一定應用風險。

4 結語

綜上所述，膜工藝技術對去除水質濁度有著非常高的保證率，且在去除水體病毒、微生物和細菌等方面有著一定優(yōu)勢，但同時對去除嗅味、有機物指標的能力相對有效。