水廠不停產深度處理改造研究

王曉晨

近些年，我國對水廠的水質處理重視度越來越高。然而一些水廠由于一些限制因素導致水廠不停產深度處理工程難以正常有序地進行，怎樣采用合理并實用的科學工藝分步實施水質深度處理，儼然成為水廠實施水質處理工作中需深度思考的問題。鑒于此，本文以某市水廠改造工程為例，對水廠不停產深度處理改造進行深入的探究和闡述，僅供參考。

一、某水廠進行深度處理的現狀

某水廠的供水能力為30萬m3/d。原水取自于長江的某一水段，原水的輸送基本都是由水源廠內的取水泵房來完成。

水廠分兩期施工最終建設完成，其中一期和二期工程分別建成于在1994年和1999年。現時期所采用的凈水系統是常規水處理工藝。在2018年時，水廠日供水量最高達到了29.5萬m3/d。

水廠現時期擁有四座規模在7.5萬m3/d的折板絮凝平流沉淀池、二座15萬m3/d的普通快濾池、一座沖洗水塔、四座5000m3清水池、四座沉淀池及與其相配套的設施、一座的30萬m3/d的二級泵房，除此之外，還設有混凝劑間及液氯氯庫、投加間等輔助性建構筑物。

伴隨社會的逐漸發展，對于城市供水的安全性有了更高的要求和標準，基于此，該廠急需實施深度處理改造，以提升安全供水能力，積極努力實現從供合格水向供優質水方向轉變。

二、水廠不停產深度處理改造方案

1.水廠不停產深度處理改造工程凈水工藝的選擇

通過對原水水質的特點與凈水工藝進行深入地分析，水廠增加深度處理措施，其主要目的是提高出廠水的品質，對于控制長江原水可能產生的突發污染、間隙性隱發污染、消毒副產物的生成提供安全防護對策，深度處理工藝的選擇需重點思考這些因素。

考慮該水廠用地緊缺，不具備建設全流程的完整臭氧-活性炭深度處理工藝，本次水廠深度處理工程選擇使用預臭氧+強化常規處理+炭砂復合濾池處理工藝來實施深度處理工程改造。

活性炭可以清除原水中一些有機微污染物，主要包含異臭、色度、腐殖酸、農藥、洗滌劑、烴類有機物。活性炭也可清除掉原水內相應數量的無機物，如：污染物、余氯、氰化物、氨氮、放射性物質及重金屬物等。通過實踐研究能夠看出，臭氧氧化不但可以在氧化過程中清除一些有機物，同時還可以使一些很難被分解的有機物結構產生變化，這對于以后的活性炭吸附池內生物過程更有利。經過之前臭氧處理以后的水飽含溶解氧，在這種情況下，后續活性炭處理便能夠有效借助活性炭所特有的豐富孔隙結構來對有機物和溶解氧實施充分吸附，由此為好氧微生物其在活性炭表面的穩定生長及增殖奠定基礎。生物降解和活性炭物理吸附有效相互結合，不但可以提升活性炭工藝整體處理效果，同時還可延長活性炭使用周期。

臭氧生物活性炭處理工藝是現時期常用的一種工藝，這種工藝技術比較成熟，并且運行也較安全。其不但可以有效清除有機污染及提升出水生化安全性，同時還可在較大程度上提升出水感觀性狀，屬于一種提升水廠出水水質較為高效的深度處理工藝。因考慮本文所提水廠用地不足的現狀問題，該水廠不具備建設全流程的臭氧-活性炭深度處理工藝，為此本文水廠深度處理改造所采用的是預臭氧、強化常規處理、炭砂復合濾池處理工藝相結合形式的深度處理工程改造。

2.炭砂濾池改造工程設計重點注意問題

過濾主要功能是清理水內濁度與細菌。伴隨濁度的減少，水內一些有機物也同樣會隨之降低。所以確保濾后水達到較低指標是濾池運行的重要內容。為了確保濾后水濁度，除強化濾前處理以外，濾層的科學選擇與濾料清潔度是較為重要的內容之一。

基于現時期大多數水源都受到生活污水的污染，水內氨氮含量都超高，因此借助常規濾池內的濾料生物作用來降低氨氮及其他有機物的這種方式受到人們高度重視。所謂強化過濾實際上是利用濾料來清除濁度，同時還可降解有機物、亞硝酸鹽氮、氨氮等物質。

通過中試試驗最終結果可以明確：

（1）預臭氧會對混凝效果產生不同程度的影響，但影響不是很大，可以小程度地使礬耗量有所降低；

圖1 水廠現凈水流程圖

（2）炭砂濾池的出水濁度大約在0.09-0.30NTU之間，整體平均值大約在0.19NT左右；

（3）在運行平穩后，碳砂濾池內水的pH值會穩定在7.3左右 ；

（4）臭氧投入后炭砂濾池會穩定在0.8-0.9mg/L范圍以內；預臭氧-炭砂濾池整個工藝的CODMn總清除率會維持在58%，炭砂濾池內沉淀水清除率將會達到32%左右。

（5）在臭氧情況下，砂濾池TOC值會維持在1.4-1.5mg/L數值之間，炭砂池TOC會保持在1.2-1.3mg/L數值之間；預臭氧-炭砂濾池整體工藝TOC的去除率可保持在37%左右，沉淀水經過炭砂濾池的清除以后清除率達到13%左右。

（6）在加入臭氧以后，炭砂濾池的出水UV254則會穩定在0.03-0.04mg/L之間；在此情況下預臭氧-炭砂池工藝整體UV254清除率將會達到81%，這時沉淀水經炭砂濾池后的清除率達到了44%。

3.工程建設時序及建設時間的控制

由于該廠擔負的供水任務較重，目前已滿負荷運行，因此改造需注意避讓供水高峰期（每年7-9月）；另一方面因一些新建單體所處位置現敷設很多工藝管道，不能隨意搬遷，因此在這種情況下，一定要在保證供水穩定的前提下，分批分組地進行改造。

首先，需對部分改造的工程設施進行另址建設以及廠區廢棄構筑物進行拆除。本工程涉及的內容主要有先期進行次氯酸鈉設備的另址安裝調試，改造加氯系統正常運行后，方可進行原液氯加氯間和氯庫及廢棄構建筑物的拆除。同時還要在不影響水廠正常生產的情況下，新建和改造輔助水廠生產的建構筑物。

其次，雖然進行的是不停產改造，但部分工程設施的改造建設仍需臨時停產，以達到分組改造目的，本工程分為4組，每組7.5萬t/d，進行改造。

（1）分組合理敷設臨時進水旁通管道及切換閥門，當接通后，應將原有進水管道切斷及拆除；（2）進行改組對應的預臭氧接觸池的建設及設備的安裝、調試。（3）排空置少1格的折板絮凝平流沉淀池（需停產至少7.5萬t/d）；在此同時，還需排空一排6格的濾池，并進行改造，同時安裝風機及反沖洗進水總管安裝調節閥門或安裝反沖洗水泵（該項不涉及停產）。炭砂濾池具體改造順序：首先，清空濾料；其次，抬升集水槽，需拆除舊集水槽并開新孔；再次，配氣配水系統改造及反沖洗配水配氣系統改造，最后裝填新濾料。（4）進行該組的整體運行調試。

最后第一組調試運行完成后重復上述步驟進行第二組以及后續改造，并最終進行全廠的自控系統升級。

三、結語

隨著國內水質標準的進一步提高，現有凈水廠的改造工程逐漸增多。往往受到征地條件限制和供水缺口較大等原因，水廠不停產、不征地的改造工程需要引入更多的對工藝選擇、池形選擇、建設步驟、總平面布局等細致思考，才能實現理想的改造目標。本文通過對該工程的論述，提供了一種可行的占地小，不停產的深度處理改造方案，進而通過良好的深度處理，提高工藝處理效果，促進飲用水可以達到更高的衛生環保標準，力求為廣大用戶提供高標準飲用水。