摘要：利津水廠以黃河水為水源，原設(shè)計(jì)規(guī)模為5萬m3/d，采用“脈沖澄清池+普通快濾池”工藝組合。近年來由于原水水質(zhì)惡化、供水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)提高，為了使水廠達(dá)標(biāo)供水，須對利津水廠常規(guī)處理工藝進(jìn)行改造，也為將來深度處理工程打下基礎(chǔ)。本文從工程應(yīng)用角度出發(fā)，詳細(xì)介紹了目前水廠存在的問題，以及改造后“高密度沉淀池+V型濾池”工藝組合的設(shè)計(jì)特點(diǎn)。通過實(shí)際運(yùn)行表明，改造后的工藝處理效果良好，濾后水濁度基本穩(wěn)定在0.25NTU左右。

關(guān)鍵詞：黃河水,供水水質(zhì),高密度沉淀池,V型濾池

一、工程背景

利津水廠地處東營市利津縣城以北約15km處，隸屬勝利石油管理局供水公司管理。該水廠于1992年10月投產(chǎn)，設(shè)計(jì)規(guī)模 5萬m3/d，采用“脈沖澄清池+普通快濾池”的常規(guī)處理工藝，以黃河水為水源。

二、改造前存在的問題

1、改造前的工藝狀況

改造前，利津水廠采用“混凝—沉淀—過濾—消毒”常規(guī)水處理工藝，混凝劑為聚合硫酸鐵；沉淀采用脈沖澄清池；過濾采用普通快濾池；消毒劑為液氯。工藝流程圖如圖1所示。

脈沖澄清池共設(shè)2座，混凝區(qū)上升流速為1.2mm/s，清水區(qū)上升流速為1mm/s，進(jìn)、出水管均采用虹吸管，設(shè)計(jì)濾速為8m/h。加藥系統(tǒng)采用重力投加，未設(shè)助濾劑投加設(shè)施。加氯系統(tǒng)采用濾后加氯采用手動加氯機(jī)人工調(diào)節(jié)加氯量。圖2為脈沖澄清池現(xiàn)場照片。

2、存在的問題

隨著新的《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB5749-2006）的頒布實(shí)施，加強(qiáng)了對水質(zhì)消毒方面有機(jī)物、微生物等水質(zhì)指標(biāo)的要求。嚴(yán)格的水質(zhì)控制標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)一步確保了民眾的飲水安全，也使常規(guī)飲用水處理工藝面臨嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。而利津水廠由于存在以下問題，很難按照新標(biāo)準(zhǔn)達(dá)標(biāo)供水。

(1) 原處理工藝較落后，處理負(fù)荷大，要欲提高出水水質(zhì)只能降低上產(chǎn)負(fù)荷。因此新標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施后，供水水質(zhì)提高，為提高出水水質(zhì)，只能降低負(fù)荷，水廠無法達(dá)到5萬m3/d的設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力。

(2) 勝利油田地處黃河最下游，近年來，其原水水質(zhì)隨著黃河上游污染加劇越來越差，水庫原水TOC、COD等指標(biāo)逐年升高。而利津水廠供水量小、水庫庫容大、原水周轉(zhuǎn)周期長，水庫內(nèi)富營養(yǎng)化嚴(yán)重，原水藻類個(gè)數(shù)更是由投產(chǎn)初期的百萬級上升到億級。

(3) 利津水廠自投產(chǎn)以來未進(jìn)行過大規(guī)模的改造，設(shè)備老化嚴(yán)重，脈沖澄清池的排泥與濾池的反沖洗均為人工操作，自動化程度低，不能對生產(chǎn)過程進(jìn)行連續(xù)監(jiān)控，缺乏預(yù)防和保障措施，難以確保高效優(yōu)質(zhì)穩(wěn)定的生產(chǎn)。

3、結(jié)論

為了使利津水廠達(dá)標(biāo)穩(wěn)定供水，并著眼于將來深度處理工程的實(shí)施，必須對原常規(guī)處理工藝進(jìn)行改造。

三、水廠改造

據(jù)統(tǒng)計(jì)，2007年黃河流域污水排放量為42.86萬m3，主要污染物為氨氮、化學(xué)需氧量和高錳酸鹽指數(shù)等。山東位于黃河的最下游，入境斷面水質(zhì)達(dá)不到水環(huán)境功能區(qū)Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)要求。而現(xiàn)有的“脈沖澄清池+普通快濾池” 工藝已無法滿足當(dāng)前利津水庫高藻、低濁原水的水處理要求，經(jīng)比選論證，利津水廠選用“高密度沉淀池+V型濾池”工藝作為常規(guī)處理改造的主工藝。改造后的工藝流程見圖3。

本次改造工程將廠區(qū)東側(cè)新建高密度沉淀池和V型濾池，原地上構(gòu)筑物脈沖澄清池、普通快濾池予以拆除。

1、高密度沉淀池

高密度沉淀池是將混合、絮凝、沉淀、污泥濃縮過程綜合于一個(gè)構(gòu)筑物中的綜合處理工藝，各部分相互牽制、相互影響。在混合反應(yīng)區(qū)內(nèi)靠攪拌器的的提升作用完成泥渣、藥劑、原水的快速凝聚反應(yīng)，然后經(jīng)葉輪提升至推流反應(yīng)區(qū)進(jìn)行慢速凝聚反應(yīng)，以結(jié)成較大的絮凝體，再進(jìn)入斜管沉淀區(qū)進(jìn)行分離。澄清水通過集水槽收集進(jìn)入后續(xù)處理構(gòu)筑物，沉淀物通過刮泥機(jī)刮到泥斗中，經(jīng)容積式循環(huán)泵提升將部分污泥送至反應(yīng)池進(jìn)水管，剩余污泥排放。

高密度沉淀池主要設(shè)計(jì)參數(shù)：設(shè)計(jì)水量5萬m3/d，設(shè)一座混合池和兩座絮凝池，混合時(shí)間為70s，絮凝時(shí)間6.5min。斜管采用無毒乙丙共聚塑料片熱壓六邊形蜂窩管，管壁厚為0.4mm，邊距為25mm，水平傾角60°，斜管傾斜高度為870mm。各區(qū)高度如下：超高為0.30m，清水區(qū)為1.25m，斜管區(qū)為0.87m，布水區(qū)為1.18m。絮凝反應(yīng)池和沉淀池之間設(shè)置過渡區(qū)，寬度為 2.65m，沉淀池底部設(shè)置DN200 的排泥管，集水槽采用不銹鋼集水槽。高密度沉淀池平面布置圖如圖4所示

2、V型濾池

V型濾池的特點(diǎn)在于保證過濾過程是等水位恒速過濾。濾池的進(jìn)水渠相互連通，出水閥隨水位變化不斷調(diào)節(jié)開啟度，使池內(nèi)水位在整個(gè)過濾周期內(nèi)保持不變。恒速過濾情況下濾層截留雜質(zhì)量與過濾時(shí)間存在線性關(guān)系，通過控制過濾周期可以保證濾后水質(zhì)。

V型濾池南北方向布置，平面尺寸為30.85m×25.9m。雙排布置，每格濾池的有效面積為 2×6.3×2.8=35.28m2。每格濾池安裝18塊933mm×1050mm標(biāo)準(zhǔn)濾板。采用均質(zhì)石英砂單層濾料：有效粒徑為0.9mm，不均勻系數(shù)K10=1.40（D80/D10），厚度為1200mm。承托層采用粒徑為2.0mm的石英砂，厚度為 100mm。進(jìn)、排水閥采用氣動不銹鋼方形閘門，并通過流量調(diào)節(jié)閥調(diào)整濾池的水位基本保持不變，避免濾層出現(xiàn)負(fù)壓，并達(dá)到恒水位過濾的目的。利津水廠V 型濾池設(shè)計(jì)參數(shù)如表1所示，平面布置圖如圖5所示。

四、新老系統(tǒng)出水濁度的對比

利津水廠于2009年7月完成常規(guī)處理工藝改造并投入運(yùn)行，自運(yùn)行以來出水水質(zhì)較原老系統(tǒng)有顯著改善，新老系統(tǒng)不同季節(jié)出水濁度對比結(jié)果見圖6。

從圖6可以看出，2009年7 月新系統(tǒng)運(yùn)行后，經(jīng)過2個(gè)月調(diào)試運(yùn)行，濾后水濁度基本穩(wěn)定在 0.25NTU左右，其出水濁度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于老系統(tǒng)。

五、結(jié)語

本次改造充分挖掘現(xiàn)有工藝的潛力、選準(zhǔn)改造的重點(diǎn)難點(diǎn)、充分考慮用地等限制條件，經(jīng)過比較分析確定采用高密度沉淀池 +V型濾池組合工藝。通過對利津水廠新、老兩個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)的對比可以看出，高密度沉淀池 +V型濾池工藝對藻類、有機(jī)物和濁度的去除能力明顯優(yōu)于水廠原有工藝。

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