给水厂升级改造中的技术研究

冯荣芬

摘要：随着我国地表水源受污染程度的加剧，传统的混凝—沉淀—过滤—消毒水处理工艺已经无法满足日益严格的饮用水水质标准要求，急需改进、开发新型水处理技术。文章介绍了水厂升级改造的背景，总结了水处理工艺各单元改造的技术重点。

关键词：饮用水处理 水厂改造 节能降耗

引言

随着经济发展、社会进步，我国地表水源受污染加剧，再加上饮用水标准的日趋严格，早期的给水厂显现出众多缺点：设施老化、产水量受限、设计建造不够合理等，急需对给水厂进行全面改造或局部改进，以适应社会发展的需要。

一、混合技术的改造

净水工艺中重要的环节之一是混合工艺，混合的效果对后续絮凝、沉淀工艺产生直接影响。早期建设的水厂多采用跌水混合，有的缺少混合设施，对混合技术的设计缺乏重视。近年来水厂加大了混合技术的研究，较多使用管式静态混合器，其他还有水力隔板混合、机械混合、气动搅拌混合等形式。其中的水力混合对水量变化的适应性差，机械混合会增加动能消耗，同时还增加了设备维修。综上所述，合理的设计水力池混合参数、选用高效的搅拌机械或静态混合器是混合技术改造的要点。

二、絮凝技术的改造

随着絮凝理论的研究深入及其评价指标的完善，絮凝池结构由简单不断向复杂发展，池型结构不断发展变化[1]。折板、波纹板、网格/栅条、小孔眼格网、机械搅拌等絮凝池是当前水厂应用较为普遍的池型。除池型改造外，对絮凝池的技术改造应主要集中在以下两点：（1）强化混凝，通过筛选混凝剂种类、优化混凝剂投加量、调节控制混凝反应条件及 pH 条件来增强水中有机物的去除效果；（2）创造适宜的水力条件，水力条件影响混凝剂在水中的扩散，混凝剂加入原水中后将进行混合与扩散及混凝剂水解，水解产物与胶体颗粒作用使其脱稳而从水中去除。适宜的水力条件是混凝剂得以充分发挥效力的前提，因此尽量使絮凝各段过程的GT值接近最佳值。

三、沉淀池的改造

平流沉淀池是我国大中型水厂普遍采用的池型，在改造沉淀池时，应根据原水特点，充分考虑工艺，例如，利用浅池理论可将沉淀池改造成斜管或斜板沉淀池；控制沉淀流速，改善集水条件；改善吸泥设备，提高效率，减少能耗等。于是近年来竖流沉淀池、斜管/斜板沉淀池和气浮池等逐渐兴起。除此之外，一些水厂在还引进了国外新工艺： 如 Densadeg沉淀池，Densadeg沉淀池工艺占地省、运行稳定，在土地有限的背景下非常适用于老水厂工艺改造[2]。

四、滤池的改造

我国水厂滤池多采用快滤池和普通快滤池，由于阀门数量偏多，操作复杂，双阀滤池、虹吸滤池和无阀滤池出现，在无阀滤池的基础上开发出了移动罩冲洗滤池、 V 型滤池、翻板滤池等。这些新型滤池不仅效果好，造价也比较低，因此应用越来越来广泛。滤池的改造应注意以下要点：（1） 池型，老滤池可改为经济、高效的 V 型滤池，并对其滤料进行合理的选择；（2） 冲洗方式，将单纯的水冲洗改为气水联合反冲，并对冲洗强度进行优化选择；（3）出水设施，适当增加出水堰的高度，减少反冲过程带来的滤料流失；（4）助滤剂，对原水水质差、过滤效果低的滤池应考虑增加一定的助滤剂，以提高过滤效果[3]。

五、消毒技术的改造

氯消毒是我国水厂广泛采用的消毒技术，但自从发现氯消毒会产生有毒有害污染物后，我国就致力于研究开发新型消毒技术，如二氧化氯消毒、O3消毒、紫外线消毒、二氧化氯—氯联合消毒[4]等。但由于上述技术费用高、难度大，出于经济和技术方面的原因，现今水厂仍以液氯消毒为主，只有部分水厂采用二氧化氯、氯氨消毒，少量水厂采用O3消毒。消毒工艺的改进应结合实际情况，对难以改变的氯消毒工艺，应调整加氯点，最大程度的减少消毒副产物的产生，对合适改造的消毒工艺改造成二氧化氯消毒工艺，或者进行二氧化氯—氯联合消毒工艺。另外，消毒剂投加时应采用高效、安全、稳定、自动化高的设备。

六、深度处理技术

常规工艺对有机物、藻类去除率低，对污染水源的处理必须依靠深度处理工艺，深度处理工艺主要包括活性炭吸附、臭氧—活性炭、深度氧化技术、膜分离技术等。深度处理如何与水厂现有工艺相结合，如何充分利用已有处理单元，合理的进行升级改造是值得思考和探索的现实问题。左金龙[5]等通过试验发现采用活性炭过滤工艺或炭砂滤池对污染较轻原水有良好的效果，污染严重的应采用臭氧—活性炭工艺，必要时增加预处理技术。膜技术可以有效地去除原水中的大分子、胶体、蛋白质、微粒等，即使不增设消毒步骤，对细菌、病毒仍可保持较高的去除率，应用膜技术既可以减少消毒剂的使用量，减少制水成本，又可以减少液氯消毒产生的有毒有害物質[6]。也就是说，膜技术具有较高的生物安全性和化学安全性 [7]。由于膜技术具有操作压力低、产水量大、出水水质优、占地省、操作方便等优点，被称之为第三代饮用水处理技术，逐渐成为水处理工作者关注的焦点 [8]。

七、结语

给水厂升级改造以提高技术和设施水平为目标，以满足经济发展、社会进步需要为宗旨，以节能降耗为要求，在保障水质、水量合格的前提下实现技术与管理的有机结合，使水厂升级改造项目高质高效的完成。

参考文献

[1]汪义强，陈超. 水力絮凝池发展与展望[J]. 净水技术，2005，24（ 1） ： 36～39.

[2]旭宁，孙学东. 平流沉淀池运行中存在的问题及改造措[J].中国给水排水，2006，22（10）： 27～30.

[3]刘文林，谢幼惠. V 型滤池初滤水排除的简便措施[J]. 给水排水，2008，2： 7～9.

[4]黄文涛，樊金红，马鲁铭. 二氧化氯—氯联合用于饮用水消毒的研究进展[J].环境科学与管理，2010，35（ 4） ： 72～74.

[5]左金龙，崔福义等. 国内外臭氧活性炭工艺在饮用水处理中的应用实例[J].中国给水排水，2006，22（ 10） ： 68～72.

[6]黄 英，王 利.水处理中膜分离技术的应用[J].工业水处理，2005，25（4）：8～11.