临县县城生活用水工程净化工艺比选

高星艳

（临县水利局，山西 临县 033200）

2009年临县县城人口5.68万人，年用水量207万m3，日用水0.57万m3。2012年，临县县城人口达到11.5万人，年需水量420万m3，日需水1.15万m3。当时供水工程的日供水能力为0.9万m3，日缺水0.25万m3。2015年县城人口达到14.85万人，日需水量2万m3，缺水情况更加严重，住房位置高的居民和高楼上的居民，常常没水吃。有的人为了等水，彻夜等候。预计2020年县城人口将达到16.47万人，日需水量可达到2.8万m3。

1 基本情况

1.1 饮水工程情况

在地下水和泉水资源开发殆尽的情况下，县政府决定从临县最大的水库——阳坡水库引水。阳坡水库设计总库容1 794万m3，1974年—2004年多年平均径流量1 790万m3，50%年份入库径流量1 575万m3；95%年份入库径流量778万m3，水源充足。

2014年—2016年，实施了县城引水一期工程。从阳坡水库出水口引到太平村，长23.948 km，采用玻璃钢管引水，直径0.6 m，单管设计流量0.5 m3/s，年可引水475～950万m3。管线建筑物206件，包括排气阀井37件，检查井4件，流量计1件，退水阀井3件，分水阀井3件，调压室3件，进水池1件，镇墩154件，穿河穿路11处。工程等别Ⅳ等，主要建筑物级别Ⅳ级，概算总投资3 600万元。

2016年实施了县城引水二期工程。从太平村接起，到榆林水厂，全长9.723 km，采用球墨铸铁管管道，有压重力流输水，管径0.6 m，管线建筑物有控制阀井2件，流量计井2件，调压阀井一件，排气阀井14件，排水阀井5件，交叉建筑物4件，镇墩20件，概算总投资3 472.8万元。设计引水流量0.22 m3/s，日引水1.9万m3，加上原有引水能力0.9万m3，日引水达到2.8万m3，可满足县城2020年的生活用水。

2017年实施了三期工程——自来水厂工程。在原供水厂基础上扩建，建设内容有进水格栅渠、絮凝反应池、Ⅴ型滤池、滤池操作室、紫外消毒渠、加氯加药间、污泥储池、污泥浓缩池、污泥脱水间等，概算总投资2 127.07万元。

1.2 净化工艺流程

因库区上游有村庄，新引库水的水质较差，需净化后再利用。经国家城市供水水质监测网太原监测站2013年4月出具的水质检测报告，99项检测项目中，除肉眼可见物、浑浊度外，其余97项均符合《生活饮用水卫生标准》（GB 5749-2006）。因此，净化工艺的关键是，对水中的浑浊度和肉眼可见物进行针对性处理。

确定采用的引水工艺流程：水源、絮凝反应沉淀池、滤池、消毒后清水池、配水管网。

2 絮凝与沉淀池工艺选择

2.1 混合絮凝方式的选择

混合是将药剂充分、均匀地扩散于水体的工艺过程，不同混合方式的主要优缺点：

往复式隔板絮凝池。优点是絮凝效果较好，构造简单，施工方便。缺点是絮凝时间长，水头损失大，转折处絮粒易破碎，出水水量不易分配均匀。

回转式隔板絮凝池。优点是絮凝效果较好，水头损失较小，构造简单，管理方便。缺点是出水水量不易分配均匀。

折板絮凝池。优点是絮凝时间短，絮凝效果好。缺点是构造较复杂，水量变化影响絮凝效果。

网格絮凝池。优点是絮凝时间短，絮凝效果好，构造简单。缺点是水量变化影响絮凝效果。

机械絮凝池。优点是絮凝效果好，水头损失小，可适应水质、水量的变化。缺点是需机械设备和经常维修。

根据以上几种形式对比，结合本工程水源充足，水量变化不会很大的实际，最后选择用网格絮凝池。

2.2 沉淀池工艺的选择

平流沉淀池。优点是造价低，操作管理方便，施工简单，对原水浊度适应性强，潜力大，处理效果稳定，带有机械排泥设备时，排泥效果好。缺点是占地面积大，采用机械排泥设备时，需维护机械排泥设备（大中型净水厂）；不采用机械排泥设备时，排泥较困难。

斜管沉淀池。优点是沉淀效率高，占地少。缺点是耗用材料多，老化后更换费用高；对原水浊度适应性较平流池差；不采用机械排泥设备时，排泥较困难；采用机械排泥设备时，维护管理较平流池困难。可用于各种规模水厂，宜用于老池的改建、扩建和挖潜，适用于需保温的低温地区，单池处理水量不宜过大。

由于本工程场地不宽裕，故选用斜管沉淀池。

3 滤池与消毒工艺比选

3.1 滤池工艺选择

单层滤料普通快滤池。优点是运行管理可靠，有成熟的运行经验，池深较浅，节省动力。缺点是阀件较多，一般为大阻力冲洗，需设冲洗设备。各种水厂均可适用，单池面积不大于100 m2。

双层滤料普通快滤池。优点是滤速较高，含污能力较大（约为单层滤料的1.5～2倍），无烟煤做滤料，易取得。缺点是滤料粒径选择较严格，冲洗操作要求高，常因煤粒不符合规格，发生跑煤现象，煤砂之间易积泥。各种水厂均可适用，单池面积不大于100 m2，用于改造单层滤料旧厂以提高出水量。

接触双层滤料滤池。优点是可一次性净化原水，处理构筑物少，占地少，基建投资低。缺点是加药管理复杂，工作周期短，滤料粒径选择较严格，冲洗操作要求高，常因煤粒不符合规格，发生跑煤现象，煤砂之间易积泥。一般用于每天5 000 m3以下小水厂。

虹吸滤池。优点是可节省阀井，不需冲洗水泵或水箱，易实现自动化控制。缺点是需要抽真空的设备，池深大，结构复杂。用于中型水厂，一般采用小阻力排水，每格池面积不宜大于25 m2。

重力式无阀滤池。优点是一般不设闸阀，管理维护简单，能自动冲洗。缺点是清砂不便。用于中小型水厂，单池面积不宜大于25 m2。

压力式无阀滤池。优点是可一次净化，单独成一小水厂，可省去二级泵站，可作小型、分散、临时性供水。缺点是清砂不便，加药管理复杂，工作周期短，滤料粒径选择较严格，冲洗操作要求高，常因煤粒不符合规格，发生跑煤现象，煤砂之间易积泥。适用于小型水厂，单池面积不宜大于5 m2。

压力滤池。优点是滤池可预制，移动方便，可用于临时性供水，用作接触过滤时，可省去二级泵站。缺点是耗用钢材，清砂不够方便，用作接触过滤时，加药管理复杂，工作周期短，滤料粒径选择较严格，冲洗操作要求高，常因煤粒不符合规格，发生跑煤现象，煤砂之间易积泥。用于小型水厂及工业给水，可与除盐、软化交换床串联使用。

泵吸式移动冲洗罩滤池。优点是一般不设闸阀，易自动化控制连续过滤，构造简单，占地省，池深浅，减速过滤。缺点是管理维修要求高，施工精度要求高，设备复杂，反洗罩易坏。适用于中、小型水厂，单池面积不宜大于3～4 m2。

虹吸式移动冲洗罩滤池。优点是不设闸阀，不需冲洗水泵或水箱，易实现自动化控制连续过滤，构造简单，占地省，池深浅。缺点是管理维修要求高，施工精度要求高，设备复杂，反洗罩易坏。适用于大中型水厂，单池面积不宜大于10 m2。

Ⅴ型滤池。优点是均粒滤料，含污能力高，气水反洗，表面冲洗结合，反洗效果好，单池面积大。缺点是池体结构复杂，滤料贵，需增加反洗供气系统，造价高。各型水厂均可适用。

经过对比分析，因工程是全县最大的供水工程，涉及近20万人的用水安全，应采用安全可靠的Ⅴ型滤池。

3.2 消毒剂的选择

氯、漂白粉。消毒灭菌优良，灭病毒优良，灭活性微生物效果居现用消毒剂中的第三位，消毒效果随PH值增大而下降，PH等于7左右加氯最好。可保持较长时间的余氯量，可生成副产品，产生氯化和氧化中间产物。国内应用广泛，接触时间30 min。极大多数水厂用氯消毒，漂白粉用于小水厂。

次氯酸钠。消毒灭菌优良，灭病毒优良，灭活性微生物效果居现用消毒剂中的第四位，消毒效果随PH值增大而下降，PH=7左右加氯最好。可保持较长时间的余氯量，不大可能生成副产品，产生氯化和氧化中间产物，国内应用较少。接触时间2 h。用于中小规模水厂。

二氧化氯。消毒灭菌优良，灭病毒优良，灭活性微生物效果居现用消毒剂中的第二位，PH值对消毒效果影响较小，PH大于7时较有效。比氯有更长的剩余消毒时间，不大可能生成副产品，产生中间产物，国内应用较少。接触时间30 min。用于中小规模水厂。

臭氧。消毒灭菌优良，灭病毒优良，灭活性微生物效果居现用消毒剂中的第一位，PH值对消毒效果影响较小，无需补加氯。不可能生成副产品，产生中间产物，国内应用较少。接触时间数秒至10 min。制水成本高，无持续消毒作用，在进入管网水中还应加少量氯消毒。

紫外线辐射。消毒灭菌良好，灭病毒良好，对PH值变化不敏感，无需补加氯。不可能生成副产品，产生什么中间产物尚不明确。管网中无持续消毒作用，用于工矿企业等集中用户水处理。

本工程消毒以紫外线消毒为主，为了保持管网中有持续消毒杀菌作用，需要添加次氯酸钠。次氯酸钠用电解食盐水产生，安全可靠，管理运行简单。

4 结语

本工程是全县最大的饮水工程，事关20万人民群众的饮水安全。通过比较选择，净化工艺最后采用网格絮凝池絮凝、斜管沉淀池沉淀、Ⅴ型滤池过滤、紫外线消毒的净化工艺。