水厂不停产深度处理改造研究

王晓晨

近些年，我国对水厂的水质处理重视度越来越高。然而一些水厂由于一些限制因素导致水厂不停产深度处理工程难以正常有序地进行，怎样采用合理并实用的科学工艺分步实施水质深度处理，俨然成为水厂实施水质处理工作中需深度思考的问题。鉴于此，本文以某市水厂改造工程为例，对水厂不停产深度处理改造进行深入的探究和阐述，仅供参考。

一、某水厂进行深度处理的现状

某水厂的供水能力为30万m3/d。原水取自于长江的某一水段，原水的输送基本都是由水源厂内的取水泵房来完成。

水厂分两期施工最终建设完成，其中一期和二期工程分别建成于在1994年和1999年。现时期所采用的净水系统是常规水处理工艺。在2018年时，水厂日供水量最高达到了29.5万m3/d。

水厂现时期拥有四座规模在7.5万m3/d的折板絮凝平流沉淀池、二座15万m3/d的普通快滤池、一座冲洗水塔、四座5000m3清水池、四座沉淀池及与其相配套的设施、一座的30万m3/d的二级泵房，除此之外，还设有混凝剂间及液氯氯库、投加间等辅助性建构筑物。

伴随社会的逐渐发展，对于城市供水的安全性有了更高的要求和标准，基于此，该厂急需实施深度处理改造，以提升安全供水能力，积极努力实现从供合格水向供优质水方向转变。

二、水厂不停产深度处理改造方案

1.水厂不停产深度处理改造工程净水工艺的选择

通过对原水水质的特点与净水工艺进行深入地分析，水厂增加深度处理措施，其主要目的是提高出厂水的品质，对于控制长江原水可能产生的突发污染、间隙性隐发污染、消毒副产物的生成提供安全防护对策，深度处理工艺的选择需重点思考这些因素。

考虑该水厂用地紧缺，不具备建设全流程的完整臭氧-活性炭深度处理工艺，本次水厂深度处理工程选择使用预臭氧+强化常规处理+炭砂复合滤池处理工艺来实施深度处理工程改造。

活性炭可以清除原水中一些有机微污染物，主要包含异臭、色度、腐殖酸、农药、洗涤剂、烃类有机物。活性炭也可清除掉原水内相应数量的无机物，如：污染物、余氯、氰化物、氨氮、放射性物质及重金属物等。通过实践研究能够看出，臭氧氧化不但可以在氧化过程中清除一些有机物，同时还可以使一些很难被分解的有机物结构产生变化，这对于以后的活性炭吸附池内生物过程更有利。经过之前臭氧处理以后的水饱含溶解氧，在这种情况下，后续活性炭处理便能够有效借助活性炭所特有的丰富孔隙结构来对有机物和溶解氧实施充分吸附，由此为好氧微生物其在活性炭表面的稳定生长及增殖奠定基础。生物降解和活性炭物理吸附有效相互结合，不但可以提升活性炭工艺整体处理效果，同时还可延长活性炭使用周期。

臭氧生物活性炭处理工艺是现时期常用的一种工艺，这种工艺技术比较成熟，并且运行也较安全。其不但可以有效清除有机污染及提升出水生化安全性，同时还可在较大程度上提升出水感观性状，属于一种提升水厂出水水质较为高效的深度处理工艺。因考虑本文所提水厂用地不足的现状问题，该水厂不具备建设全流程的臭氧-活性炭深度处理工艺，为此本文水厂深度处理改造所采用的是预臭氧、强化常规处理、炭砂复合滤池处理工艺相结合形式的深度处理工程改造。

2.炭砂滤池改造工程设计重点注意问题

过滤主要功能是清理水内浊度与细菌。伴随浊度的减少，水内一些有机物也同样会随之降低。所以确保滤后水达到较低指标是滤池运行的重要内容。为了确保滤后水浊度，除强化滤前处理以外，滤层的科学选择与滤料清洁度是较为重要的内容之一。

基于现时期大多数水源都受到生活污水的污染，水内氨氮含量都超高，因此借助常规滤池内的滤料生物作用来降低氨氮及其他有机物的这种方式受到人们高度重视。所谓强化过滤实际上是利用滤料来清除浊度，同时还可降解有机物、亚硝酸盐氮、氨氮等物质。

通过中试试验最终结果可以明确：

（1）预臭氧会对混凝效果产生不同程度的影响，但影响不是很大，可以小程度地使矾耗量有所降低；

图1 水厂现净水流程图

（2）炭砂滤池的出水浊度大约在0.09-0.30NTU之间，整体平均值大约在0.19NT左右；

（3）在运行平稳后，碳砂滤池内水的pH值会稳定在7.3左右 ；

（4）臭氧投入后炭砂滤池会稳定在0.8-0.9mg/L范围以内；预臭氧-炭砂滤池整个工艺的CODMn总清除率会维持在58%，炭砂滤池内沉淀水清除率将会达到32%左右。

（5）在臭氧情况下，砂滤池TOC值会维持在1.4-1.5mg/L数值之间，炭砂池TOC会保持在1.2-1.3mg/L数值之间；预臭氧-炭砂滤池整体工艺TOC的去除率可保持在37%左右，沉淀水经过炭砂滤池的清除以后清除率达到13%左右。

（6）在加入臭氧以后，炭砂滤池的出水UV254则会稳定在0.03-0.04mg/L之间；在此情况下预臭氧-炭砂池工艺整体UV254清除率将会达到81%，这时沉淀水经炭砂滤池后的清除率达到了44%。

3.工程建设时序及建设时间的控制

由于该厂担负的供水任务较重，目前已满负荷运行，因此改造需注意避让供水高峰期（每年7-9月）；另一方面因一些新建单体所处位置现敷设很多工艺管道，不能随意搬迁，因此在这种情况下，一定要在保证供水稳定的前提下，分批分组地进行改造。

首先，需对部分改造的工程设施进行另址建设以及厂区废弃构筑物进行拆除。本工程涉及的内容主要有先期进行次氯酸钠设备的另址安装调试，改造加氯系统正常运行后，方可进行原液氯加氯间和氯库及废弃构建筑物的拆除。同时还要在不影响水厂正常生产的情况下，新建和改造辅助水厂生产的建构筑物。

其次，虽然进行的是不停产改造，但部分工程设施的改造建设仍需临时停产，以达到分组改造目的，本工程分为4组，每组7.5万t/d，进行改造。

（1）分组合理敷设临时进水旁通管道及切换阀门，当接通后，应将原有进水管道切断及拆除；（2）进行改组对应的预臭氧接触池的建设及设备的安装、调试。（3）排空置少1格的折板絮凝平流沉淀池（需停产至少7.5万t/d）；在此同时，还需排空一排6格的滤池，并进行改造，同时安装风机及反冲洗进水总管安装调节阀门或安装反冲洗水泵（该项不涉及停产）。炭砂滤池具体改造顺序：首先，清空滤料；其次，抬升集水槽，需拆除旧集水槽并开新孔；再次，配气配水系统改造及反冲洗配水配气系统改造，最后装填新滤料。（4）进行该组的整体运行调试。

最后第一组调试运行完成后重复上述步骤进行第二组以及后续改造，并最终进行全厂的自控系统升级。

三、结语

随着国内水质标准的进一步提高，现有净水厂的改造工程逐渐增多。往往受到征地条件限制和供水缺口较大等原因，水厂不停产、不征地的改造工程需要引入更多的对工艺选择、池形选择、建设步骤、总平面布局等细致思考，才能实现理想的改造目标。本文通过对该工程的论述，提供了一种可行的占地小，不停产的深度处理改造方案，进而通过良好的深度处理，提高工艺处理效果，促进饮用水可以达到更高的卫生环保标准，力求为广大用户提供高标准饮用水。