水库微污染水常规处理工艺的升级与优化.docx

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1、深圳市微污染水库水常规处理工艺的改造和深化伴随都市日勺不停发展和国民经济的飞速增长，对供水的需求量也愈来愈大，1994年全市自来水生产能力为243.7万吨/日，年用水量5.23亿吨，到1999年生产能力达363.7万吨/日，年用水量8.66亿吨。深圳虽属南方多雨地区，但因地理和地形条件、气候和气象特性等原因，仍届严重缺水都市，人均水资源占有量640吨。约为全国人均占有量日勺1/4,特区建立以来曾多次出现严重缺水日勺状况。深圳市都市供水水源重要来自三个方面：一是当地水资源，依赖年际降雨经水库调蓄作为供水水源，部分地区运用当地河流在汛期丰水时抽升河水进入水库补充水源。此类水资源年供应量约3.21亿

2、m二是境外引水，即由对港供水系统取水，对港供水是由东江取水，经八级提高途径83km明渠输水至深圳境内日勺深圳水库调蓄，然后供应香港，深圳市则由深圳水库取水，年可供水量为5.23亿m:第三个水源是正在建设中的深圳市东部引水工程，该水源是由位于惠阳境内的东江河道取水，经二级抽升由近50km管道和隧洞输水至深圳市，再经48km的管道和隧洞分别转输给全市各镇域和各水厂供水。一期建设年供水量3.5亿m地下水资源贫乏，部分村镇和地方小企业用作补充水源，年可供量约Q65亿In工目前当东部引水工程尚未投入使用时，全市重要水源仍以对港供水日勺东江水源和当地的水库水源为主。由于社会经济的飞速发展，人口的增长，都市

3、建设日勺不停拓展，加之环境保护工作和污染治理方面日勺滞后，上述水源都不一样程度地受到污染，原水水质日趋恶化,尤以对港供水的输水明渠，受污染更为明显，据检测进入九十年代中期，全市重要供水的调蓄水库包括对深港供水的深圳水库，水中总氮、总磷、氨氮、亚硝酸盐氮、高镒酸指数、生化需氧量、石油类、挥发酚等的浓度均有不一样程度的超标，水库水有生物臭，锌含量常常超标，藻的含量由80年代的每升几十万个增高到日勺每升几千万个，水库已经富营养化。在出厂已检测的35项水质指标中，水中的臭、味、有机物偏高。氨、氮、亚硝酸盐时有超标，AnIeS致突变呈阳性，具有生物不稳定性。目前深圳市自来水厂均采用常规处理工艺，即原水经

4、予加C1?和PAC后，经混合，絮凝（大部分为网格、折板、孔口等反应）沉淀（以斜管和平流沉淀为主），石英砂过滤（一般滤地、气水反冲滤地为主）加C12消毒后出厂，该处理工艺重要是清除水中的悬浮物，细菌等有机和无机物，对水中溶解状态的有机物以及致突变前体物并不具有较高的清除率，尤其是有机污染物，氨氯、臭味等清除率较低，这样使得处理工艺中耗药量增长，AnIeS试验成果不佳，尤其是藻类含量高时，首先易导致滤池堵塞，过滤周期缩短，冲洗水量增长，另首先藻体及其代谢物。腐植酸、富里酸，是水处理氧化过程产生致突变物的前体物，将导致水的AmeS试验阳性强度增强，影响人体健康。鉴于水库水源水质日勺不停恶化，饮用水水

5、质原则日勺不停提高，人们对水质日勺规定也逐年增强，显然，一般常规处理工艺在处理受污染水库水的局限性所带来日勺影响，迫使人们不得不寻求怎样提高或改善或强化常规处理工艺，以适应人们日益提高对供水水质的规定。1998年我院受深圳市水务局的委托，会同深圳市自来水企业、清华大学和同济大学等单位，对“深圳市微污染水库水处理工艺集成技术研究”进行为期一年半的中型规模试验工作，并获得一定成果，列为国家“九五”重点科技攻关计划。试验研究的重要内容是研究水源水净化单元技术一一生物予处理、常规处理、活性炭过滤、消毒及其组合工艺，不一样的生物予处理单元技术对水源水中有机物、氨氮、藻类等清除效果，按88项水质指标，考察

6、组合工艺，实现工艺的优化组合。试验工艺流程分为八个：常规处理工艺（流程1）NaOH磁铝区氯II原水一混合、紫凝、沉淀、砂滤池一出水生物预处理+常规处理工艺（流程口）NaOH碱铝后氯原水一生物预处理一七合、素凝、沉淀、砂港池,出水生物预处理+常规+GAC深度处理工艺（流程In）NaOH城铝，原水一生物预处理-混合、紫凝、沉淀、砂池一GACiTfe常炭+GAC深度处理工艺（Sffi1V）后X田7NaOH碱铝后氯II，原水一混合、絮糠、沉淀、砂港池一GAC港池一出水预臭班+常规处理工艺（流程V）莫疑NaOH碱铝后氯，S原水一臭到接触池一混合、絮凝、沉淀一砂泥池一出水常规+O,-BAC深度处理工艺（流

7、程V1）NaOH碱铝臭氧iII原水一混合、絮凝、沉淀、砂渔池一其翅接触范BAC滤池后氯出水生物预处理+常规+。3一BAC深度处理工艺（流程Vn）NaOH碱铝臭氧，I原水一生物段处理一混合、絮凝、沉淀、砂沙池一具气接解池后氯一出水一BAC滤油、强化常规工艺（流程V1D）NaOH喊铝后氯i原水-混合、架凝、沉淀、砂池池一出水前氯选择性投加高锚酸钾、粉末活性炭流程Iin的生物预处理由三种池形的生物预处理后续有关时水处理工艺单元，流程V1D强化常规处理工艺重要采用在混合池前选择性投加KMno八PAC（粉末活性炭）以及减少水力负荷等强化措施。中试水处理工艺流程按功能划分为三部分:第一部分：预处理部分，分

8、生物预处理、臭氧预处理。生物预处理有四种池形，预臭氧由臭氧接触池、臭氧发生器等构成。第二部分：常规处理工艺，由混合、孔室反应、斜管沉淀池和石英砂滤池构成。第三部分：深度处理工艺，该部分由二座并联运行时填装不一样型号粒状活性炭的IGAC滤池（O3-BAC滤池）构成。生物预处理工艺设计：生物预处理池分四种：生物接触氧化池I型、生物接触氧化池II型、生物陶粒滤池（简称I）,生物接触氧化池IV型，各池的重要设计参数详见附表。生物预处理池重要设计参数序号池型项目I型II型In型IV型1设计处理水量（m3h）5.03.03.00.982水力负荷（m3m3h）1.01.01.03空床滤速（mh）3.964气

9、水比1:11:11:11:15平面尺寸(m)2-0.800.83-0.480.480.870.872-0.40.46总高度(m)4.85.754.404.197水深(m)4.555.404.103.708填料YDT弹性波纹立体填料YDT弹性波纹立体填料陶粒网状立体填料9填料高度及根数4.0m56根5.Om,30根2.Om2.95m10中心导流筒(mm)10011曝气方式KBB-215微孔曝气器共2个，后改为4个KBB-150DN15穿孔管曝气孔径4,后改为2DN15穿孔管曝气，气孔1DN15穿孔管曝气,孔径中212曝气器位置距水面4.35m距水面4.4m,置于中心导游筒内距水面3.65m,位于

10、承托层中间距水面3.5m13反冲洗方式距填料底部IOcm设DN15穿孔管，气冲DN25反冲洗穿孔管于填料下部气水反冲洗，长柄滤头布水布气14排泥方式DN80穿孔管排泥，孔径25DN50穿孔管排泥,孔径中10斗底排泥本试验重要是针对深圳市现行使用的几种大中型水库存水为原水，这些水库存均不一样程度地呈微污染状态，重要是氨氮、亚硝酸盐较高，溶解氧低，并均存在锌、藻、生物臭等污染，按GB3838-88地面水环境质量原则评价，水源水为IIIIV类水体，个别项目超过IV类原则。水库存呈富营养状态。通过多种工艺流程的研究，我们得到的结论意见是：四种生物预处理池在设计负荷条件下，对各重要污染物和清除效果均很好

11、，其综合效果是：氨氮74.391.1%（原水浓度不小于O.5mg1）44.959.3%（原水浓度不不小于0.5mg1）藻类72.390.1%T0N42.753.8%浊度41.857.8%四种生物预处理效果均很好，可以满足工艺规定的清除率，技术上是可行日勺，一定条件下均是合用时。选择受污染水源水处理工艺时应首先明确水源污染的性质，处理的重要水责问题，经技术和经济两个方面比较后确定。对重要是水中有异味，并且一年中发生时间较短(季节性)的水源宜投加粉末活性炭的措施，提高对臭阈值，色度以及有机物的清除效果，改善出厂水水质。一般含藻量高、氨氮、亚硝酸盐、镒、臭阈值以及有机物浓度较高日勺水源，宜采用生物预

12、处理十常规处理工艺流程，为深入提高出厂水水质，可后接GAC深度处理，全面提高饮用水水质，减少AmeS致突变活性。当原水水质中藻类含量不太高，经济条件许可时，可采用常规处理+(VBAC深度处理工艺，但臭氧投加宜采用两点投加，以保证常规处理工艺的正常运行。试验成果表明各试验工艺流程的出水水质达标率均满足供水规划中一类水司的水质达标率，考虑AnIeS致突变试验成果，生物预处理+常规+(h+BAC深度处理工艺出水水质最佳，生物预处理+常规+GAC深度处理工艺与常规+(VBAC深度处理工艺的J出水水质差异不大。从投资和经营成本估算成果看，生物预处理十常规处理最具竞争力，条件合适时首先采用。与常规处理工艺

13、比较，其工程投资和经营成本分别增长10.2%和5%,生物预处理+常规+GAC深度处理工艺的工程投资和经营成本分别增长25.7%和8.2%；常规+03BAC深度处理工艺则分别增长25.2%和16.7%o根据获得的试验成果和对H前深圳市既有水厂处理工艺存在时问题，结合源水水质的现实状况和此后变化的推测，深圳市水务局和自来水集团企业会同我院对既有几座重要净水厂的常规处理工艺进行改造和完善，以适应日益提高的对供水水质合格率指标的规定，同步也适应日趋恶化日勺原水水质。简介二个实例：东湖水厂：该厂始建于1981年，经三次扩建和改造，既有生产规模30.0万kd,水源取自对港供水系统的深圳水库，厂内设有新老二

14、个系统，老系统规模6.0万m/d,净水工艺采用隔板回流反应,斜管沉淀池和移动罩滤池进入清水池，再经加氯消毒后出厂，新系统规模24.0万淀/d,采用微絮凝直接过滤，投药均采用碱式氯化铝，并辅助投加少许石灰。近几年由于深圳水库原水水质不停恶化，有机污染和藻类不停增长，(氨氮0.192.32mg1以上，藻类高达7.6XI(T),微絮凝直接过滤无法适应，滤池堵塞，过滤周期缩短，高藻期间每24小时要冲洗4一6次。出厂水水质无法保证，超标现象时有发生。针对原水水质的变化和水厂既有工艺条件及厂内用地状况，我们进行了多方案组合工艺流程的比选。此时，对港供水系统为提高对香港供水水质的规定，已确定在深圳水库源水入

15、口处增建生物接触硝化工程，即生物预处理池，规模为400万d,为国内第一，该工程的修建，在一定程度上改善了原水水质，为此东湖水厂改造方案中取消了生物预处理工艺，而选择了预03方案。菰石灰加混凝剂加笈七嫉酸的污泥棒收4回收水池-I采用预。3方案目的在于以。3的强氧化作用、降解原水中口勺藻和氨氮量，它可以使水体中的大分子有机物氧化成小分子有机物，通过氧化作用，使水体中的部分溶解性有机碳(DOC)转化成可生化性的溶解性有机碳，增强了有机物的!可生物降解性，从而有助于提高常规处理工艺的)净化效率。同步克服了以往预加氯产生的致突变物导致的优患。另一方面我们对常规处理进行完善和强化，在净水工艺中增长予O3的同步，增建网格反应，絮