給水排水 |三個案例告訴你怎么做季節性突變水源深度處理工藝改造
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2017-11-19
一、水(shui)質特征
1. 東江流域的水源水質特征
東(dong)(dong)(dong)江是珠江水系(xi)干流(liu)之一，長度562公里。發源于(yu)江西省(sheng)南(nan)部的(de)尋烏(wu)縣(xian)(xian)(xian)，向西南(nan)流(liu)經廣東(dong)(dong)(dong)省(sheng)龍川縣(xian)(xian)(xian)、東(dong)(dong)(dong)源縣(xian)(xian)(xian)、紫金縣(xian)(xian)(xian)、惠陽區(qu)、博羅(luo)縣(xian)(xian)(xian)至(zhi)東(dong)(dong)(dong)莞(guan)市石龍鎮進入珠江三角洲(zhou)，于(yu)增城區(qu)禺東(dong)(dong)(dong)聯圍(wei)東(dong)(dong)(dong)南(nan)匯入獅子洋(yang)。
東(dong)江(jiang)(jiang)是(shi)廣東(dong)省的(de)主要水(shui)源地之一，除(chu)了沿線的(de)縣(xian)市，東(dong)江(jiang)(jiang)是(shi)香港、廣州、深圳、東(dong)莞等特大城市的(de)主要供水(shui)水(shui)源
取水方式：
東莞、廣州等沿線城市：從東江直接取水
深圳、香港等境外城(cheng)市：通過(guo)引水工程遠距(ju)離調(diao)水到水庫
水質(zhi)問題：
東江：干(gan)流水(shui)(shui)(shui)質(zhi)(zhi)(zhi)尚可，83.1%河段(duan)達到Ⅰ-Ⅲ類地(di)表水(shui)(shui)(shui)標(biao)準，符(fu)合水(shui)(shui)(shui)源水(shui)(shui)(shui)要求，，16.9%河段(duan)屬(shu)于(yu)Ⅳ-劣Ⅴ類。上游和中游水(shui)(shui)(shui)質(zhi)(zhi)(zhi)較好，下游及(ji)界(jie)河段(duan)水(shui)(shui)(shui)質(zhi)(zhi)(zhi)差，主要污染物(wu)為氨氮、高錳酸鹽指數、消毒副產(chan)物(wu)前體物(wu)，季(ji)節性特征明顯，雨(yu)季(ji)排(pai)澇期間(jian)水(shui)(shui)(shui)質(zhi)(zhi)(zhi)惡化
水(shui)庫(ku)(ku)：主要水(shui)源(yuan)水(shui)庫(ku)(ku)水(shui)質總體優(you)由于Ⅲ類地表(biao)水(shui)表(biao)標準，但普遍存在富(fu)營(ying)養化現象(xiang)。季(ji)節(jie)性特征明顯(xian)，主要污染(ran)物為(wei)藻類、臭味、鐵、錳、消毒副產物前體物等
深度處理的(de)技(ji)術需求：
剛性需求：氨氮和有機物等污染物水平較高，常規工藝處理后不能達(da)到飲用水水質標(biao)準(zhun)要求，存在(zai)水質標(biao)超(chao)的現象
改善型需求：原(yuan)水水質總體(ti)較好，但明顯的季節性特點，采用常規(gui)凈(jing)水工藝(yi)時，存(cun)在飲(yin)用水水質超標的風險
二、深度處(chu)理改造工藝選擇
深(shen)度處理技術：
深度處(chu)(chu)理(li)就是針對飲用水中(zhong)常規(gui)處(chu)(chu)理(li)工藝(yi)不能有(you)效(xiao)去除(chu)或在常規(gui)處(chu)(chu)理(li)工藝(yi)中(zhong)產(chan)生的溶解性(xing)有(you)機(ji)物開展去除(chu)的飲用水除(chu)污(wu)染(ran)新技術或新工藝(yi)。
三、應(ying)用案例
案例1 深圳梅林水廠深度處理改造工程（60萬噸/天）
水質特征：
以深圳水庫為(wei)水源，水質總體能達到《GB3838-2002》Ⅲ類(lei)水的要求
氨氮濃度一般低于(yu)(yu)0.2mg/L，CODMn濃度低于(yu)(yu)3mg/L,但總(zong)氮常高于(yu)(yu)2mg/L，總(zong)磷高于(yu)(yu)0.025mg/L,呈中等富營(ying)養化狀態
夏、秋兩季藻類高(gao)發，2-MIB和(he)土臭素含(han)量較高(gao)，偶發嗅味投訴
雨季面源污(wu)染(ran)合并藻類爆(bao)發，消(xiao)毒副(fu)產物前體物較高(gao)，存在(zai)超標(biao)風(feng)險
現有構(gou)筑物(wu)：
機械混合池(chi)、折板反應池(chi)、平流沉淀池(chi)、V型(xing)濾池(chi)、清水池(chi)
預留用地：
在現有常規工(gong)藝基礎(chu)上，預留了(le)實施(shi)深度處理(li)工(gong)藝的充足用(yong)地
工程投資及運行成本(ben)：
作為深(shen)圳市第一(yi)個深(shen)度處理改造(zao)水廠和重(zhong)要的民生工程，要求高標準、高起(qi)點(dian)建設，水質(zhi)顯著改善
改造后出現問題
u 炭池猛水蚤、劍水蚤等(deng)微(wei)型動物繁殖和穿透(tou)，置于砂濾(lv)池之后，存(cun)在(zai)一定生物安(an)全風險(xian)
u 下向流炭(tan)池生物反應主要集中在(zai)上層活性(xing)炭(tan)，利(li)用率不夠高
u 運行8年左右(you)活(huo)性炭強度(du)顯著下(xia)降，出現(xian)粉化現(xian)象
案例2 深圳沙頭角深度處理改造工程（4萬噸/日）
主要水質問題：
問題一：微生物安全保障能力和水平相對薄弱，是直接飲用水的主要限制因素(su)：
濁(zhuo)度：出(chu)水平均為0.12NTU；過濾期(qi)間(jian)常大(da)于0.1NTU，初濾最高達5NTU；
細菌(jun)等(deng)微生(sheng)物指標(biao)：細菌(jun)時有檢出(chu)，但未(wei)超標(biao)；大腸桿菌(jun)從(cong)未(wei)檢出(chu)
水生(sheng)(sheng)生(sheng)(sheng)物（如紅(hong)蟲、劍水蚤、輪蟲等）在水源(yuan)和處理(li)構(gou)筑設施內(nei)易孳生(sheng)(sheng)。
問題二：原水季節性高藻導致的異嗅異味，影響到(dao)飲(yin)用水感觀(guan)
原水存在(zai)的嗅味(wei)主要有泥味(wei)、腥臭味(wei)、藥味(wei)等(deng)，并呈(cheng)季(ji)節性規律；
水(shui)質(zhi)投(tou)訴(su)：占10－20％。
問題(ti)三：對水(shui)源水(shui)質(zhi)突(tu)變的應(ying)對能(neng)力較弱，水(shui)質(zhi)安全存(cun)在一定隱患：
正坑水庫(備用(yong)）：庫容(rong)小，易(yi)受到(dao)周圍(wei)地區影響；雨洪季節，原(yuan)水濁度(du)、重金(jin)屬等(deng)指標(biao)大幅提高；
4－10月(yue)期間(jian)，水(shui)生微型(xing)動物會大量(liang)孳生。
改造目標及面臨問題：
目標：
提高(gao)對(dui)水源水質突(tu)變(bian)的應對(dui)能力
提(ti)高(gao)生(sheng)物安全(quan)控制水平和保障能力
改善嗅味
為鹽田片(pian)區(qu)優質(zhi)飲用水改造提供(gong)穩定(ding)優質(zhi)的(de)出(chu)廠(chang)水（化學穩定(ding)、生物穩定(ding)）
問題：
水廠位于(yu)山坡上(shang)，可(ke)擴充的面積很(hen)小，用地十(shi)分(fen)緊張，無法改(gai)造(zao)為正常(chang)的臭氧-活性(xing)炭工藝(yi)
原(yuan)來的石(shi)英砂(sha)(sha)快濾(lv)池(chi)比較淺（砂(sha)(sha)層1.2米），無法改(gai)造(zao)為(wei)炭砂(sha)(sha)雙層濾(lv)池(chi)
改造工藝選擇：
超濾：
采(cai)用（陶氏）PVDF材質的中空(kong)纖維膜；
壓力(li)方式：外壓
膜孔徑為0.03um，
中空(kong)纖維內徑/外徑為0.7mm/ 1.3mm；
單支膜面積77 m2，
膜通量69.9L/（m2•h）
改造工程特點：
（1）系統集成(cheng)度高、占地(di)面積(ji)小。解決了沙(sha)頭角(jiao)水(shui)廠(chang)用(yong)地(di)緊張而(er)難以采用(yong)臭氧-生物活性炭(tan)工藝的問題，對類似水(shui)廠(chang)的深度處理改造具有示范意義(yi)；
（2）在水質安(an)全方面，工藝(yi)將(jiang)活性炭與超濾膜相結(jie)合，既發(fa)揮了活性炭去(qu)除(chu)嗅味(wei)等溶解性有(you)機物的(de)特性，又具備了超濾膜去(qu)除(chu)顆粒物、濁度和微生物的(de)優勢；
（3）在應對原水季節(jie)性污(wu)(wu)污(wu)(wu)染方(fang)面，該工藝對濁度、藻類、嗅味(wei)、重金屬、微污(wu)(wu)染有機物(wu)等水質突變(bian)具(ju)(ju)有較(jiao)強的(de)(de)應對能力(li)，適用于季節(jie)性微污(wu)(wu)染水源水；而(er)臭氧-生(sheng)物(wu)活性炭工藝則對突發性高濃(nong)度有毒(du)有害有機污(wu)(wu)染的(de)(de)原水具(ju)(ju)有更強的(de)(de)抗(kang)沖擊性。
投資及運行成本：
案例3 東莞第二水廠提標改造工程（1萬噸/日）
原水水質問題(ti)：
以東江下游(you)水為水源(yuan)，水質(zhi)較差，存在嚴重的(de)季節性高污染(ran)
雨季城市污(wu)水(shui)通過支(zhi)流泄(xie)洪大(da)量進入(ru)東江(jiang)
上游城市(shi)污水(shui)排放對原(yuan)水(shui)水(shui)質影響(xiang)
潮(chao)汐上溯(su)期間影響污水下泄
表現(xian)為高氨氮，高有機物(wu)，消毒副產物(wu)前體(ti)物(wu)、嗅(xiu)味等(deng)問題也突出
改造目標：
目標：
提高綜合凈水(shui)效果
提高(gao)氨(an)氮的去除能(neng)力，減少停產頻率
問題：
季節性(xing)污(wu)染(ran)，不希望投入(ru)改(gai)造的(de)工程和運行成本太高
水(shui)廠受(shou)場(chang)地(di)限制，無法擴建，不(bu)能加(jia)長凈水(shui)工藝流程
現有砂濾池較深（4.4米），有可(ke)供利用的(de)豎向空間(jian)
工藝設計及參數：
曝氣炭砂濾(lv)池 ：
炭(tan)砂濾(lv)池(chi)(chi)是把水(shui)廠原(yuan)有(you)(you)的(de)(de)砂濾(lv)池(chi)(chi)改造(zao)成(cheng)活(huo)(huo)性炭(tan)石英砂雙層濾(lv)料濾(lv)池(chi)(chi)，在濾(lv)池(chi)(chi)原(yuan)有(you)(you)的(de)(de)對(dui)顆粒(li)(li)物(wu)(wu)去除截留(liu)的(de)(de)基礎上，通(tong)過增(zeng)加顆粒(li)(li)活(huo)(huo)性炭(tan)對(dui)有(you)(you)機物(wu)(wu)的(de)(de)吸附(fu)作用和強化濾(lv)層中微生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)對(dui)污(wu)染(ran)物(wu)(wu)的(de)(de)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)降解作用，提高對(dui)有(you)(you)機物(wu)(wu)和氨氮(dan)的(de)(de)去除效果。為了提高活(huo)(huo)性炭(tan)池(chi)(chi)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)活(huo)(huo)性，在炭(tan)層增(zeng)加曝(pu)氣。
1. 濾料：石英砂，粒徑(jing)0.5-1.0mm，厚度400mm，K80<2.0；活性炭，粒徑(jing)8×30目(mu)，煤質壓塊破(po)碎炭，厚度1.0m； 2-4mm粗砂，厚度0.2m
2. 過濾方式
：改造(zao)濾(lv)池為恒速(su)變水(shui)(shui)頭過(guo)濾(lv)，各濾(lv)池間新增進(jin)水(shui)(shui)堰，以跌水(shui)(shui)的方式進(jin)水(shui)(shui)
3. 出水系統：建出水堰(yan)，堰(yan)上(shang)邊緣高于(yu)濾池內(nei)的濾料表面0.1m
4. 反沖洗排水槽：拆除原有排水槽，新(xin)建3個不(bu)銹(xiu)鋼反沖洗排水槽
5. 配(pei)水配(pei)氣(qi)系統：將大阻力(li)豐字(zi)型穿孔管改為中阻力(li)濾頭配(pei)水配(pei)氣(qi)
6. 曝氣系統：炭層表面下方600mm設置曝氣設施，DXL=55mmX200mm全表面布氣剛玉管式微孔曝氣器，按過濾面積均勻布置曝氣頭，單個氣量1m3/h；曝氣比0.05-0.3
