給水排水 |三個(gè)案例告訴你怎么做季節(jié)性突變水源深度處理工藝改造
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2017-11-19
一、水質(zhì)特征
1. 東江流域的水源水質(zhì)特征
東江是珠江水系干流之一，長(zhǎng)度562公里。發(fā)源于江西省南部的尋烏縣，向西南流經(jīng)廣東省龍川縣、東源縣、紫金縣、惠陽(yáng)區(qū)、博羅縣至東莞市石龍鎮(zhèn)進(jìn)入珠江三角洲，于增城區(qū)禺東聯(lián)圍東南匯入獅子洋。
東江是廣東省的主要水源地之一，除了沿線(xiàn)的縣市，東江是香港、廣州、深圳、東莞等特大城市的主要供水水源
取水方式：
東莞、廣州等沿線(xiàn)城市：從東江直接取水
深圳、香港等境外城市：通過(guò)引水工程遠(yuǎn)距離調(diào)水到水庫(kù)
水質(zhì)問(wèn)題：
東江：干流水質(zhì)尚可，83.1%河段達(dá)到Ⅰ-Ⅲ類(lèi)地表水標(biāo)準(zhǔn)，符合水源水要求，，16.9%河段屬于Ⅳ-劣Ⅴ類(lèi)。上游和中游水質(zhì)較好，下游及界河段水質(zhì)差，主要污染物為氨氮、高錳酸鹽指數(shù)、消毒副產(chǎn)物前體物，季節(jié)性特征明顯，雨季排澇期間水質(zhì)惡化
水庫(kù)：主要水源水庫(kù)水質(zhì)總體優(yōu)由于Ⅲ類(lèi)地表水表標(biāo)準(zhǔn)，但普遍存在富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)象。季節(jié)性特征明顯，主要污染物為藻類(lèi)、臭味、鐵、錳、消毒副產(chǎn)物前體物等
深度處理的技術(shù)需求：
剛性需求：氨氮和有機(jī)物等污染物水平較高，常規(guī)工藝處理后不能達(dá)到飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)要求，存在水質(zhì)標(biāo)超的現(xiàn)象
改善型需求：原水水質(zhì)總體較好，但明顯的季節(jié)性特點(diǎn)，采用常規(guī)凈水工藝時(shí)，存在飲用水水質(zhì)超標(biāo)的風(fēng)險(xiǎn)
二、深度處理改造工藝選擇
深度處理技術(shù)：
深度處理就是針對(duì)飲用水中常規(guī)處理工藝不能有效去除或在常規(guī)處理工藝中產(chǎn)生的溶解性有機(jī)物開(kāi)展去除的飲用水除污染新技術(shù)或新工藝。
三、應(yīng)用案例
案例1 深圳梅林水廠深度處理改造工程（60萬(wàn)噸/天）
水質(zhì)特征：
以深圳水庫(kù)為水源，水質(zhì)總體能達(dá)到《GB3838-2002》Ⅲ類(lèi)水的要求
氨氮濃度一般低于0.2mg/L，CODMn濃度低于3mg/L,但總氮常高于2mg/L，總磷高于0.025mg/L,呈中等富營(yíng)養(yǎng)化狀態(tài)
夏、秋兩季藻類(lèi)高發(fā)，2-MIB和土臭素含量較高，偶發(fā)嗅味投訴
雨季面源污染合并藻類(lèi)爆發(fā)，消毒副產(chǎn)物前體物較高，存在超標(biāo)風(fēng)險(xiǎn)
現(xiàn)有構(gòu)筑物：
機(jī)械混合池、折板反應(yīng)池、平流沉淀池、V型濾池、清水池
預(yù)留用地：
在現(xiàn)有常規(guī)工藝基礎(chǔ)上，預(yù)留了實(shí)施深度處理工藝的充足用地
工程投資及運(yùn)行成本：
作為深圳市第一個(gè)深度處理改造水廠和重要的民生工程，要求高標(biāo)準(zhǔn)、高起點(diǎn)建設(shè)，水質(zhì)顯著改善
改造后出現(xiàn)問(wèn)題
u 炭池猛水蚤、劍水蚤等微型動(dòng)物繁殖和穿透，置于砂濾池之后，存在一定生物安全風(fēng)險(xiǎn)
u 下向流炭池生物反應(yīng)主要集中在上層活性炭，利用率不夠高
u 運(yùn)行8年左右活性炭強(qiáng)度顯著下降，出現(xiàn)粉化現(xiàn)象
案例2 深圳沙頭角深度處理改造工程（4萬(wàn)噸/日）
主要水質(zhì)問(wèn)題：
問(wèn)題一：微生物安全保障能力和水平相對(duì)薄弱，是直接飲用水的主要限制因素：
濁度：出水平均為0.12NTU；過(guò)濾期間常大于0.1NTU，初濾最高達(dá)5NTU；
細(xì)菌等微生物指標(biāo)：細(xì)菌時(shí)有檢出，但未超標(biāo)；大腸桿菌從未檢出
水生生物（如紅蟲(chóng)、劍水蚤、輪蟲(chóng)等）在水源和處理構(gòu)筑設(shè)施內(nèi)易孳生。
問(wèn)題二：原水季節(jié)性高藻導(dǎo)致的異嗅異味，影響到飲用水感觀
原水存在的嗅味主要有泥味、腥臭味、藥味等，并呈季節(jié)性規(guī)律；
水質(zhì)投訴：占10－20％。
問(wèn)題三：對(duì)水源水質(zhì)突變的應(yīng)對(duì)能力較弱，水質(zhì)安全存在一定隱患：
正坑水庫(kù)(備用）：庫(kù)容小，易受到周?chē)貐^(qū)影響；雨洪季節(jié)，原水濁度、重金屬等指標(biāo)大幅提高；
4－10月期間，水生微型動(dòng)物會(huì)大量孳生。
改造目標(biāo)及面臨問(wèn)題：
目標(biāo)：
提高對(duì)水源水質(zhì)突變的應(yīng)對(duì)能力
提高生物安全控制水平和保障能力
改善嗅味
為鹽田片區(qū)優(yōu)質(zhì)飲用水改造提供穩(wěn)定優(yōu)質(zhì)的出廠水（化學(xué)穩(wěn)定、生物穩(wěn)定）
問(wèn)題：
水廠位于山坡上，可擴(kuò)充的面積很小，用地十分緊張，無(wú)法改造為正常的臭氧-活性炭工藝
原來(lái)的石英砂快濾池比較淺（砂層1.2米），無(wú)法改造為炭砂雙層濾池
改造工藝選擇：
超濾：
采用（陶氏）PVDF材質(zhì)的中空纖維膜；
壓力方式：外壓
膜孔徑為0.03um，
中空纖維內(nèi)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(diǎn)：
（1）系統(tǒng)集成度高、占地面積小。解決了沙頭角水廠用地緊張而難以采用臭氧-生物活性炭工藝的問(wèn)題，對(duì)類(lèi)似水廠的深度處理改造具有示范意義；
（2）在水質(zhì)安全方面，工藝將活性炭與超濾膜相結(jié)合，既發(fā)揮了活性炭去除嗅味等溶解性有機(jī)物的特性，又具備了超濾膜去除顆粒物、濁度和微生物的優(yōu)勢(shì)；
（3）在應(yīng)對(duì)原水季節(jié)性污污染方面，該工藝對(duì)濁度、藻類(lèi)、嗅味、重金屬、微污染有機(jī)物等水質(zhì)突變具有較強(qiáng)的應(yīng)對(duì)能力，適用于季節(jié)性微污染水源水；而臭氧-生物活性炭工藝則對(duì)突發(fā)性高濃度有毒有害有機(jī)污染的原水具有更強(qiáng)的抗沖擊性。
投資及運(yùn)行成本：
案例3 東莞第二水廠提標(biāo)改造工程（1萬(wàn)噸/日）
原水水質(zhì)問(wèn)題：
以東江下游水為水源，水質(zhì)較差，存在嚴(yán)重的季節(jié)性高污染
雨季城市污水通過(guò)支流泄洪大量進(jìn)入東江
上游城市污水排放對(duì)原水水質(zhì)影響
潮汐上溯期間影響污水下泄
表現(xiàn)為高氨氮，高有機(jī)物，消毒副產(chǎn)物前體物、嗅味等問(wèn)題也突出
改造目標(biāo)：
目標(biāo)：
提高綜合凈水效果
提高氨氮的去除能力，減少停產(chǎn)頻率
問(wèn)題：
季節(jié)性污染，不希望投入改造的工程和運(yùn)行成本太高
水廠受場(chǎng)地限制，無(wú)法擴(kuò)建，不能加長(zhǎng)凈水工藝流程
現(xiàn)有砂濾池較深（4.4米），有可供利用的豎向空間
工藝設(shè)計(jì)及參數(shù)：
曝氣炭砂濾池 ：
炭砂濾池是把水廠原有的砂濾池改造成活性炭石英砂雙層濾料濾池，在濾池原有的對(duì)顆粒物去除截留的基礎(chǔ)上，通過(guò)增加顆�；钚蕴繉�(duì)有機(jī)物的吸附作用和強(qiáng)化濾層中微生物對(duì)污染物的生物降解作用，提高對(duì)有機(jī)物和氨氮的去除效果。為了提高活性炭池生物活性，在炭層增加曝氣。
1. 濾料：石英砂，粒徑0.5-1.0mm，厚度400mm，K80<2.0；活性炭，粒徑8×30目，煤質(zhì)壓塊破碎炭，厚度1.0m； 2-4mm粗砂，厚度0.2m
2. 過(guò)濾方式
：改造濾池為恒速變水頭過(guò)濾，各濾池間新增進(jìn)水堰，以跌水的方式進(jìn)水
3. 出水系統(tǒng)：建出水堰，堰上邊緣高于濾池內(nèi)的濾料表面0.1m
4. 反沖洗排水槽：拆除原有排水槽，新建3個(gè)不銹鋼反沖洗排水槽
5. 配水配氣系統(tǒng)：將大阻力豐字型穿孔管改為中阻力濾頭配水配氣
6. 曝氣系統(tǒng)：炭層表面下方600mm設(shè)置曝氣設(shè)施，DXL=55mmX200mm全表面布?xì)鈩傆窆苁轿⒖灼貧馄�，按過(guò)濾面積均勻布置曝氣頭，單個(gè)氣量1m3/h；曝氣比0.05-0.3
