沙坪坝厂制水工艺的改进

沙坪坝厂制水工艺的改进

1花园水泵重建沙坪水库水库由高家花园水库和汉渝路水库组成，直线距离为17公里。设计总供水能力为17.5×104m3/d,其中高家花园水厂的设计规模为12.5×104m3/d,汉渝路水厂为5×104m3/d,供水面积为75km2,供水人口约56万人。由于水厂水质、水量都难以满足城市发展的需要,亟需进行重建。重建后的高家花园水厂的设计规模将达到20×104m3/d,而汉渝路水厂则由于规模小、技术落后等原因在重建工程完工后停运。高家花园水厂的内部重建是重点,改造前的制水流程如图1所示。此次重建主要包括:在一级湿井取水泵房旁新修干井取水泵房;拆除圆形辐流式预沉池,新建孔室旋流絮凝池与斜管预沉池(合建);拆除往复式隔板絮凝池和平流沉淀池(合建),建设新的平流沉淀池(叠合清水池)和送水泵房;拆除现有的无阀滤池、普通快滤池和虹吸滤池,建设配水混合井、气水冲洗砂滤池和加药间。同时通过引进计算机监测系统和自控系统提高水厂的自动化水平。目前常见的水厂重建是在水厂预留的一片空地上进行建设,但是高家花园水厂由于原有的预留地不够用,所以只能在水厂原址上重建。另外,一般情况下水厂在改建和重建过程中,为了确保出水水质安全可靠,常需要短暂停产,如果工期较长则考虑从周边水厂调水。由于高家花园水厂是该区域的主要水厂,即使从周边调水也依然面临着巨大的用水量缺口。由于上述原因,最终高家花园水厂只能选择在原厂址上进行不停产重建。如何有效保障重建期内的出水水质是解决问题的关键。2原水浊度、用水和水资源量的确定一般情况下,水厂制水过程包括了絮凝、沉淀、过滤、消毒等工艺,但是在水厂重建过程中,拆除某些工艺构筑物在所难免,如果全部拆除将造成停产。因此,根据原水浊度和用水量的变化,可考虑采取边生产、边施工、边转换的方式进行制水。在这种状态下进行的制水由于工艺的残缺不全即称为残缺制水。残缺制水面临的最大问题是由于部分工艺的缺失,导致出水水量减少以及出水水质难以达标。如果能够运用适当的工程手段使残缺制水的出水水质达到令人满意的效果,则将这些工程手段称为残缺制水工艺。残缺制水工艺主要包含两方面的内容:一是重建施工顺序及周期的分析,二是残缺制水水量和水质的保障。3重建施工序列分析3.1水土流失严重在水厂重建过程中进行残缺制水,其制水量受到一定的限制。在供水淡季供水量缺口不大的情况下,可由汉渝路水厂和周边其他水厂调水进行补充。但是在供水旺季,则很难满足水量需求。根据高家花园水厂多年的运行经验,每年5月—9月为高峰供水期。为了避免供需水量缺口过大,重建施工阶段应尽量避开高峰供水期。3.2浊度不高，其6月前后前和10月前后前原水的浊度不高前几年高家花园水厂进厂原水各月的浊度变化显示,5月—9月原水的浊度较高,而1月—5月和10月—12月间原水的浊度不高。在浊度较低的情况下,即使缺少其中某一环节对后续工艺的影响也不是非常大,所以选择在1月—5月和10月—12月进行制水构筑物的重建是比较合理的。3.3重建施工安排沙坪坝水厂重建的施工安排见表1。4滤池的设计规模在高家花园水厂残缺制水的过程中,制水量主要取决于滤池的运行能力。在重建前共有8格普通快滤池、12格虹吸滤池、8格无阀滤池。三种类型滤池的实际处理能力分别约为5×104、5×104和2.5×104m3/d。由于无阀滤池的处理能力最小,拆建过程对总制水量的影响最小,所以放在第一施工阶段拆除。在其所在位置新建气水冲洗砂滤池,共8格,每格滤池设计规模为2.5×104m3/d,共20×104m3/d。气水冲洗砂滤池在第二年5月建成后就可以投产,从而保证在第二施工阶段不会因普通快滤池和虹吸滤池的拆除而导致制水能力不足。5剩余水水质的保障5.1缺少预沉池此阶段残缺制水的主要构筑物(平流沉淀池、普通快滤池和虹吸滤池和加药间)与正常情况下制水最大的不同是缺少预沉池。施工期间原水浊度较低,一般情况下缺少预沉池对浊度去除的影响并不明显,但是由于水厂来水水质不稳定,在某个时段原水的浊度可能远远大于平均浊度,这时对后续工艺的影响就会很大。为了避免这种情况的发生,保证水厂的正常连续运行,需要进行高浊度原水的药剂投加试验。pcb高分子的聚合反应试验药剂采用高家花园制水车间现主要使用的混凝剂:固体碱式聚合氯化铝(碱铝)和液体聚合硫酸铁(聚铁)。原水浊度分别为490、930NTU,水温为10℃,pH=8.10。搅拌:N1=216.46r/min,对应T1=3.14min;N2=54.3r/min,对应T2=8.32min。混凝剂:碱铝配制浓度为2.5%;聚铁配制浓度为10.0%;在聚铁溶液中按2%左右的比例加入PCB高分子,混合反应快,形成矾花快,适用于中、高浊度原水处理。试验结果见表2。聚铁与碱铝的混凝剂在原水浊度较高的情况下,投加碱铝、聚铁或者两者混合投加,都能将沉水浊度控制在5NTU以下。其中聚铁比较适合于中、高浊度原水的处理。当原水浊度>500NTU、碱铝浓度为2.5%左右、聚铁浓度为10%左右,同时在聚铁溶液中投加20kg/m3左右的高分子PCB,聚铁折合碱铝后总药耗为20g/m3左右时混凝效果较好。试验结果说明,在缺少预沉池的情况下进行残缺制水,通过增加混凝剂的投加量,能够有效降低原水的浊度,弥补工艺缺失带来的影响。5.2气水冲洗砂滤池此阶段残缺制水的主要构筑物为孔室旋流絮凝池与斜管预沉池、气水冲洗砂滤池和加药间。新建的孔室旋流絮凝与斜管预沉池合建,共3座,单座设计规模为66667m3/d,合计为20×104m3/d。新建预沉池投运后,再无沉淀工艺环节。在增大药耗的前提下,可将预沉池出水浊度控制在5NTU左右。第一施工阶段建好的气水冲洗砂滤池已投入使用。新建的气水冲洗砂滤池共8格,有效过滤面积为105m2,共840m2,平均滤速为9.92m/h。按过滤水量为设计的80%计算,平均滤速为8.336m/h。与原普通快滤池、虹吸滤池、无阀滤池过滤面积共660m2、平均滤速>12m/h相比,其过滤面积大于原过滤总面积,平均滤速小于原滤速,能有效保障供水水质。6关于该工程的评价沙坪坝水厂的重建工程从2004年10月开始动工,前后花了将近三年的时间。由于引入了残缺制水工艺、工期安排合理,在水厂重建期间对当地正常供水的影响降到了最小。同时出水各项水质指标也基本满足了国家相关法规的要求。虽然这项工程已经完工两年有余,但回顾该工程仍有许多值得研究的地方,对类似情况下的水厂改造或重建具有很好的借鉴作用。①根据历年原水浊度和供水量的变化情况,制定秋、冬季开始施工重建的方案。实践证明,该方案降低了重建工程初期安全生产的难度,同时避开了用水高峰期,是合理可行的。②为保障水