智慧水务-大型水厂升级改造理念与工程实践

大型水厂升级改造理念与工程实践概述改造理念

工程实例改造后运行效果

结语541231.概述l出厂水质提标l

节能减排l

安全可靠l

应急供水l建设时间早，建设

标准落后，无法满足新规范要求l

取水水源恶化，微污染水源增多l环保力度加强，对

排泥水处理提出要求

维持水厂正常生产，

平稳过渡

合理利用原有设施

施工安全可靠，经济合理1.概述目标和理念城市供水的新要求

老厂存在问题

2.改造理念•

核心：解决用地问题•

叠合沉淀池和清水池、滤池和清水池、中间提升和炭滤池及反冲洗设施等•

水厂管理智能化和现代化•

地下管线错综复杂•

根据整体改造工程目标、方案，统筹兼顾、分

布实施节地型、叠合式的处理

构筑物•

分析评估现状处理设施设备问题，针对性解决•

合理安排改造工程时序，先建后拆，有序进行•

分析生产改造关键节点，找出最低保证制水量•

城市供水管网协调调度，有组织升级改造合理规划智慧化改造进程“腾笼换鸟”、分阶段

实施重新梳理各生产管线合理安排老设施、设备的改造时序2.改造理念3.工程实例l

始建于1958年，当时的郊区现已成为主城区，

四周无扩建用地，只能内部

实施l

改造过程必须维持居民用水l

水源为某运河水系，原水经取水泵站、增压泵站输送至水厂。l

先后历经多次扩容、改造，2条制水系统

，

14.5万m3/d和10.5万m3/d

，

共有3组沉淀池，

3组滤池，

6组清水池，

2座二级泵房。3.工程实例3.1改造前概况3.工程实例3.1改造前概况

多次扩建改造，多个构筑物布置分散凌乱

吸水井运行管理麻烦

加药间设备陈旧，亟待更换，加药品种单一

清水池库容2.2万m3，偏小

两座二级泵房和两座原水泵房内水泵机组匹配都不合理、效率低下、自动化程度

低3.工程实例1.构筑物、设备陈旧、总图凌乱3.2存在问题

10.5万m³/d沉后水浊度最高16.8NTU,

14.5万m³/d沉后水浊度最高20NTU

出厂水浊度远高于目标值（0.1NTU）

出厂水耗氧量最高为2.85mg/L~3.14mg/L，无法满足某省城市供水现代化水

厂的出厂水优质标准》

中规定的CODMn≤2.0

mg/l3.工程实例2.处理效果差3.2存在问题

原水取自运河，水质较差，冬季有机物含量较高

突发水质污染事件时有发生，现有工艺保障能力差

多次改造后出厂水耗氧量、锰时有超过国家标准3.工程实例3.2存在问题3.水源污染现状工艺流程自西向东布置，原水则是从水厂东侧接入，

现状水厂的水力流程明显

反向布置现状雨、污水、部分生产排水为合流制，环保部门已经要求限期整改。3.工程实例3.2存在问题4.流程反向布置5.环保不达标改造设备、提高

水泵机组效率，

满足不同季节和

时段的原水调度要求雨、污水分流；

生产排泥水全部

收集、经处理后达标排放改造后水压水量不变，改造期间保证14.5万m3/d出厂水：COD

Mn

≤2.0浊度≤0.1NTU；

色度≤5度；3.工程实例3.3工程目标一阶段完成后总图3.工程实例二阶段完成后总图3.工程实例l

优化的整体升级改造方案

既要实现水厂改造后水质整体提高、布局合理、

水力流程顺畅，

又要保证改造期

间14.5万m³/d供水能力，采取拆除水厂部分老旧设施，

释放建设空间，进行“腾笼换鸟”式的改造是最优选择。

经综合技术、经济分析比较,现状的10.5万m3/d系统确定全部拆除为较优方案l

集约化布置净水处理的核心设施——节地节能

砂滤池、活性炭池、后臭氧接触池、中间提升泵房以及滤池反冲洗泵房、配电、

管廊等合建于一体，最大程度的节省了占地

紧凑的布局减少了构筑物间的水头损失，节省了长期运行电费l

重新梳理和布置各管道系统调整排泥水、反冲洗水等管线；

雨污分流、

调整雨水系统，解决了厂前区低洼地势、

暴雨季节严重倒灌的历史遗留问题l

“现代化水厂”的自动化要求3.工程实例1.最大限度优化整合，提升整体最优化水平3.4设计特点及应用效益•

调整保留南侧生产系统，保证14.5万m3生产•

北部新建25万m3/d规模的常规处理+深度处理+加药设

施+回用水池•

同步改造原水取水泵站、增压泵站二阶段•

拆除南部现有设施，原址新建清水池、供水泵房，

并改

造现状排泥水系统3.工程实例一阶段3.4设计特点及应用效益l

设正常运行和超越运行，

在原水水质较好时超越运行，减少运行费用。保留2座还可

以利用的清水池、排泥水处理系统，并根据实际需要完成部分改造l

水处理构筑物合建后采用渠道连接形式，减少了水头损失——如按沉淀池到滤池节省0.5m水头损失计，

每年节省运行电费约10万元（25万

m3/d规模平均计）。l

优化排泥水系统改造范围，新建回用水池，

使现有排泥水池专门用于排泥水收集，增

加和更换脱水机l

利用现状水源取水泵站、增压泵站，

改造其水泵、电机等设备以及配套的电气设备

——在满足全年多个工况条件下，经多方案比较，

推荐出优化的水泵参数和变频调

速电机数量，按改造后水泵机组效率提高10%

，

每年节电超过400万元。3.工程实例2.利用现有设施能力，节约资源、节省投资3.4设计特点及应用效益配水井及预臭氧池•2格，每格12.5万m3/d•

预臭氧最大投加率1.0mg/L折板絮凝平流沉

淀池•

4座，每座6.25万m3/d•

絮凝时间17min

，3级•

沉淀池停留时间1.71h,水平流速17.1mm/s•

指形槽溢流率约205.1m3/（m·d）。•

拼合均质滤料砂滤池、后臭氧接触池、活性炭吸附池以及反冲洗泵房、鼓风机房、配电间和中间提升泵房•

砂滤池2组，每组12.5万m3/d分5格，气、水反冲洗•

后臭氧接触池2组，每组12.5万m3/d

，接触时间13min，臭氧最大投加率1.5mg/L•

生物活性炭吸附池2组，每组12.5万m3/d分4格，炭池厚

2.1m，活性炭级配8

×

30目，不均匀系数1.9～2.0

，空床

停留时间为12.2min•中间提升泵2组，每组12.5万m3/d综合滤池3.工程实例3.5净水工艺主要参数综合加药间•

混凝剂、助凝剂、消毒剂、氢氧化钠等在线连续投

加高锰酸钾、粉末

活性炭加注间•

应急投加排泥水处理系统•

新增离心脱水机1套，并更换1台现有离心机，固体

负荷1000～

1200kg/h。•

进脱水机含固率不小于3%，脱水后污泥含固率大

于30%。3.工程实例3.5净水工艺主要参数4.运行效果自2016年6月30日建成投产、至2018年初

，水厂运行可靠，处理效果

良好，出厂水优于国家标准4.运行效果色度：

不高于5浊度：稳定低于0.19NTU耗氧量：

小于0.72mg/L低温低浊期5.结语l拆除：老旧生产构筑物、加药间等l排泥水系统系统改造，增加脱水机l调整老旧雨污水系统，解决雨水倒

灌问题WWH

l外管网调度下，保证改造期间

水厂14.5万m3/d供水规模l分两阶段施工5.结语l保持现状供水规模不变l新增深度处理，确定净水工艺流程Which—哪些需要改造What—改造的目的是什么?H