灌南縣碩項湖自來水廠微污染水處理技術及工程應用

虞小其

（1.南京工業大學，南京211106；2.南京寰匯市政工程設計有限公司，南京211106）

灌南縣碩項湖自來水廠微污染水處理技術及工程應用

虞小其1,2

（1.南京工業大學，南京211106；2.南京寰匯市政工程設計有限公司，南京211106）

灌南縣碩項湖自來水廠總規模20×104m3/d，一期工程10×104m3/d，以北六塘河為水源，原水受到氨氮和有機物的污染，為達到《生活飲用水衛生標準》（GB 5749—2006）的要求，采用預臭氧、小網格絮凝平流沉淀池/上向流臭氧活性炭濾池/翻板濾池/

微污染水源水；渦旋混凝低脈動沉淀技術；水質

【DOI】10.13616/j.cnki.gcjsysj.2016.11.140

1 工程概況

灌南縣碩項湖自來水廠總規模20×104m3/d，一期工程10× 104m3/d，以北六塘河為水源，原水受到氨氮（NH3-N）和有機物（CODMn）的污染，凈水工藝采用預臭氧、小網格絮凝平流沉淀池、后臭氧、上向流活性炭濾池、翻板濾池、消毒處理工藝。污泥處理采用濃縮脫水后外運填埋。出廠水水質執行《生活飲用水衛生標準》（GB 5749—2006）。

2 工藝設計

2.1 水源水質

本工程水源為北六塘河，為III～IV類水質，主要水質指標如下：pH值7.44～8.33，溶解氧2.00～12.10mg/L，高錳酸鹽指數3.75～10.81 mg/L，5日生化需要量（BOD5）2.50～3.20 mg/L，化學需氧量（COD）12.00～40.0mg/L，氨氮0.15～2.00mg/L，總磷0.04～0.40mg/L，總氮0.91～2.68mg/L，揮發酚類0.002mg/L，石油類0.028～0.40mg/L，陰離子表面活性劑0.05mg/L，糞大腸菌群70～1100個/L。

2.2 工藝設計

2.2.1 工藝流程

通過對原水水質的分析可知，原水為微污染水，凈水工藝需去除的指標為濁度、化學需氧量、氨氮、高錳酸鹽指數和細菌等，其中，化學需氧量、氨氮和高錳酸鹽指數采用常規處理工藝無法達到現行《生活飲用水衛生標準》（GB5749—2006）的要求。在現有的技術條件下，加強常規處理、增加預處理和深度處理是處理微污染原水的有效辦法，可確保處理后水質達標。經過技術經濟比較，新建水廠采用預臭氧、小網格絮凝平流沉淀池、后臭氧、上向流活性炭濾池、翻板濾池、消毒處理工藝，凈水工藝流程如圖1所示。

圖1 凈水工藝流程

2.2.2 關鍵處理構筑物設計

1）預臭氧接觸池

預臭氧接觸池共2座，一期工程1座，規模為10×104m3/d，尺寸為13.95m×7.85m×7.00m，有效水深6.00m。臭氧投加量為1.0mg/L，水力停留時間5min，采用水射器投加。

2）小網格絮凝平流沉淀池

絮凝池共4座，一期工程2座，每座規模為5×104m3/d，尺寸為21.00m×12.6m×5.40m，有效水深4.30m。絮凝采用小網格絮凝，應用渦旋混凝低脈動沉淀給水處理技術，絮凝時間21min。絮凝按3段設計，前段孔眼30mm，5層，流速0.30m/s；中段孔眼30mm，5層，流速0.25m/s；末段孔眼35mm，4層，流速0.22m/s。網格材質為S304不銹鋼和乙丙共聚。絮凝池底部設有ABS穿孔排泥管。

沉淀池與混合池、絮凝池合建，采用平流沉淀池共4座，一期工程2座，每座規模為5×104m3/d，尺寸為108m×12.60m× 4.00m，有效水深3.50m。沉淀時間為2h，水平流速為15.00mm/s，出水采用不銹鋼穿孔集水槽，排泥采用虹吸式吸泥機。

3）后臭氧接觸池

后臭氧接觸池共2座，一期工程1座，規模為10×104m3/d，尺寸為24.75m×11.05m×7.00m有效水深6.00m。臭氧投加量為2.0mg/L，水力停留時間15min，采用陶瓷微孔曝氣頭投加，每格池內共分3個接觸區，臭氧投加比例依次為：50%、25%、25%，投加點臭氧接觸時間依次為總時間的30%、30%、40%。

4）上向流活性炭濾池及翻板濾池

上向流活性炭濾池和翻板濾池合建，共2座，一期工程設1座。濾池平面尺寸為56.40m×31.70m，采用兩側布置，一側為上向流活性炭濾池，另一側為翻板濾池，中間為公共管廊。

活性炭濾池采用上向流形式。設計為8格，單格面積58.5m2，設計濾速為9.55m/h，強制濾速為12.73m/h。活性炭床厚2.0m，顆粒真密度≤1.98g/cm3，堆積密度≤440kg/m3，水浸潤顆粒密度≤1.5g/cm3，粒徑為20～50目，不均勻系數1.35。承托層采用礫石，粒徑2～16mm，厚度為400mm。炭濾池采用單獨氣沖洗的方式，反沖洗周期3～4d，氣沖強度17L/s·m2，沖洗流程為：停止進水—降低水位至設定標高—停止出水—氣沖3min—停氣沖—打開進水閥及廢水排放閥—排放沖洗廢水—重新進水—初濾水排放—出水。

翻板濾池設計為8格，單格面積71.5m2，設計濾速為7.90m/h，強制濾速為10.53m/h。濾料采用雙層濾料，其中，無煙煤厚0.7m，粒徑0.8～1.8mm；石英砂厚0.8m，粒徑0.7～1.2mm，

共厚1.5m。承托層采用礫石，厚0.45m。濾池采用氣水反沖洗的反沖洗方式，這種反沖洗方法包括單獨氣沖，氣水聯合沖和單獨水沖。（1）單獨氣沖：氣沖強度為17L/s·m2，沖洗歷時2～3min；（2）氣水聯合沖：氣沖強度為17L/s·m2，水沖強度為3.4L/ s·m2，共歷時4～5min；（3）單獨水沖：水沖強度為16L/s·m2，沖洗歷時1min，沖洗2次。反沖洗周期為40～70h。

3 運行效果

灌南碩項湖自來水廠于2016年6月22日投產運行，經過1個月的運行，水廠的運行數據如表1所示。

從運行情況來看，出廠水的主要指標均達到《生活飲用水衛生標準》（GB 5749—2006）的要求，凈水工藝對氨氮和耗氧量的去除效果顯著，達到了設計的預期。

表1 水廠2016年6月22日～2016年7月21日運行數據mg/L

4 設計特點

1）采用小孔眼網格絮凝池獲得了高效率、低藥耗的絮凝效果。小孔眼網格絮凝池是根據“渦旋混凝低脈動沉淀技術”設計出的絮凝池。豎井內全部安裝小孔眼網格，通過網格的小孔眼在沿水流方向上形成無數個小尺度的旋渦，增大了礬花碰撞的機率，使礬花密實并易于沉淀[1]，同時可降低藥耗。根據運行數據，沉淀池出水濁度可控制在1NTU左右。

2）采用前置—上向流生物活性炭濾池，可以提高出水水質和對CODMn的去除率，降低生物泄漏的風險和降低投資。（1）上向流可以帶走濾料表面脫落的生物膜，避免濾床微生物過度生長，影響出水效果；（2）活性炭濾池后接砂濾池，砂濾池可以截留生物膜，降低了生物泄漏的風險[2]；（3）上向流活性炭濾池可提高對CODMn的去除率，根據嘉興貫涇港水廠的監測數據，與下向流濾池相比，上向流活性炭濾池對CODMn的去除率提高約15%[3]；（4）前置上向流生物活性炭濾池采用上向流方式，水頭損失小，一般不需要中間提升，與后置式的下向流生物活性炭濾池相比節約了5%～10%的投資。

3）采用翻板濾池可提高出水水質，并且濾料不易流失，反沖水耗低。（1）在濾料厚度相同的情況下，翻板濾池采用雙層濾料時比采用均質濾料的V型濾池截污量大，過濾周期長，去除濁度效果好；（2）翻板濾池沖洗過程中不排水，濾料不易流失；（3）根據試驗，翻板濾池水耗水量約占產水量的1.6%，V型濾池耗水量約占產水量的2.2%，綜合比較翻板濾池耗水量較低。

5 結語

采用渦旋混凝低脈動沉淀技術和前置上向流臭氧活性炭濾池工藝處理微污染水，對氨氮和有機物的處理效果穩定，出水水質好，同時可以有效降低微生物泄漏的風險，提高供水安全性，提高了自來水廠的微污染水處理水平，保障了人們生活用水的質量。

【1】劉炎華.渦旋混凝低脈動沉淀給水處理技術[J].化工之友，2006(10)：25-27.

【2】馬玉英，朱潔.炭濾池前置或后置的運行效果比較[J].凈水技術，2015(5):49-53.

【3】朱海濤，徐兵，沈莉萍，等.嘉興市貫涇港水廠工藝運行介紹[J].給水排水，2009(3)：28-31.

Micro-Polluted Water Treatment Technology and Engineering Application of Shuoxiang Lake Water Plant in Guannan County

YU Xiao-qi1,2
(1.Nanjing Tech University,Nanjing 211106，China;2.Nanjing Havy Municipal Engineering Design Corporation,Nanjing 211106，China)

The total scale of Shuoxiang lake water plant in Guannan county is 20×104m3/d，and the first-stage project is 10×104m3/d.Asthe source of the water plant,Beiliutang river is polluted by ammonia nitrogen and organics.To meet the requirements of Hygienic Standards for Drinking Water(GB 5749-2006),disinfection treatment technologies such as pre-ozonation，small grid flocculation advection sedimentation tank，the pre-up flow ozone-biological activated carbon filter,shutter filter are used.The process selection,the parameter determination and the process design of the main units in the project are discussed.The process could remove the characterized pollutants such as ammonia nitrogen and organics effectively,and the effluent water quality could meet the standards stably.

micro-polluted water resource；vortex coagulation low pulse precipitation technique;water quality

TU991.2

B

1007-9467（2016）11-0086-03

2016-07-28

虞小其（1984～），男，江蘇南京人，工程師，從事給水排水工程設計與研究。

消毒處理工藝。介紹了該工程的工藝選擇、參數確定及主要處理構筑物的工藝設計。建成后的凈水工藝對氨氮和有機物等特征污染物去除效果明顯，出廠水水質穩定達標。