水廠不停水深度處理改造研究

文/徐月 中國建筑東北設計研究院有限公司 遼寧沈陽 110003

由于我國社會經濟的不斷發展，對飲用水水質要求有了更高的要求，同時面臨水源污染較重的現實問題，提高凈水廠出水水質是近年來國內各大現狀水廠的主要任務之一。受到征地有限和無法停產改造等限制，大多數水廠需要邊改造邊生產，且需要利用現有場地條件進行深度處理改造工程建設。主要分為三部分對不停水深度處理改造進行研究：首先，對水廠現狀進行調查，了解凈水廠原水水質，現有工藝以及水廠土地利用情況，對現有問題進行分析。其次，通過對水廠現狀問題分析，綜合考量深度處理改造設計，并通過中試最終確定深度處理工藝。最終，通過分階段施工、臨時措施等不斷水施工措施，實現水廠基本生產不受影響，提高水廠出水水質的目的。

1、水廠基本情況調查及問題分析

1.1 原水水質現狀

根據《2017中國生態環境狀況公報》，2017年，地表水水源監測斷面（點位）569個，有533個全年均達標，占93.7%，主要超標指標為硫酸鹽、鐵和總磷；地下水水源監測斷面（點位）329個，有280個全年均達標，占85.1%，主要超標指標為錳、鐵和氨氮。高錳酸鹽指數、總磷、總氮指標超標等問題均為只有常規處理工藝的水廠帶來了嚴峻的考驗。所以，水廠基本情況調查中需要充分了解原水水質情況，分析主要處理目標，有針對性的對凈水工藝流程進行小范圍的改造，對水廠的水質提升，提高其運行穩定性非常重要。

1.2 凈水設施現狀及土地利用情況

我國絕大多數凈水廠采用的是混凝、沉淀、過濾、消毒為主的常規凈水工藝，隨著水源污染問題的嚴重以及水質要求的提高，部分凈水廠已增設生物預處理、臭氧—活性炭等深度處理工藝。由于各地水源條件的差異以及凈水設施建設年代的不同，所面臨的問題也有所不同，主要共性問題為：1）原水水質惡化，凈水工藝和運行參數難以滿足出水水質的要求；2）設備老化，效率降低；3）構筑物結構破損。進行深度處理改造設計時，要充分了解原有凈水設施工作狀態，盡可能利用原有凈水設施。一般建設年代較久遠的凈水廠同時面臨場地問題，在改造過程中還需要考慮土地利用情況，明確可使用范圍。

1.3 問題分析

首先，通過深入調查原水水質，分析污染物的現狀和變化趨勢，綜合當地水源及社會經濟發展情況，明確凈水廠出水的水質目標。其次，根據水質目標以及凈水設施現狀的調查情況，評估現有凈水設施的凈水能力，初步提出深度處理改造的工藝方案。最后，根據可利用土地等情況，通過技術經濟比較，確定合理的深度處理改造的設計方案。

對水廠基本情況調查并進行問題分析，一般水廠主要面臨以下難題：第一， 場地限制，由于并未預留深度處理改造空間，同時隨著經濟發展，周邊可利用土地有限；第二，水廠改造涉及面廣，城市供水需求不允許水廠全面停水改造；第三，從經濟性考慮，應盡量利用原有凈水設施，深度處理設施與原有凈水設施連接問題需要綜合慎重考量。

2、深度處理工藝選擇及設計

2.1 工藝選擇

現今凈水廠比較常用的深度處理工藝主要有投加氧化劑、活性炭吸附、生物預處理、臭氧-生物炭以及膜處理技術等。深度處理工藝需要根據水廠基本情況調查分析，綜合考慮凈水效率以及經濟性等進行初步篩選，然后可通過中試比較最終確定深度處理工藝。

2.2 平面布置

由于深度處理改造可利用空間有限，多數情況一般只能利用凈水廠內的綠化工程占地，因此對于合理緊湊布置深度處理工藝構筑物非常重要。首先，對于水廠原有構筑物銜接要明確清晰，充分規劃水廠占地范圍內可利用空間；其次，考慮原有構筑物地下空間的可利用性，可將清水池等末端構筑建設在原有構筑物下，以達到節省平面占地的目的；最后，要綜合原水廠的功能分區，減少對廠區的影響。

2.3 高程布置

深度處理構筑物的高程布置應根據水廠原有構筑物設計標高及工藝水頭損失確定，受原有構筑物工藝流程及高程布置限制，一般采用設置中間提升泵房的形式。當深度處理構筑物能降低設計標高，可考慮根據原有構筑物設計標高及其水頭損失以重力流形式布置高程。高程布置最終形式選擇需根據占地情況，基建費用，運行能耗等綜合考慮比選確定

2.4 施工措施設計

一般水廠深度處理改造工程可通過分階段施工、臨時措施等不斷水施工措施，實現水廠基本生產不受影響，提高水廠出水水質的目的。

2.4.1 分階段施工

由于城市供水的需求，不允許水廠全面停水改造，所以一般深度處理改造均采用分階段建設。根據供水需求與原有構筑物最大產水量的關系，合理計劃施工步驟，在水廠不停水條件下完成深度處理工藝改造。

2.4.2 施工措施

為確保在施工期間供水安全，應考慮加設臨時超越管、臨時加藥管及臨時排水管等管道措施，多利用結合井、特制鋼配件、管道不斷水開三通等管道接口措施減少停水時間，達到不停水深度處理改造的目的。

結語：

綜上所述，通過分析水源污染現狀，深度處理改造面臨的問題，然后進行凈水廠凈水工藝、池形、平面布置及施工措施等設計工作，水廠基本生產不受影響前提下完成深度處理改造，實現提高水廠出水水質的目的。