小型水廠超負荷供水工藝改造實踐

岑啟航

(佛山水業三水供水有限公司，廣東佛山 528100)

1 基本情況

逕口水廠于2002年建成投產，設計規模為3 600 m3/d。水源水經過網格反應池、斜管沉淀池、均質濾料濾池、二氧化氯消毒后，輸送到山頂水池自壓供水。隨著片區的經濟發展，供水量從1 000 m3/d增至5 300 m3/d，用水量以10%的增長率逐年上升。

2 存在問題和分析

隨著片區用水量的快速增長，該廠主要存在以下問題。

(1)出廠水水質不穩定，出水濁度高、氯酸鹽超標和管網黃水現象時有發生。

(2)供水缺口增大，預測下一年度最高日供水量達7 200 m3/d，供水需求已超出設計制水能力。

(3)根據當地供水規劃，逕口水廠計劃于近年關停，不進行投資擴建的條件。

在不具備投資擴建的條件下，需要同時滿足當地發展供水需求，兼顧降低經營成本、提高投資效益，必須通過水廠挖潛技改增加制水能力作為應急過渡期的手段。

3 技術改造目標和措施

3.1 改造目的

(1)出廠水質達到《生活飲用水衛生標準》(GB 5749—2006)要求。

(2)制水能力達到7 200 m3/d，滿足預期供水需求。

(3)改造費用預算盡量少，預算不超過15萬元。

(4)改造過程不影響正常生產，不停產改造。

3.2 技術改造措施

3.2.1 前移投礬點，增加石灰投加點，增強混凝效果

改造前原水管未設置管道混合器，凈水劑僅通過簡單的管內混合后輸送到反應池，影響混凝效果。經生產研究，將投礬點設置在進水閥門之前，利用閥門改變過水流態，將更有利于凈水劑與原水的混合反應。因原水pH值=6.5～7.0，在投礬點前增設投加石灰點，改善原水pH，能增強絮凝效果，降低待濾水濁度。

3.2.2 更換二氧化氯發生器為次氯酸鈉投加設備

改造前應用的二氧化氯發生器是復合制備形式，存在原料反應不完全、二氧化氯純度不足、氯酸鹽副產物超標等問題。改造后采用商品次氯酸鈉投加設備替代，投加設備一用一備，包括隔膜投加泵、儲存罐、流量計等，實現現場手動和遠程控制兩種模式。次氯酸鈉消毒是成熟而穩定的消毒方式，可有效控制消毒效果，且建造成本低，操作方便，出廠水余氯穩定。

3.2.3 凈水構筑物筑高，加強反應效果

實施反應池和濾池池面筑高，如圖1所示，延長停留時間，保障反應沉淀效果。

圖1 池面高程示意圖Fig.1 Longitudinal Section and Elevation of Tanks

(1)反應池：通過計算反應池水頭損失，驗證水位上升來驗證反應池的有效水深，當流量增加到300 m3/h時，反應池的總水頭損失增加0.42 m，即需要在原有構筑物的基礎上增加0.42 m以上的高度，并滿足處理要求。為確保反應效果，反應池池面需筑高0.5 m。在上水口位置因其水流速度較快，水損較大，需增加0.3 m高度，保障上水口不外溢水。

(2)沉淀池：在不擴大斜管平面積的情況下，池面筑高對其處理能力無明顯提高。因集水槽過水面積有限，為防止池面溢水，仍需對斜管沉淀池筑高0.2 m，如圖2所示。

圖2 池面高程完工圖Fig.2 Finished Construction Photo of the Tanks

(3)濾池：濾池池面筑高0.3 m，與沉淀池水位保持一致，濾池運行時間亦可相應延長，防止池面溢水。當水量達300 m3/h時，濾池池面筑高0.3 m，濾沙面水深可達1.85 m。

3.2.4 增大濾池出水口，提高濾速。

由于濾池出水管道為2條DN150管道轉1條DN300管出水，按管道流速為1.2 m/s計算，2條DN150出水管道最大流量為3 662 m3/d，DN300最大流量為7 325 m3/d，因2條DN150出水管制約了濾池的出水能力，需增大濾池出水管徑，提高出水濾速。

考慮現場施工條件且為了不影響正常生產，每組濾池單獨施工。在保留現有濾池出水管道的同時，從每組濾池的人孔處每套濾池出水增加1條DN200管道，并配置相應的電動閥門和配件。

3.2.5 更換濾料，增厚濾砂層，強化過濾

過濾水量增大，濾速加快，對濾池濾層截污能力要求大幅提高，原濾砂尺寸選取0.8～1.2 mm單層濾砂，容易出現穿透現象，出水濁度升高。

更換0.6～1.0 mm規格濾料，厚度由1.2 m增加到1.4 m，K80≤1.20，保障過濾質量。

更換濾料過程中，檢查濾板和池壁使用情況，有條件可浸泡清洗。濾頭因長期使用會有大量褐色物質滋生堵塞，需成批更換，保障日后布水布氣均勻。

4 改造效果

4.1 保障出廠水質

由表1可知，改造后，出廠水濁度有明顯的改善，且pH值調節為7.0以上，有效減少了管網黃水的出現，出廠水質達到《生活飲用水衛生標準》(GB 5749—2006)要求。

表1 改造前后出廠水水質對比Tab.1 Comparison of Finished Water Quality before and after Reconstruction

4.2 增加制水能力

通過挖潛改造，逕口水廠常規凈水工藝的供水能力可達300 m3/h，實際運行供水量最高日達6 700 m3/d，如圖3所示，超設計負荷86%，出廠穩定。

圖3 改造前后最高日供水量對比Fig.3 Comparison of Water Supply Capacity(Max) before and after Reconstruction

4.3 投入費用

實際投入費用與預算相符，在控制投資的前提下，總體建設周期2個月，并在改造過程中不影響正常生產，實現了水廠的超負荷挖潛改造(表2)。

表2 投入費用Fig.2 Cost of Reconstruction

5 小結

從經營成本、投資效益、建設周期的角度，通過非常規手段對小型水廠挖潛改造，增加制水流程的超負荷運行能力是可行的，但改造后仍然存在一定的弊端，應根據用水需求盡快采取水廠擴建或管網配套等措施保障安全優質供水。