四川省某给水厂设计运行总结

陈荣艳

（中国华西工程设计建设有限公司，四川成都 610000）

四川省某给水厂先后建设有四期，其中一期一阶段设计规模为2万m3/d，于1995年建成通水，水处理工艺为：取水泵站→斜管预沉、网格絮凝、斜管沉淀池→固定罩滤池→清水池→送水泵站→城市管网；
一期二阶段设计规模为2万m3/d，于2007年建成通水，水处理工艺同一期一阶段；
二期工程设计规模为5万m3/d，于2010年建成通水，水处理工艺为：取水泵站→斜管预沉、网格絮凝、斜管沉淀池→V型滤池→清水池→送水泵站→城市管网；
三期工程设计规模为10万m3/d，于2013年建成通水，水处理工艺为取水泵站→斜管预沉、微涡流絮凝、斜管沉淀池→V型滤池→清水池→送水泵站→城市管网；
四期工程设计规模为5万m3/d，于2019年建成通水，水处理工艺同二期工程。上述四期工程水源均为同一水源，水源水质总体较好，达到《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）中的II类水质标准，仅浑浊度、粪性大肠杆菌、细菌总数超标。通过近些年水质监测，平时浊度较低约为40NTU，但汛期浊度较高，最高浊度达到1.7万NTU左右。上述四期出水水质均满足《生活饮用水卫生标准》（GB 5749-2006）。

本文从絮凝沉淀、过滤、加药消毒、泥水处理、水泵几方面对四期运行效果进行比较。

2.1 絮凝沉淀

除三期工程絮凝采用微涡流絮凝外，其余几期均采用网格絮凝。微涡流絮凝因其絮凝时间短、占地少，较适合改扩建项目或用地紧张的新建项目[2]。但该水厂三期的微涡流絮凝与其余几期网格絮凝相比，絮凝效果略微欠佳，后期维护检修较麻烦，需全池停水方可检修。

四期沉淀工艺均采用斜管预沉和斜管沉淀，所不同的是排泥方式，预沉池均采用切线排泥[3]，沉淀池除三期工程采用机械刮泥——往复式刮泥机外，其余三期均采用穿孔排泥管排泥。经过近些年来的运行反馈，切线排泥方式较适用于突发高浊度下预沉池的排泥。但往复式刮泥机的排泥方式在浊度为5000NTU时水量将减产一半，而穿孔排泥管排泥方式在浊度为 5000NTU时无减产，在浊度大于8000NTU时才面临减产。在同等高浊度情况下，采用穿孔排泥管排泥方式的沉淀池减产量小于采用往复式刮泥机的沉淀池。此外，在浊度较低时，刮泥机运行时，沉淀池出水浊度也略微增加。

2.2 滤池

四期滤池除一期工程采用固定罩滤池外，其余三期滤池均采用V型滤池。固定罩滤池属降速过滤，采用单独水冲洗。由于反冲洗强度依据出水水位确定，反冲洗强度有限，故冲洗不彻底。实际运行中，为确保出水水质，每隔2～3小时就要冲洗一次，反冲洗排水量较大。为降低水耗，已计划将一期工程改造为其他形式的滤池。

二期、三期、四期工程的V型滤池，在运行中均有轻微跑砂现象，每隔2～3年需要补充5～10%的滤料。此外，除四期工程采用整体浇筑滤板，其余三期滤池均采用预制混凝土滤板，但四期滤池滤板由于平整度不佳，导致配水配气欠均匀。

2.3 加药消毒

四期加药药剂均采用液态PAC，具有投药量少，节省药耗，降低制水成本等优点，运行至今，絮凝效果也较稳定。但区别在于计量泵与投加点一对一投加和投加泵出药管线通过分配箱再投加至投加点。通过实际运行发现，采用计量泵与投加点一对一投加，可方便精准控制，减少加药药剂量。

该水厂一期、二期、三期消毒工艺原设计采用液氯消毒。由于液氯属于高危化学物品，根据液氯安全规程，禁止将储罐设备及液氯处理装置设置在居民区附近。加之近年来公安机关对液氯使用的监管非常严格，故于2019年完成了加氯间改造，将液氯消毒改造为在线次氯酸钠消毒。但在实际运行中发现次氯酸钠投药管很容易结晶或结垢，导致管道堵塞。

2.4 泥水处理

四期泥水处理均采用分质排水，滤池反冲洗废水进入排水池回用，沉淀池排泥水进入排泥池均质后进入后续浓缩池，经储泥池、脱水机房脱水后污泥外运。不同的是三期工程采用设潜水推流器的排水池和排泥池，其余采用斗式排水池和排泥池，但实际运行发现三期工程潜水推流效果不佳，尤其是排泥池，池底污泥宜淤积而板结，导致潜污泵堵塞故障频繁，运行管理较麻烦。

2.5 水泵

实际运行中普遍发现水泵的选型不当，由于设计规模跟实际运行规模有一定的偏差，加之扬程依据水力计算跟实际也有偏差，导致水泵的扬程大于实际扬程，流量大于设计流量。

分析该水厂四期运行中存在的问题，建议从以下几方面进行优化设计：

（1）微涡流絮凝可用于新建或改造给水厂，尤其改造或者用地紧张的水厂。但微涡流絮凝后期维护检修较麻烦，若采用微涡流絮凝，建议适当考虑多分组或者多分格，以降低停水检修带来的水量影响。

（2）大中型水厂可考虑使用往复式刮泥机，但是对于原水浊度较高、原水浊度较低或者沉淀池池长较长的情况下要考虑往复式刮泥机对出水水量、水质造成的影响。由于往复式刮泥机前进和后退运行为一周期，一周期内排泥一次。若沉淀池池长越长，往返周期数越少，排泥次数有限，一旦原水浊度较高时，无法顺畅排泥，进而影响出水浊度而导致减产。而原水浊度低时，尤其是往复刮泥机位置沉淀池末端时，由于泥质较轻，往复式刮泥机运行时，对出水造成一定的扰动，对沉淀池出水浊度也有略微影响。

（3）针对V型滤池跑砂现象，分析滤池反冲洗强度过大可能是造成滤池跑砂的一个主要原因，而施工平整度不佳、导致反冲洗不均匀是造成滤池跑砂的另一个原因。故建议滤池反冲洗时采用变频水泵和变频风机，或在反冲洗水总管上增加阀门，通过调整阀门的开启度来增加阻力，降低水冲的强度，在反冲洗气总管上增加一个支管，在支管端部安装一个闸阀和消音器，通过调节闸阀的开启度，释放一定的空气量，来达到降低气冲强度的目的[4]。同时，V型滤池对池底、滤板、V型槽及H槽的施工精度要求比较高，施工过程中需加强质量控制。

（4）考虑精准控制，减少加药量，建议投加泵与投加点进行一对一控制投加。此外，考虑到次氯酸钠很容易管道内结晶或结垢，容易使管道堵塞，建议设置备用管或适当减少加氯管管径，形成较高流速，对管道内的结垢产生冲刷，延缓结垢的增加。

（5）由于给水厂污泥不同于排水厂污泥，给水厂污泥多为无机颗粒，故排泥池中潜水推流器的推流效果不佳，建议实际设计中采用斗式排泥，以防止排泥池淤积板结。

（6）供水行业中泵的能耗约占供水企业能耗的80～90%[5]，因此水泵的合理选型对节能尤为关键。建议在进行水泵选型时，应对水厂的投产初期、中期至达产设计规模进行精准预测，同时对不同季节的供水量以及每日的供水量曲线进行深入分析，既满足供水要求，又能节约能耗。

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