小型水厂超负荷供水工艺改造实践

岑启航

(佛山水业三水供水有限公司，广东佛山 528100)

1 基本情况

迳口水厂于2002年建成投产，设计规模为3 600 m3/d。水源水经过网格反应池、斜管沉淀池、均质滤料滤池、二氧化氯消毒后，输送到山顶水池自压供水。随着片区的经济发展，供水量从1 000 m3/d增至5 300 m3/d，用水量以10%的增长率逐年上升。

2 存在问题和分析

随着片区用水量的快速增长，该厂主要存在以下问题。

(1)出厂水水质不稳定，出水浊度高、氯酸盐超标和管网黄水现象时有发生。

(2)供水缺口增大，预测下一年度最高日供水量达7 200 m3/d，供水需求已超出设计制水能力。

(3)根据当地供水规划，迳口水厂计划于近年关停，不进行投资扩建的条件。

在不具备投资扩建的条件下，需要同时满足当地发展供水需求，兼顾降低经营成本、提高投资效益，必须通过水厂挖潜技改增加制水能力作为应急过渡期的手段。

3 技术改造目标和措施

3.1 改造目的

(1)出厂水质达到《生活饮用水卫生标准》(GB 5749—2006)要求。

(2)制水能力达到7 200 m3/d，满足预期供水需求。

(3)改造费用预算尽量少，预算不超过15万元。

(4)改造过程不影响正常生产，不停产改造。

3.2 技术改造措施

3.2.1 前移投矾点，增加石灰投加点，增强混凝效果

改造前原水管未设置管道混合器，净水剂仅通过简单的管内混合后输送到反应池，影响混凝效果。经生产研究，将投矾点设置在进水阀门之前，利用阀门改变过水流态，将更有利于净水剂与原水的混合反应。因原水pH值=6.5～7.0，在投矾点前增设投加石灰点，改善原水pH，能增强絮凝效果，降低待滤水浊度。

3.2.2 更换二氧化氯发生器为次氯酸钠投加设备

改造前应用的二氧化氯发生器是复合制备形式，存在原料反应不完全、二氧化氯纯度不足、氯酸盐副产物超标等问题。改造后采用商品次氯酸钠投加设备替代，投加设备一用一备，包括隔膜投加泵、储存罐、流量计等，实现现场手动和远程控制两种模式。次氯酸钠消毒是成熟而稳定的消毒方式，可有效控制消毒效果，且建造成本低，操作方便，出厂水余氯稳定。

3.2.3 净水构筑物筑高，加强反应效果

实施反应池和滤池池面筑高，如图1所示，延长停留时间，保障反应沉淀效果。

图1 池面高程示意图Fig.1 Longitudinal Section and Elevation of Tanks

(1)反应池：通过计算反应池水头损失，验证水位上升来验证反应池的有效水深，当流量增加到300 m3/h时，反应池的总水头损失增加0.42 m，即需要在原有构筑物的基础上增加0.42 m以上的高度，并满足处理要求。为确保反应效果，反应池池面需筑高0.5 m。在上水口位置因其水流速度较快，水损较大，需增加0.3 m高度，保障上水口不外溢水。

(2)沉淀池：在不扩大斜管平面积的情况下，池面筑高对其处理能力无明显提高。因集水槽过水面积有限，为防止池面溢水，仍需对斜管沉淀池筑高0.2 m，如图2所示。

图2 池面高程完工图Fig.2 Finished Construction Photo of the Tanks

(3)滤池：滤池池面筑高0.3 m，与沉淀池水位保持一致，滤池运行时间亦可相应延长，防止池面溢水。当水量达300 m3/h时，滤池池面筑高0.3 m，滤沙面水深可达1.85 m。

3.2.4 增大滤池出水口，提高滤速。

由于滤池出水管道为2条DN150管道转1条DN300管出水，按管道流速为1.2 m/s计算，2条DN150出水管道最大流量为3 662 m3/d，DN300最大流量为7 325 m3/d，因2条DN150出水管制约了滤池的出水能力，需增大滤池出水管径，提高出水滤速。

考虑现场施工条件且为了不影响正常生产，每组滤池单独施工。在保留现有滤池出水管道的同时，从每组滤池的人孔处每套滤池出水增加1条DN200管道，并配置相应的电动阀门和配件。

3.2.5 更换滤料，增厚滤砂层，强化过滤

过滤水量增大，滤速加快，对滤池滤层截污能力要求大幅提高，原滤砂尺寸选取0.8～1.2 mm单层滤砂，容易出现穿透现象，出水浊度升高。

更换0.6～1.0 mm规格滤料，厚度由1.2 m增加到1.4 m，K80≤1.20，保障过滤质量。

更换滤料过程中，检查滤板和池壁使用情况，有条件可浸泡清洗。滤头因长期使用会有大量褐色物质滋生堵塞，需成批更换，保障日后布水布气均匀。

4 改造效果

4.1 保障出厂水质

由表1可知，改造后，出厂水浊度有明显的改善，且pH值调节为7.0以上，有效减少了管网黄水的出现，出厂水质达到《生活饮用水卫生标准》(GB 5749—2006)要求。

表1 改造前后出厂水水质对比Tab.1 Comparison of Finished Water Quality before and after Reconstruction

4.2 增加制水能力

通过挖潜改造，迳口水厂常规净水工艺的供水能力可达300 m3/h，实际运行供水量最高日达6 700 m3/d，如图3所示，超设计负荷86%，出厂稳定。

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

4.3 投入费用

实际投入费用与预算相符，在控制投资的前提下，总体建设周期2个月，并在改造过程中不影响正常生产，实现了水厂的超负荷挖潜改造(表2)。

表2 投入费用Fig.2 Cost of Reconstruction

5 小结

从经营成本、投资效益、建设周期的角度，通过非常规手段对小型水厂挖潜改造，增加制水流程的超负荷运行能力是可行的，但改造后仍然存在一定的弊端，应根据用水需求尽快采取水厂扩建或管网配套等措施保障安全优质供水。