水厂的调试与运行管理

杨建新

(天津市自来水集团有限公司，天津300040)

1 概述

水厂是给水工程的核心部分，是控制水质、净化水质的主要环节[1]。给水处理的主要任务和目的是通过必要的处理方法去除水中的杂质，以得到价格合理、水质优良和安全的生活用水，并提供符合水质标准要求的工业生产用水[2]。水厂无论是水处理工艺还是污泥处理工艺，都需要满足环保要求。1990年以前，水厂排泥水处理在国内几乎是空白，但目前水厂所排出的生产废水对环境的污染问题越来越引起关注[3]，我国近2800座城市自来水厂将陆续着手建设排泥水处理工程[4]。

水厂净水工艺的选择和主要构筑物的选型，应根据原水水质、设计生产能力和处理后水质要求确定。在水厂建成后首先要进行相关的调试，其运行必须结合当地操作管理条件，同时根据国家相关政策制定符合水厂实际情况的制度、规则，保障安全、稳定供水。

2 水厂调试

一般情况下，水厂设备安装进入尾声时，就要计划在各相关条件满足的情况下进入设备调试阶段。设备调试主要分三步：第一步为各单体设备单机调试，包括空载和带负荷试车；第二步为带负荷联动调试，在单项调试验收正常后开始；第三步为联动调试通水正常之后的工艺系统性能调试。

2.1 调试前的准备工作

在进入调试阶段之前，逐项检查已完工部分的工程情况，主要包括土建工程检查、管道井室检查、设备检查和电控仪表检查。

2.2 主要设备的单机调试

2.2.1 送水泵调试

先确保泵和电机在联轴器处精确对中。泵在启动前必须很好地放气并用自来水灌注，泵进口管路中的截止阀必须打开，出水阀为关闭状态。合闸后，若电机不转，应迅速、果断地拉闸，以免烧坏电机。电机启动后，应注意观察电机和电流表，若有异常立即停机。

2.2.2 隔膜计量泵

先根据泵的使用环境温度，向传动箱体内加入适量的润滑油至油位线。释放管路和隔膜油腔的所有背压以排尽空气，降低隔膜油腔的泄压安全阀处的压力，直到空气排净。其次，按额定压力值的25%、50%、75%和100%逐级升压，在每一级排出压力下，运转时间不应少于15 min。最后，在额定排出压力下连续运转1 h。

2.3 联机调试

通水试车是在整套系统的设备均已完成单机调试且合格的基础上，按照工艺流程的划分，从无负荷联动试运转过渡到系统通水，以检验整个工艺系统是否通畅，实现低负荷下的水质达标送水。

铺设临时管，引入调试启动水源清刷清水池。利用启动水源将砂滤池逐个反冲洗，直至干净。配置适宜浓度的混凝剂，对当日原水开展混凝烧杯试验，提供准确的加药量数据。

利用次氯酸钠消毒计量泵对清水池进行消毒，控制有效氯为20 mg/L，浸泡24 h以上。将该清水池内消毒用积水全部排空，等待投入运行使用。

3 水厂运行

水处理工艺流程为进水泵房—机械混合池—水力絮凝池—平流沉淀池—V型滤池—清水池—送水泵房及配电间—出厂管网。污泥处理流程为排水池—排泥池—污泥浓缩池—均衡池—脱水车间，泥饼进行外运处置。

目前水厂对主要的生产指标，包括余氯、浊度、流量、水压等均实现了在线检测。加药系统、消毒系统、沉淀池排泥系统、滤池反冲洗系统、泵房加压系统等过程均实现了自动控制，降低了劳动强度，保障了出水水质，提升了运行管理水平，工艺流程见图1。

图1 水厂处理工艺流程

3.1 水处理工艺单体

3.1.1 取水口与管道

该工程规模为5×104m3/d，从明渠取水，铺设2根DN800钢制水源管道，互为备用。

3.1.2 进水泵房

进水泵房设双吸泵6台(4用2备)，单台水泵性能：Q=550 m3/h，H=15 m，N=37 kW。

3.1.3 配水井

进、出水管处设手动提扳闸，以便2个系列水量均匀配置，设置1座配水井，水力停留时间为78 s。

3.1.4 机械混合池

分为2个系列，每个系列分为2座，串联使用。在第一级投加三氯化铁，第二级投加聚合氯化铝，单级混合时间为60 s。

3.1.5 絮凝池

絮凝池建于沉淀池前部，设2座，絮凝时间为21 min，有效水深为5.0 m。

3.1.6 斜管沉淀池

斜管池设4座，单座斜管面积为88 m2，斜管采用塑料片热压六边形蜂窝管。排泥采用中心传动式刮泥机，刮泥机每日运行2次，当进水浊度较高时，可增加运行次数或连续运行。

3.1.7 砂滤站

滤池采用V型滤池，设计滤速为6.75 m/h，采用气水联合反冲洗形式，反冲洗时间约为10 min。滤料采用单层均粒石英砂滤料，需要严格按照滤料筛分曲线的要求执行，见图2。

图2 滤料筛分曲线

在滤池的进水渠设有气动闸板阀，在反冲洗进水管、进气管和滤池排水管上均设有气动蝶阀，滤池出水管上设有气动调节阀，在滤池内设有液位计和水头损失仪。

3.1.8 清水池

新建2座清水池，总容积为6 912 m3，调节能力达到供水规模的13.8%。

3.1.9 送水泵房及变配电间

送水泵房内设5台水泵，分为2组，其中小泵2台，1用1备，1台变频，单台水泵性能：Q=570 m3/h，H=40.0 m，η≥80%，N=90 kW。大泵3台，2用1备，1台变频，单台水泵性能：Q=1 130 m3/h，H=40.0 m，η≥80%，N=185 kW。

根据出水流量和压力，确定水泵启动台数与变频情况。

3.1.10 加氯加药间

加药采用三氯化铁和聚合氯化铝联合投加，其中三氯化铁原液浓度不低于38%，聚合氯化铝中Al2O3的有效含量不小于10%。

加氯采用次氯酸钠，浓度为10%的次氯酸钠原液储存在储存罐内，经计量泵计量和在线稀释装置稀释后送至投加点。

3.2 污泥处理工艺单体

3.2.1 排水池和回流泵房

排水池用于接纳滤池反冲洗排水并将上清液回流至混合池内，总容积为330 m3，设1座，分2格。池内设潜水回流泵4台，2用2备，单泵性能：Q=43 m3/h，H=12 m，N=3.0 kW。在每格各设有1台泵吸式吸泥机，排泥泵单泵性能：Q=50 m3/h，H=10 m，N=3.0 kW。吸泥车按每天定时开停运行12 h考虑。

3.2.2 排泥池和排泥泵房

排泥池接收沉淀池和排水池的排泥，混合后均匀排至污泥浓缩池，总容积为363 m3。内设潜污泵4台，2用2备，单泵性能：Q=90 m3/h，H=15 m，N=7.5 kW。为防止调节池内的污泥沉淀，在池内设有N=3 kW潜水搅拌机2台，每格1台。

3.2.3 污泥浓缩池

污泥浓缩池型式为辐流式连续浓缩池，设2个，单池直径为11 m，有效水深为4.5 m，每池设半桥式周边传动刮泥机1台，D=11 m,N=1.5 kW，共2台。设置螺杆泵3台，2用1备，变频控制，单台性能参数：Q=10～30 m3/h，H=10～12 m，N=7.5 kW。

聚合物采用干粉聚丙烯酰胺(PAM)，投加量为3 kg/t，投加浓度为0.1%。

3.2.4 污泥脱水车间

设置2座污泥均衡池，单池直径为6 m，有效水深为3.0 m，总容积为169.56 m3。每座均衡池内设2台潜水搅拌机，D=368 mm，N=1.5 kW。污泥脱水药剂选用阴离子型聚丙烯酰胺(PAM)，设计投加量为5 kg/tDS，药剂制备浓度为5‰。选用3台离心机，脱水后泥饼通过1台水平式螺旋输送器和1台倾斜式螺旋输送器送至室外罩棚。

4 水厂管理

制定相关的安全制度，保障生产安全，同时加强人员技术培训(表1)，定期强化理论和操作技能，使每个工段的职工能够熟练操作和控制各项系统，保证稳定运行，并合理控制成本，节约费用。

表1 水厂培训内容

5 结语

水厂建成后首先需要进行调试、试车，以检查整个设备的供货、安装质量是否符合原合同有关标准的规定，调试各工序水处理构筑物的运行参数。其次，在日常运行中要熟悉每个工段的运行原理和重点，加强维护，要以先进的自控系统为依托，做好整个厂区的流程管控，保证整个系统的连续稳定。最后还要制定严格、详细的管理制度，加强人员的技术培训，保障水厂的正常运行，从而保证出厂水的水量、水压和水质指标满足要求。