净水厂深度处理工艺选择和比较

2020-11-26杨波

建材发展导向 2020年13期

杨波

（重庆建工市政交通工程有限责任公司，重庆 400020）

2012年7月1日起全面实施《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006），新标准对水质做出了严格要求。随着水源地水质恶化及新标准的实施，水厂运行工艺出水水质不符合新标准要求，所以对水厂进行改造。

1 深度处理工艺方案选择

目前，深度处理工艺常用的技术是臭氧、活性炭和膜处理工艺。臭氧、活性炭技术已在市政供水工程中得到较多应用，并且对改善饮用水水质起到较好的作用。膜处理技术由于工艺日渐成熟，价格逐年降低，近年来在饮用水处理中得到一定应用，尤其是超滤膜，与传统工艺比较，具有出水浊度低、微生物安全性高、消毒副产物含量低等优势。结合净水厂深度处理工艺，提出几个有效的选择方案。1）强化预臭氧结合混凝沉淀（澄清）、炭砂滤池和超滤膜工艺；2）预臭氧结合混凝沉淀（澄清）工艺、砂滤池、后臭氧活性炭工艺。

2 深度处理工艺研究

2.1 深度处理工艺目标

原水有机物污染较严重，无机离子浓度高，常规处理无法去除过多有机物质，更无法去除无机离子。因此，深度处理工艺的选择应针对有机物的去除和无机离子浓度的降低。

2.2 工艺简述

近年来深度处理工艺主要分为反渗透膜处理技术、臭氧—活性炭技术及紫外高级氧化技术。各技术简介如下：1）反渗透技术主要去除水中无机离子，对浊度、细菌和藻类也有去除能力，多用于处理工业用水、苦咸水和淡化海水等。近年来反渗透技术投资运行成本逐步降低，在生活饮用水深度处理中有较多工程案例。2）臭氧—生物活性炭技术是集臭氧化学氧化、活性炭吸附和生物氧化降解3种作用的技术，可在常规处理后进一步去除水中有机污染物、氯消毒副产物的前体物及氨氮，保证出水化学和生物稳定性，但该技术无法去除无机盐。因此结合地区实际情况，考虑海淡水勾兑。3）紫外高级氧化是通过形成羟基自由基以摧毁原水中的不易降解物质，目标污染物包括引发嗅味的MIB、Geosmin、内分泌干扰素、农药与药物残留等物质。该技术亦无法去除无机盐，因此也考虑海淡水勾兑。

2.3 配水井及预臭氧接触池

水厂进水新建配水池及预臭氧接触池，考虑到本净水工艺现有流程及场地情况，未设置后臭氧措施，为使膜处理前的混凝沉淀和炭砂滤池有效去除藻类、有机物和色度等物质，保护后继的膜组件正常工作，强化预臭氧以增加臭氧投加量和延长接触时间。与方案三预臭氧相比，臭氧最大投加量从1.0mg／L提高到1.5mg／L；接触时间从3min延长到5min。

2.4 改建炭砂生物滤，采用气水反冲的下向流冲洗模式

通过分析此方案应用的炭砂滤池对水资源提出的除浊度与有机物功能的双要求，考虑到对水质浊度去除效率和配料要求，将炭砂滤池的单格过滤面积设置为68.9，一共有24格，每个过滤速度为8m／h，炭床停留时间设置为9.75min。另外，将炭床厚度设置为1.3m，采用规格为0.6～2.5mm的活性炭，选取过滤材料更为细致的砂滤料（为0.5mm，≤1.6）。

2.5 虹吸滤池改造

在不改变滤池过滤面积前提下，将虹吸滤池改造为气水反冲洗虹吸滤池。滤池主要包括配水系统、反冲洗系统、自动控制系统及各系统配套的土建结构改造。

滤池设计规模为4.2万m3／d，自用水量5%，设计滤速为6.4m／h，强制滤速为6.8m／h。滤池采用气水反冲洗方式，滤池气冲洗强度为13～17L／（s·m2），单格冲洗时间为2～1min；气水同时反冲洗强度分别为：气强度13～17L／（s·m2）、水强度3～4L／（s·m2），时间为4～3min；后水冲洗强度为4～8L／（s·m2），冲洗时间为8-～5min。反冲洗废水排入新建排水池。将滤砖配水改为滤头、滤板小阻力配水系统；将水力抽气改造为真空抽气［3]，采用PLC自动控制系统及一套空气压缩机等真空设备；改造排水槽，将原来的混凝土排水槽拆除，安装不锈钢材质排水槽，重新设计滤料顶面与滤池洗砂排水槽的高差，抬高槽底标高，槽高减至620mm；利用现状的水冲洗系统进行水反冲洗；更换进出水虹吸管；增加鼓风机等气洗系统，反冲洗供水管道拟采用原管道系统，新增供气管道。每个滤池增设液位计及压差变送器各1台。

3 方案的比较和选择

通过工艺方案比较，以及国内其他相关研究结果，得出膜工艺对浊度去除具有较好的保证率；在去除水体中的细菌、病毒、致病微生物及藻类等方面具有一定的技术优势，出厂水的微生物安全性高，但对有机物、嗅味等指标的去除能力有限，单独以超滤膜作为深度处理工艺无法解决原水的水质问题，应用中必须与活性炭联用，才能满足出水水质要求。对于水厂已实施的臭氧活性炭工艺与炭砂滤池+膜工艺相比，出水水质虽然基本满足水质目标要求，但可靠性不高，有一定应用风险。