珠海市乾務(wù)水廠原水取自乾務(wù)水庫，現(xiàn)狀規(guī)模12萬m3/d，擴(kuò)建工程建設(shè)規(guī)模為16萬m3/d，同時(shí)針對原水低濁高藻的特點(diǎn)對現(xiàn)狀工藝進(jìn)行改造。出水水質(zhì)達(dá)到《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB5749—2006)的要求，濁度控制在0.3NTU以下。  

01乾務(wù)水廠概況  

珠海市乾務(wù)水廠一期規(guī)模為12萬m3/d，2007年正式投產(chǎn)運(yùn)行。一期凈水系統(tǒng)采用折板絮凝-平流沉淀-V型濾池-液氯消毒的常規(guī)處理工藝。建成初期，庫區(qū)水質(zhì)良好，原水水質(zhì)指標(biāo)基本達(dá)到地表水環(huán)境質(zhì)量Ⅱ類標(biāo)準(zhǔn)。然而自2011年1月起，水源藻類開始頻發(fā)，含藻量呈逐年遞增趨勢，尤其是季節(jié)性含藻量升高，給凈水工藝的正常運(yùn)行造成影響。同時(shí)，原水在雨季時(shí)濁度稍大，最高達(dá)到25NTU左右，而在非雨時(shí)期的濁度很低，一般在1～4NTU，屬于典型的低濁度高藻原水。原處理工藝對藻類的去除率較低，對低濁度水的絮凝、沉淀效果也較差。  

根據(jù)總用水量預(yù)測及供需平衡分析，確定二期擴(kuò)建規(guī)模為16萬m3/d。同時(shí)針對一期出水不能滿足現(xiàn)行《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB5749—2006）的情況（主要包括濁度、藻類），對一期工程生產(chǎn)線進(jìn)行改造：采用絮凝氣浮替換原來的折板絮凝池-平流沉淀池，與擴(kuò)建工程采用相同的工藝流程?？紤]到原水水質(zhì)將來可能進(jìn)一步惡化及出水水質(zhì)要求的提高，在廠區(qū)末端預(yù)留遠(yuǎn)期深度處理工藝，使出廠水水質(zhì)始終達(dá)到或高于各個(gè)階段的飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的要求。  

02工藝方案  

2.1原水水質(zhì)  

按照《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838-2002），乾務(wù)水庫水質(zhì)總體上穩(wěn)定達(dá)到Ⅱ類水標(biāo)準(zhǔn)。表1是2016~2017年間原水水質(zhì)的相關(guān)監(jiān)測數(shù)據(jù)。  

2.2工程設(shè)計(jì)水量及排放標(biāo)準(zhǔn)  

根據(jù)總用水量預(yù)測及供需平衡分析，乾務(wù)水廠近期規(guī)模為28萬m3/d，一期已建規(guī)模為12萬m3/d，本次擴(kuò)建規(guī)模為16萬m3/d。  

擴(kuò)建工程出水執(zhí)行《城市供水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》（CJ/T206-2005）和《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》，其中濾后水濁度指標(biāo)不高于0.3NTU。  

2.3工藝流程  

2.3.1常規(guī)處理工藝  

結(jié)合乾務(wù)水廠現(xiàn)存問題，吸取現(xiàn)狀水廠的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，擴(kuò)建部分采用絮凝氣浮工藝代替原有的折板絮凝-平流沉淀工藝。氣浮工藝采用導(dǎo)入微氣泡粘附于絮粒上，從而大幅度降低絮粒的整體密度，使絮體上浮，以此來實(shí)現(xiàn)固、液快速分離。在處理低濁高藻的原水時(shí)，氣浮與沉淀和澄清相比具有以下特點(diǎn)：  

（1）對絮粒的大小及密度的要求比沉淀、澄清低，一般情況下能節(jié)省混凝劑投加量及減少絮凝時(shí)間。  

（2）氣泡的粘附使絮粒與水的密度差增大，可以縮短水與泥渣的分離時(shí)間，使單位池面的產(chǎn)水量提高，氣浮池的容積與占地可以減少。  

（3）無數(shù)微氣泡幾乎能網(wǎng)捕所有不同粒度的絮體雜質(zhì)，因此可以避免沉淀、澄清常見的“跑礬花”現(xiàn)象，使出水水質(zhì)有較大幅度的提高。  

考慮到現(xiàn)使用的V型濾池運(yùn)行狀態(tài)非常良好，且已經(jīng)積累了較為豐富的設(shè)計(jì)、施工以及運(yùn)行維護(hù)經(jīng)驗(yàn)，在擴(kuò)建工程中決定保留此工藝。同時(shí)，為了避免增加不必要的工程投資與運(yùn)行成本，保留現(xiàn)有的反沖洗泵房。  

絮凝氣浮池-V型濾池的處理工藝對原水水量、濁度、水溫、藻類等變化適應(yīng)性更好，對于低濁度的含藻水也能維持較好的處理效果，出廠水質(zhì)達(dá)標(biāo)率更高。  

2.3.2深度處理工藝  

針對今后水源水質(zhì)可能出現(xiàn)微污染和飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)一步提高的情況，本次設(shè)計(jì)在水廠總平面布置時(shí)預(yù)留了深度處理工藝。許多國內(nèi)外水處理實(shí)踐表明，臭氧活性炭技術(shù)對微污染水源水的處理是成熟且有效的，可以和常規(guī)處理工藝較好地結(jié)合，滿足水質(zhì)提高的要求。結(jié)合原水水質(zhì)特點(diǎn)和供水水質(zhì)目標(biāo)確定深度處理部分采用臭氧生物活性炭工藝。  

2.3.3污泥處理工藝  

乾務(wù)水廠現(xiàn)狀已經(jīng)按遠(yuǎn)期規(guī)模建成了1套廢水回收及污泥處理系統(tǒng)，該套系統(tǒng)的工藝流程如圖1所示。  

該套系統(tǒng)對沉淀池排泥水和濾池反沖洗廢水分別進(jìn)行調(diào)節(jié)后，全部提升至污泥濃縮池進(jìn)行濃縮，上清液回流至原水配水井回收利用，濃縮污泥則進(jìn)入脫水機(jī)房進(jìn)行脫水外運(yùn)。  

擴(kuò)建工程氣浮池浮渣含水率較高，但含固率仍然高于濾池反沖洗廢水，且濾池反沖洗廢水量很大。若將二者全部提升至濃縮池進(jìn)行濃縮，氣浮池排泥水將被濾池反沖洗廢水極度稀釋，不利于其后的污泥脫水效果，反而致使污泥處理工程的總投資增大。因此乾務(wù)水廠擴(kuò)建工程選擇將氣浮池排泥水直接排入排泥池，再經(jīng)由浮渣濃縮池濃縮處理，而濾池的反沖洗廢水仍按現(xiàn)流程進(jìn)行回收處理。  

2.3.4擴(kuò)建改造工程工藝流程  

通過分析比選并結(jié)合乾務(wù)水廠現(xiàn)狀處理工藝，確定乾務(wù)水廠擴(kuò)建工程的工藝流程如圖2所示。  

03工藝設(shè)計(jì)  

3.1凈水處理系統(tǒng)  

3.1.1取水口改造  

取水井底洞口直徑2m，從洞口安裝DN1900鋼管，往水庫中心延伸37.5m，至取水口標(biāo)高為10m，保證水庫水位較低時(shí)取水口距水面不小于2m。  

3.1.2配水方式改造  

采用管道+閥門的配水方式，擴(kuò)建工程中，在現(xiàn)狀DN2000原水管上增設(shè)了1個(gè)四通（DN2000×1800×1600），原水總管后端分別采用1根DN1800管接二期新建絮凝氣浮池（16萬m3/d），1根DN1600管接一期新建絮凝氣浮池（12萬m3/d），并保留了現(xiàn)狀DN2000管接入現(xiàn)狀網(wǎng)格間和配水井。一期工程可根據(jù)原水水質(zhì)情況，在V型濾池之前選擇性使用折板絮凝-平流沉淀池工藝或絮凝氣浮工藝。  

3.1.3新建絮凝氣浮池  

工程共設(shè)置2座絮凝氣浮池，二期設(shè)計(jì)規(guī)模16萬m3/d(分為4格)，一期設(shè)計(jì)規(guī)模12萬m3/d(分為3格)，每格均可獨(dú)立運(yùn)行?？紤]水廠自用水系數(shù)1.05，回流比為10%，單格設(shè)計(jì)流量為1925m3/h。單格混凝區(qū)混合時(shí)間2.5min；絮凝區(qū)停留時(shí)間9min；氣浮池的有效水深3.25m，上升流速19.25m/h；分離區(qū)液面負(fù)荷26.5m3/（m2·h）；溶氣罐壓力0.6MPa；回流比10%。取部分氣浮池出水經(jīng)容器罐加壓后形成溶氣水，進(jìn)入氣浮池內(nèi)減壓釋放，溶入水中的空氣以微小氣泡形式析出，并與原水中藻類相粘附，氣泡攜帶所粘附的藻類上升至水面形成浮渣，利用刮渣機(jī)將浮渣刮出，從而達(dá)到固液分離，去除原水中藻類的目的。  

3.1.4新建氣水反沖洗型濾池  

V型濾池設(shè)計(jì)流量Q=16×104m3/d×1.05=7000m3/h。設(shè)計(jì)濾速v=7m/h，強(qiáng)制濾速v=7.8m/h，總過濾面積F=895.05m2，池?cái)?shù)n=10，單池過濾平面面積89.505m2。  

濾池采用氣水反沖洗加掃洗的反沖洗方式，氣沖強(qiáng)度15L/（s·m2），沖洗歷時(shí)2min；氣水同時(shí)沖洗時(shí)氣沖強(qiáng)度15L/（s·m2），水沖強(qiáng)度3.0L/（s·m2），沖洗歷時(shí)4min；水單獨(dú)沖洗強(qiáng)度6.0L/（s·m2），沖洗歷時(shí)6min；表面掃洗，掃洗強(qiáng)度1.7L/（s·m2）。為更好地控制表面掃洗水量，設(shè)置了專門的掃洗水進(jìn)水氣動調(diào)節(jié)閘板。正常過濾時(shí)，2個(gè)閘門均打開；表面掃洗時(shí)，只開中間閘門，可以更好地控制掃洗強(qiáng)度，節(jié)約水量。  

3.1.5新建清水池  

新建清水池總調(diào)節(jié)容積占水廠近期設(shè)計(jì)規(guī)模9％，設(shè)1座，分為獨(dú)立共壁的兩格。有效容積為14400m3，設(shè)計(jì)尺寸為L×B=61.7m×49.13m，有效水深5.2m。池內(nèi)設(shè)有導(dǎo)流墻，以保證有效消毒時(shí)間。同時(shí)，設(shè)有放空管和溢流管，均排入廠區(qū)雨水系統(tǒng)。  

3.1.6現(xiàn)狀送水泵房  

現(xiàn)狀送水泵房土建已按40萬m3/d規(guī)模一次建成，采用半地下式結(jié)構(gòu)，平面尺寸為58.7m×10.5m。本次擴(kuò)建按16萬m3/d新增水泵及相應(yīng)電氣設(shè)備，增設(shè)2臺大泵，單臺流量3300～4700m3/h。  

3.1.7現(xiàn)狀加藥間  

加藥間由加礬間和加氯間合建而成，絮凝劑采用固體堿式氯化鋁（PAC），設(shè)計(jì)最大投加量為60mg/L，平均投加量30mg/L，藥劑投加含量10%，投加在絮凝氣浮池絮凝區(qū)。陰離子聚丙烯酰胺（PAM）作為助凝劑，最大投加量為0.15mg/L。藥劑的溶解和稀釋利用一期現(xiàn)有設(shè)施，2座溶解池，單池容積6m3，平面尺寸為2m×2m，有效水深1.5m；2座溶液池，單池容積16m3，平面尺寸為2.8m×2.8m，有效水深2m。  

考慮水源水為含藻水，為保證出廠水余氯能達(dá)到相關(guān)要求，液氯投加分濾前、濾后及送水泵房吸水井3點(diǎn)投配。前加氯投氯量2.5～3mg/L，投氯點(diǎn)在絮凝氣浮池前；后加氯投氯量1.5～2.5mg/L，投氯點(diǎn)在濾池出水堰；吸水井補(bǔ)氯投氯量1mg/L，投氯點(diǎn)在送水泵房吸水井，控制出廠余氯為0.5mg/L。  

3.1.8新建加藥間  

新建加藥間投加藥劑種類包括除臭劑灰泥、粉末活性炭、石灰。  

（1）加除臭劑灰泥，最大投加量30mg/L，投加含量5%，僅在水源水質(zhì)超標(biāo)時(shí)應(yīng)急性投加。投藥點(diǎn)設(shè)在取水口頂管接收井內(nèi)。  

（2）加粉末活性炭，最大投加量30mg/L，投加含量5%，僅在水源水質(zhì)超標(biāo)時(shí)應(yīng)急性投加。投藥點(diǎn)設(shè)在取水口頂管接收井內(nèi)。  

（3）加石灰，石灰投加分為2種，一是投加在排泥水池，用于調(diào)節(jié)氣浮池的浮渣；二是在混凝后預(yù)留石灰投加條件，今后視出水水質(zhì)情況決定是否增加投加設(shè)備。均采用濕式投加，配置成套自動投加系統(tǒng)，設(shè)計(jì)投加量15mg/L，投加濃度5%。  

3.1.9臭氧接觸池及臭氧制備車間（預(yù)留）  

臭氧接觸池設(shè)計(jì)規(guī)模40萬m3/d，設(shè)1座，分為3組，單組規(guī)模14.7萬m3/d。臭氧接觸時(shí)間6.5min，該臭氧接觸池還需配套臭氧制備車間1座。  

3.1.10活性炭池（預(yù)留）  

設(shè)計(jì)流量為Q=44×104m3/d×1.05=19250m3/h，采用V型濾池形式。設(shè)計(jì)濾速15.4m/h，強(qiáng)制濾速16.9m/h。  

3.2污泥處理系統(tǒng)  

3.2.1現(xiàn)狀回收水池  

回收水池為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，分兩格，單格平面尺寸為20m×10m，有效水深為3m，總深為4.7m，有效容積1200m3。增設(shè)1臺提升泵，單臺流量130m3/h，揚(yáng)程12m。為使水質(zhì)均勻，同時(shí)防止池內(nèi)污泥沉積，每格回收池內(nèi)設(shè)2臺潛水?dāng)嚢杵鳎姍C(jī)功率2kW。  

3.2.2現(xiàn)狀排泥水調(diào)節(jié)池  

設(shè)計(jì)規(guī)模40萬m3/d，共分2組，單組平面尺寸20m×5.125m，有效水深為2m，池深5.3m，總有效容積400m3。新增1臺潛污泵，單臺流量170m3/h，揚(yáng)程10m，功率7.5kW。由于浮渣含水率高，為提高后續(xù)濃縮效果，設(shè)計(jì)在排泥池進(jìn)水槽內(nèi)投加石灰，石灰投加量為15mg/L，并增設(shè)1臺攪拌機(jī)650，功率5.5kW。為防止浮渣腥臭味擴(kuò)散，破壞優(yōu)美的廠區(qū)環(huán)境，考慮對排泥池整體加蓋，并就近在污泥脫水車間設(shè)置1套離子除臭裝置Q=3000m3/h，N=3.2kW。  

3.2.3新建污泥濃縮池  

新建浮渣濃縮池1座，直徑35m，固體通量0.67kgDS/(m2·h)，設(shè)計(jì)出泥含固率1%～2%。為提高濃縮池的濃縮效果，考慮在濃縮池中投加聚合物PAM，投加量為2kg/tDS。  

3.2.4現(xiàn)狀污泥脫水機(jī)房  

現(xiàn)狀污泥脫水機(jī)房的土建及設(shè)備均已按遠(yuǎn)期規(guī)模40萬m3/d建成，擴(kuò)建工程不需進(jìn)行調(diào)整，只需根據(jù)水量增長的情況調(diào)整脫水機(jī)的運(yùn)行時(shí)間。  

在離心機(jī)出口的螺旋輸送機(jī)起端投加生石灰，純度不小于80%，投加量為0.5kgCaO/kgDS。  

04運(yùn)行效果  

乾務(wù)水廠二期擴(kuò)建及一期改造工程已建成通水，其中深度處理系統(tǒng)尚未進(jìn)行土建施工及設(shè)備安裝。目前，各工藝單元運(yùn)行良好，出廠水水質(zhì)穩(wěn)定。有效地解決了原有工藝對低濁含藻水處理效果不理想的問題。  

對擴(kuò)建后水廠近12個(gè)月(2017年3月~2018年2月)的進(jìn)出水水質(zhì)數(shù)據(jù)進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測和分析。由圖3結(jié)果看出，其原水濁度隨著季節(jié)的變化有一定的波動，但整體上濁度還是較低。近12個(gè)月期間，V型濾池出水的濁度穩(wěn)定在0.3NTU以下，平均出水濁度約0.22NTU，達(dá)到《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》及原設(shè)計(jì)要求。  

同時(shí)對進(jìn)出廠水中含藻量的監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，圖4結(jié)果表明，在夏季由于水溫上升，原水中的藻類數(shù)量急劇增加，達(dá)到107~109個(gè)/L，遠(yuǎn)高于《含藻水給水處理設(shè)計(jì)規(guī)范》（CJJ32—2011）中對于含藻水的定義。經(jīng)擴(kuò)建工程處理后，出水含藻量大幅度下降，穩(wěn)定在106個(gè)/L以下，平均去除率達(dá)到97.26%，實(shí)現(xiàn)對低濁含藻水的有效去除。  

05技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)  

珠海市乾務(wù)水廠二期擴(kuò)建+一期改造工程，建設(shè)規(guī)模16萬m3/d。擴(kuò)建工程估算工程費(fèi)用為10601.11萬元，建設(shè)工程其他費(fèi)用為1410.82萬元，基本預(yù)備費(fèi)為1201.19萬元，工程靜態(tài)投資為13213.13萬元，單位水量投資825.82元/m3。

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