吴 艺 芳

(厦门水务规划设计有限公司，福建 厦门　361009)

漳州市某自来水厂工程建设规模：常规处理10万m3/d，深度处理(含现有系统)规模为15万m3/d。根据业主提供的水源水质检测报告了解到水源水质浊度在13 NTU～51.2 NTU之间,氨氮检测值在0.46 mg/L～2.52 mg/L之间，高锰酸盐指数在2.74 mg/L～5.44 mg/L，铁检测值在0.152 mg/L～0.687 mg/L之间，锰检测值在0.05 mg/L～0.797 mg/L之间，属于微污染水源，污染类型是有机污染和铁锰污染。

根据以上分析，确定本设计进水设计值见表1。

表1　进水设计值

由于本项目原水水质高锰酸盐指数、氨氮、铁、锰等指标较高，属于微污染水源，常规处理对这些污染物的去除程度有限，出水水质达不到国家生活饮用水卫生标准的要求因此必须在常规处理的基础上有针对性的增加预处理和深度处理的工艺。

本工程设计执行GB 5749—2006生活饮用水水质卫生规范中的要求，除处理后的出厂水指标除浊度不大于0.5 NTU外，其余指标均按“GB 5749—2006”中的要求执行。

1　预处理工艺

预处理包括生物预处理和化学预处理。生物预处理采用接触氧化池，主要去除原水中的高锰酸盐指数(有机污染物)、氨氮并为除铁除锰创造条件，起曝气作用。化学预处理采用预投高锰酸钾，用于除藻和有机物并为除铁锰提供进一步保证。

2　常规处理工艺

由于常规处理工艺已经较为成熟了，本工程新建的常规处理工艺采用:网格絮凝池+斜管沉淀池+V型滤池,现状常规处理构筑物保留不变，本文不做深入讨论。

3　深度处理工艺

本工程水源属于微污染水源，高锰酸盐指数、氨氮、铁锰等多项指标较高，采用常规处理手段无法达到出水水质要求，必须采用深度处理工艺。

深度处理国内采用较多的处理工艺有两种：臭氧活性炭工艺和超滤膜工艺。

3.1　方案一:臭氧+活性炭+石英砂处理工艺

臭氧+活性炭是处理受污染水源水并保证高质量出水水质的一种先进有效方法。该工艺是在经常规处理的出水经臭氧、活性炭滤池过滤出水，在通过臭氧的强氧化作用及活性炭的吸附及生物氧化作用，较彻底地去除水体中的有机物、色度、臭味以及藻类等。保证出水具有很高的化学安全性。但是臭氧活性炭工艺的缺点是出水浊度和细菌类指标还达不到出水卫生指标，为弥补这一缺点，在后面设砂滤池，通过砂滤作用，进一步去除浊度和细菌类。保证了出水的浊度和微生物安全性。目前为止，国内成功运用的实例证明，这种工艺是处理微污染水源最可靠、最实用的技术。

3.2　方案二:粉末活性炭+超滤膜处理工艺

超滤(UF)是一种物理性的低压驱动的膜分离技术，给水上一般采用中空纤维超滤膜元件，该超滤膜具有亲水性好，耐有机污染，耐酸碱等特点。膜孔直径为0.01 μm～0.02 μm，全部的细菌和绝大部分的病毒都可被拦截，是去除水中两虫(隐孢子虫和贾第虫)最有效的手段，出水无需消毒就可达到微生物学指标要求。但缺点是对中小分子有机物没有去除能力，为了弥补这一缺点，通常在前面设粉末活性炭投加装置，当原水中有有机物污染物、氨氮、臭味的时候，适量投加粉末活性炭，通过吸附作用，将其去除，以达到生物、化学全面安全。这种工艺在国外运用比较普遍，国内也有运用(膜处理工艺流程图见图1)。

综上所述，从技术比较来看，方案一出水水质可稳定达标、运行方式灵活、可实现多模式运行、降低运行成本，而且国内对于大规模水厂的运行已积累了丰富的经验；方案二虽处理构筑物少、管理简单，但运行方式不如方案一灵活，国内大规模水厂运行经验少，而且就本工程而言，方案二的铁能否达标还待下一阶段通过中试来确定。因此本设计推荐采用方案一。

4　废水回收工艺

为使水资源充分合理利用，本项目在净水厂内设废水回收系统，将污泥上清液和滤池的反冲洗水经流量调节后送至进水系统前端加以利用，以减少水量损耗。

5　污泥处理工艺

在给水处理中会有部分污泥产生，这些污泥一般不含有毒物质，成分以原水中的悬浮物和投加药剂所产生的絮凝体为主。目前国内已注重给水处理的污泥处置问题，因此本项目需考虑净水厂污泥的处理方案。

目前国内给水污泥处理所采取的主要工艺流程为：污泥收集→污泥浓缩→污泥脱水→污泥外运。

污泥收集主要是絮凝池、沉淀池排泥，需设置排泥池。

本项目污泥浓缩推荐采用耗能少，维护管理方便的污泥重力浓缩池。污泥脱水采用机械脱水的方式。污泥脱水设备推荐选用带式压滤机。

6　消毒剂选择

液氯和ClO2均可作为本工程使用的消毒剂，但采用液氯需要较大的空间来储存、保管，且运输较不方便，因此根据实际情况，消毒剂选ClO2。ClO2被世界卫生组织定义为首选消毒剂，具有一种广谱、高效、安全的优点。同液氯相比，消毒副产物的几率较低。

7　工艺方案确定

工艺流程图见图2。

8　预处理及深度处理设计计算

预处理及深度处理建设规模15万m3/d，自用水系数取5%,设计流量：1.82 m3/s。

1)预处理设计。

预臭氧接触池接触时间：T=5 min分4座；

单座尺寸L×B×H有效=4.0 m×3.5 m×6.0 m；

臭氧扩散系统4套，扩散量2.5 kg/h。

2)深度处理设计。

a.臭氧接触池接触时间：T=25 min分2座;

单座尺寸L×B×H有效=19.5 m×7.0 m×6.0 m;

尾气破坏装置放在臭氧接触池上面，每池内设计成4段，并在第一、第二和第三段内设有陶瓷细泡扩散盘。

臭氧投加系统2套，尾气破坏器2套，使排到环境空气中的尾气中的残留臭氧浓度低于0.1 PPM。

臭氧制备间1座，臭氧投加量3 mg/L，气源：氧气源；

平面尺寸:L×B=36 m×12.5 m；

设备2套(无备用)，Q=10 kg/h，N=130 kW。

b.活性炭滤池采用普通快滤池，分6格。

设计滤速:V=9.13 m/h；

强制滤速:V=11 m/h；

单格过滤面积：L×B=13.6 m×9 m；

高度组成：超高0.9 m，清水层1.5 m，活性炭1.8 m，石英砂0.40 m，卵石层0.10 m，滤板0.1 m，支撑梁1.0 m，总高度5.8 m；

冲洗方式：气冲—水冲，反冲洗时间约为13 min，其中：气冲时间为3 min；

水冲时间为10 min。反冲洗周期：6 d～7 d；

滤料：颗粒活性炭，有效粒径d：0.9 mm～1.1 mm；石英砂有效粒径d：0.9 mm。

c.活性炭滤池反冲洗泵房及鼓风机房。

气冲强度:60 m3/h·m2；

水冲强度：22 m3/h·m2；

平面尺寸：L×B=39 m×9 m；

设备：罗茨鼓风机3台(2用1备)Q=3 720 m3/h，H=5 m，N轴=65 kW。

卧式双吸离心泵3台(2用1备)Q=1 350 m3/h，H=10 m，N轴=47 kW。

9　运行模式

为节省工程的运行成本，推荐方案有三种运行模式：

1)当原水水质符合地表水Ⅲ类标准时，采用常规处理工艺，V型滤池出水管处设超越管，V型滤池出水直接进入清水池，经送水泵房加压送至用户。

2)当原水水质季节性微污染或发生突发事件时，原水经高锰酸钾预氧化、投加粉末活性炭后进入厂区，经常规处理后，出水进入清水池，经送水泵房加压送至用户。

3)当原水水质长期受微污染，经常规处理后某些有机、有毒物质含量指标或色、臭、味等感官指标不能满足GB 5749—2006生活饮用水卫生标准时，采用全流程：预臭氧+强化常规处理+深度处理运行模式。