赵静

（南京寰汇市政工程设计有限公司，南京211112）

某南水北调水源水厂净水工艺设计

赵静

（南京寰汇市政工程设计有限公司，南京211112）

某城区供水采用南水北调中线水源。根据该城区现状，以及进水水质条件和出水水质要求，经技术经济比较确定了预氧化-常规处理-预留深度处理的工艺方案。工程运行结果表明，出水水质完全符合GB 5749—2006《生活饮用水卫生标准》的要求。

净水工艺；预氧化；常规处理；深度处理；南水北调水源

1 工程概况

某城区原供水全部以地下水为水源。南水北调中线通水后该城区为受益县城之一。根据南水北调分配水量和该城区供水规划，确定水厂建设规模为8.4万m3／d。中线引江水从丹江口水库至水厂输水线路采用明渠、河道的输水方式［1］，中途原水可能会受到藻类、有机物、油类等二次污染［2］。为确保水厂出水水质达到GB 5749—2006《生活饮用水卫生标准》［3］的要求，本工程采用了预氧化-常规处理-预留深度处理的工艺方案。

2 净水处理工艺方案的选择

2.1 预处理工艺

考虑南水北调引江水的水质、处理设施、处理效果等，本工程决定采用化学预氧化的预处理方法。化学预氧化法主要有：预氯化、臭氧预氧化、高锰酸钾预氧化、高锰酸盐预氧化等［4］。

2.1.1 预氯化

长期以来加氯是我国水厂较广泛使用的处理方法，但研究发现氯可与水中有机物生成卤代有机副产物等致癌物质［5］，影响供水的安全性，威胁人体健康。故本工程不采用预加氯方式。

2.1.2 臭氧预氧化

臭氧预氧化可氧化、分解水中多种有机或无机污染物质，对于铁、锰、硫化物、农药、合成洗涤剂、三致物质、色、嗅味的去除都有很大的贡献，并有杀菌灭藻和病毒灭活的作用［6］，但其设备复杂、能耗高、投资大、成本高、操作管理复杂。

2.1.3 高锰酸钾预氧化

高锰酸钾能够氧化分解水中多种臭味化合物，如有机酸、醛、酮、硫化氢、硫醇等，可以有效地去除水中的臭味。在净水工艺的始端投加高锰酸钾药剂，对藻类有显著的灭活作用，且在反应过程中产生的新生态水合二氧化锰具有很高的活性，能够通过吸附作用促进絮体的成长，能够吸附灭活的藻类，形成以新生态二氧化锰为核心的相对密实的絮体，有利于沉淀［7］。具有投资少、能耗低、使用方便等优点。

根据上述各预处理工艺的特点，结合当地的实际情况，故本工程预处理工艺采用高锰酸钾预氧化。

2.2 常规处理工艺

常规处理工艺主要包括混合、絮凝、沉淀、过滤、消毒，为确定经济合理的工艺方案，对处理工艺及构筑物型式做了进一步的比选优化。

2.2.1 混合

常用的混合形式有水泵混合、机械混合和管式混合。考虑到水泵混合对水泵叶轮腐蚀的影响，不予采用，本文主要对机械混合和管式混合进行比较。

机械混合是利用机械设备使水流产生混合条件，从而达到一定的搅拌强度，实现使药剂扩散到水体内的目的。其主要优点是混合效果好，且不受原水水质和水量变化的影响，但是机械维修量较大。管式静态混合器利用水流能量，不须外加动力，通过切割分流、反向回流、旋涡混流等3个作用，使药剂与水体快速混合［8］。管式静态混合器混合效果好，安装方便。故本工程采用管式静态混合器混合。

2.2.2 絮凝

根据絮凝池的构造和采用的设备，絮凝分为水力絮凝和机械絮凝2种类型。水力絮凝池具有絮凝时间较短，占地少，投资较省的优点，在设计流量下的反应效果较好。常用的水力絮凝池包括隔板絮凝池、折板絮凝池、网格絮凝池等。网格絮凝池具有结构简单，节省材料，絮凝时间短及絮凝效果较好等优点，应用广泛。故本工程采用网格絮凝池。

2.2.3 沉淀

沉淀工艺是水厂处理工艺的主体工艺。常用沉淀池池型有平流池、高密度沉淀池、斜管斜板池等。

高密度沉淀池结构复杂，造价较高，自动控制要求高，但对水力负荷及原水水质的波动均具有较强的适应性，出水水质好［9］；平流沉淀池占地面积大，对水力负荷及原水水质的波动均具有较强的适应性，沉淀效果稳定，操作管理方便，耗药量一般也较低，池体构造简单，池深较浅，自控要求低，造价较高密度沉淀池低；斜管沉淀池沉淀效率高，占地面积小，自控要求低，造价较平流沉淀池低，但是斜管耗用材料多，易老化，需定期更换，维修费用较高。故本工程采用平流沉淀池。

2.2.4 过滤

过滤工艺常用的池型有普通快滤池、均质滤料滤池、翻板滤池。

普通快滤池运行可靠，管理简便；均质滤料滤池自动化程度高，管理方便，尽管土建施工要求较高，但设计、施工及运行经验成熟，在国内外应用最广［10］；翻板滤池过滤机理和均质滤料滤池相同，技术经济综合比较相当，效果也较好，但缺乏成熟的运行经验，且在冲洗控制上较难把握，其程序调整也比较困难。故本工程采用均质滤料滤池。

2.2.5 消毒

消毒可杀灭水中的病原菌、病毒和其他致病性微生物。消毒方法主要有液氯消毒和二氧化氯消毒［11］。由于当地没有氯源，氯气的储存，特别是运输不便，考虑到日常运行可靠且经济，本工程采用二氧化氯作为消毒剂。

2.3 深度处理

本次工程考虑预留深度处理的用地，在未来原水水质变差或出水水质标准提高时，再增加深度处理。

3 污泥处理工艺方案的选择

3.1 浓缩

污泥浓缩一般可采用重力浓缩和机械浓缩2种方法。机械浓缩一次性投资较高，并且能耗高，不经济；重力浓缩稳定可靠，效果好。故本工程采用重力浓缩。

3.2 脱水

目前用于给水污泥脱水的设备主要有带式压滤机、离心式脱水机和板框式压滤机。带式脱水机价格最低，能耗最低，管理方便。故本工程采用带式脱水机。

4 主要净水单元工艺设计

4.1 静态混合器

混合采用静态混合器。考虑到近期处理水量较小，因此设置8台DN 400 mm的静态混合器，可根据处理水量调整静态混合器工作的数量。

4.2 网格絮凝沉淀池

网格絮凝池和平流沉淀池合建，共设2座8组。网格絮凝池反应时间为18.5 min，有效水深为4.0m；平流沉淀池长度为87.0m，单组池宽为3.2m，有效水深为3.4 m，沉淀时间为2.0 h，水平流速为11.7 mm／s。每座沉淀池设6根宽400 mm，高700 mm，长15.3 m的指型槽。每座沉淀池设1台泵吸式吸泥机排泥［12］。

4.3 均质滤料滤池

均质滤料滤池设1座，设计滤速为8.27 m／h，强制滤速为11.02 m／h，共设8格，单格过滤面积为56 m2。滤池有效深度为3.70 m，其中支撑梁（滤梁）高0.98 m，滤板厚0.12 m，承托层厚0.10 m，滤料层厚1.20 m，清水区高度为1.30 m。滤料采用石英砂均质滤料，有效粒径范围为0.90~1.20 mm，不均匀系数K80＜1.4。滤池反冲洗时，先气冲，气冲强度为15 L／（s·m2），冲洗时间为2 min；再气水联合反冲洗，气冲强度为15 L／（s·m2），水冲强度为3 L／（s·m2），冲洗时间为3 min；最后水冲洗，水冲强度为6 L／（s·m2），冲洗时间为6 min；同时全程表面扫洗，表面扫洗强度为2 L／（s·m2）。

4.4 加氯加药间

加氯加药间合建。加氯消毒采用二氧化氯，加氯量为1.0 mg／L，设4台加氯机，3用1备，单台制备能力为5 kg／h。设置前加氯点、后加氯点、补加氯点，采用比例式和余氯反馈复合投加。加药间内投加聚合氯化铝（PAC）、高锰酸钾、活性炭3种药剂。PAC最大投药量为25 mg／L［13］；高锰酸钾设计投加量为2.0 mg／L，仅在进水有机物含量高时投加；湿式粉末活性炭设计投加量为10 mg／L，仅在紧急情况下投加。

4.5 污泥浓缩脱水机房

污泥浓缩采用2座直径8 m的辐流式浓缩池，固体通量为0.91 kg［DS］／（m2·h），液面负荷为0.21 m3／（m2·h）。污泥脱水采用带式脱水机，每天工作约16 h，处理量为137.5 kg［DS］／h，选用2台带式脱水机，互为备用，脱水机带宽1.0 m，单台处理量为70~180 kg［DS］／h。

5 结论

本工程建成投产后，大大提高了供水水质，改善了居民生活水平，促进了当地社会经济可持续发展。采用本项目的水处理工艺可以应对水源水质水量的变化，出水水质能稳定达到GB 5749—2006的要求。

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Design of water purification process for source water supply plant of South-to-North water diversion project

ZHAO Jing
（Nanjing Havy Municipal Engineering Design Co.,Ltd.,Nanjing 211112,China）

Water source of middle route of South-to-North water diversion project was adopted for water supply of a city.According to the current status of the said urban area,the influent water quality and the effluent water requirement,a process scheme of pretreatment-conventional treatment-reserved advanced treatment was determined through the economic and technical comparison.The project operation results showed that,the effluent water quality totally met the requirement of GB 5749—2006 Sanitary Standard for Drinking Water.

water purification process;pre-oxidation;conventional treatment;advanced treatment;water source of South-to-North water diversion project

X505

B

1009－2455（2016）06－0078－03

赵静（1982－），女，江苏镇江人，工程师，设计所副所长，硕士，主要从事给排水设计工作，（电子信箱）zhaozhao1017＠126. com。

2016-07-08（修回稿）