巨拓山

（杭州银江环保科技有限公司，浙江 杭州 310012）

引言

城市景观水是指由城市建设所形成的各种人工水体，如喷泉、人工湖、水景等。这些水体不仅是城市美化的重要组成部分，还能起到降温、净化空气、增加负氧离子等作用。然而，由于城市水体污染，水质较差，导致景观水补水功能性缺水。目前，常用的水质提升工艺有混凝沉淀、气浮、膜过滤、生物滤池等均有一定的净化效果[1]，但均存在占地面积大、投资成本高、运行费用高等问题。因此，采用因地制宜的工程技术措施，可以高效地提升河道水质，极具现实意义。

微絮凝是一种物理化学处理方法，通过加入一定量的絮凝剂，使水中的悬浮物和胶体物质凝聚成较大的颗粒，方便后续处理。滤布过滤是一种表层过滤技术，过滤介质由高分子纤维堆积而成，孔隙范围一般为5～20 μm，具有较高的除污精度，加之高分子纤维材质对水中有机物及SS等具有很好的黏附性能，因而能够在很小的过滤深度下，有效地去除污水中的颗粒污染物[2]。微絮凝与滤布滤池组合工艺将两种处理方法结合起来，可以有效地去除水中的污染物，提高水质[3-5]。该组合工艺具有操作简便、节约占地面积、投资低、运行费用低等特点，适用于大规模的城市景观水处理[6]。

1 工程概况

本项目为京杭运河杭州段某港口周边环境综合整治工程，设计采用河水为原水。依据水质检测结果显示：河水冬季水质优于夏季水质；相对于水环境功能区划地表V类水标准，河水夏季氨氮、总磷、总氮超标严重。其中，在河道西段氨氮最大超出V类水体3倍，在河道中段氨氮超标V类水体约1.5倍；在河道西段，总磷最大超出V类水体1.5倍；总氮不作为河道水体考核标准，但其对几近静止水体影响较大，易于引起藻类勃发。全河段冬季水质：氨氮平均值1.16 mg/L、总磷平均值0.19 mg/L，属于V类水体；夏季水质：氨氮平均值2.68 mg/L、总磷平均值0.28 mg/L、总氮平均值2.74 mg/L，属于劣V类水体。全河段水体透明度较低，冬季透明度平均为15 cm，夏季透明度平均为30 cm。

河水经处理后用于补充城市内河道观赏性景观用水，设计水量6.0万吨/天，出水水质指标要求SS≤10 mg/L，TP≤0.2 mg/L，水质清澈透明。

2 处理工艺及说明

本项目处理工艺流程如图1所示：

河道原水经泵提升至滤布滤池，在提升泵的出水管道上设置管道混合器，并投加PAC。混凝剂投加到水中后，水解速度很快。迅速分散混凝剂，使其在水中的浓度保持均匀一致，有利于混凝剂水解时生成较均匀的聚合物，更好发挥絮凝作用。所以，混合是提高混凝效果的重要因素。从混合时间上考虑，一般取10～30 s，最多不超过2 min 。从工程上考虑，混合的过程是搅拌水体，产生涡流或产生水流速度差，通常按照速度梯度计算，一般控制G 值在700～1 000 S-1之内。

该项目采用管道混合器，利用进水管中水流速度变化，或通过管道中阻流部件产生局部阻力，扰动水体发生湍流进行混合。混合液利用管道容积及滤布滤池的容积进行微絮凝反应，经滤布滤池过滤后出水用于内河补水。

滤布滤池运用高效静压过滤技术，最小可将直径小至5 μm（自来水厂采用的砂滤精度一般为30 μm左右）的悬浮物去除，具有过滤速度快、精度高，抗污染堵塞能力强的优点，当过滤系统被悬浮物污堵到一定程度，会自动启动清洗系统，在清洗时不影响产水，实现了设备的连续产水。

滤布截留下来的絮体物质由反洗泵定时抽吸反洗，反洗水排至污泥浓缩池进行浓缩，浓缩后的污泥经叠螺脱水机脱水后外运处置。

3 主要构筑物设计参数

3.1 进水系统

功能：将河水均匀、定量提升进入处理设施；

设计流量：60 000 m3/d=0.69 m3/s，取0.69 m3/s；

设计扬程：10 m；

设备配置：①提升泵，700QHB-50，流量0.72 m3/s，扬程10 m，配套电机转速730 r/min，功率110 kW，2台。

3.2 管道混合器

功能：将原水与药剂快速均匀混合，以利于絮凝反应，形成较好的絮体；

设计流量：30 000 m3/d，2套；

GT 值：4 600；

设备配置：①PAC加药一体机，溶液制备量1 000 L/h，材质SUS304，1套。

3.3 滤布滤池

功能：采用碳钢防腐结构形式，系统内设置高分子纤维滤盘，材质为聚酯及10 μm高分子纤维滤布，空心转轴采用不锈钢焊接而成，中空管既可输送清水又可带动滤盘旋转，将絮体与原水分离，从而达到去除SS的目的。

设计流量：30 000 m3/d，2套；

设计滤速：8 m/h；

单座尺寸：6.4 m×3.5 m×4.0 m；

设备配置：①纤维转盘，直径3 000 mm，14盘；②反冲洗泵，流量50 m3/h，扬程9 m，功率3.7 kW，2台。

3.4 污泥浓缩池

功能：利用重力浓缩原理，对滤布滤池反冲洗排泥水进行泥水分离，上清液外排至原水河道，污泥由污泥脱水设备脱水后外运处置。

按SS初始最大浓度65 mg/L及出水SS浓度10 mg/L计算，每日最大产生绝干污泥量=(65-10) mg/L×60 000 t/d=3.3 t/d，产生99.2%湿污泥量=3.3 t/d÷(1-99.2%)=412.5 t/d；污泥浓缩后产水 97%污泥量=3.3 t/d÷(1-97%)=110 t/d。

设计流量：100 m3/h；

表面负荷：1.05 m3/m2·h；

结构尺寸：Φ11.0 m×5.0 m；

浓缩时间：12 h；

污泥通量：1.5 kg/m2·h；

设备配置：

①浓缩机，池径11.0 m，池深5.0 m，水上碳钢防腐，水下不锈钢304非标制作，电机功率N=0.75 kW，1套；

②中心筒，不锈钢304非标制作，1套；

③出水堰，B=250 mm，不锈钢304非标制作，1套；

④叠螺脱水机，污泥处理能力0.4 t/h，主体材质专用耐磨304不锈钢，1台；

⑤PAM加药一体机，溶液制备量1 500 L/h，材质SUS 304，1套。

4 运行效果分析

4.1 PAC投加量对SS去除效果的分析

在运行调试过程中，通过调整PAC加药量，观测出水SS，详见表1。

图1 PAC加药量对SS去除率的影响

在上述实验过程中，随着PAC投加量的增加，絮凝反应形成的絮体体积及数量明显增加，SS去除率也呈现一定的上升趋势。加药量为9 mg/L时，SS出水水质7.8 mg/L，去除率为85%。

同时，从图1可以看出，当PAC投加量超过9 mg/L时，再继续提高药剂投加量，悬浮物去除率反而略有下降，这可能是由于过高的投药量引起胶体重新稳定，并产生大量污泥引起了悬浮物增多而导致过滤效果变差，进而导致出水SS增加。为了保证悬浮物的去除，PAC投加量应为6～9 mg/L。

4.2 PAC投加量对TP去除效果的分析

通过调整PAC加药量，观测出水TP，详见表2。

从图2可以看出，随着PAC投加量的增加，TP去除率也呈现一定的上升趋势。加药量达6 mg/L以后，随着加药量的增加，去除效果增加不明显。这可能是由于水体中TP含有机磷成分，而PAC对有机磷的去除效果不明显。

图2 PAC加药量对TP去除率的影响

4.3 PAC投加量对浊度去除效果的分析

通过调整PAC加药量，观测出水浊度，详见表3。

表3 不同浓度PAC加药量下进出水浊度

对比图1和图3可以看出，浊度去除率跟SS去除率有很大的相关性。当加药量达9 mg/L时，出水浊度4.0 NTU。此后随着加药量的增加，浊度去除效果有一定的下降，这跟出水SS增加也一定联系。

图3 PAC加药量对浊度去除率的影响

综上所述，考虑到项目的运行费用和实际处理效果，PAC投加量为6 mg/L时，出水SS 9.0 mg/L，TP 0.16 mg/L，浊度4.6 NTU，既能满足出水水质的要求，又能降低运行费用及污泥处理，达到经济效益与环境效益相统一的理念。因此，本项目PAC投加量为6 mg/L。

5 项目特点

（1）项目占地面积小，两台主体设备占地45 m2，整个项目用地300 m2，吨水用地面积0.005 m2，解决了城市范围用地紧张的问题；

（2）项目运行能耗低，项目最大运行功率145 kW，吨水运行能耗0.06 kW·h；

（3）项目操作管理，自动化程度高，系统实现一键启动，自动运行。

（4）环保无污染，相比直接投药，化学药剂全部回收不进入水体，产生的污泥可作为景观绿肥，不产生二次污染。

6 结语

总而言之，微絮凝与滤布滤池组合工艺是一种高效、经济、实用的城市景观水处理方法。在城市景观水的水质提升中，可以发挥重要作用。未来，随着城市化进程的不断加速，城市景观水的水质问题将越来越突出，需要不断探索新的处理方法，提高水质，从而保障城市环境的可持续发展。