株洲市二水厂提标改造工程设计关键技术

◆盎}I8＆Asjl掰立曩}j一盎。}、株洲市二水厂提标改造工程设计关键技术李虹杨孟进(中国市政工程中南设计研究总院第五设计研究院，武汉430010)1工程背景株洲市二水厂1959年9月建成投产，经过80年代及90年代的改造，形成了现在一次提升、分质供水的制水格局。其中，工业水供水能力为35万m／d，主要工艺包括混凝及沉淀；生活用水供水能力为20万m。／d，主要工艺包括混凝、沉淀、过滤、消毒等。本次提标改造，取消二水厂现有工业用水供水量，将生活供水能力提高到30万m。／d，同时针对湘江现状水质，考虑采用预臭氧+常规絮凝+沉淀+过滤+后臭氧+生物活性炭吸附池的处理工艺。2原水水质分析二水厂原水2001年至2008年水质超标项最高达到了l0项，经过对数据的统计分析，二水厂原水中Fe、Mn、Hg、Cd、Cr(六价)、COD总变化趋势是下降的，BOD、石油类指标、粪大肠菌群总变化趋势是上升的，NH。—N变化趋势不明显，其中NH。一N在2003年7月严重超标，石油类在2001年7月~．2oo6年1月严重超标。分析二水厂原水水质，归纳其水质特点如下：(1)原水浊度一般不高，其原水浊度<10NTU的时间占总数的49．07％，原水浊度<20NTU的时问占总数的81．5％，汛期有短期高浊度出现。(2)原水水质恶化较为明显，其中的石油类、DO、Fe、Mn、Hg、NH3一N、COD、BOD5、硫化物、耐热大肠菌群等指标都间歇性达不到《国家地表水环境质量标准》(GB3838—2002)中地表水Ⅲ类标准要求。3现状出厂水水质分析根据二水厂出厂水水质检测数据(2000—2008年)中浊度指标来分析，二水厂供水水质处于较好水平，水质合格率均在95％以上，出水浊度均控制在0．5NTU以下，浊度指标能满足新标准的要求。但从历年理化监测指标来看，二水厂出厂水水质形势不容乐观，现有净水工艺处理有机物、重金属污染能力差，很难应对突发性水源污染事故。4工艺选择分析本工程净水工艺的处理重点为：(1)浊度。出厂水浊度要求<0．2NTU。本工程常规处理段的重点应放在降低浊度方面，应尽可能地降低出水浊度。(2)去除溶解性Fe和Mn、色度、藻类、臭味，改善混凝条件，加强过滤效果，取代前加氯，减少氯消毒副产物，氧化无机物，促进有机物的氧化分解。(3)降低出水NH一N，消除自来水中的异味，杀死细菌，去除病毒，氧化水中难降解有机物，去除重金属等。结合本项目特点，深度处理的主要目的是降低出厂水的有机物，改善水的口感等，因此本工程采用预O+常规处理+0。一BACI艺。主要净水构筑物设计参数如下：(1)预臭氧接触池分两组，每组l5万m。／d，与总配水井、格栅间、及混合井合建。预臭氧接触池接触时间4min，臭氧投加量0．5～1．0mg~。每组预臭氧接触池一端合建配水混合井，设计规模l5万m。／d，混合时间45s。(2)折板絮凝池絮凝时间采用15．4min，采用多通道竖向折板。(3)平流沉淀池水平流速和沉淀时间。由于本工程改造用地限制，只能在原有沉淀池现状基础上进行改造，因此，对保留的生产用水沉淀池及2样生活用水沉淀池进行局部结构改造，以改善相关设计参数。沉淀池水平流速采用16．5mm／s，沉淀时间设计为1．52h。(4)气水反冲洗砂滤池。滤池设计规模为30万m。／d，采用v型滤A鼍A礴盎娥l谗j再／~'4t=ORMATiON池，单池面积121．5m，共l4格，双排布置，设计滤速7．7m／h。(5)后臭氧接触池。设计规模30万m。后臭氧投加量1—2．5mg／L，接触时间10rain，分为串联的三级，每级分为接触及反应两段。三级接触反应时间分别为3min、3min、4rain。(6)生物活性炭吸附池。设计规模30万m。／d。采用v型滤池池型，单池面积121．5m，共l0格，单排布置，设计滤速10．5m／h，接触时间11．4rain，炭层厚度2m。5重点解决的关键技术问题5．1处理原水突发性污染的措施(1)除As。对于处理含As地表水的饮用水处理工艺主要是采用以投加适量铁盐混凝剂和氧化剂为核心的强化常规处理工艺。在配水混合井内投加聚合硫酸铁，强化絮凝沉淀。聚合硫酸铁最大投加量为30mg／L。(2)除Cd、Mn、Pb。本工程采用预0。+常规处理+O一BACI艺，可有效去除原水中的Mn。在预臭氧阶段，Mn的去除率约为20％～30％，当生物活性炭吸附池进水预臭氧浓度在0．1～0．2mg／L范围时，可以使Mn的去除率达~1J90％。本工程原水中Cd含量超过Ⅲ类水体的限值0．005mg／L时、Mn超过限值0．1mg／L时或虽然原水监测未超标，但出厂水监测cd和Mn含量超过《生活饮用水卫生标准》(GB5479—2006)中的限值时，启动原水预警并采取应急投加措施。在配水混合井内投加高铁酸盐，强化絮凝沉淀，高铁