水厂矾剂投加系统技术改造工程实践

给水排水Ｖｏｌ．４２Ｎｏ．２２０１６１９水厂矾剂投加系统技术改造工程实践李柱１，２高乃云２张根良１孙远军３（１上海浦东新区自来水有限公司，上海２０１２００；２同济大学污染控制与资源化研究国家重点实验室，上海２０００９２；３上海市环境科学研究院，上海２０００３０）摘要因浦东新区城镇水厂原水切换后采用青草沙水库水，取水水质与原采用的川杨河水质差异较大，使原有的矾剂投加系统不能适应新的原水水质要求，同时原有的投加系统存在诸多缺陷。就此城镇水厂通过对原有的投加系统设备设施和控制方式进行分析和梳理，经一系列技术改造，不仅保证了投加的安全可靠性和操作便捷性，实现了矾剂的自动精准投加，同时也保证了供水水质，降低了混凝剂消耗。关键词净水厂药剂投加系统聚氯化铝隔膜式计量泵ＰＬＣ储罐１水厂概况上海浦东新区自来水有限公司下属城镇水厂位于浦东新区川沙新镇西侧，分为东、中、西三个车间，设计能力共为１４．５万ｍ３／ｄ，供水区域１２０ｋｍ２，服务人口约４５万。水厂自建厂以来一直取川杨河水源，因川杨河属于航运河道，河床积淤严重，而且时常受咸潮、油污染，根据上海水务系统供水集约化总体要求，水厂切换使用青草沙原水，切换后净水仍采用常规处理工艺，工艺流程见图１。图１城镇水厂工艺流程２原水水质特征比较２．１川杨河水质川杨河是上海为数不多的一条笔直的人工河流，西起黄浦江，向东直达川沙海边的三甲港，全长２８ｋｍ。城镇水厂自１９８５年建造一期２万ｍ３／ｄ时起取用川杨河水源，后通过三次扩建，设计供水能力达到１４．５万ｍ３／ｄ。当处于丰水期时，通过三甲港水闸将优质的长江水引入河道并取用，按照国家《地表水环境质量标准》（ＧＢ３８３８－２００２）评价可达到Ⅲ类水体，但当处于枯水季节并受到咸潮影响时，只能关闭水闸，靠内河取川杨河水维持生产，水质评价低至Ⅴ类甚至劣Ⅴ类水体，例如２０１１年６月初，川杨河水氯化物高达４０１ｍｇ／Ｌ、氨氮达到４．５ｍｇ／Ｌ，城镇水厂常规处理工艺生产出水的个别指标难以满足《生活饮用水卫生标准》（ＧＢ５７４９－２００６）。２．２青草沙水质青草沙原水水质总体评价为Ⅱ～Ⅲ类水体，根据城镇水厂原水监测报告统计分析得出青草沙原水水质同比川杨河原水水质有较明显改善，青草沙原水（２０１４年９月～２０１５年７月）与２０１１年９月～２０１２年７月川杨河原水水质比较数据见表１。表１川杨河原水与青草沙原水主要指标对比指标川杨河原水青草沙原水浊度／ＮＴＵ１００．４８１６．２色度／度１６．０３１０．３４ｐＨ７．５３８．４１氯化物／ｍｇ／Ｌ８３．７５２９．６７氨氮／ｍｇ／Ｌ０．８３０．０５亚硝酸盐／ｍｇ／Ｌ０．０３０．０１溶解氧／ｍｇ／Ｌ６．７１８．４２耗氧量／ｍｇ／Ｌ４．５６２．２６３原有投加系统存在问题城镇水厂三个车间分别建造于１９８５年、１９９１年和１９９３年，西车间建造时与中车间共用一个加药间，东车间单独一个加药间。中、西、东三个车间设计能力分别为２万ｍ３／ｄ、５万ｍ３／ｄ和７万ｍ３／ｄ，水厂平面布置见图２。城镇水厂混凝剂使用液体聚氯化铝（ＰＡＣ），其氧化铝有效含量为８．２％，通过储罐车直接用提升泵输送至储药池，两个储药池容积均为２０ｍ３，混凝DOI:10.13789/j.cnki.wwe1964.2016.0037２０给水排水Ｖｏｌ．４２Ｎｏ．２２０１６图２城镇水厂平面布置剂通过机械隔膜式计量泵投加至进水总管道，然后经过管道静态混合器充分混合后进入澄清池。投加量控制方式为人工手动调节，其存在的主要缺陷有以下４个方面。（１）计量泵型号多样，数量较多，维护管理不方便。原水切换前，混凝剂加注点在一泵房取水泵前，通过水泵进行混合，同时考虑到备用计量泵，所以计量泵数量较多，东车间计量泵４台，中、西车间８台；因中、西、东三个车间取水量不同，故计量泵的投加量程大小不一致，导致膜片、止回阀等备品备件较多，维修管理诸多不便。切换青草沙原水后，东车间原水管为１根ＤＮ１２００钢管，中、西车间原水管合并为１根ＤＮ１２００钢管，然后分别按照ＤＮ６００、ＤＮ９００分配到中车间、西车间，投加点调整为每个车间原水进水总管处，故混凝剂投加量增加，原有计量泵量程不能满足新的要求。（２）混凝剂投加量变化，原有计量泵量程不够精准。原水切换前，因川杨河原水浊度较高，２０１２年１～８月的生产矾耗统计表明，每１０００ｍ３水投加量平均为６０．１４ｋｇ液体，原水切换后，２０１３年１～８月每１０００ｍ３水投加量下降到３９．９ｋｇ液体，但在青草沙原水因风向转变导致原水浊度突然升高时，单台计量泵投加流量需要增加到１８０Ｌ／ｈ。（３）储罐安全存储水平不高，药液输送存在不连续问题。原有储罐材料为玻璃钢，各车间设有容积为２０ｍ３的２个，容积为１０ｍ３中转储罐１个。通过近２年使用，发现储罐内壁部分玻璃钢因为老化腐蚀造成脱落，脱落的碎片通过