四川省某給水廠設計運行總結

陳榮艷

（中國華西工程設計建設有限公司，四川成都 610000）

1.水廠概述

四川省某給水廠先后建設有四期，其中一期一階段設計規模為2萬m3/d，于1995年建成通水，水處理工藝為：取水泵站→斜管預沉、網格絮凝、斜管沉淀池→固定罩濾池→清水池→送水泵站→城市管網；一期二階段設計規模為2萬m3/d，于2007年建成通水，水處理工藝同一期一階段；二期工程設計規模為5萬m3/d，于2010年建成通水，水處理工藝為：取水泵站→斜管預沉、網格絮凝、斜管沉淀池→V型濾池→清水池→送水泵站→城市管網；三期工程設計規模為10萬m3/d，于2013年建成通水，水處理工藝為取水泵站→斜管預沉、微渦流絮凝、斜管沉淀池→V型濾池→清水池→送水泵站→城市管網；四期工程設計規模為5萬m3/d，于2019年建成通水，水處理工藝同二期工程。上述四期工程水源均為同一水源，水源水質總體較好，達到《地表水環境質量標準》（GB3838-2002）中的II類水質標準，僅渾濁度、糞性大腸桿菌、細菌總數超標。通過近些年水質監測，平時濁度較低約為40NTU，但汛期濁度較高，最高濁度達到1.7萬NTU左右。上述四期出水水質均滿足《生活飲用水衛生標準》（GB 5749-2006）。

2.運行效果比較

本文從絮凝沉淀、過濾、加藥消毒、泥水處理、水泵幾方面對四期運行效果進行比較。

2.1 絮凝沉淀

除三期工程絮凝采用微渦流絮凝外，其余幾期均采用網格絮凝。微渦流絮凝因其絮凝時間短、占地少，較適合改擴建項目或用地緊張的新建項目[2]。但該水廠三期的微渦流絮凝與其余幾期網格絮凝相比，絮凝效果略微欠佳，后期維護檢修較麻煩，需全池停水方可檢修。

四期沉淀工藝均采用斜管預沉和斜管沉淀，所不同的是排泥方式，預沉池均采用切線排泥[3]，沉淀池除三期工程采用機械刮泥——往復式刮泥機外，其余三期均采用穿孔排泥管排泥。經過近些年來的運行反饋，切線排泥方式較適用于突發高濁度下預沉池的排泥。但往復式刮泥機的排泥方式在濁度為5000NTU時水量將減產一半，而穿孔排泥管排泥方式在濁度為 5000NTU時無減產，在濁度大于8000NTU時才面臨減產。在同等高濁度情況下，采用穿孔排泥管排泥方式的沉淀池減產量小于采用往復式刮泥機的沉淀池。此外，在濁度較低時，刮泥機運行時，沉淀池出水濁度也略微增加。

2.2 濾池

四期濾池除一期工程采用固定罩濾池外，其余三期濾池均采用V型濾池。固定罩濾池屬降速過濾，采用單獨水沖洗。由于反沖洗強度依據出水水位確定，反沖洗強度有限，故沖洗不徹底。實際運行中，為確保出水水質，每隔2～3小時就要沖洗一次，反沖洗排水量較大。為降低水耗，已計劃將一期工程改造為其他形式的濾池。

二期、三期、四期工程的V型濾池，在運行中均有輕微跑砂現象，每隔2～3年需要補充5～10%的濾料。此外，除四期工程采用整體澆筑濾板，其余三期濾池均采用預制混凝土濾板，但四期濾池濾板由于平整度不佳，導致配水配氣欠均勻。

2.3 加藥消毒

四期加藥藥劑均采用液態PAC，具有投藥量少，節省藥耗，降低制水成本等優點，運行至今，絮凝效果也較穩定。但區別在于計量泵與投加點一對一投加和投加泵出藥管線通過分配箱再投加至投加點。通過實際運行發現，采用計量泵與投加點一對一投加，可方便精準控制，減少加藥藥劑量。

該水廠一期、二期、三期消毒工藝原設計采用液氯消毒。由于液氯屬于高?；瘜W物品，根據液氯安全規程，禁止將儲罐設備及液氯處理裝置設置在居民區附近。加之近年來公安機關對液氯使用的監管非常嚴格，故于2019年完成了加氯間改造，將液氯消毒改造為在線次氯酸鈉消毒。但在實際運行中發現次氯酸鈉投藥管很容易結晶或結垢，導致管道堵塞。

2.4 泥水處理

四期泥水處理均采用分質排水，濾池反沖洗廢水進入排水池回用，沉淀池排泥水進入排泥池均質后進入后續濃縮池，經儲泥池、脫水機房脫水后污泥外運。不同的是三期工程采用設潛水推流器的排水池和排泥池，其余采用斗式排水池和排泥池，但實際運行發現三期工程潛水推流效果不佳，尤其是排泥池，池底污泥宜淤積而板結，導致潛污泵堵塞故障頻繁，運行管理較麻煩。

2.5 水泵

實際運行中普遍發現水泵的選型不當，由于設計規模跟實際運行規模有一定的偏差，加之揚程依據水力計算跟實際也有偏差，導致水泵的揚程大于實際揚程，流量大于設計流量。

3.設計運行經驗總結

分析該水廠四期運行中存在的問題，建議從以下幾方面進行優化設計：

（1）微渦流絮凝可用于新建或改造給水廠，尤其改造或者用地緊張的水廠。但微渦流絮凝后期維護檢修較麻煩，若采用微渦流絮凝，建議適當考慮多分組或者多分格，以降低停水檢修帶來的水量影響。

（2）大中型水廠可考慮使用往復式刮泥機，但是對于原水濁度較高、原水濁度較低或者沉淀池池長較長的情況下要考慮往復式刮泥機對出水水量、水質造成的影響。由于往復式刮泥機前進和后退運行為一周期，一周期內排泥一次。若沉淀池池長越長，往返周期數越少，排泥次數有限，一旦原水濁度較高時，無法順暢排泥，進而影響出水濁度而導致減產。而原水濁度低時，尤其是往復刮泥機位置沉淀池末端時，由于泥質較輕，往復式刮泥機運行時，對出水造成一定的擾動，對沉淀池出水濁度也有略微影響。

（3）針對V型濾池跑砂現象，分析濾池反沖洗強度過大可能是造成濾池跑砂的一個主要原因，而施工平整度不佳、導致反沖洗不均勻是造成濾池跑砂的另一個原因。故建議濾池反沖洗時采用變頻水泵和變頻風機，或在反沖洗水總管上增加閥門，通過調整閥門的開啟度來增加阻力，降低水沖的強度，在反沖洗氣總管上增加一個支管，在支管端部安裝一個閘閥和消音器，通過調節閘閥的開啟度，釋放一定的空氣量，來達到降低氣沖強度的目的[4]。同時，V型濾池對池底、濾板、V型槽及H槽的施工精度要求比較高，施工過程中需加強質量控制。

（4）考慮精準控制，減少加藥量，建議投加泵與投加點進行一對一控制投加。此外，考慮到次氯酸鈉很容易管道內結晶或結垢，容易使管道堵塞，建議設置備用管或適當減少加氯管管徑，形成較高流速，對管道內的結垢產生沖刷，延緩結垢的增加。

（5）由于給水廠污泥不同于排水廠污泥，給水廠污泥多為無機顆粒，故排泥池中潛水推流器的推流效果不佳，建議實際設計中采用斗式排泥，以防止排泥池淤積板結。

（6）供水行業中泵的能耗約占供水企業能耗的80～90%[5]，因此水泵的合理選型對節能尤為關鍵。建議在進行水泵選型時，應對水廠的投產初期、中期至達產設計規模進行精準預測，同時對不同季節的供水量以及每日的供水量曲線進行深入分析，既滿足供水要求，又能節約能耗。