老水厂水处理工艺采用水平管沉淀分离技术改造的工程案例

老水厂水处理工艺采用水平管沉淀分离技术改造的工程案例

姚干权

贵州省从江县供水公司贵州从江557499

【摘要】本文介绍老水厂工艺升级改造的一种工艺选择，通过对原有一体化净水器、原有斜板沉淀池的现状描述，并对多种改造工艺进行工艺描述和对比，最终确定最佳方案。

【关键词】老水厂；一体化净水器；斜板沉淀池；普通快滤池；9TONE○R水平管沉淀池。

1前言

随着人们生活水平的提高，对水质的要求越来越高，水质标准提高关乎市民幸福指数。水质指标从35项提高到106项。2007年7月1日颁布的《生活饮用水卫生标准》GB5749-2006，对饮用水提出了更高的要求。

老水厂生产工艺设备落后，已不能适应新标准的要求，迫切需要提质改造。供水企业资金压力大，占地面积小，改造时间紧迫，又要尽量减轻停水对市民生活的影响。面对新工艺的选择问题，供水企业不得不慎重选择最佳方案，以降低企业成本，提高水质。

2概况

贵州省从江县供水公司属国有企业，日供水能力为1.1万m3/d，供水县城区95%以上用户，供水管网总长约46km。县供水公司三角井水厂位于山腰，水厂的处理工艺为：4000m3/d一体化净水器两台（建于2000年），3000m3/d混凝反应侧向流斜板沉淀池一座，过滤池一座（建于1992年）。其中两台一体化净水器，原设计出水浊度为3NTU，每台设备内具备絮凝装置、斜管沉淀装置和5个环形过滤池。由于使用年限较长，单体构筑物水质处理得不到保证。原水为高浊度时一体化净水器中沉淀池出水浊度大于10NTU，使滤池处理负荷增大。过滤效果下降，影响出水水质。其中侧向流斜板沉淀池中停留时间较短且沉淀装置采用预制板，沉淀效果不理想。整体水厂水处理工艺较落后，出水浊度不能满足国标要求必须对水厂工艺进行改造。

3工艺改造实施过程

整体工艺改造过程分为老工艺检修和新工艺选择。

3.1对水力自控分列式净水器的检修

3.1.1更换净水器中的滤料。将旧滤料清掏干净，从下至上分三层，重新铺设承托层及滤料。第一层承托层从下至上依次为①卵石，厚100mm，粒径为16~32mm。②卵石，厚100mm，粒径为8~16mm。③卵石，厚50mm，粒径为4~8mm。④卵石，厚50mm，粒径为2~4mm。第二层铺设厚350mm，粒径为0.6~1.2石英砂。第三层铺设厚450mm，粒径为0.8~1.6无烟煤。

3.1.2更换净水器沉淀池中的聚氯乙烯（PVC）蜂窝型塑料斜管，更换为乙丙共聚（PP）塑料蜂窝型，倾角为60°，斜长1000mm。

3.2对3000m3/d混凝土斜板沉淀池，圆柱型混凝土普通快滤池检修。

3.2.1通过检查混凝土斜板沉淀池，通过技术改造的价值较低，需要进行拆除后，利用原有空间进行新建。

3.2.2混凝土普通快滤池中更换的滤料及混凝土滤板，滤板采用厚6mm钢板打孔，布置ф32ABS工程塑料滤头，孔心间距为120mm。单个滤池安装井字型8号槽钢上，滤板层采用原来的滤梁支撑。

铺设滤料从下至上，先铺设厚为300m、粒径为2~4mm，卵石承托料。再铺设上厚为200mm，粒径为0.6~1.2均质石英沙滤料。最后铺设厚为400mm，粒径为2mm均质活性炭料，更换DN200进出水排泥阀。

3.3净水新工艺选择

根据老工艺检修后的运行情况，仍存在近8000m3/d的供水缺口，需要在3000m3/d混凝土斜板沉淀池的区域新建10000m3/d的沉淀系统。

目前净水技术主要有：斜管斜板常规技术和高密度澄清池、水平管沉淀池等高效技术。由于原区域的面积较小，如采用常规工艺，无法达到10000m3/d的供水量，所以计划采用高效沉淀技术。通过对比高密度澄清池和水平管沉淀池的相关指标，考虑目前水厂的管理情况，采用高密度澄清池存在运行成本较高、管理操作较复杂的不足，而水平管沉淀池占地面积小、沉淀效率高、操作便捷，运行成本低，最终选择水平管沉淀分离技术进行沉淀池新建。

方案工艺流程如下：

拆除现有的老混凝土斜板沉淀池。在原地安装高效除砂絮核塔、筛板絮凝池、水平管沉淀池。沉淀池出水浊度≤3NTU，再输送到现有两个滤池过滤，使滤后水达到国家标准，水平管沉淀池优势：

1）适应原水范围广，出水浊度低：采用的9T-HSS水平管沉淀分离装置，流速可为7～14mm/s，抗冲击负荷能力强，原水暴雨时期，浊度变化大（浊度≤3500NTU）的情况下，均可保障沉淀池出水浊度≤3NTU。

2）超产能力强：水平管沉淀池适应流速范围大，在满足水质的情况下，实际供水能力在设计能力基础上可超产20%。

3）占地面积小：筛板絮凝池+水平管沉淀池占地面积小（共约117m2），同比其他工艺占地面积可节省约40%以上，在有限的空间内，发挥了最大效能。

4）施工周期短，影响正常供水小：水厂改造计划进行絮凝沉淀池新建，将絮凝沉淀池出水浊度保证合格后再进入滤池，减轻滤池负荷。现场土建满足工艺安装的情况下，絮凝沉淀池设备安装完成合格供水时间为2个月，施工过程中无需停水，仅需重新布置进水管，停水时间约4小时。

5）敞开式设计，运行维护便捷：絮凝沉淀池采用自来水行业的敞开工艺，一目了然，相比一体化净水设备，出水效果更稳定，适应范围更广，并规避了密闭空间易堆积污物影响水质、检修时安全（高度+密闭）、运行时无法直接观测等重要问题。

6）运行费用低，日常维护少：水平管沉淀池对比其他工艺可降低药耗和电耗，并延长滤池反冲洗周期。絮凝沉淀池中水平管沉淀分离装置为304不锈钢，无需更换，避免其他工艺需定时更换沉淀装置。

结论：水厂老设备单体一体化净水器虽已换材料、大修，生产出的水无法达到新标准（GB5749-2006）对水质要求，必须安装技术先进的净水设备。该项目完工后将有效解决水质浑浊，色度高，将悬浮物去除干净。增加水量10000m3/d，减小后面一体化净水设备，普通快沉池的运行负荷，从而达到《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）。对于提高我县市民幸福指数，打造旅游城市形象有重大影响。为2020年我县小康生活奠定坚实基础。

参考文献：

[1]张良纯等水平管沉淀新技术的应用及工程案例[J]

中国建设信息（水工业市场）2010.10;49-53

[2]张建国、张良纯水平管沉淀分离装置的开发研究[J]。

中国给水排水，2008，24(9)；47-51。