合建式臭氧接触-活性炭吸附池的探讨王德志

合建式臭氧接触-活性炭吸附池的探讨王德志

王德志

林同棪国际工程咨询（中国）有限公司青岛分公司山东青岛266101

摘要：分析了臭氧-活性炭深度处理工艺工程应用中主要构筑物的的特点，对中间提升泵房、臭氧接触池、活性炭吸附池和反冲洗机房的合建形式进行了探讨，总结了合建式臭氧接触-活性炭吸附池的几种形式，同时提出了合建设计过程中需要注意的几个问题。

关键词：臭氧接触池；活性炭吸附池；净水厂；深度处理

随着社会的发展、居民生活水平的提高和饮用水原水环境的恶化，对净水厂净水工艺的要求越来越高，多地政府下发了有关须进行饮用水水质深度处理的文件。水质深度处理技术一般是在常规水质处理工艺后段，采用强化的处理方法，把常规水质处理工艺去除能力有限的污染物及其他物质进一步去除，从而提升饮用水水质。常用的深度处理技术有臭氧-活性炭技术、膜分离技术和光化学氧化技术，而臭氧-活性炭技术作为一种成本较低、效果较好且适用面较广的技术最为广泛应用。在实际工程应用中，现状常规处理净水厂升级改造，新增深度处理工艺的案例较多，而很多净水厂建厂时预留用地不够充裕，从而导致实施水质深度处理升级改造工程时用地较为紧张，需要将多个处理构筑物合建在一起，以节约用地。

1O3-BAC工艺主要处理设施

臭氧-活性炭深度处理工艺（以下简称O3-BAC工艺）主要处理构筑物为臭氧接触池、活性炭吸附池。另外深度处理一般需要设置中间提升泵房，将常规构筑物出水进行二次提升；活性炭吸附池需要设置反冲洗机房，为其提供周期性气水反冲洗服务；臭氧接触池需要设置臭氧发生器间，为其提供臭氧气源。由于臭氧气体具有爆炸危险性，一般不将臭氧发生器间与其他设施合建。若将中间提升泵房、臭氧接触池、活性炭吸附池和反冲洗机房这四个构筑物合建在一起，可大大节约用地，并且有利于巡检维护。

2O3-BAC工艺主要构筑物的特点

2.1中间提升泵房及臭氧接触池

由于臭氧接触池为O3-BAC工艺首个处理构筑物，一般将其与中间提升泵房合建。根据《室外给水设计规范》第9.9条第Ⅴ款，臭氧接触池分格不宜少于2个，一般采用两到三段接触室串联而成，由纵向隔板分开。实际工程运用中，一般分为2格，处理规模＜1万m3/d的设两段接触室，处理规模≥1万m3/d的一般设三段接触室。为便于防止臭氧尾气外泄，臭氧接触池池顶为封闭结构。中间提升泵房及臭氧接触池合建形式一般有两种，一种将接触池并排设置于中间提升泵房一侧，另一种将接触池对向设置于中间提升泵房两侧。

2.2活性炭吸附池

活性炭吸附池通常采用颗粒状活性炭和均质石英砂两种滤料，主要功能是利用颗粒活性炭高吸附性能对处理水中臭氧分解过的小分子物质进行吸附，利用石英砂的过滤性能对处理水中杂质和吸附池中产生的好氧微生物进行过滤。活性炭吸附池分为上向流和下向流两种模式，采用的池型有均质滤料滤池、普通快滤池和翻板滤池，常用的模式为下向流，常用的池型为翻板滤池。活性炭吸附池在结构上主要分为管廊和吸附池两部分，布置形式与常见滤池相同，一般采用两种形式，一种将吸附池并排单排布置于管廊一侧，一种将吸附池对向双排布置于管廊两侧。通常当分格数少于4格时，多设计成单排布置；当分格数高于4格时，多设计成双排布置。

2.3反冲洗机房

反冲洗机房为活性炭吸附池提供周期性气水反冲洗服务，冲洗过程一般分为三个阶段：第一阶段单独气冲洗，冲洗强度为16～17L/（m2•s），冲洗时间3～4min；第二阶段气水同时冲洗，气冲洗强度不变，水冲洗强度为4～5L/（m2•s），冲洗时间4～5min；最后单独水洗，水洗强度15～16L/（m2•s），每次冲洗1~2min，重复二至三次。

反冲洗机房通常采用半地下泵房结构，水泵机组设计为自灌式。泵房内部除设有反冲洗水泵机组为反冲洗提供水源外，还需设置风机组为反冲洗提供气源。另外，为反冲洗气动阀门提供动力的空压机组一般也设置在反冲洗机房内。由于反冲洗机房用电设备较多，一般在此建筑内设置一个配电室。

反冲洗机房水泵机组吸水前池通常从活性炭吸附池的出水渠或清水池引水，当吸水前池引自活性炭吸附池的出水渠时，反冲洗机房通常与活性炭吸附池拼建或合建，如图1、图2所示。

图2反冲洗机房与活性炭吸附池合建形式

3O3-BAC工艺主要构筑物合建探讨

3.1构筑物合建原则

（1）各水处理单元水渠之间宜进行无缝衔接，以最大程度节省用地。

（2）各水处理单元之间水力衔接应顺畅，减少不必要的水头损失。

（3）合建的构筑物外形要尽量规整，宜为矩形，减少施工难度。

3.2O3-BAC工艺主要构筑物合建形式

鉴于中间提升泵房及臭氧接触池、活性炭吸附池及反冲洗机房均有两种合建形式，则以上四个构筑物合建在一起可以有以下几种组合形式。

3.2.1当活性炭吸附池单侧布置时

当活性炭吸附池单侧布置时，中间提升泵房及臭氧接触池可合建在反冲洗机房及活性炭吸附池的一侧。合建时，因活性炭吸附池为单排布置单侧进水，臭氧接触池宜以两格并拢的方式建设于中间提升泵房的一侧。并且，将臭氧接触池的出水渠与活性炭吸附池的进水渠并排连在一起，可实现两池的无缝衔接。为便于运行维护，合建构筑物通常设计成封闭式建筑，同时在中间进出水渠顶板上方设置一个贯通走廊，便于运行人员巡查，如图3所示。

图3O3-BAC工艺主要构筑物合建形式一

3.2.2当活性炭吸附池对向双排布置时

对向双排布置的活性炭吸附池一般出现在处理规模大于5万m3/d的净水厂中，合建时，臭氧接触池也宜对向双排布置于中间提升泵房两侧，使对向布置的活性炭吸附池的进水渠与对向布置的臭氧接触池的出水渠一一对应，可实现两池的无缝衔接，并且水力流程非常顺畅。

为节省用地，这种合建形式的活性炭滤池的反冲洗水源宜采用水箱冲洗。可将活性炭吸附池中间管廊设计成三层结构，水箱设置在的最上层，中层可设计成控制室，下层为活性炭吸附池管廊。因活性炭吸附池顶为半封闭结构，反冲洗风机组和空压机组可设置在活性炭吸附池顶部，如图4所示。

3.3合建设计中需要注意的几个问题

（1）合建后，各处理单元应合理设置楼梯和走道板互通，方便运行人员巡检。

（2）中间提升泵房水泵机组处、管廊及反冲洗机房等有较多设备的位置应设置起重设施，以便于设备维护。

（3）考虑因水源等原因，净水厂处理水量通常与设计最高处理能力有所出入，中间提升泵房集水池宜考虑一定调节容积，应大于最大单台泵5min流量。

（4）活性炭吸附池上方宜设置单梁电动葫芦，以便于工作人员定期更换石英砂和颗粒活性炭。

（5）臭氧接触池、活性炭吸附池每格均应设置放空阀门井，以便于检修。

（6）当合建池体面积较大时，应设置后浇带、膨胀加强带等措施，防止钢筋混凝土结构因温度、不均匀沉降等原因造成开裂。

图4O3-BAC工艺主要构筑物合建形式二

4结语

在净水厂深度处理改造工程中，若用地有限，可考虑将主要处理单元合建在一起。采用O3-BAC工艺的项目，设计人员可根据项目实际情况选用本文中提到的两种池型，并充分考虑设置合理的检修通道、起重设备和放空阀门井等细节，确保合建构筑物既能节省用地又便于维护。