Multiflo高效沉淀池+TGV高速滤池在桂林市城北水厂二期的应用

Multiflo高效沉淀池+TGV高速滤池在桂林市城北水厂二期的应用

黄,智，梁琼丹

桂林市自来水有限公司 ，广西桂林 541002

摘要 桂林市新建城北水厂二期工程（20万 m³/d）是桂林市自来水有限公司利用法国开发署（AFD）贷款建设的供水项目。其核心工艺采用的是威立雅集团的Multiflo高效沉淀池/TGV高速滤池，该工艺高效、处理效果好且稳定、药耗低、结构紧凑；文章介绍了Multiflo高效沉淀池/TGV高速滤池的工艺流程和原理以及与传统工艺相比在不同浊度工况下的水处理效果、构筑物占地面积的比较，测试和分析项目投产后生产运行的效果。

关键词 Multiflo高效沉淀池 TGV高速滤池 高效 占地面积小 性能测试

Application of the Multiflo +TGV filters  in Guilin Chengbei waterworks phase II

Abstract：The newly-built Chengbei waterworks phase II project (200000 m3 / D) in Guilin city is a water supply project constructed by Guilin water supply limited company， with the loan of French Development Agency (AFD). The core process is the Multiflo +TGV filters of Veolia group. The process is high-efficiency, good and stable treatment effect, low drug consumption and compact structure. This paper introduces the process flow and principle of Multiflo +TGV filters, as well as the comparison and test of water treatment effect and structure floor area under different turbidity conditions compared with traditional process And analyze the effect of production operation after the project is put into operation.
     Keywords：Multiflo +TGV filters  Efficient  Small footprint  Performance testing

1桂林市城北水厂二期的建设背景

近年来，随着经济发展和人口增加，桂林市用水量逐年增加，城北水厂二期未投产前，桂林市最高日用水量已超50万 m³/d，主城区建有四座水厂，分别为东镇路水厂、东江水厂、瓦窑水厂和城北水厂，设计总供水能力为44万 m³/d，这四座水厂均已超负荷运行。为补充城市供水量缺口，解决供水紧张的问题，新建城北水厂二期供水工程迫在眉睫。

城北水厂二期以漓江原水作为主水源，其原水水质综合评价满足地表水环境质量标准Ⅱ类以上，水质良好，常年低浊，偶尔受暴雨、洪水影响，会出现短时的峰值浊度，最高浊度可达3200 NTU。城北水厂周边现状居民建筑较多，建设二期工程征地拆迁非常困难，在申请法开署贷款2500万欧元后，经综合考虑经济性、工艺技术及征地拆迁情况等因素后，城北水厂二期最终选择采用法国威立雅集团的Multiflo高效沉淀池/TGV高速滤池净水工艺作为核心工艺[1]。新建城北水厂二期工程供水规模为20万 m³/d，并预留再建20万m³/d常规处理和远期深度处理用地，水厂构（建）筑物包括：配水井、预沉池、Multiflo高效沉淀池、TGV高速滤池、反冲洗泵房、鼓风机房、清水池、吸水井、送水泵房、配电间、加药间、加氯间、反冲洗废水回收水池、上清液回收水池、污泥浓缩池、污泥脱水车间、储泥池、中控楼、机修仓库等。其净水核心工艺流程图如下。

图1 城北水厂二期核心工艺流程图

2主要工艺的原理及结构

2.1 Multiflo高效沉淀池

Multilfo高效沉淀池是高效物化处理工艺，通过投入水处理药剂，使药剂与原水中的污染物混合、反应后，达到除去水体中悬浮物的效果。Multilfo高效沉淀池充分利用了动态混合、加速絮凝理论，并将高效混合、提升絮凝及斜管沉淀三个过程经优化后有机地组合在一起[2]。

Multilfo高效沉淀池由混凝池、絮凝池、沉淀池和后混凝池组成，按近期20万m³/d建设，分为4座，单座设计规模按进水流量5.25万m³/d设计。

（1）4座混凝池，进水处设置导流板，混合时间不少于2 min。混凝后的原水经淹没堰的上部进入絮凝区，充分利用絮凝容积（提高均匀性），抑制旋流从而避免因为旋流作用而造成的水中的悬浮物沉淀。

（2）4座絮凝池，每座絮凝池装配2套机械式悬挂式慢速搅拌器，且搅拌器置于导流筒中，搅拌桨叶位于导流筒中部；导流筒中设有导流叶片，在导流筒两侧设防旋流/防短流挡板来提高反应效果。混凝后的原水、回流污泥与絮凝剂在导流筒内自上而下流动。

（3）4座直径为15 m的沉淀池，总沉淀时间不少于30 min。沉淀池主要由进水区及扩展沉淀区、污泥回收区、斜管澄清区三个基本部分组成。进水区位于淹没进水堰和沉淀区前的挡墙之间。扩展沉淀区可以分离比重大的悬浮物（大约占总含量的80%）直接沉淀在污泥回收区，减少通过斜管的污泥量。斜管澄清区采用斜管形式，为逆向流，斜管间距及光滑度满足污泥顺利下滑且并不会造成堵塞，斜管倾角为60°。澄清区设计上升的流速在12 m/h-15 m/h之间。沉淀的污泥沿着斜管下滑跌落到池底，污泥在池底浓缩，同时机械刮泥机上的栅条提高了污泥沉淀效果；再通过观察沉淀池中污泥的高度，采用螺杆泵间断地把污泥排放到污泥浓缩池中，从而达到控制沉淀池中污泥浓度的效果，使其一直处于一个最优化的污泥浓度状态。同时设立污泥回流系统，在原水浊度较低时，或原水温度较低时，或两者同时存在时，使用污泥回流优化药剂的投加，提高了污泥沉淀及浓缩的效果。

（4）2座后混凝池，后混凝时间为2min，该阶段投加PAC使沉淀水中进一步反应残留的PAM絮凝剂，避免其对于后续滤池的不利影响，提高过滤效果，减少滤池堵塞概率，并延长滤池反冲洗周期。

城北水厂二期运行至今， Multilfo高效沉淀池系统运行稳定，沉淀池出水平均浊度在2 NTU以内，满足设计要求（小于3 NTU）。

图2 混凝池,絮凝池示意图

图3 Multiflo高效沉淀池结构示意图

2.2 TGV高速滤池

TGV高速滤池的原理是提高滤料的厚度和滤料的粒径，并通过试验数据优化滤料的级配，使悬浮固体穿透至滤床的深层，达到“去污”效果。此过滤模式是“立体过滤”，而不是“表面过滤”，因此TGV高速滤池比传统滤池的过滤“纳污量”更大。TGV高速滤池属于深床滤池，采用单层石英砂滤料和承托层，深层截污，底部采用带长柄滤头底板的配水系统，反冲洗采用三段式气水联合冲洗，形成一种独特的气、水反冲洗方式。其主要特征是：重力过滤、均质滤料反冲洗后不乱层、滤层更深截污容量大、滤速高。

TGV高速滤池单池面积93.4 ㎡，滤料砂粒具有较大的有效粒径（d10=1.35 mm），过滤介质厚度2 m，使矾花更深地渗入过滤介质中从而增大滞留能力；过滤时滤床淹没水深大于1 m，使滤池拥有足够的可用水头，保证出水水质，以达到深层截污的目的。

TGV高速滤池反冲洗采用气水反冲洗，气冲洗强度为60 m³/（m2·h）(常压空气），冲洗时间约5min；气水同时冲洗时，气冲强度不变，水冲强度为20 m³/（m2·h），冲洗时间约6 min；最后水洗，强度为60 m³/（m2·h），水洗时间约5 min。总的反冲洗时间约为16min。

桂林城北水厂二期运行至今，滤池的过滤性良好，出水水质稳定，过滤周期长，滤后水平均浊度小于0.2 NTU，满足设计要求（小于0.5 NTU）。

表1 TGV高速滤池设计参数表

3与传统净水工艺对比

3.1药耗

Mutiflo高效沉淀池使用机械混凝、机械絮凝方法，代替了传统的水力混凝和水力絮凝，可根据原水变化（包括水温、水量和水质的影响）选取适当搅拌动力，使药剂和原水的混合更快速，更充分，从而节省药剂投加量；同时通过污泥回流系统，减少混凝剂的用量，可获得更密实的絮体，进而增加沉淀速度。通过对比城北水厂一期的折板絮凝平流沉淀池，对比数据见表2，城北水厂二期的耗PAC率比一期低。

表2 城北水厂二期与城北水厂一期运行药耗对比分析表

注：城北水厂二期采用的浓度为10%的液态PAC。

3.2能耗

TGV砂滤池采用“立体过滤”模式，跟传统V型滤池和普通快滤池相比，滤料层更厚、截污能力更强、过滤周期更长、反冲洗水量更少，从而能节约能耗和自用水。例如城北水厂二期设计规模20万 m³/d，采用TGV砂滤池工艺，单池反冲洗周期为38个小时左右，反冲洗时间为16 min。城北水厂一期设计规模10万 m³/d，采用V型滤池工艺，单池反冲洗周期为32个小时左右，反冲洗时间为15 min。

由于Mutiflo高效沉淀池采用的是机械混凝，预期耗电量会高于传统的水力混凝，目前城北水厂二期刚运行不久，Mutiflo高效沉淀池/TGV砂滤池的年耗电量有待进一步统计。

3.3净水构筑物占地面积

Multiflo高效沉淀池中的导流筒的配备缩短混凝时间，同时提高了沉淀速度，使流速能达到10-15 m/h，而常规沉淀池的平均流速仅为0.6-2.5 m/h，因此Multiflo高效沉淀池能够设计紧凑，其占地面积比其它传统的沉淀池小。TGV高速滤池采用“立体过滤”模式，在相同的设计规模下，TGV高速滤池仅需要传统滤池一半的过滤面积，直接减少了滤池的占地面积。这两者组合运用，能大幅减少水厂的净水构筑物占地面积，为城北水厂二期总平图优化，减少建设用地提供了有利条件，同时缓解了征地拆迁引发的矛盾。

桂林市目前有三个设计供水能力为20万 m³/d的水厂，分别为城北水厂二期（已建成）、城北水厂一期（扩建达到20万 m³/d）、和西城水厂（在建）。对比三个水厂的水处理主要工艺，城北水厂一期折板絮凝平流沉淀池的占地面积是Multiflo高效沉淀池的2.7倍，西城水厂折板絮凝平流沉淀池的占地面积是Multiflo高效沉淀池的3倍；城北水厂一期V型滤池及西城水厂普通快滤池的占地面积均是TGV高速滤池的1.3倍；城北水厂一期及西城水厂的净水主工艺的占地面积均是城北水厂二期的2倍以上。综上，Multiflo高效沉淀池/TGV高速滤池净水工艺在减少占地面积上的优势突出。

表3 城北水厂二期、城北水厂一期、西城水厂占地面积对比表

4性能测试及运行结果

在完成单机调试和系统联动调试后，充分考虑到桂林市现有的用水需求，城北水厂二期进行性能测试，考核该工艺段的性能是否满足要求。本次测试严格按照合同约定的位置（原水水样：Multilfo高效沉淀池进水前分配水井取样点、出水水样：TGV高速滤池滤后水池取样口）和频次进行取样，并对取样结果采用在线监测为主、便携仪表检测为辅的分析手段，以证明城北水厂二期的核心工艺系统产水浊度指标满足规范要求（滤后水浊度<0.5NTU）。性能测试检测结果见表4（表中浊度值为每天的在线仪表、便携仪表检测的平均值）。根据下表显示连续10天的不间断测试，在不同的处理水量的条件下，出水浊度全部符合工艺保证要求，故本次性能测试成功。

表4  威立雅净水主工艺性能测试水质分析表

城北水厂二期成功通过性能测试后，开始试运行阶段。试运行期间，城北水厂二期能够高效稳定的处理原水，与城北水厂一期均在出水水质均稳定达标的情况下，在浊度指标方面城北水厂二期比使用常规处理工艺处理相同原水的城北水厂一期更低，沉淀水的浊度小于2 NTU，滤后水的浊度小于0.2 NTU。

表5  城北水厂二期与城北水厂一期运行水质分析表

5结语

水厂试运行结果表明，城北水厂二期采用Multiflo高效沉淀池/TGV高速滤池净水工艺，能够高效稳定的处理不同浊度工况下的漓江原水，处理后的出水平均浊度小于0.2NTU，优于《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）要求；同时在城市建设用地越发紧俏的情况下，该工艺结构紧凑、占地面积少的优势突出。

参考文献

[1]张力，戴婕等.威立雅水务技术公司水处理工艺用于上海浦东临江水厂[J].中国给水排水，2011,24（4）：41-46.

[2]唐孝国，李伟进，平文凯. Multilfo 沉淀池、Actiflo 沉淀池和Biostyr 生物滤池的介绍及其在污水处理中的组合应用[J]. 水工业市场 .2010（11）55-60.

作者简介：黄智，男，1973年出生，工学学士，高级工程师，主要研究方向为给水工程研究，给水施工管理。电话：13978319528。E-mail：hz3851083@126.com。

通信简介：梁琼丹，女，1992年出生，工学学士，助理工程师，主要研究方向为给水处理技术及施工。电话：15578390848。E-mail：915238934@qq.com。