自来水厂改造提升设计探讨

自来水厂改造提升设计探讨

陈永龙郑永森

温州公用事业发展集团龙港水务有限公司   浙江省   温州龙港市   325802

摘要：随着我国城市化进程的不断推进，自来水厂作为城市基础设施的重要组成部分，其改造提升设计日益受到关注。随着人民生活水平的提高以及环保要求的提升，城市供水对出厂水水质的提升和深度处理技术的应用提出了更高的要求。本文将对自来水厂改造提升设计进行探讨，分析当前存在的问题，并提出相应的解决方案。

关键词：自来水厂；改造；提升设计

引言

城乡供水一体化的目的主要是完善城区水厂和管网，提升村镇供水的质量和水平，其中村镇水厂的建设属于城乡供水一体化建设的末端，起到至关重要的作用。自来水厂改造提升设计探讨是一个复杂而重要的议题。在当前的环保背景下，提高自来水厂的处理效率、降低能耗、减少污染排放已成为行业发展的必然趋势。为此，需深入探讨自来水厂改造提升设计的各个方面，以期为实践提供有益的参考。

1 自来水厂改造提升的必要性

随着我国经济社会的快速发展，人民生活水平不断提高，对饮用水质量的要求也日益提高。自来水作为人民群众日常生活中不可或缺的资源，其质量安全直接关系到人民的身体健康和生活品质。然而，我国自来水厂在基础设施、技术设备和管理水平等方面存在一定的问题，亟待改造提升。自来水厂改造提升有利于进一步提高水质安全。目前，我国部分地区自来水厂的水源水质、制水工艺和水质检测等方面存在一定的问题，导致部分地区饮用水质量不稳定。通过对自来水厂进行改造提升，采用先进的制水工艺和水质处理技术，有助于确保供水水质达标，保障人民群众饮水安全。自来水厂改造提升有助于优化水资源配置。我国水资源分布不均衡，南方地区水资源丰富，北方地区水资源匮乏。通过对自来水厂进行改造提升，提高水资源利用效率，可以在一定程度上缓解水资源短缺问题，优化水资源配置。

2 自来水厂改造提升设计措施

2.1 超滤膜过滤系统设计

①预处理设备。虽然超滤膜可以直接过滤原水，但为了延长膜的使用寿命和提高过滤效率，仍然设置了预处理设备，包括预臭接触池、网格絮凝平流沉淀池、V型滤池等，用于去除原水中的大颗粒杂质和部分有机物。②超滤膜单元。这是系统的核心部分，包含了超滤膜池和相关的配套设备。项目选用了公称孔径为0.02~0.1μm的压力式超滤膜，每套单元的产水量为230m3/h。超滤膜单元的设计也包括了反冲洗泵房及鼓风机房、清水池、送水泵房及变配电间等设施，以保证系统的正常运行。③化学清洗系统。由于超滤膜的工作原理，难免会在膜表面积累一些污染物。为了保证超滤膜的长期性能，项目中设计了一个完整的化学清洗系统，包括化学清洗泵、各种加药泵、空压机、冷干机等设备。这个系统可以定期对超滤膜进行清洗，去除积累的污染物，保持膜的过滤性能。④自动控制系统。为了实现系统的自动运行和远程监控，项目中设计了一个完整的自动控制系统，其包括各种传感器、执行器、控制器和通信设备。这个系统可以实时监测系统的各项参数，自动调整设备的运行状态，保证出水水质和处理量的稳定。同时，通过远程通信，操作员可以在控制室内直接监控和控制系统的运行，大大减轻了人力的压力。该系统充分利用了超滤膜的优点，同时考虑了系统的经济性和可靠性，符合水厂迁扩建工程的需求。这个系统的成功运行也将为其他自来水厂提供参考和借鉴。

2.2 沉淀改造

近年来在沉淀处理方面，普通沉淀技术主要有平流沉淀池、斜管沉淀池、斜板沉淀池等；高效沉淀技术主要有高密度沉淀池、高效澄清池、水平管高效沉淀池等。小间距斜板沉淀池，因池形结构已经确定，可在现有基础上进行改造的工艺仅有普通沉淀工艺中的斜管沉淀池、斜板沉淀池和高效沉淀工艺中的水平管高效沉淀池。因原处理工艺中已采用的斜管沉淀池技术无法满足处理水量及长周期稳定运行的要求，且斜管沉淀池与斜板沉淀池工艺相近。水平管高效沉淀池是一种在沉淀池内装填水平管沉淀分离装置的沉淀池，沉淀原理与侧向流斜板沉淀类似。特点是沉淀效率高、沉淀区面积小。水平管高效沉淀池的优点：主体工艺没有运转设备，操作维修简单，运行维护费用低，调试时间短，只需要0.5~10h；抗冲击负荷能力强，在污水水量和水质变化大的情况下，出水也能保证稳定达标；过水断面负荷大，沉淀效率高，仅利用改造项目沉淀池的原有尺寸即可稳定实现大幅提高处理水量的目的；药耗小，运行成本低，不影响后续处理工艺正常运行；配备了自动冲洗装置，解决人工冲洗劳动强度大的问题；水平管沉淀分离装置使水流与阳光隔离，避免藻类在沉淀管内滋长，减少冲洗次数。

2.3 二级泵房改造方案设计

水厂二级泵房区域要加装备用水泵及电机1套，因工艺专业要求，备用水泵电机需可调速。自动化改造新增备用电机选用变频调速方式，可以实现工艺控制要求并达到节能目的。新增水泵额定功率为45 kW，暂按放大一档选择变频器，可采用MM430 55 kW（也可选择原变频器型号），并配置电控柜（机旁操作箱）和PLC柜，PLC接入备用水泵及电机运行参数，实现其自动控制，并将信号传输至水厂监控系统。电机启动采用就地手动和远程PLC自动两种控制方式，在电控柜上设置“远程/就地”控制选择开关，自动时由上位机及PLC自动控制，手动时可在电控柜（机旁操作箱）上实施手动控制，手动控制在系统和设备调试时使用，一般正常运行时由PLC自动控制。

2.4 混合改造

常用的强化絮凝工艺包括污泥回流强化混凝、加砂絮凝强化以及高效絮核装置三种形式。污泥回流强化絮凝中的污泥回流增加了絮凝反应的颗粒浓度，减少混凝剂用量，提高了絮体有效碰撞几率，形成的絮体强度大、颗粒大、沉降性能好。但本项目为改造工程，将原絮凝池进行污泥回流改造工程量大，改造投资成本大，且污泥回流需回流泵在制水过程中持续运转，耗电量大，遇到故障情况需停机检修。污泥回流强化混凝改造，日常维护难度大，改造工程量大，改造投资成本高。淤泥回流强化絮凝工艺不适合此次水厂技术改造。2）加砂絮凝强化加速了絮体形成和沉降速度，缩短絮凝反应时间。加砂絮凝强化效果好，但是需不断投加补充微砂，运行成本较高，此工艺也不适合本次水厂技术改造。3）高效絮核塔设置在絮凝池前端，在装置内部增加了填料层，将水流分割成无数股细小的水流，增大了水与药剂接触反应的面积，增强了水流紊流强度，加大了絮凝晶核间的碰撞几率，加强水力搅拌，促进絮体的形成。采用本强化絮凝方法，仅需在原絮凝池前端安装高效絮核塔，无需土建改造，日常运行无需维护，管理方便。

结束语

自来水厂改造提升设计是城市供水事业发展的必然趋势。通过优化工艺流程、调整设施布局、应用节能减排技术和构建自动化控制系统等手段，可以提高自来水厂的生产能力和供水水质，保障城市供水安全。政府、企业和相关部门应共同努力，加强监管与评估，推动自来水厂改造提升项目的实施，为我国城市供水事业创造良好条件。自来水厂改造提升设计措施是保障城市供水安全和居民生活质量的重要手段。我们要紧紧围绕科学合理规划、先进适用技术和严格管理制度这三个方面，加大自来水厂改造提升力度，为我国城市供水事业的发展贡献力量。

参考文献

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