一、水質(zhì)特征

1. 東江流域的水源水質(zhì)特征

東江是珠江水系干流之一，長(zhǎng)度562公里。發(fā)源于江西省南部的尋烏縣，向西南流經(jīng)廣東省龍川縣、東源縣、紫金縣、惠陽區(qū)、博羅縣至東莞市石龍鎮(zhèn)進(jìn)入珠江三角洲，于增城區(qū)禺東聯(lián)圍東南匯入獅子洋。

東江是廣東省的主要水源地之一，除了沿線的縣市，東江是香港、廣州、深圳、東莞等特大城市的主要供水水源

取水方式：

東莞、廣州等沿線城市：從東江直接取水

深圳、香港等境外城市：通過引水工程遠(yuǎn)距離調(diào)水到水庫(kù)

水質(zhì)問題：

東江：干流水質(zhì)尚可，83.1%河段達(dá)到Ⅰ-Ⅲ類地表水標(biāo)準(zhǔn)，符合水源水要求，，16.9%河段屬于Ⅳ-劣Ⅴ類。上游和中游水質(zhì)較好，下游及界河段水質(zhì)差，主要污染物為氨氮、高錳酸鹽指數(shù)、消毒副產(chǎn)物前體物，季節(jié)性特征明顯，雨季排澇期間水質(zhì)惡化

水庫(kù)：主要水源水庫(kù)水質(zhì)總體優(yōu)由于Ⅲ類地表水表標(biāo)準(zhǔn)，但普遍存在富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)象。季節(jié)性特征明顯，主要污染物為藻類、臭味、鐵、錳、消毒副產(chǎn)物前體物等

深度處理的技術(shù)需求：

剛性需求：氨氮和有機(jī)物等污染物水平較高，常規(guī)工藝處理后不能達(dá)到飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)要求，存在水質(zhì)標(biāo)超的現(xiàn)象

改善型需求：原水水質(zhì)總體較好，但明顯的季節(jié)性特點(diǎn)，采用常規(guī)凈水工藝時(shí)，存在飲用水水質(zhì)超標(biāo)的風(fēng)險(xiǎn)

二、深度處理改造工藝選擇

深度處理技術(shù)：

深度處理就是針對(duì)飲用水中常規(guī)處理工藝不能有效去除或在常規(guī)處理工藝中產(chǎn)生的溶解性有機(jī)物開展去除的飲用水除污染新技術(shù)或新工藝。

三、應(yīng)用案例

案例1 深圳梅林水廠深度處理改造工程(60萬噸/天)

水質(zhì)特征：

以深圳水庫(kù)為水源，水質(zhì)總體能達(dá)到《GB3838-2002》Ⅲ類水的要求

氨氮濃度一般低于0.2mg/L，CODMn濃度低于3mg/L,但總氮常高于2mg/L，總磷高于0.025mg/L,呈中等富營(yíng)養(yǎng)化狀態(tài)

夏、秋兩季藻類高發(fā)，2-MIB和土臭素含量較高，偶發(fā)嗅味投訴

雨季面源污染合并藻類爆發(fā)，消毒副產(chǎn)物前體物較高，存在超標(biāo)風(fēng)險(xiǎn)

現(xiàn)有構(gòu)筑物：

機(jī)械混合池、折板反應(yīng)池、平流沉淀池、V型濾池、清水池

預(yù)留用地：

在現(xiàn)有常規(guī)工藝基礎(chǔ)上，預(yù)留了實(shí)施深度處理工藝的充足用地

工程投資及運(yùn)行成本：

作為深圳市第一個(gè)深度處理改造水廠和重要的民生工程，要求高標(biāo)準(zhǔn)、高起點(diǎn)建設(shè)，水質(zhì)顯著改善

改造后出現(xiàn)問題

u 炭池猛水蚤、劍水蚤等微型動(dòng)物繁殖和穿透，置于砂濾池之后，存在一定生物安全風(fēng)險(xiǎn)

u 下向流炭池生物反應(yīng)主要集中在上層活性炭，利用率不夠高

u 運(yùn)行8年左右活性炭強(qiáng)度顯著下降，出現(xiàn)粉化現(xiàn)象

案例2 深圳沙頭角深度處理改造工程(4萬噸/日)

主要水質(zhì)問題：

問題一：微生物安全保障能力和水平相對(duì)薄弱，是直接飲用水的主要限制因素：

濁度：出水平均為0.12NTU;過濾期間常大于0.1NTU，初濾最高達(dá)5NTU;

細(xì)菌等微生物指標(biāo)：細(xì)菌時(shí)有檢出，但未超標(biāo);大腸桿菌從未檢出

水生生物(如紅蟲、劍水蚤、輪蟲等)在水源和處理構(gòu)筑設(shè)施內(nèi)易孳生。

問題二：原水季節(jié)性高藻導(dǎo)致的異嗅異味，影響到飲用水感觀

原水存在的嗅味主要有泥味、腥臭味、藥味等，并呈季節(jié)性規(guī)律;

水質(zhì)投訴：占10-20%。

問題三：對(duì)水源水質(zhì)突變的應(yīng)對(duì)能力較弱，水質(zhì)安全存在一定隱患：

正坑水庫(kù)(備用)：庫(kù)容小，易受到周圍地區(qū)影響;雨洪季節(jié)，原水濁度、重金屬等指標(biāo)大幅提高;

4-10月期間，水生微型動(dòng)物會(huì)大量孳生。

改造目標(biāo)及面臨問題：

目標(biāo)：

提高對(duì)水源水質(zhì)突變的應(yīng)對(duì)能力

提高生物安全控制水平和保障能力

改善嗅味

為鹽田片區(qū)優(yōu)質(zhì)飲用水改造提供穩(wěn)定優(yōu)質(zhì)的出廠水(化學(xué)穩(wěn)定、生物穩(wěn)定)

問題：

水廠位于山坡上，可擴(kuò)充的面積很小，用地十分緊張，無法改造為正常的臭氧-活性炭工藝

原來的石英砂快濾池比較淺(砂層1.2米)，無法改造為炭砂雙層濾池

改造工藝選擇：

超濾：

采用(陶氏)PVDF材質(zhì)的中空纖維膜;

壓力方式：外壓

膜孔徑為0.03um，

中空纖維內(nèi)徑/外徑為0.7mm/ 1.3mm;

單支膜面積77 m2，

膜通量69.9L/(m2?h)

改造工程特點(diǎn)：

(1)系統(tǒng)集成度高、占地面積小。解決了沙頭角水廠用地緊張而難以采用臭氧-生物活性炭工藝的問題，對(duì)類似水廠的深度處理改造具有示范意義;

(2)在水質(zhì)安全方面，工藝將活性炭與超濾膜相結(jié)合，既發(fā)揮了活性炭去除嗅味等溶解性有機(jī)物的特性，又具備了超濾膜去除顆粒物、濁度和微生物的優(yōu)勢(shì);

(3)在應(yīng)對(duì)原水季節(jié)性污污染方面，該工藝對(duì)濁度、藻類、嗅味、重金屬、微污染有機(jī)物等水質(zhì)突變具有較強(qiáng)的應(yīng)對(duì)能力，適用于季節(jié)性微污染水源水;而臭氧-生物活性炭工藝則對(duì)突發(fā)性高濃度有毒有害有機(jī)污染的原水具有更強(qiáng)的抗沖擊性。

投資及運(yùn)行成本：

案例3 東莞第二水廠提標(biāo)改造工程(1萬噸/日)

原水水質(zhì)問題：

以東江下游水為水源，水質(zhì)較差，存在嚴(yán)重的季節(jié)性高污染

雨季城市污水通過支流泄洪大量進(jìn)入東江

上游城市污水排放對(duì)原水水質(zhì)影響

潮汐上溯期間影響污水下泄

表現(xiàn)為高氨氮，高有機(jī)物，消毒副產(chǎn)物前體物、嗅味等問題也突出

改造目標(biāo)：

目標(biāo)：

提高綜合凈水效果

提高氨氮的去除能力，減少停產(chǎn)頻率

問題：

季節(jié)性污染，不希望投入改造的工程和運(yùn)行成本太高

水廠受場(chǎng)地限制，無法擴(kuò)建，不能加長(zhǎng)凈水工藝流程

現(xiàn)有砂濾池較深(4.4米)，有可供利用的豎向空間

工藝設(shè)計(jì)及參數(shù)：

曝氣炭砂濾池 ：

炭砂濾池是把水廠原有的砂濾池改造成活性炭石英砂雙層濾料濾池，在濾池原有的對(duì)顆粒物去除截留的基礎(chǔ)上，通過增加顆?；钚蕴繉?duì)有機(jī)物的吸附作用和強(qiáng)化濾層中微生物對(duì)污染物的生物降解作用，提高對(duì)有機(jī)物和氨氮的去除效果。為了提高活性炭池生物活性，在炭層增加曝氣。

1. 濾料：石英砂，粒徑0.5-1.0mm，厚度400mm，K80<2.0;活性炭，粒徑8×30目，煤質(zhì)壓塊破碎炭，厚度1.0m; 2-4mm粗砂，厚度0.2m

2. 過濾方式

：改造濾池為恒速變水頭過濾，各濾池間新增進(jìn)水堰，以跌水的方式進(jìn)水

3. 出水系統(tǒng)：建出水堰，堰上邊緣高于濾池內(nèi)的濾料表面0.1m

4. 反沖洗排水槽：拆除原有排水槽，新建3個(gè)不銹鋼反沖洗排水槽

5. 配水配氣系統(tǒng)：將大阻力豐字型穿孔管改為中阻力濾頭配水配氣

6. 曝氣系統(tǒng)：炭層表面下方600mm設(shè)置曝氣設(shè)施，DXL=55mmX200mm全表面布?xì)鈩傆窆苁轿⒖灼貧馄?，按過濾面積均勻布置曝氣頭，單個(gè)氣量1m3/h;曝氣比0.05-0.3

本文根據(jù)深圳市水務(wù)集團(tuán) 技術(shù)部 劉麗君 高級(jí)經(jīng)理在“首屆城鎮(zhèn)凈水廠現(xiàn)代化技術(shù)改造高峰論壇”上，題為《季節(jié)性突變水源的深度處理工藝改造應(yīng)用案例》的發(fā)言整理而成，未經(jīng)本人審閱。

來源:給水排水  作者:劉麗君

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