采用先进净化工艺技术 淘汰落后沉淀产能 保证高效安全供水

1 采用高端先进净化工艺是保证民生安全供水的需要

随着国民经济的飞速发展与构建和谐社会的需要，近年来国家对自来水的质量要求越来越高，新的GB5749-2006“生活用水卫生标准”检测项目为106项，比旧标准增加71项，不仅在检测项目上较旧标准大幅度增加，并且在标准的水平方面要求更加严格。就浑浊度这项指标来说，新标准要求小于1~3NTU，旧标准要求小于3~5mg/L（相当于6~10NTU），即新标准对于自来水浑浊度的要求应好于旧标准的6~10倍。国家之所以对自来水的水质要求这么严格，是基于我国严峻的水源污染形势而提出来的。据2010年5月31日环保部的《中国环境状况公报》称：全国地表水污染依然较重。长江、黄河、珠江、松花江、淮河、海河和辽河七大水系均受到污染。全国203条河流408个地表水国控监测断面中，I~III类、IV~V类和劣5类水质的断面比例分别为57.3%、24.3%和18.4%。主要污染指标为高锰酸盐指数、五日生化需氧量和氨氮。在26个国控重点湖泊中，满足II类水质的只有1个，III类的5个，IV类的6个，V类的5个，劣V类的9个，占到了湖泊（水库）总数的34.6%。面对如此严峻的水污染形势，一些传统的旧水处理工艺达不到新的水质标准和设计规范的要求，节能也比较落后，与国际水平相比差距较大，属于耗能高，产量低，水质差的低能技术。为满足城镇居民安全高质用水的需要，吉林市三水厂在扩建工程设计中采用了哈尔滨工业大学的紊流多微渴网格絮凝池与小间距斜板沉淀池国内最先进的净化工艺技术，收到了水质好、节能、降耗、节省人力、减少排污的效益，开辟了水质全面达标的新路子。在此，仅就絮凝、小间距斜板沉淀的工艺特点浅析于下。

2 新型絮凝沉淀设备的工作特点与应用效果

2.1 投药与混合。采用管道混合辅以静态混合器，混合管道为10米长的DN900的钢管，其中包括4米安装6组叶片的静态混合器。混凝剂为1996年水务集团由深圳中润水工业发展有限公司引进的生产聚合氯化铝先进工作的生产线。为国家优等品，其主要指标为相对密度≥1.27，氧化铝含量（AL2O3）≥12%，盐基度60%， PH值（1%水深液）3.5~5.0。该药剂属于高效率无机高子混凝剂，其特点是对各种水质适应性强，混凝过程中最优PH值范围广，特别对吉林松花江低温低浊、高分子化合物多，耗氧量较高的原水效果更佳，其投量仅为硫酸铝的30~50%。采用数字模拟自动投药系统即采用隔膜计量泵投加药剂。加药系统以原水流量、水质浊度为前馈信号，按比例调节投药量；以水下摄像FCD等效直径为中馈信号，以沉淀池出水浊度为后馈信号，对投药量进行微调。混合时间为规范值的下限10.2S，流速为0.98m/s，时间短，速度快，效果好。

2.2 网格絮凝池。几何尺寸为19.7m× 15.1m×6.2m两座，钢混结构，每座由49个竖井、50个孔洞、360片网板组成，网板用乙丙共聚树脂制作。设计院在设计中根据吉林松花江原水低温低处理难度大的特点，对网格絮凝池的一些设计参数作了调整，一是大幅度提高了竖井、孔洞和过网流速。竖井一档流速为0.26m/S，比规范提高107%，二档流速为0.16m/S，比规范提高33%；孔洞一档流速为0.66m/S，提高120%，二档提高160%，三档提了90%；过网流速一档为0.61m/S，比规范提高了103%，二档提高了44%。二是将反应时间延长了6.9min~ 14.9min。三是网格网眼总数高达近67万个，庞大的微涡数加强了水分子与絮凝剂分子接触碰撞机会，加快了絮凝。四是絮凝参数GT值为54069（规范为104~105），处中间状态，矾花形成的强度高，稳定性好，水下摄像显示絮凝效果较佳。

2.3 小间距斜板。表面负荷5.23m3/hm2，接近规范下限值（规范值为6~12m3/hm2），比其它水厂处理相同水量间距100mm三层斜板的沉淀池的表面负荷值低20%，清水区上升流速1.43mm/s，比其它水厂斜权沉淀池清水区上升流速低21%（其它水厂为1.81mm/s），净化效果好。去浊率高达98%，沉后浊度最低达0.5NTU，平均1.4NTU，比三水厂旧系统低82%，大大减轻了后续构筑物滤池的负担。排泥采用刮泥机与气动快开刀闸相结合方式，周期长、浓度高、快捷、彻底、排水量小，较旧系统节水34%。网格絮凝池形成60多万个主微涡和无数个小微涡，蕴藏着巨大的反应能量。排泥周期长，为48小时，比旧系统提高1倍，减少自用水量。此外，新系统较旧系统节电69%，节药41%，节省人力87.5%，且自控程度高、屏幕显示直观大方、科学、安全。

2.4 在混凝剂投加工艺中采用了水下摄像法FCD值作中馈。系统采用国内较先进的对原水浊度、温度、原水流量等因素自建数学模型，形成的适应前馈控制，以水下摄像法FCD值作中馈，以沉后浊度作后馈的三级控制方式。其中FCD工作原理：实时进行水下摄像，将絮粒（矾花）活动图像，通过放大后传送给计算机图像接口，显示屏直接显示絮凝后水中絮粒的分布状态的图像，并由计算机进行实时图像处理，计算出沉淀池出水浊度相关参数，计算出“絮粒”的实时“等效直径”值，并结合设定的目标值和进水量计算出药液加注量，然后换算成标准电流信号来控制加注药泵，实现自动化控制，效果甚佳。

综上所述，可见吉林市水务集团有限公司三水厂，坚持科学发展观，发挥第一生产力的作用，与设计部门和高等院校密切协作，解放思想，善于在水厂扩建工程中采用紊流多微涡网格絮凝池、小间距斜板沉淀池、水下矾花摄像等先进新工艺，与原来传统旧工艺相比，技术先进，节能减排，具有明显的社会经济效益，充分体现了科学技术就是生产力的深刻内涵。

作者简介：

李冬：吉林市城乡规划设计研究院高级工程师，1992年毕业吉林建筑工程学院给排水专业，多年从事城乡建设规划设计研究工作，业绩颇丰。