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欄目導(dǎo)讀

中國科技核心期刊《凈水技術(shù)》關(guān)注我國供排水和工業(yè)水處理生產(chǎn)一線的實(shí)際問題，打造一線生產(chǎn)技術(shù)人員實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)的分享平臺(tái)。本欄目內(nèi)容主要選自發(fā)表于中國科技核心期刊《凈水技術(shù)》“'清時(shí)捷’供排水企業(yè)運(yùn)行及管理成果專欄”的原創(chuàng)論文，供同行交流參考，并拋磚引玉，培育一線生產(chǎn)技術(shù)人員線上交流的平臺(tái)。

本期摘要

《杭州主城區(qū)飲用水深度處理的發(fā)展與實(shí)踐》發(fā)表于《凈水技術(shù)》2022年第2期。在自來水廠的深度改造方面，我國部分城市由于起步較早，已經(jīng)逐漸從摸索和實(shí)踐期，進(jìn)入總結(jié)和回顧期。杭州作為水廠深度處理改造實(shí)施較早的城市之一，經(jīng)過近二十年的積累，總結(jié)出了一系列具有實(shí)踐指導(dǎo)性的設(shè)計(jì)建議和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。本文將杭州所主要采用的兩種組合工藝的運(yùn)行情況進(jìn)行回顧總結(jié)，分析了不同組合工藝出水水質(zhì)的不同，并結(jié)合原水水質(zhì)的不同，對(duì)今后組合工藝的選擇提出了可借鑒的建議。

深度處理改造的規(guī)劃

杭州主城區(qū)設(shè)計(jì)日供水能力為170萬噸/日，共有5個(gè)水廠。原水85%取自錢塘江，其余取自東苕溪。根據(jù)長期水質(zhì)資料分析，杭州取水口水質(zhì)大部分時(shí)間都在Ⅱ-Ⅲ類，但是2003年來，錢塘江原水水質(zhì)變差，以地表水Ⅲ類作為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，則其中主要超標(biāo)項(xiàng)目有總氮、氨氮、錳、耗氧量、總磷、溶解氧等。氨氮最高值達(dá)到4.05-4.10mg/L，是Ⅲ類水體標(biāo)準(zhǔn)1.0mg/L的4倍，Ⅱ類標(biāo)準(zhǔn)的8倍。2004年爆發(fā)了藻類。耗氧量逐年升高，平均值已升至3.0mg/L左右。錳自2003年以來，持續(xù)偏高，且呈周期性變化的趨勢。溶解氧嚴(yán)重超標(biāo)，最低到0.3mg/L。

2005年6月，浙江省首次印發(fā)了《浙江省城市供水現(xiàn)代化水廠評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》和《浙江省城市供水現(xiàn)代化營業(yè)所評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》，為浙江省城市供水現(xiàn)代化提出了目標(biāo)和方向。現(xiàn)代化評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)中，對(duì)現(xiàn)代化水廠的出廠水提出了更高的要求。針對(duì)當(dāng)時(shí)的原水水質(zhì)狀況，杭州提出了主城區(qū)深度處理改造的規(guī)劃。規(guī)劃提出，在前期南星水廠飲用凈水改造一期工程（10萬噸/日臭氧活性炭深度處理工藝）的基礎(chǔ)上，積累臭氧-活性炭處理技術(shù)的經(jīng)驗(yàn)，為清泰水廠、祥符水廠、九溪水廠等進(jìn)行深度處理建設(shè)提供技術(shù)和設(shè)備選型依據(jù)。同時(shí)，規(guī)劃也明確，除了臭氧活性炭深度處理工藝，同步要研究膜處理技術(shù)和其它新工藝技術(shù)應(yīng)用可行性，為解決原水水質(zhì)問題，確保供水水質(zhì)創(chuàng)造條件。

深度處理改造的實(shí)施

根據(jù)規(guī)劃，杭州水務(wù)對(duì)主城區(qū)的自來水廠逐步進(jìn)行了深度處理改造。南星、清泰、祥符、九溪四個(gè)水廠從開始進(jìn)行改造到全部完成改造，前后共經(jīng)歷了16年的時(shí)間，到2018年底，杭州主城區(qū)由杭州水務(wù)運(yùn)營的四大水廠全部完成深度處理改造。

表1 杭州主城區(qū)四座水廠深度改造情況

深度處理改造工程中的體會(huì)

（1）新建水廠需考慮今后改擴(kuò)建的需求

受城市供水需求的限制，各水廠在改造的過程中，均不能停水，因此，給各改造工程增加了不少難度，也使整個(gè)改造的時(shí)間比較長。同時(shí)也提醒我們，在新建水廠的設(shè)計(jì)過程中需要充分考慮今后改造的需求。

（2）活性炭層下設(shè)砂墊層能有效降低活性炭出水濁度

南星一期是集團(tuán)第一個(gè)完成臭氧活性炭深度處理改造的水廠，其活性炭濾池在工藝的最后一段，由于活性炭濾池中活性炭濾料的大小為8×30目，在運(yùn)行的過程中，發(fā)現(xiàn)經(jīng)過活性炭濾池后，出水濁度反而比進(jìn)水要高。因此，南星二期及后續(xù)的改造過程中，在活性炭層的下面，增加了粒徑為1-2mm的石英砂，厚度為0.4米，同步適當(dāng)降低了活性炭層的厚度，有效地確保了活性炭池的出水濁度，同時(shí)又達(dá)到了活性炭去除氨氮和有機(jī)物的效果。

（3）前置活性炭工藝選炭時(shí)需充分考慮炭的強(qiáng)度

清泰水廠活性炭池（炭砂雙層濾料）為前置活性炭，接在沉淀池后面，考慮其反沖洗時(shí)間較短，因此，在活性炭選擇時(shí)，強(qiáng)度比南星水廠的高。炭的形式也有改變，南星水廠最早用的是原煤破碎炭，而清泰水廠用的是壓塊破碎炭。實(shí)際運(yùn)行中，控制沉淀池出水濁度在2NTU以下時(shí)，其反沖洗周期在36-48小時(shí)，而在砂濾池后的活性炭濾池，其反沖洗周期在1-2周。

（4）避免光照能有效降低砂濾池滋長青苔的風(fēng)險(xiǎn)

南星水廠深度處理運(yùn)行中，我們發(fā)現(xiàn)水廠從前加氯改為前加臭氧后，砂濾池很容易滋長青苔，嚴(yán)重影響水廠生產(chǎn)運(yùn)行中的感官。因此，在清泰水廠的改造中，給炭砂濾池增加了一個(gè)大棚。后續(xù)運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)加蓋大棚雖然能緩解青苔的生長，但是仍然不能徹底解決青苔問題，部分陽光能照到的地方仍然有生長，因此，祥符水廠改造時(shí)，將砂濾池建到了室內(nèi)，有效降低了砂濾池長青苔的風(fēng)險(xiǎn)。

兩種深度處理工藝的實(shí)踐總結(jié)

杭州市主城區(qū)飲用水廠在深度處理改造中，從總體上來說，采用了兩大深度處理工藝，一是臭氧活性炭深度處理工藝（后簡稱臭氧活性炭工藝），二是臭氧活性炭結(jié)合膜的深度處理工藝（后簡稱膜工藝）。

>>>>1、渾濁度

從兩個(gè)工藝的出水渾濁度看，膜工藝歷年五月的出水平均渾濁度在0.03-0.05NTU。再對(duì)膜工藝出水的最大渾濁度進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，發(fā)現(xiàn)膜工藝出水渾濁度最大值在0.09NTU，且運(yùn)行期間出水渾濁度很穩(wěn)定，基本在0.03-0.05NTU之間。

臭氧活性炭歷年五月的出水平均渾濁度在0.03-0.07NTU。再對(duì)其出水最大值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，歷年五月的數(shù)據(jù)中，臭氧活性炭出水的渾濁度最大值有到過0.29NTU，最大值在0.1NTU以上，也常有發(fā)生。

可見，膜工藝在出水渾濁度的控制上，比較有優(yōu)勢，不僅低，關(guān)鍵是非常穩(wěn)定。

>>>>2、耗氧量

臭氧活性炭處理工藝的出水耗氧量平均值在0.84-1.26mg/L，膜工藝的出水耗氧量平均值在0.93-1.13mg/L。兩種工藝在耗氧量的去除效果上，差異不明顯。若想通過超（微）濾來提高對(duì)有機(jī)物的效果，作用不明顯。

>>>>3、生物指標(biāo)

兩種處理工藝雖然用的是同一水源，但是膜處理工藝水廠的原水輸送到廠里前，經(jīng)過渠道后，進(jìn)入吸水井前是與一條市內(nèi)河道相通的，因此，膜處理工藝水廠的原水耐熱大腸菌和總大腸菌數(shù)量高于臭氧活性炭工藝的水廠。從表4和表5可以發(fā)現(xiàn)，采用膜處理工藝的水廠，雖然原水耐熱大腸菌和總大腸菌數(shù)量均高于臭氧活性炭處理工藝的水廠，但是出水的微生物均小于1CFU/100mL。這也是當(dāng)初采用膜工藝的水廠之所以采用膜工藝的原因之一。

>>>>4、氨氮

如前所述，由于膜處理工藝水廠取了部分河道水，因此，其進(jìn)水的氨氮平均值明顯高于臭氧活性炭工藝的水廠，但是兩者出水的氨氮平均值均小于0.02mg/L。這是由于膜工藝的水廠，其前面采用的炭砂濾池，盡管反沖洗周期只有24小時(shí)，但是仍然具有很好的生物除氨氮的效果。

>>>>5、鐵和錳

如前所述，由于膜處理工藝水廠取了部分河道水，因此，其進(jìn)水的鐵平均值高于臭氧活性炭工藝的水廠，但是兩者出水的鐵平均值均小于0.05mg/L，體現(xiàn)了對(duì)鐵的良好的去除效果。兩種組合工藝對(duì)錳的去除效果沒有明顯差異，出水均小于0.05mg/L。

深度處理改造的體會(huì)與建議

（1）從投運(yùn)的膜處理組合工藝和臭氧活性炭組合工藝來看，兩種組合工藝在水質(zhì)上的差異主要在濁度、微生物。膜處理組合工藝相較與臭氧活性炭組合工藝，其出水濁度的穩(wěn)定性和對(duì)微生物的保障性更優(yōu)。

（2）在采用超（微）濾工藝時(shí)，需要組合其他工藝，以達(dá)到有機(jī)物和氨氮的去除效果。

（3）深度處理改造工藝的選擇，需要根據(jù)確定的目標(biāo)、自身的原水水質(zhì)特點(diǎn)和現(xiàn)狀處理工藝存在的問題綜合考慮。以去除有機(jī)物和氨氮為目標(biāo)的，可以采用臭氧活性炭工藝，在去除上述目標(biāo)基礎(chǔ)上，對(duì)出水濁度有較高穩(wěn)定性要求的，可以結(jié)合膜處理工藝。對(duì)水源水可能受微生物污染風(fēng)險(xiǎn)較大的，可以結(jié)合膜處理工藝，提高對(duì)微生物的抗風(fēng)險(xiǎn)能力。

交流互動(dòng)

來源：《杭州主城區(qū)飲用水深度處理的發(fā)展與實(shí)踐》（《凈水技術(shù)》2022年第2期），原作者朱建文（《凈水技術(shù)》期刊青年編委）

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