天津泰达老水厂改造处理工艺优化选择及试运行效果分析

全国给水深度处理研究会2012年年会卡仑文案天津泰达老水厂改造处理工艺优化选择及试运行效果分析何凤华魏俊起张伟林王宏田孙淑琴韩涛,(天津泰达自来水公司天津300457),:摘要本文阐述和分析了天津泰达老水厂改造工程处理工艺的优化选择及运行效果说明,、、“在充分利用现有设施和条件基础上采用新增预臭氧和紫外线消毒优化反应和沉淀改造混凝和过滤、备用预氯化和二次微絮凝”的改造方案,能够较好地实现老水厂优化升级改造的目标。:关键词预臭氧;抖管沉淀;二次微絮凝;初滤水;紫外线消毒,。天津泰达净水厂位于天津滨海新区核心区地处天津开发区西北角净水厂以滦河水为,,。,3主要水源黄河水为必要补充自身产水能力为30万m/d水厂一期1995年建成实际,,;;产能5万m3/d水厂二期199年建成实际产能10万m3/d水厂三期2009年7月建成实际产能巧万m3/d。净水厂三期是完全按照国家新水质标准和现代化水厂要求建设的,而,,,老水厂一二期由于建成较早建设标准较老且经历了十多年的产水运行存在着不能较好地适应多水源原水水质变化、不能较好地满足国家新水质标准要求、大多数供水设施和设备,老化及自动化运行水平低等问题需要通过优化升级改造以全面实现泰达现代化净水厂的建设目标。1老水厂存在的主要问题1.1老水厂工艺流程老水厂一二期均采用传统的混凝、沉淀、过滤、消毒处理工艺,具体工艺流程如下。向加氯八凝剂、助凝剂原水弓闹节池一}取水泵房卜⋯配水川~⋯静态混合阔/}双层孔室隔板反应池{升了滤前加氯诊加氯爵管沉淀池卜欧阀虹吸滤侧弓}清水池}弓哑水井{/{配水泵房}/管网:图1水厂一期改造前工艺流程向加氯众凝剂、助凝剂原水升匾三画/医啧圈弓匡巫困静态混合器双层回转隔板反应池声前加氯了主加氯睐管沉淀池卜陀型滤池卜睛水池一Il&水州刊配水泵房卜管网 全国给水深度处理币开究会2012年年会论文案母黑份录策畏足2:图水厂二期改造前工艺流程1.2存在的主要问题,,水厂一二期通过十多年的生产运行已经发现存在着比较多的问题尤其是水厂一期存,:在的问题更加严重主要涉及以下几个方面、。1老水厂不能较好地适应多水源原水水质的变化,,老水厂一般采用滦河水为原水当滦河水紧缺时也曾经在冬季以黄河水为原水预计到,2014年南水北调通水后还将采用引江原水因此老水厂未来将面临多水源相互切换或混合供原水的复杂局面。由于三种原水都存在着普遍的不同程度的污染状况(详见表l),且每,,种原水都有其自身的水质特点和处理难点而老水厂的处理工艺和处理手段相对单一从多年运行情况看老水厂应对多水源原水水质变化的能力明显不足。、。2老水厂不能较好地满足国家新水质标准的要求一、老水厂一二期都是按照原国标(GB574985)及当时的相关标准规范进行设计和建设,一,,的实际运行中按照新国标(GB57492006)的要求产水并且为保证用户龙头的浊度引NTU需控制老水厂的出水浊度三0.SNTU。尽管在生产中已采取了预氯化、增加投药量及投加助凝剂等多种强化常规措施,但仍然存在着较大难度,尤其是水厂一期,不能达到设计规模7.5,,。3万m/d需要降低产水量才能确保出水水质达标、。3老水厂的绝大多数供水设施和设备需要优化升级改造,静态混合器在处理水量较低的情况下混合效果不理想特别是水厂二期静态混合器的水,,。头损失偏大导致二期在此处存在配水瓶颈即存在配水量不足的问题孔室和隔板反应池,。、、在小流量时水流速过低絮凝效果很不理想斜管沉淀池存在配水不均集水不匀排泥不,,。,,彻底的问题斜管上方积泥严重斜管严重老化虹吸滤池反冲洗不彻底沙层板结耗水,。,、、、量大产水率低另外各种药剂投加泵沉淀池排泥机滤池反冲洗系统电气和控制系统、空压机等都存在设备老旧问题,运行安全性明显降低。、。4老水厂的自动化运行水乎较低,,,与新建成的水厂三期相比老水厂一二期主要依靠员工手动操作劳动强度较大自动化运行管理水平有待提高。2改造方案优选及主要改造内容2.1改造方案优化选择2.1.1改造思路的确定在改造方案讨论和论证阶段,主要是针对水厂一期反应沉淀环节存在问题较多、是否需要全部拆除重建的问题存在意见分歧。与新建水厂工程不同,老水厂改造工程处理工艺优化,,选择的难点就在于要在全面科学地分析老水厂存在问题的基础上充分有效地利用老水厂,,现有设施条件进行优化升级改造达到提高老水厂对不同原水水质的适用性恢复原设计产,,。水能力提高产水水质满足国家新水质标准的要求同时节省改造投资通过对老水厂尤其,,是一期存在问题进行的全面分析和研究最终确定对现有建筑设施不进行全部拆除而是通过整体优化改造实现充分有效的利用。遵循充分有效利用现有设施条件的改造原则,为实现,、水厂一二期整体优化和总体效益最大化形成了忽略一二期之间原有的分割界限重新分配处理、,:水量将水厂一期作为改造重点的总体改造思路改造关键环节主要包括、,,1采用机械混合代替静态混合器解决低水量时混合效果较差的问题同时解决水厂二期静;态混合器阻力较大导致配水在此处存在瓶颈的问题、,2一二期双层反应池和斜管沉淀池仍有较好的利用价值其中一期沉淀池上升流速过 全国给水深度处理研究会2012年年会论文案,,ns高(2.sm岁)导致沉淀效果不佳和漂泥的问题比较突出可以通过与二期沉淀池均衡水量,、同;得以解决时需要对一二期沉淀池进行均匀配水均匀集水及优化排泥的整体改造3、采用V型滤池技术改造一期虹吸滤池,解决反冲洗不彻底和产水率低等问题。同时,由;于一期滤池改造后滤速较低可均衡二期滤池的部分水量4、为应对原水季节性水质变化,提高对有机物和嗅味的去除效果,需增加粉末活性炭;投加系统、,、5借鉴净水厂三期工艺的成功经验增加预臭氧化紫外线消毒及二次微絮凝处理工艺。2.1.2改造工艺流程,“、、根据上述改造思路和改造环节确定了新增预臭氧化和紫外线消毒优化反应和沉淀、、”改造混凝和过滤备用预氯化和二次微絮凝预留高锰酸钾预氧化和深度处理位置的总体,:改造方案改造后的工艺流程如下(预加氯)(高锰酸钾)预臭氧粉末活性炭了了混凝齐汉助凝齐。原水弓⋯调节池I弓l取水泵房{{配水溢流井{弓顾臭氧接触侧斗机械混合井卜剂)了-------氯”}一渺了匡星返座四一⋯赳置鱼星剑一匣画晒一窿率国一匾巫画困一幽喳回-典‘一一一一一一一一一补氯了一匾玉画升{画画/弓管网哑亘固3:图水厂一二期改造后工艺流程图22主要工艺改造内容2.2.1新增部分、:,1新增预臭氧化系统新建一二期预臭氧接触池各一座安装臭氧发生器共2台(土建和液氧储罐容积在新建水厂三期中己经预留)。2、:,2新增紫外线消毒系统新建紫外线消毒间安装台中压紫外线消毒设备及控制系统。2.2.2优化部分1、:,以优化双层反应池将一期反应池下层每一个方形孔室的四角做抹圆角处理改善,;水流条件达到理想的旋流状态对一期反应池所有孔室的进出水孔的面积和流速进行校核,,;计算对不符合要求的孔口逐一进行放大或缩小改造增加反应池进出水管道阀门在水量较低情况下实现单个反应池运行,提高反应效果。、:2优化斜管沉淀池(l)重新分配一二期处理水量,均衡一二期沉淀池负荷。一二期沉淀池原设计上升流速分别为2.5和2.0m而S,为改善一期沉淀效果,将一二期的处理水量进行了均衡分配,上升流速均为2.lm耐so,(2)一期沉淀池为北端单侧配水将正对反应池出水总渠的2个沉淀池穿墙配水孔做全,,,部封堵距其两侧较近的做少部分封堵远端的不封堵并对每个穿墙配水孔的出口侧进行,,。打坡口处理以减少沉淀池配水短路和不均匀现象以及南端漂泥问题一-81 全国给习沁宫果度处理研究会2012年年会论文集男丁荞下花决王弓,,(3)更换斜管支撑架减小支撑架的空间高度降低支撑架对配水的干扰和污泥沉淀过,。,,程的扰动并尽可能减少支撑架积泥的可能性同时更换斜管并适当抬高斜管安装位置,。增加污泥沉降分离的空间高度提高沉淀效果,,,,(4)更换集水槽适当抬高集水槽安装位置缩小集水槽断面尺寸增加集水槽刚度,,。严格控制集水槽安装精度采用锯齿形集水槽提高集水的均匀性,,(5)对现有虹吸排泥机进行一期更新和二期改造增加排泥机吸泥管数量扩大排泥车,,。行程范围提高排泥均匀性和彻底性并实现自动化运行控制,(6)对沉淀池内所有可能存在的积泥死区进行填堵和抹角处理有利于积泥滑落和排掉。2.2.3改造部分、:,,l改造混凝方式将静态混合器改造为机械混凝搅拌装置一期为1系列2级二期。为2系列2级、:2改造滤池(l)将一期虹吸滤池改造成整体滤板V型滤池。,。(2)二期原v型滤池更换石英砂并增加初滤水排放管路系统,,(3)利用一二期沉淀池出水渠之间原有的连通渠连通一二期滤池之间的进水以实现,。一二期滤池基木在相同滤速下过滤提高一二期滤池整体效率一二期滤池原设计滤速分别、,。为7.59.2m爪改造后滤速均为8.4In/h(4)原高位水箱冲洗系统改造成反冲洗水泵冲洗系统。2.2.4备用部分、,。1备用预氯化作为预臭氧临时停止投加时的备用手段、,。2备用二次微絮凝作为原水水质变化时的应对措施2.2.5预留部分、,。1预留高锰酸钾预氧化系统的安装位置待将来需要时再安装、,。2预留深度处理位置待将来需要时再投资建设2.2.6药剂投加系统部分1、混凝剂选用聚合氯化铝和三氯化铁联合投加,改造成原液投加在线稀释方式,提高药剂混凝效果。2、助凝剂选用PAM和活化硅酸两种,可根据不同原水和不同季节的需要分别投加。3试运行效果分析,、。为确保开发区供水安全对水厂一二期采取了同时设计分期改造的实施方案201,,。,年2至10月先进行了水厂一期改造水厂二期仍继续运行201年1月至2012年6月,。,,水厂一期改造投产后又进行了水厂二期改造目前整个改造工程已全部完成并投入正式运行。11改造后的出水水质,,,水厂一二期改造前滤后出水浊度一般在0.SNTU以下耗氧量能够维持在3mg/L以下此情况一「水厂一期并不能达到原设计产能。经过改造后,滤后出水浊度一般在0.卜0.2NTU,ZmL以下。一卜表、2耗氧量绝大多数在留1表分别为水厂一二期试运行期间的部分出水浊度,,。数据可以看出水厂一二期改造后出水水质得到了明显提高 全国给水深度处理研究会2012年年会论文集:表1水厂一期试运行期间的出水浊度数据日期原水水质加药量配水滤前水质滤后水质PAMFeC13预加氯浊度聚合铝浊度余氯浊度余氯国熟(mg/L)(NTU)(mg/L)(mg/L)(mg/L)(NTU)(mg/L)(N1⋯U)(mg几)10.14217.80.0520l522700.460.230.171.12.10.152l800530l022600.460.40.121.23.10.16217.501252026000.420.30.131.2...1017217.80.125202830048040.171.2.10.18216.500625l530500.530.30.201261024216.50.0620l518500.390.230.171.23...1026216500620l518680.400.3020122..102721650.0620l518680.370.30.201.22..102821650.0620I518680.420310.221.22:,。注水厂一期调试期间预臭氧和粉末炭投加系统尚未实施:表2水厂二期试运行期间的出水浊度数据日期原水情况加药量滤前水质滤后水质e3浊度配水量预氯化聚合铝FC1PAM浊度余氯浊度,困TU)(m/h)(mg/L)(mg/L)(mg几)(mg/L)(NTU)(mg/L)(NTU).6.037.0427602225200.130.280.050.126.048.9620002.2252O0.130.280.050.18.6058.0420002.225200.130.280.050.17.6069.0825002.225200.130.2450.050.126.087,90巧002.225200.130380.050.176.1112.425002.225200.100.460.230.12.6.1211.225002.225200100.370230.12:,。注水厂二期调试期间预臭氧和粉末炭投加系统尚未全部完成安装32试运行效果分析l、。预臭氧化对提高处理效果具有明显作用表l和表2分别为水厂一二期未投加预臭,,,氧情况下的出水浊度数据在后来切换成预臭氧化后滤后出水浊度能够继续降低甚至达到.INTU以下,,,0整个处理效果能够得到明显改善并且消毒副产物生成量得到明显降低预臭氧生成的副产物也能够得到有效控制。、。,2对原有斜管沉淀池的优化改造获得成功沉淀池出水浊度得到了较好的控制斜管,,,表面积泥现象得到了明显改善集水效果获得明显改观沉淀效果明显提高排泥实现了自 全国给水深度处理研究会2012年年会论文集动化运行。3、。,虹吸滤池成功改造成V型滤池提高了滤池出水水质提高了滤池的反冲洗效果和过滤效率,优化了滤池运行,特别是在投加二次微絮凝情况下,滤池出水浊度能够得到明显降低。4、紫外线消毒在杀灭病原微生物的同时,可明显降低滤后主加氯量。由于紫外线的消,,,毒作用能够明显降低主加氯量有利于进一步优化消毒工艺更好地降低消毒副产物的生成。4结论4.1、泰达老水厂改造工程遵循充分有效利用现有设施条件的改造原则,通过实施“新增预臭、、、”氧和紫外线消毒优化反应和沉淀改造混凝和过滤备用预氯化和二次微絮凝的优化升,,。级改造达到了比较理想的改造效果同时节省了改造投资,,4.2泰达通过实施老水厂优化升级改造工程提高了水厂对不同水源的适用性提高了产水水质优于新水质标准要求,实现了水厂产水工艺的科学高效运行,同时提高了自动化运行管,。理水平供水安全保障能力得到了明显提高