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一阶段,25万m3/d主要处理设施工程占地指标仅为0.14 m3/(m2˙d),远低于建设部《城市生活垃圾处理和给水与污水处理工程项目建设用地指标》中0.352 5 m3/(m2˙d)指标,实现了最大限度优化整合,确保在有限用地范围内完成水厂的升级改造。
二阶段,完成一半新系统供水后,再拆除南部现有设施,原址新建清水池、供水泵房,并改造现状排泥水系统,最后形成完整的预处理+常规处理+深度处理+排泥水处理25万m3/d规模水厂。
(2)集约化布置净水处理的核心设施。砂滤池、活性炭池、后臭氧接触池、中间提升泵房以及滤池反冲洗泵房、配电、管廊等合建于一体,在保证工艺流程前提下,最大程度的节省了占地,使原厂区用地无法满足构筑物单个布置的问题得到了有效解决,且紧凑的布局减少了构筑物间的水头损失,节省了长期运行电费,节地、节电效果明显。
(3)重新梳理和布置各管道系统。在完成25万m3/d新系统改造的同时,重新调整排泥水、反冲洗水等管线,完成了厂区雨污分流、调整了全厂雨水系统,解决了现有厂前区低洼地势、暴雨季节严重倒灌的历史遗留问题。
(4)在升级改造工程中,同步完成了自来水公司“现代化水厂”中对于自动化标准的要求,为建设智慧水务做了整体考虑和预留。
2.4.2利用现有设施能力,节约资源、节省投资、降低成本
(1)对正常运行和超越运行设多个模式,在原水水质较好时超越运行,减少运行费用。保留2座还可以利用的清水池、排泥水处理系统,并根据实际需要完成部分改造。
(2)水处理构筑物合建后采用渠道连接形式,减少了水头损失。如按沉淀池到滤池节省0.5 m水头损失计,每年节约运行电费10万元。
(3)优化排泥水系统改造范围,新建回用水池,使现有排泥水池专门用于排泥水收集,增加和更换脱水机,收集、浓缩、调节和平衡设施则不必改造。
(4)利用现状水源取水泵站、增压泵站,改造其水泵、电机等设备以及配套的电气设备,在满足全年多个工况条件下,经多方案计算比较,推荐出优化的水泵参数和变频调速电机数量,按改造后水泵机组提高10%效率计,每年节电超过400万元。
2.5 净水工艺主要参数
新建25万m3/d系统处理构筑物的主要设计参数如下:
(1)配水井及预臭氧接触池。配水井和预臭氧接触池分为2格,对应2组12.5万m3/d系统,为实现均匀配水设有可调堰,预臭氧最大投加率1.0 mg/L。
(2)折板絮凝平流沉淀池。新建4座6.25万m3/d。总絮凝时间约17 min,共设3级。平流沉淀池停留时间约1.71 h,水平流速17.1 mm/s,出水指形槽溢流率约205.1 m3/(m˙d)。沉淀池出水总渠直接接砂滤池进水渠,减少了水头损失。
(3)综合滤池。包括均质滤料砂滤池、后臭氧接触池、活性炭吸附池以及反冲洗泵房、鼓风机房、配电间和中间提升泵房。砂滤池分为2组,每组12.5万m3/d,5格,采用气、水反冲洗;后臭氧接触池设2组,每组12.5万m3/d,臭氧接触时间3段共计约13 min,臭氧曝气装置采用微气泡曝气头形式,臭氧最大投加率按1.5 mg/L;生物活性炭吸附池分为2组,每组12.5万m3/d,4格,炭池厚2.1 m,颗粒活性炭级配8×30目,不均匀系数1.9~2.0;炭床最小空床停留时间为12.2 min,采用单气冲结合单水冲;提升泵房、反冲洗泵房和鼓风机房组团设于综合构筑物的中部,提升泵共设2组,每组规模12.5万m3/d。反冲洗泵房和鼓风机房为砂滤池和活性炭滤池共用。
(4)综合加药间。包括混凝剂、助凝剂、消毒剂、氢氧化钠等在线连续投加药剂,含原料存储、配制、投加和控制等功能,也为将来可能的更多品种药剂的投加作了工程预留空间。碱液、矾液采用玻璃钢储罐储存,均设于加药间室外。
(5)高锰酸钾、粉末活性炭加注间。进行单独防爆设置。高锰酸钾和粉末活性炭在水源发生污染或藻类发生情况下投加,投加点共2个,分别投加于2组12.5万m3/d的配水井过水堰后。
(6)排泥水处理系统。利用预留的1台离心机位置,新增离心脱水机1套,并更换1台现有离心机,固体负荷1 000~1 200 kg/h。进脱水机含固率不小于3%,脱水后污泥含固率大于30%。
3 运行效果
自2016年6月30日建成投产,水厂运行可靠,处理效果良好,出厂水水质优于国家标准,在低温低浊期,最高出厂水浊度稳定低于0.19 NTU、耗氧量小于0.72 mg/L、色度不高于5,具体水质如表1所示。
4 结语
(1)针对水厂原址升级改造的用地难题,通过“腾笼换鸟”的方式,合理划分、分步实施,最大限度减少对现有生产的影响,分阶段无缝衔接地完成了升级改造,实现了维持水厂生产供水的同时,满足水质提标、节能减排和安全可靠等多重建设目标。
(2)基于集约化设计和资源节约的理念,将砂滤池、炭吸附池及提升、反冲洗等多个处理构筑物合建为一体,回用池叠合于机修、仓库间下方,利于集中管理和节省用地,并合理共用反冲洗水泵与鼓风机,减少了购置费用和管理节点。
(3)重新梳理和优化各种生产管线,确保升级改造工程整体顺利实施。
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