魏 穎，閆 飛，劉淵博

（中國(guó)電建集團(tuán)西北勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司，陜西 西安 710065）

玉樹(shù)市現(xiàn)狀凈水廠是災(zāi)后重建時(shí)規(guī)劃建設(shè)的，水源為扎西科河地下水，設(shè)計(jì)供水能力為3萬(wàn)m3/d，實(shí)際供水量為2.3萬(wàn)m3/d，供水保證率不足80%。同時(shí)由于水處理工藝簡(jiǎn)單，無(wú)完整的水處理工藝，僅經(jīng)過(guò)加氯消毒，導(dǎo)致現(xiàn)狀水廠的水質(zhì)安全存在隱患，同時(shí)設(shè)計(jì)水量已經(jīng)不能滿足現(xiàn)狀用水需求，需提高水廠處理能力，對(duì)水處理工藝進(jìn)行改造。隨著國(guó)慶水庫(kù)工程的建設(shè)開(kāi)展，需要結(jié)合國(guó)慶水庫(kù)建設(shè)對(duì)現(xiàn)狀水廠進(jìn)行改造增容，實(shí)現(xiàn)凈水廠地表水、地下水雙水源，以提高玉樹(shù)市城市供水保證率。

凈水工程位于青海省玉樹(shù)市，海拔高程3800m，多年平均氣溫3.2℃，因而地表水處于低溫狀態(tài)的時(shí)段相當(dāng)長(zhǎng)，而且冬季水庫(kù)水的濁度較低，這就導(dǎo)致一年中不同季節(jié)的水質(zhì)差異較大，增加了地表水的處理難度。為此，需要對(duì)低溫低濁水處理工藝及水廠運(yùn)行方案進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。

1 水源水質(zhì)

由于國(guó)慶水庫(kù)的地理位置較高原因，隨著四季溫度的變化，水質(zhì)條件變化也較大，在項(xiàng)目開(kāi)展期間，委托青海省疾病預(yù)防控制中心進(jìn)行水質(zhì)監(jiān)測(cè)，正常時(shí)期國(guó)慶水庫(kù)水質(zhì)檢測(cè)結(jié)果如表1所示。

表1 國(guó)慶水庫(kù)水質(zhì)檢驗(yàn)結(jié)果

檢測(cè)結(jié)果表明：水質(zhì)濁度、懸浮物及大腸菌群為主要去除指標(biāo)，正常時(shí)期水源水質(zhì)受輕度污染，經(jīng)常規(guī)凈化處理后水質(zhì)即可達(dá)到GB 5749-2006的規(guī)定。

玉樹(shù)市平均最低氣溫-15.1℃，極端最低氣溫-27.6℃，枯水時(shí)期濁度會(huì)降低至20NTU以下，水溫接近0℃，因此需要考慮冬春季節(jié)低溫低濁水的處理。

2 低溫低濁水常用處理工藝

溫度低影響絮凝劑的水解，水的黏度隨溫度的降低會(huì)增高，阻礙顆粒間的碰撞；濁度低主要影響顆粒間的碰撞機(jī)率，進(jìn)而導(dǎo)致形成的絮體顆粒粒徑小，不易下沉。因此，對(duì)于低溫低濁水主要是從如何保證運(yùn)行時(shí)的溫度及沉淀效果兩個(gè)方面進(jìn)行考慮。

目前，國(guó)內(nèi)對(duì)于低溫低濁水的解決措施主要有加強(qiáng)混凝過(guò)程、利用泥渣的剩余活性及溶氣氣浮工藝。

3 低溫低濁水主要處理構(gòu)筑物選擇

根據(jù)《低溫低濁水給水處理設(shè)計(jì)規(guī)程》（CECS110：2000），結(jié)合本工程實(shí)際特點(diǎn)，在特殊季節(jié)（低溫低濁原水）時(shí)，采用投加助濾劑（活化硅酸）+微絮凝過(guò)濾工藝運(yùn)行，同時(shí)注意建構(gòu)筑物保溫，盡量控制低溫對(duì)水處理的影響。

遇到低溫低濁水時(shí)，首先考慮常規(guī)處理工藝，設(shè)計(jì)中考慮適當(dāng)增加混凝沉淀時(shí)間，濁度達(dá)不到出水要求時(shí)，考慮增加應(yīng)急措施，主要包括微絮凝過(guò)濾，在過(guò)濾前增加助濾劑，同時(shí)增加溶氣措施，在配水井處增加水射器，同時(shí)需要根據(jù)生產(chǎn)性實(shí)驗(yàn)選擇合適的混凝劑、助凝劑（聚丙烯酰胺）；適當(dāng)采取清水回流增加停留時(shí)間；如遇到仍不達(dá)標(biāo)情況，可考慮短時(shí)采用一期工程備用水源，待二期出水確保達(dá)標(biāo)后進(jìn)入清水池。

3.1 混合設(shè)備選擇

原水中投加混凝劑后，應(yīng)立即瞬時(shí)強(qiáng)烈攪動(dòng)，在很短的時(shí)間內(nèi)（10～20s），將藥劑均勻分散到水中。正常取水水源為水庫(kù)水，濁度季節(jié)性變化較大，采用機(jī)械混合處理有較好的效果。因此本工程選用機(jī)械混合方式。

3.2 混凝劑選用

混凝劑須選用對(duì)水源水質(zhì)適用范圍廣、有較好的凈化效果且質(zhì)量穩(wěn)定、各項(xiàng)毒性指標(biāo)低的產(chǎn)品，根據(jù)目前運(yùn)行條件相似水廠的經(jīng)驗(yàn)及規(guī)范推薦，選用PAC（聚合氯化鋁）作為本工程的混凝劑，聚丙烯酰胺、活化硅酸作為助濾劑（考慮原水低溫低濁的特點(diǎn)），實(shí)際使用中需結(jié)合水質(zhì)變化情況根據(jù)生產(chǎn)性試驗(yàn)結(jié)果合理確定投加藥劑數(shù)量。

3.3 沉淀池方案選擇

平流沉淀池的優(yōu)點(diǎn)是構(gòu)造比較簡(jiǎn)單，有穩(wěn)定的沉淀效果，方便管理，運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)比較成熟，缺點(diǎn)是占地面積較大。斜管（板）沉淀池占地省，但造價(jià)略高，斜管（板）壁積泥不易滑落和清理，且對(duì)水量、水質(zhì)的適應(yīng)性也不如平流沉淀池。從運(yùn)行管理及場(chǎng)地用地面積緊張考慮，本工程采用“平流+斜板”復(fù)合沉淀池。低溫低濁水處理時(shí)采用接觸絮凝處理工藝，可以考慮超越復(fù)合沉淀池。

圖1 混合絮凝復(fù)合沉淀池

3.4 濾池選擇

氣水反沖洗均質(zhì)濾料濾池，由于具有反沖洗效果好，節(jié)水、節(jié)能、自動(dòng)化水平高、配水配氣均勻等優(yōu)點(diǎn)，國(guó)內(nèi)很多水廠均采用這種池型。鑒于其具有的上述優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)為方便統(tǒng)一管理，故本工程推薦采用氣水反沖洗“V”型均質(zhì)濾料濾池。

4 水廠運(yùn)行方案

水廠的運(yùn)行要充分考慮一期的運(yùn)行情況，以二期水廠運(yùn)行為主，一期水廠運(yùn)行為輔進(jìn)行設(shè)計(jì)，并且運(yùn)行時(shí)要考慮不同季節(jié)的原水水質(zhì)情況，進(jìn)而調(diào)整水廠的運(yùn)行工藝。主要分為正常時(shí)期水處理工藝運(yùn)行、特殊時(shí)期（低溫低濁時(shí)期）水處理工藝運(yùn)行、應(yīng)急時(shí)期（水質(zhì)不能達(dá)標(biāo)時(shí)期）水處理工藝運(yùn)行。

圖2 正常時(shí)期水處理工藝流程

圖3 特殊時(shí)期水處理工藝流程

圖4 應(yīng)急時(shí)期水處理工藝流程

根據(jù)進(jìn)出水水質(zhì)的實(shí)際情況，工藝在運(yùn)行時(shí)注意觀察進(jìn)水濁度的變化，正常時(shí)期進(jìn)水濁度可達(dá)到40NTU，經(jīng)過(guò)強(qiáng)化混凝等水處理工藝，出水濁度可達(dá)到《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB 5749-2006）的標(biāo)準(zhǔn)；應(yīng)急時(shí)期依然沿用一期的地下水處理工藝，即只進(jìn)行消毒處理；冬季及春季考慮低溫低濁的影響，進(jìn)水濁度較低，低于20NTU，運(yùn)行時(shí)超越復(fù)合沉淀池，采用微絮凝處理工藝處理原水。當(dāng)水廠在檢修及出現(xiàn)故障期間，仍然采用一期地下水的水處理工藝，由于一期的水源水為地下水，水質(zhì)較好，只有大腸桿菌等菌群超標(biāo)，僅進(jìn)行消毒處理即可達(dá)到生活飲用水衛(wèi)生要求。

5 結(jié)束語(yǔ)

低溫低濁水處理是凈水技術(shù)中的難點(diǎn)，在現(xiàn)有科研成果和高寒地區(qū)的生產(chǎn)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上，結(jié)合該工程用地面積有限及與永臨結(jié)合的特點(diǎn)，改良了處理工藝，不僅滿足生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的出水水質(zhì)要求，而且降低了處理成本。

（1）混合絮凝復(fù)合沉淀池的應(yīng)用，可以在有限的用地面積情況下保證處理效果。

（2）氣浮主要使雜質(zhì)浮至水面，易于固液分離，微絮凝過(guò)濾工藝以接觸絮凝為主，水源水加藥混合經(jīng)絮凝反應(yīng)池后迅速進(jìn)入濾料層接觸絮凝，通過(guò)濾料層吸附截流作用有效去除絮體。

（3）水廠在運(yùn)行時(shí)要注意進(jìn)水濁度的變化，根據(jù)進(jìn)出水濁度高低調(diào)整工藝的運(yùn)行。