导语
高品质供水是否一定要叠加“臭氧+活性炭”深度处理?较长流程通常意味着更高的投资和运维成本。对于水质基础较好的水源,能否通过强化常规工艺,以更短的流程稳定达到更严的出水要求?
衢州市第四水厂给出了一项工程实践。该厂一期规模为10万m3/d,采用“折板絮凝—平流沉淀—V型滤池”传统短流程并从混凝、过滤、药剂投加、应急保障和精细化运行等环节进行系统强化。论文运行数据表明,这一路线在本项目的水源条件和管理体系下具有可行性。

厂区俯瞰图
01 好原水,是选择短流程的前提
衢州市第四水厂总规模为30万m3/d,一期工程规模为10万m3/d,主要解决衢州乌溪江以东片区供水水量、水压不足问题,并拟与规模25万m3/d的石头坪水厂建立应急连通通道。
水厂原水取自黄坛口水库。依据2015—2017年水质检测报告,除总氮、粪大肠菌群数等少数指标外,其余指标总体达到地表水Ⅰ~Ⅱ类,且含藻量少。原水浑浊度范围为0.5~45.0NTU,pH为6.7~7.3,总氮为0.50~1.98 mg/L;氨氮一般低于0.15mg/L,个别月份超过0.15mg/L,但一般仍低于0.50mg/L。
项目出厂水不仅要执行国家标准,还要达到《浙江省城市供水现代化水厂评价标准》中的出厂水优质标准。其中,浑浊度限值为≤0.1NTU,成为工艺设计的核心控制指标。
02 两条路线比较:项目为何选择强化常规工艺
面对部分原水指标可能超标、常规“混凝+沉淀+过滤”存在达标风险的问题,设计提出两种方案:一是增加预处理及深度处理工艺;二是强化水源地保护,配合多项常规工艺强化措施和精细化运维。
项目最终选择第二条路线。论文给出的依据是:原水总体处于Ⅰ~Ⅱ类;总氮、氨氮、藻类等少数指标超标时,可采用预加氯氧化、粉末活性炭吸附、滤后折点加氯等措施;同时,当地持续加强水源保护区管理和污染源治理。论文测算,该方案可节约投资约5000万元,并减少深度处理带来的运行成本。

衢州市第四水厂工艺流程
03 短流程如何被“强化”
1.给絮凝更充分的反应条件
项目采用折板絮凝,将絮凝时间由常规的15~20min延长至26.9min,并设置2min过渡段;速度梯度与絮凝时间乘积GT取8.8×104。设计还考虑反冲洗废水回用和投加石灰,以增强絮凝效果。
2.用低滤速、厚滤层守住浑浊度
V型滤池采用均匀级配滤料,有效粒径d10为0.9~1.2 mm,不均匀系数K80<1.4;滤层厚度由常用的1.2~1.3m提高至1.4m,设计滤速由常用的8~10m/h降至约7m/h,以提高滤层含污能力并降低杂质穿透风险。
3.把药剂投加变成一套有顺序的系统
针对原水pH经常低于7.0的情况,工程在絮凝反应前投加熟石灰调节pH,同时利用石灰的颗粒核增重作用改善混凝沉淀。投加点按应急粉末活性炭、预加氯、加碱、加矾、滤前加氯、滤后加氯、补氯的顺序设置;加碱点设置微阻力管式混合器,并与加矾点间隔约20m。
4.为水质波动保留应急手段
原水突变时可应急投加粉末活性炭;为防止藻类滋生,可在絮凝池、滤池前加氯;为满足接触30min后余氯>0.5mg/L的控制要求,系统增设补氯点。厂区还预留了深度处理建设用地,为未来水质变化和标准提升留出余地。
5.用精细化运行稳定设计效果
水厂实行自动化、信息化管控,采用浑浊度≤0.05NTU的企业内控标准;通过在线仪表与人工过程取样相结合,持续调整反冲洗恒定水头阈值、初滤水排放时间等运行参数。

厂区平面布置,含远期扩建及深度处理预留用地
04 运行数据:月平均浑浊度0.03~0.06NTU
项目于2022年6月底并网供水。根据2022年7—12月数据,实际处理水量为5.0万~8.2万m3/d,电耗为0.08~0.13kW·h/m3。PAC投加质量浓度(以10%原液计)为14.90~23.05mg/L,成品次氯酸钠投加质量浓度(以有效氯10%原液计)为7.0~20.8mg/L,石灰投加质量浓度为0.37~1.92mg/L。
运行期间,原水浑浊度为1.0~15.0NTU,沉淀池出水浑浊度为0.5~1.5NTU,滤后出厂水月平均浑浊度为0.03~0.06NTU;出厂水各项卫生指标合格率为100%,实际出厂水质达到浙江省现代化水厂出厂水优质标准。
项目概算总投资约2.28亿元,其中工程费用约1.52亿元;初步设计测算制水成本为1.26元/m3,制水经营成本为0.79元/m3。

衢州市第四水厂效果图
05 工程启示:短流程可行,但有明确边界
这项实践表明,当原水总体处于Ⅰ~Ⅱ类、少数常规工艺难去除指标偶有超标,且水源保护、应急投加和精细化运行能够同步落实时,强化常规工艺可以实现口感好、风险小、成本低的高品质供水。其关键不是某一个单元的升级,而是强化混凝、控制滤速、稳定水质和精细管理的组合。
但这一结论不能脱离项目条件直接外推。论文同时指出:Ⅲ~Ⅳ类水源应在强化常规处理基础上视需要增加深度处理;劣于Ⅳ类水源还应在深度处理前增加预处理。高品质供水也不能只看出厂水,还需加强从“源头”到“龙头”的全过程管控。
(来源:净水技术)