一、水質特征

1. 東江流域的水源水質特征

東江是珠江水系干流之一，長度562公里。發(fā)源于江西省南部的尋烏縣，向西南流經(jīng)廣東省龍川縣、東源縣、紫金縣、惠陽區(qū)、博羅縣至東莞市石龍鎮(zhèn)進入珠江三角洲，于增城區(qū)禺東聯(lián)圍東南匯入獅子洋。

東江是廣東省的主要水源地之一，除了沿線的縣市，東江是香港、廣州、深圳、東莞等特大城市的主要供水水源

取水方式：

東莞、廣州等沿線城市：從東江直接取水

深圳、香港等境外城市：通過引水工程遠距離調水到水庫

水質問題：

東江：干流水質尚可，83.1%河段達到Ⅰ-Ⅲ類地表水標準，符合水源水要求，，16.9%河段屬于Ⅳ-劣Ⅴ類。上游和中游水質較好，下游及界河段水質差，主要污染物為氨氮、高錳酸鹽指數(shù)、消毒副產(chǎn)物前體物，季節(jié)性特征明顯，雨季排澇期間水質惡化

水庫：主要水源水庫水質總體優(yōu)由于Ⅲ類地表水表標準，但普遍存在富營養(yǎng)化現(xiàn)象。季節(jié)性特征明顯，主要污染物為藻類、臭味、鐵、錳、消毒副產(chǎn)物前體物等

深度處理的技術需求：

剛性需求：氨氮和有機物等污染物水平較高，常規(guī)工藝處理后不能達到飲用水水質標準要求，存在水質標超的現(xiàn)象

改善型需求：原水水質總體較好，但明顯的季節(jié)性特點，采用常規(guī)凈水工藝時，存在飲用水水質超標的風險

二、深度處理改造工藝選擇

深度處理技術：

深度處理就是針對飲用水中常規(guī)處理工藝不能有效去除或在常規(guī)處理工藝中產(chǎn)生的溶解性有機物開展去除的飲用水除污染新技術或新工藝。

三、應用案例

案例1 深圳梅林水廠深度處理改造工程(60萬噸/天)

水質特征：

以深圳水庫為水源，水質總體能達到《GB3838-2002》Ⅲ類水的要求

氨氮濃度一般低于0.2mg/L，CODMn濃度低于3mg/L,但總氮常高于2mg/L，總磷高于0.025mg/L,呈中等富營養(yǎng)化狀態(tài)

夏、秋兩季藻類高發(fā)，2-MIB和土臭素含量較高，偶發(fā)嗅味投訴

雨季面源污染合并藻類爆發(fā)，消毒副產(chǎn)物前體物較高，存在超標風險

現(xiàn)有構筑物：

機械混合池、折板反應池、平流沉淀池、V型濾池、清水池

預留用地：

在現(xiàn)有常規(guī)工藝基礎上，預留了實施深度處理工藝的充足用地

工程投資及運行成本：

作為深圳市第一個深度處理改造水廠和重要的民生工程，要求高標準、高起點建設，水質顯著改善

改造后出現(xiàn)問題

u 炭池猛水蚤、劍水蚤等微型動物繁殖和穿透，置于砂濾池之后，存在一定生物安全風險

u 下向流炭池生物反應主要集中在上層活性炭，利用率不夠高

u 運行8年左右活性炭強度顯著下降，出現(xiàn)粉化現(xiàn)象

案例2 深圳沙頭角深度處理改造工程(4萬噸/日)

主要水質問題：

問題一：微生物安全保障能力和水平相對薄弱，是直接飲用水的主要限制因素：

濁度：出水平均為0.12NTU;過濾期間常大于0.1NTU，初濾最高達5NTU;

細菌等微生物指標：細菌時有檢出，但未超標;大腸桿菌從未檢出

水生生物(如紅蟲、劍水蚤、輪蟲等)在水源和處理構筑設施內易孳生。

問題二：原水季節(jié)性高藻導致的異嗅異味，影響到飲用水感觀

原水存在的嗅味主要有泥味、腥臭味、藥味等，并呈季節(jié)性規(guī)律;

水質投訴：占10-20%。

問題三：對水源水質突變的應對能力較弱，水質安全存在一定隱患：

正坑水庫(備用)：庫容小，易受到周圍地區(qū)影響;雨洪季節(jié)，原水濁度、重金屬等指標大幅提高;

4-10月期間，水生微型動物會大量孳生。

改造目標及面臨問題：

目標：

提高對水源水質突變的應對能力

提高生物安全控制水平和保障能力

改善嗅味

為鹽田片區(qū)優(yōu)質飲用水改造提供穩(wěn)定優(yōu)質的出廠水(化學穩(wěn)定、生物穩(wěn)定)

問題：

水廠位于山坡上，可擴充的面積很小，用地十分緊張，無法改造為正常的臭氧-活性炭工藝

原來的石英砂快濾池比較淺(砂層1.2米)，無法改造為炭砂雙層濾池

改造工藝選擇：

超濾：

采用(陶氏)PVDF材質的中空纖維膜;

壓力方式：外壓

膜孔徑為0.03um，

中空纖維內徑/外徑為0.7mm/ 1.3mm;

單支膜面積77 m2，

膜通量69.9L/(m2?h)

改造工程特點：

(1)系統(tǒng)集成度高、占地面積小。解決了沙頭角水廠用地緊張而難以采用臭氧-生物活性炭工藝的問題，對類似水廠的深度處理改造具有示范意義;

(2)在水質安全方面，工藝將活性炭與超濾膜相結合，既發(fā)揮了活性炭去除嗅味等溶解性有機物的特性，又具備了超濾膜去除顆粒物、濁度和微生物的優(yōu)勢;

(3)在應對原水季節(jié)性污污染方面，該工藝對濁度、藻類、嗅味、重金屬、微污染有機物等水質突變具有較強的應對能力，適用于季節(jié)性微污染水源水;而臭氧-生物活性炭工藝則對突發(fā)性高濃度有毒有害有機污染的原水具有更強的抗沖擊性。

投資及運行成本：

案例3 東莞第二水廠提標改造工程(1萬噸/日)

原水水質問題：

以東江下游水為水源，水質較差，存在嚴重的季節(jié)性高污染

雨季城市污水通過支流泄洪大量進入東江

上游城市污水排放對原水水質影響

潮汐上溯期間影響污水下泄

表現(xiàn)為高氨氮，高有機物，消毒副產(chǎn)物前體物、嗅味等問題也突出

改造目標：

目標：

提高綜合凈水效果

提高氨氮的去除能力，減少停產(chǎn)頻率

問題：

季節(jié)性污染，不希望投入改造的工程和運行成本太高

水廠受場地限制，無法擴建，不能加長凈水工藝流程

現(xiàn)有砂濾池較深(4.4米)，有可供利用的豎向空間

工藝設計及參數(shù)：

曝氣炭砂濾池 ：

炭砂濾池是把水廠原有的砂濾池改造成活性炭石英砂雙層濾料濾池，在濾池原有的對顆粒物去除截留的基礎上，通過增加顆粒活性炭對有機物的吸附作用和強化濾層中微生物對污染物的生物降解作用，提高對有機物和氨氮的去除效果。為了提高活性炭池生物活性，在炭層增加曝氣。

1. 濾料：石英砂，粒徑0.5-1.0mm，厚度400mm，K80<2.0;活性炭，粒徑8×30目，煤質壓塊破碎炭，厚度1.0m; 2-4mm粗砂，厚度0.2m

2. 過濾方式

：改造濾池為恒速變水頭過濾，各濾池間新增進水堰，以跌水的方式進水

3. 出水系統(tǒng)：建出水堰，堰上邊緣高于濾池內的濾料表面0.1m

4. 反沖洗排水槽：拆除原有排水槽，新建3個不銹鋼反沖洗排水槽

5. 配水配氣系統(tǒng)：將大阻力豐字型穿孔管改為中阻力濾頭配水配氣

6. 曝氣系統(tǒng)：炭層表面下方600mm設置曝氣設施，DXL=55mmX200mm全表面布氣剛玉管式微孔曝氣器，按過濾面積均勻布置曝氣頭，單個氣量1m3/h;曝氣比0.05-0.3

本文根據(jù)深圳市水務集團 技術部 劉麗君 高級經(jīng)理在“首屆城鎮(zhèn)凈水廠現(xiàn)代化技術改造高峰論壇”上，題為《季節(jié)性突變水源的深度處理工藝改造應用案例》的發(fā)言整理而成，未經(jīng)本人審閱。

來源:給水排水  作者:劉麗君

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