采用恰当对策解决新水厂工艺缺欠 保证高效节能安全供水

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  【摘 要】吉林市新扩建三水厂采用了网格絮凝池、小间距斜板沉淀池、V型滤池等先进的工艺设备。工程投产以来,运行稳定,出厂水质优良。本文介绍了该水厂的工艺流程及主要设计参数,对运行中的工艺缺欠进行了分析,并提出了解决对策,以供水务行业的类似水厂借鉴。
  【关键词】净水厂;工艺;解决对策
  Adopting appropriate countermeasures to solve the crafts shortcomings of the new water plant to ensure the efficient energy-saving and safe water supply
  Zhang Wei
  (Water (Group) CO.LTD of Jilin city Jilin Jilin 132011)
  【Abstract】The gird flocculation tank, lamella settler with small plate distance, V-filter and other advanced process equipment are used in the expansion project of the Third Waterworks in Jilin City. Since the waterworks was put into operation, it has worked well better finished water quality. The treatment process and the main design parameters are introduced, the existing problems are analyzed, and the relevant countermeasures are proposed, giving a reference to resembling waterworks.
  【Key words】Waterworks;Crafts;Countermeasures
  
  1. 水厂概况
  吉林市水务集团有限公司第三供水厂扩建工程投产于2006年末,总占地面积6.84公顷扩建规模为20万m3/d。工程总投资2.7亿元,其中一期工程于2006年1月竣工投产,供水能力10万m3/d,同时原有的两套净化系统停止使用,工程采用了网格絮凝池、小间距斜板沉淀池、V型滤池等国内外先进的工艺和设备,自控系统采用了“SCADA”集散型控制系统,实现中控室、子站、现场三级控制。投产后效果尚佳,为国内一流水厂。工艺流程如下:
   ↓加药 ↓加氯
  取水头→取水泵房→稳压井→网格絮凝池→小间距斜板沉淀池→V型滤池→清水池
  
  →送水泵房→城市管网
  2. 主要设计参数
  2.1 取水头:采用淹没式钢筋混凝土箱式取水戽头,设计能力30万m3/d ,共2组箱体,单组尺寸为17.5m×4.5m×4.35m。两条钢制D1520×14自流管线,单条长278m。
  2.2 取水泵房:采用地下式钢筋混凝土结构,尺寸为36m×18m×12.9m。设有2台XKC-2000型旋转滤网,3台水泵机组,其中2台为变频调速,1台为定速,水泵型号为RDL600-670A,Q=2800~4800m3/h,H=30~22m,N=355Kw。原水经水泵加压后,通过两条钢制D1420×12管线输送至厂区稳压井,单条长420m。
  2.3 稳压井:尺寸为6.5m×7.4m×10 m,跌水高度0.6 m,停留时间3 min。
  2.4 加药装置:混凝剂采用液态聚合氯化铝(PAC),Al2O3含量9%。2台B-1500隔膜计量泵,1用1备,用于混凝剂投加;2台SZ-2水环真空泵,1用1备,用于溶液池药液的鼓风搅拌。加药采用数学模拟自动投加系统,即加药系统根据原水流量,水质的浊度做为前馈信号,比例调节投药量,由沉淀池出水的浊度做为后馈信号,对投药量进行微调,构成原水浊度与沉淀池出水浊度组成的前馈后馈闭环调节控制。
  2.5 混合:采用管式微涡混合器,混合时间10.2s,混合流速0.98m/s。
  2.6 网格絮凝池:两组网格絮凝池,每组处理能力5万m3/d,尺寸为19.7m×15.4m×5.9m,停留时间26.9min,GT值54069,总水头损失0.21m。反应分三个区段、48格,每个区段的竖井、孔洞及流速各异,可形成主微涡67万个。第二、三区段的积泥通过DN80排泥支管、DN200排泥干管及气动快开式刀闸排泥阀排到池外侧的排泥渠中,最后汇入厂区排泥系统中。
  2.7 小间距斜板沉淀池:两组小间距斜板沉淀池,每组处理能力5万m3/d,尺寸为29m×15.1m×5.3m,斜板区液面负荷5.23 m3/m2•h,上升流速1.43 mm/s,水平流速13.44 mm/s,沉淀时间46min。排泥采用GNS双钢丝绳刮泥机与气动快开式刀闸排泥阀,排泥快捷、彻底,损失水量小,故障率低。
  2.8 V型滤池:8座V型滤池,单池尺寸12m×7m×4.2m,滤速6.6 m/h。滤池采用气水反冲洗,反冲洗周期48h,其中气冲强度15.8L/m2•s,水冲强度4.3 L/m2•s,反冲洗历时10 min,先气洗3 min,再气水联合洗3 min,最后水洗4 min。滤池反冲洗设有3台BK7018三叶罗茨风机,2用1备,Q=39.8m3/min,H=4.5m,N=30KW;3台QXG型潜水给水泵,2用1备,Q=600m3/h,H=12.5m,N=30KW。
  2.9 消毒:采用液氯消毒,复合环反馈控制投加。同时设有LX-1000型氯吸收装置、50-204系列压力式自动切换装置、50-135系列漏氯检测装置。
  2.10 清水池:两座预应力结构清水池,单座尺寸72m×36m×4.5m,有效水深4.2m,容积10000 m3,调节能力10%。
  2.11 送水泵房:采用半地下式钢筋混凝土结构,尺寸为42m×12m×4.5m。泵室设有2台SZ-2水环真空泵和3台水泵机组,其中2台机组为变频调速,1台为定速,水泵型号为SBS-500-700F,Q=3060m3/h,H=51m,N=560Kw。水泵吸水为半自灌式,在清水池水位2.6 m以上时可自灌启动,在2.6 m以下时,需抽真空启动。
  3. 发现的工艺缺欠及解决对策
  3.1 管式微涡混合器易堵塞
  尽管取水泵房设有旋转滤网用于截流水中漂浮的杂物,且其网板净尺寸也仅为6.43 mm×6.43mm,但是网格絮凝池前端设置的管式微涡混合器内部的6片网眼间距为50mm的网片还是经常被水草堵塞,进而影响正常配水,需定期对管式微涡混合器内的网片进行清理,即使采用前加氯,失去活性的水草还是能在网片上积累,基本上一月就要清理一次。另外,只有在放空网格絮凝池内的水后,才能爬到管道里对管式微涡混合器内的网片进行清理,不但费事,还需要停水5小时左右。
  解决对策:在稳压井溢流堰板上加装8组800mm×800mm网眼间距为8mm的白钢拦截格网,并将其安放在相应的工字钢滑道里,同时配套有电动葫芦和检修平台。当格网上拦截较多水草时,可以在不停水的情况下,站在检修平台上,利用电动葫芦逐一吊起格网,清理干净后再放回滑道中。通过这种方法,可延长管式微涡混合器网片的清理时间至2个半月甚至更长。提高工作效率200%,每年可为公司创收近50万元。
  3.2 堰齿集水槽集水不均衡。
  小间距斜板沉淀池通过沿与池长方向垂直均匀布置的20条可调节不锈钢堰齿集水槽收集沉后清水,由于是上向流,清水向上流动,沉泥向下滑落,造成前部5条堰齿集水槽的水流短流,水质不好。
  解决对策:利用不锈钢堰齿集水槽可以进行调节的特点,通过提高前部5条集水槽堰齿高度的方法(提高了3cm)解决水流短流问题。提高了沉后水质,减轻了滤池的负担,给滤池反冲洗耗水量、耗气量、单位电耗提供了降低的空间。
  3.3 堰齿集水槽及滤池易滋生青苔。
  净水间内包括絮凝池、沉淀池、滤池,总平面尺寸为108×84米。考虑到采光问题,当时在净水间顶部设置了采光天窗,8组384块玻璃,共653m2,但在采光的同时,阳光照射到沉淀池堰齿集水槽及滤池池壁上后,易滋生青苔。尤其是滤池池壁粘贴的白色瓷砖,有一点青苔,会使水的感观不佳,不利于文明生产,半个月就需要清刷一次。
  解决对策:在采光天窗内侧粘贴深色贴膜或涂刷深色油漆进行遮阳,延缓乃至阻止青苔在堰齿集水槽及滤池池壁上滋生。
  3.4 进一步掌握控制滤池反冲洗效果的操作机能。
  滤池的自动反冲洗一般靠时间和阻塞值控制,但在实际工作中多以时间控制方式进行反冲洗,尽管水冲强度小,但因反冲洗历时为10min,在滤前水浊度低,滤料层比较干净时,会出现浪费能耗的现象;另外当滤料层截流杂物多,比较脏时,又会出现冲洗不彻底的现象。
  解决对策:吉林市三水厂以第二松花江为水源,原水具有低温低浊的特点,常年80%以上时间内浑浊度小于20NTU,所以应根据季节及原水浊度等情况,适时的人工调整自动化系统中滤池反冲洗部分的控制参数,如气洗、气水联合洗及水洗时间和反冲洗周期等,同时在反冲洗排水渠上设置浊度仪,监控反冲洗排水的浊度,在保证效果的前提下,适当减少反冲洗时间,实现节能降耗。同理,亦可通过测试数据延长沉淀池的排泥周期和减少每次排泥的历时,达到减排目的。
  3.5 储气罐容量偏小,空压机启动频繁。
  絮凝池、沉淀池排泥及滤池均采用了气动阀门,其中絮凝池设有DN200气动刀闸阀24个,沉淀池设有DN200气动刀闸阀36个,再加上8座滤池的32个气动阀门,仅靠2台空压机(1用1备)和1个0.6m3储气罐提供压缩空气,由于阀门多,气路长,难免有漏气等现象,加之储气罐容量偏小,造成空压机启动频繁,缩短了使用寿命,增加故障几率。
  解决对策:增加储气罐容量,冷备1台空压机,及时维修漏气管路,以确保安全生产。
  3.6 加氯管线冬季易冰冻堵塞。
  当时为便于维护,加氯管线敷设在管沟中,而管沟埋深较浅,北方冬季寒冷,加之液氯气化本身就需要吸热,因此,在冬季因停电等不可预见因素造成停止加氯10min左右,就可导致加氯管线冰冻堵塞,无法再进行正常加氯。
  解决对策:在管沟内敷设2条供热管线(1来水1回水),将2条加氯管线(1用1备)与之用苯壳及玻璃丝布保温包在一起,在冬季低温时,利用供热管线的温度,防止加氯管线冰冻堵塞,确保正常加氯。
  3.7 在供水量未达满设计负荷(20万m3/d)时,氯气在清水池中停留时间长,氯耗高。
  一期工程的供水设计能力为10万m3/d,但清水池容积已达到二期工程要求(清水池容积为10000 m3×2=20000 m3),出现氯气在清水池中停留时间长,达4个多小时,氯耗高的情况(高出40%),每年增加投氯量的费用达4万多元。
  解决对策:有两种办法,一是将投氯点移至清水池的后半部;二是降低清水池的工作深度。我们采用了第二种方法将清水池的工作水位调整到2.7m,达到了降低氯耗的目的,又保证了彻底消毒的要求。
  3.8 恰当对电气故障进行应急处理与防患。
  三水厂扩建工程至今已运行五年,潜在很久的变配电隐患水司有爆发的可能。2010年12月19日晚,三水厂所用变压器发生故障,导致高压受柜跳闸,全厂停电、停水,所用变压器内起火。故障发生后,在岗人员立即启动了应急预案,第一时间按程序上报了公司领导及水厂相关人员,并在最短的时间内恢复供水。事情经过如下:
  晚22:40分全厂突然停电,变电所配电室所用变高压柜内起火。故障发生后,在岗人员高祥同志立即使用干式灭火器冲进高压配电室,对准起火部位将其迅速扑灭,同事第一时间启动了应急预案,逐级上报公司领导和相关技术人员。厂长及电气技术员接到通知后第一时间赶到现场。发现变电所休息间、配电间天花板发生不同程度脱落,屋内烟气弥漫。在观察了现场情况后,初步判定故障原因是由于所用变干式变压器本身故障导致电火发生。时值寒冬,供热工作是我市首要工作,水厂供水半径大,如果停水时间过长会导致我市供热锅炉停运等连锁反应,后果不堪设想。时间紧迫,为了尽快恢复供水,厂长及技术人员商议后,当即作出决定冒险甩掉故障部分,一级一级试送电。终于用了40分钟时间恢复了正常供水,保障了市民用水和供热需求。
  通过该事故的发生与处置使我们清醒的认识到:“隐患险于明火,防范胜于救灾。”虽然此次电气故障处理得比较及时、准确,但也为我公司安全生产敲响了警钟。为保障安全供水,我们必须认真做好以下几方面的工作并做到常抓不懈:(1)定期检查设备隐患和薄弱环节。
  (2)对全体员工定期进行岗位技能、安全用电、防火方面的培训。
  (3)清查消防设施,做到齐备完好,专人管理并按要求摆放。
  (4)对关键岗位应进行现场模拟应急演习。
  综上所述,吉林市新扩建的三水厂,经过五年的生产运行,总体上达到了设计要求,工艺水平及自动控制等方面位居国内先进行列,运行稳定,水质优良,节能降耗效果明显。但也存在一些工艺缺欠,经采取一系列的改进对策后,取得了明显成效,值的城建领域类似工程借鉴。
  
  
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