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摘要：根据某水厂工艺运行现状及存在的问题，从烧杯搅拌试验和生产性试验入手，对各关键工艺进行简易技术改造，实现优化运行。本文全面介绍了水厂工艺现状、改造原理、主要设备、及取得的经济效益。
关键词：水厂简易技术改造优化运行
水厂处理工艺详见图1。
由于原水污染日渐严重，城市供水标准的逐渐提高，为了实现安全供水，从2005年3月至2007年9月，针对厦门某水厂生产中存在的单氯化铝耗高和沉淀池“反底”等问题，我们对其某些工艺进行了简易技术改造，同时解决了一些长期困绕着该厂的疑难问题。小改小革，投资少，见效快，综合效益极佳。本文就2年多时间进行的一些主要技术改造措施总结如下，供老水厂各位同行参考。
1 针对聚合氯化铝单耗高的情况，改进和完善投加药系统
对比一些水厂生产报表得知，该水厂聚合氯化铝的单耗，比同樣水厂高出2倍。针对该厂的工艺条件，工作人员从烧杯搅拌试验和生产性试验入手，就以下几点改进和完善投药系统： 1.增设自制助凝剂（石灰乳）搅拌机。利用废弃的旧潜水泵马达，再加上买来的小型蜗轮蜗杆减速机和自制搅拌桨就组成一套搅拌装置，实现了石灰乳投加的准确和稳定性。2.根据原水水质合理确定混凝剂和投加量。根据往年生产记录和经验在年初作出投药量计划表，确定每月份最佳混凝剂及加注量。生产中多些做功烧杯搅拌试验与生产性试验，确定最佳混凝剂及其加注量。3.改进石灰乳投加点。由原来在引水渠入口投加后移30米到一级泵房吸水管口投加。原来加入的石灰乳过早，药剂与原水混合不均，致使原水碱度和PH值不好准确调节，并且浪费石灰乳。经过上述改造后，混凝剂单耗由原来的6.8～9.5ppm降至约为3.4~4.5ppm，节约了净水剂。
2改善和反应池出口形式，增加絮凝和沉淀效果，解决沉淀池 “反底”现象
该厂沉淀池已往经常出现“反底”现象，很多松浮的帆花从池底飘上池面，随集水渠带出沉淀池，流入滤池，待滤水常常超过10NTU标准，加重了滤池的负荷，缩短了滤池的过滤周期。该厂反应池为网格反应池，每组12格共2组，如图所示10、11、12格均为下洞进水，经11、12格流出到过渡区，再到沉淀池。生产中所有水不经12格均直接从11格流出到过渡区，形成短流，造成12格不但发挥不了絮凝效果，而且使该格池成为死水区和污泥堆积区。另外，由于12格不能利用，还缩短了反应时间。以11格计算（实际运行格数），反应时间为9.2分钟，假若以12格计算，反应时间可以延长为10.3分钟。根据现行设计规范和设计手册要求，反应时间为6~15分钟，但是为了确保工艺效果，提高絮凝工艺适应能力，网格絮凝反应时间不宜少于10分钟。反应时间不够造成反应池出口处水流Re系数过大，水流为紊流，未能平稳到沉淀池进水要求—从池底以层流形式进水。为了利用好12格，增加反应时间，尽可能使水流以层流形式进入沉淀池。我们决定用松木板摭挡出口，并设计了如图2中的三种形式在生产中试验。根据对生产试验报告分析，得出采用B形式在同等条件下，矾花粗而密实，絮凝效果最好，沉淀池出水浊度在6NTU以下，沉淀池水清可见斜管，较好地解决了沉淀池 “反底”现象。须要注意的是，安装时要先在出口垂直两边用膨胀螺栓固定2条角钢，然后再用螺母栓将松木板拧紧在角钢上，角钢上要预留多些孔位，以便可以将木板上下移动来改变出口形式，既机动灵活，又拆卸方便，即使试验效果不佳也可轻易恢复反应池的原状。
3修改滤池进水水封槽出水堰、加装配水槽排泥管
滤池在每次新进水时，某些池进水虹吸迟迟不能形成，甚至不能自动进水。经检查辅助虹吸管没有堵塞，进水水封槽的水有降低现象。经仔细分析造成上述现象的主要原因是：施工安装时进水水封槽出水堰高程相差60~120mm,另一方面为进水水封槽出水堰高度不够。经过对各个出水堰标高准确测量方法后，我们以最高出水堰标高为准，该处标高不变，其它出水堰全部以细石混凝土加高到该处标高。经改造后，各池均能自动进水。针对滤池进水辅助虹吸管常常被污泥堵塞现象，对滤池进行第二项改造—加装配水槽排泥管。一般情况下，滤池配水槽没有污泥，但当我们对沉淀池斜管面积泥定期清扫时，会产生成团积泥，沉淀池集水渠内有时也会有积泥自然掉落，这些积泥进入配水槽，经进水虹吸管流入到滤池中，加大了滤池的负荷，形成局部结泥、板结等现象，缩短了过滤周期。积泥还会堵塞进水辅助虹吸管，影响正常生产。为此，我们在配水槽末端加装排泥管，如图示。积泥在重力和水流作用下，冲入排泥管，并静止沉淀在管中，起到类似“沉砂井”作用，管中积泥通过闸门定期排放。
4 加氯系统由传统的二点投加改为三点投加，不仅确保了出水水质，而且氯耗降低。
该水厂原采用两点投加，全手动运行，实际运行中存在如下不足：滤池与清水池距离较短，即余氯分析仪取样点与投氯点距离较近，氯与水尚未完全充分混合后取样，测出来的余氯信息不稳定；清水池中水流通常呈层流状态，加注的氯很难扩散，会导致短流或死角，影响消毒效果； 沉淀池排泥，滤池反冲洗均会引起余氯的突变。 鉴于以上问题，为了安全供水，该厂开始计划改造投氯系统，改造部位如下：原水、滤后水投氯仍采用原有二点投加方式，不增加任何设备。但为了使氯均匀扩散至水中，投加点作如下修改：将原靠近清水池进口处的投加点前移至滤池出水堰处；滤池两端出水堰处均设投加点。 增加泵前补氯点。投氯量控制：原水投氯量由技术人员视原水水质而定，滤后水投氯量由操作人员视补氯量多少调节，控制补氯量不超过1.5ppm，主要考虑水泵叶轮的腐蚀问题。 国内外专家多次实践证明，初始形成的余氯比以后生成的化合氯更具有明显的杀菌效能，这表明氯化开始时，氯与水体快速均匀混合异常重要。而泵前加氯，借助于水泵叶轮的高速旋转，使氯气快速均匀地扩散至整个水体中，大大缩短了出厂水的氯化消毒过程，一般仅2-5min。因此，泵前补氯，并以出厂水余氯信号作为反馈进行闭环控制，是确保出厂水余氯稳定的较为准确的控制方法。该改造项目投入运行以来，出厂水余氯运行稳定，这也说明上述改造可行。
5结 语
近2年半时间，水厂为了满足安全运行及使用要求，完成了较多的改造项目。每项硬件投资最多不超过2万元，绝大多数仅是购买设备或材料。但收到的效益是很可观的，主要表现在：首先是水厂运行管理水平提高，水质、水量和供水安全性有较大提高，滤池运行稳定，各池运行周期和出水量均匀，水质、水量明显提高，改造前出厂水浊度大多在1NTU以上，改造后基本保持在1NTU以下。其次是降低制水成本。通过改造，混凝剂投加量由原来地6.8～9.5ppm降至约为3.4~4.5ppm，节约了净水剂。笔者认为，基层水处理技术人员应充分发挥其专业理论知识，深入基层，团结合作，结合实际，对某些工艺、设备进行小更新改造，能够大大提升水厂水质、节约能耗。
注：文章内的图表及公式请以PDF格式查看
关键词：水厂简易技术改造优化运行
水厂处理工艺详见图1。
由于原水污染日渐严重，城市供水标准的逐渐提高，为了实现安全供水，从2005年3月至2007年9月，针对厦门某水厂生产中存在的单氯化铝耗高和沉淀池“反底”等问题，我们对其某些工艺进行了简易技术改造，同时解决了一些长期困绕着该厂的疑难问题。小改小革，投资少，见效快，综合效益极佳。本文就2年多时间进行的一些主要技术改造措施总结如下，供老水厂各位同行参考。
1 针对聚合氯化铝单耗高的情况，改进和完善投加药系统
对比一些水厂生产报表得知，该水厂聚合氯化铝的单耗，比同樣水厂高出2倍。针对该厂的工艺条件，工作人员从烧杯搅拌试验和生产性试验入手，就以下几点改进和完善投药系统： 1.增设自制助凝剂（石灰乳）搅拌机。利用废弃的旧潜水泵马达，再加上买来的小型蜗轮蜗杆减速机和自制搅拌桨就组成一套搅拌装置，实现了石灰乳投加的准确和稳定性。2.根据原水水质合理确定混凝剂和投加量。根据往年生产记录和经验在年初作出投药量计划表，确定每月份最佳混凝剂及加注量。生产中多些做功烧杯搅拌试验与生产性试验，确定最佳混凝剂及其加注量。3.改进石灰乳投加点。由原来在引水渠入口投加后移30米到一级泵房吸水管口投加。原来加入的石灰乳过早，药剂与原水混合不均，致使原水碱度和PH值不好准确调节，并且浪费石灰乳。经过上述改造后，混凝剂单耗由原来的6.8～9.5ppm降至约为3.4~4.5ppm，节约了净水剂。
2改善和反应池出口形式，增加絮凝和沉淀效果，解决沉淀池 “反底”现象
该厂沉淀池已往经常出现“反底”现象，很多松浮的帆花从池底飘上池面，随集水渠带出沉淀池，流入滤池，待滤水常常超过10NTU标准，加重了滤池的负荷，缩短了滤池的过滤周期。该厂反应池为网格反应池，每组12格共2组，如图所示10、11、12格均为下洞进水，经11、12格流出到过渡区，再到沉淀池。生产中所有水不经12格均直接从11格流出到过渡区，形成短流，造成12格不但发挥不了絮凝效果，而且使该格池成为死水区和污泥堆积区。另外，由于12格不能利用，还缩短了反应时间。以11格计算（实际运行格数），反应时间为9.2分钟，假若以12格计算，反应时间可以延长为10.3分钟。根据现行设计规范和设计手册要求，反应时间为6~15分钟，但是为了确保工艺效果，提高絮凝工艺适应能力，网格絮凝反应时间不宜少于10分钟。反应时间不够造成反应池出口处水流Re系数过大，水流为紊流，未能平稳到沉淀池进水要求—从池底以层流形式进水。为了利用好12格，增加反应时间，尽可能使水流以层流形式进入沉淀池。我们决定用松木板摭挡出口，并设计了如图2中的三种形式在生产中试验。根据对生产试验报告分析，得出采用B形式在同等条件下，矾花粗而密实，絮凝效果最好，沉淀池出水浊度在6NTU以下，沉淀池水清可见斜管，较好地解决了沉淀池 “反底”现象。须要注意的是，安装时要先在出口垂直两边用膨胀螺栓固定2条角钢，然后再用螺母栓将松木板拧紧在角钢上，角钢上要预留多些孔位，以便可以将木板上下移动来改变出口形式，既机动灵活，又拆卸方便，即使试验效果不佳也可轻易恢复反应池的原状。
3修改滤池进水水封槽出水堰、加装配水槽排泥管
滤池在每次新进水时，某些池进水虹吸迟迟不能形成，甚至不能自动进水。经检查辅助虹吸管没有堵塞，进水水封槽的水有降低现象。经仔细分析造成上述现象的主要原因是：施工安装时进水水封槽出水堰高程相差60~120mm,另一方面为进水水封槽出水堰高度不够。经过对各个出水堰标高准确测量方法后，我们以最高出水堰标高为准，该处标高不变，其它出水堰全部以细石混凝土加高到该处标高。经改造后，各池均能自动进水。针对滤池进水辅助虹吸管常常被污泥堵塞现象，对滤池进行第二项改造—加装配水槽排泥管。一般情况下，滤池配水槽没有污泥，但当我们对沉淀池斜管面积泥定期清扫时，会产生成团积泥，沉淀池集水渠内有时也会有积泥自然掉落，这些积泥进入配水槽，经进水虹吸管流入到滤池中，加大了滤池的负荷，形成局部结泥、板结等现象，缩短了过滤周期。积泥还会堵塞进水辅助虹吸管，影响正常生产。为此，我们在配水槽末端加装排泥管，如图示。积泥在重力和水流作用下，冲入排泥管，并静止沉淀在管中，起到类似“沉砂井”作用，管中积泥通过闸门定期排放。
4 加氯系统由传统的二点投加改为三点投加，不仅确保了出水水质，而且氯耗降低。
该水厂原采用两点投加，全手动运行，实际运行中存在如下不足：滤池与清水池距离较短，即余氯分析仪取样点与投氯点距离较近，氯与水尚未完全充分混合后取样，测出来的余氯信息不稳定；清水池中水流通常呈层流状态，加注的氯很难扩散，会导致短流或死角，影响消毒效果； 沉淀池排泥，滤池反冲洗均会引起余氯的突变。 鉴于以上问题，为了安全供水，该厂开始计划改造投氯系统，改造部位如下：原水、滤后水投氯仍采用原有二点投加方式，不增加任何设备。但为了使氯均匀扩散至水中，投加点作如下修改：将原靠近清水池进口处的投加点前移至滤池出水堰处；滤池两端出水堰处均设投加点。 增加泵前补氯点。投氯量控制：原水投氯量由技术人员视原水水质而定，滤后水投氯量由操作人员视补氯量多少调节，控制补氯量不超过1.5ppm，主要考虑水泵叶轮的腐蚀问题。 国内外专家多次实践证明，初始形成的余氯比以后生成的化合氯更具有明显的杀菌效能，这表明氯化开始时，氯与水体快速均匀混合异常重要。而泵前加氯，借助于水泵叶轮的高速旋转，使氯气快速均匀地扩散至整个水体中，大大缩短了出厂水的氯化消毒过程，一般仅2-5min。因此，泵前补氯，并以出厂水余氯信号作为反馈进行闭环控制，是确保出厂水余氯稳定的较为准确的控制方法。该改造项目投入运行以来，出厂水余氯运行稳定，这也说明上述改造可行。
5结 语
近2年半时间，水厂为了满足安全运行及使用要求，完成了较多的改造项目。每项硬件投资最多不超过2万元，绝大多数仅是购买设备或材料。但收到的效益是很可观的，主要表现在：首先是水厂运行管理水平提高，水质、水量和供水安全性有较大提高，滤池运行稳定，各池运行周期和出水量均匀，水质、水量明显提高，改造前出厂水浊度大多在1NTU以上，改造后基本保持在1NTU以下。其次是降低制水成本。通过改造，混凝剂投加量由原来地6.8～9.5ppm降至约为3.4~4.5ppm，节约了净水剂。笔者认为，基层水处理技术人员应充分发挥其专业理论知识，深入基层，团结合作，结合实际，对某些工艺、设备进行小更新改造，能够大大提升水厂水质、节约能耗。
注：文章内的图表及公式请以PDF格式查看