杭州湾新区水厂工艺设计方案

净水工艺

1.工艺选择
　　一期工程的水源为四灶浦水库，原水已受到一定的污染，耗氧量、氯化物等指标不能达到生活饮用水原水水质标准，因此，必须进行预处理。
　　（1）有机污染物的去除
　　（2）藻类的去除
　　（3）氯化物的去除
　　四灶浦水库原水水质中氯化物含量较高，三次检测值均大于360mg/l，远大于250mg/l。造成原水中氯化物浓度高的主要原因是四灶浦水库库底和四周堤坝土壤中的盐分逐步渗溶所致。
　　常规净水工艺对溶解性盐类的去除率很低，为了降低水中氯化物，必须在常规工艺的基础上增加处理单元。
　　从国内外水处理技术现状来看，去除氯化物的处理工艺主要是膜分离法，包括电渗析、反渗透等。选用反渗透膜法去除氯化物。
反渗透膜法对氯化物的去除率可达95～98％，原水经一级反渗透处理后，出水氯化物浓度为8～20mg/l。本项目对出厂水的氯化物浓度控制指标为250mg/l。因此，进行一级反渗透处理的水量只需总水量的40％，处理出水与常规处理出水在清水池混合后，即可达到出水标准。据此，确定一级反渗透处理出水量为2.0万吨/日。
　　为了适应反渗透膜的使用要求，原水经过常规处理后，需要设置超滤装置和精密过滤器等处理装置，以进一步去除悬浮物固体、胶体、有机污染物、微生物等物质。
　　（4）处理工艺
　　经上述分析，确定本项目一期（5万吨/日）净水处理工艺路线为：原水——生物接触氧化——混凝沉淀——过滤——超滤——反渗透——勾兑——用户。
　　主要净水工艺过程描述
　　1.常规处理
　　(1)生物接触氧化系统
　　四灶浦水库水源已受到有机物的轻微污染，水质不能满足饮用水水源二级标准，采用生物接触氧化法进行预处理，去除水中有机污染物。
　　对微污染水源水预处理，近年来国内已进行过相关的研究和工程实际应用，取得了一定的成绩。近年来，随着环境污染源的扩大和加剧，众多地区源水水质日益恶化，若采用传统的净水工艺，难以给人们提供安全、可靠的饮用水，为解决上述问题，并从经济性和可靠性方面考虑，国家将生物接触氧化法预处理微污染源水新工艺列为“九五”攻关课题。
　　接触氧化法处理微污染水源水在宁波梅林水厂、嘉兴石臼洋水厂得到了应用，均取得了良好的效果。
　　本工程设计采用接触氧化池对原水进行预处理，设曝气氧化池一座，有效水深4.5米，原水停留时间1.5小时，采用高分子聚合物半软性填料，填料高度3.5米，原水和填料接触时间不小于40分钟，采用鼓风曝气。气水比0.5～1.5：1。通过池内溶解氧含量控制曝气量。
　　⑵混凝沉淀系统
　　混凝沉淀是传统的净水处理工艺，广泛应用于净水厂给水的预处理。混凝剂添加是把原水中的悬浮颗粒物絮凝成较大的颗粒，以便进行有效的去除，提高原水净化效果。
　　原水经投加混凝药剂，需进行一段时间的絮凝反应以提高悬浮颗粒物的絮凝效果，设计采用折板反应池，反应池内分三段控制不同的流速，反应池内设折板反应器，折板夹角90～120度，以增加絮凝效果，反应时间16分钟。
　　沉淀池采用平流式沉淀池，一座分两格，设计处理能力为2500m3/h，沉淀时间1.6小时，考虑到运行操作管理方便等因素，反应池和沉淀合建，沉淀池前段为混合反应区，后段为沉淀区。反应区与沉淀区中间设配水廊道，沉淀区进水为穿孔花墙，出水为指形槽，排泥为虹吸式吸泥机出泥。
　　本系统拟选用硫酸铝为混凝剂，平均投加量为30ppm。
　　⑶过滤系统
　　为提高净水厂净化效率，保证净化效果，水厂过滤系统采用先进的气水反冲滤池。滤池出水控制指标为浊度不大于3度。
　　过滤系统分两个系列，每系列六组滤池设计处理能力按2500m3/h出水设计，一期工程先建一个系列。每组滤池分两格布置，过滤面积为11×3×2（格）=66平方米，滤料采用均质石英砂，粒径0.9～1.2mm， K80=1.2滤层厚度1.2m，滤池滤速按7.5m/h设计。
滤池通过进水总渠经电动闸板、溢过堰均匀分配给滤池的两个滤格，水通过滤池两侧的孔进入V型进水槽，在流经滤层。经过滤层的滤后水由长柄滤头入滤板下的空间，然后由方孔汇集于中央的气水分配槽内，经出水调节阀后流入出水井，并经溢流堰流进清水渠道。
　　滤池进水量可以通过闸板的的开启度控制，经过堰口可使待滤水均匀地分配进入滤格的侧孔进V型水槽，槽的底部开有一排小孔，使水沿着池长均匀地分配在整个滤池面积上，同时在反冲洗时进行漂洗，将滤料上剥离的污泥均匀地扫向中央排水槽。
排水槽底部是气水分配槽，在过滤时汇聚滤后水，由出水阀控制流入清水渠，冲洗时用以分配空气和反冲洗水，空气和水通过沿着气水配水槽长度方向的小孔均匀分配进入滤板下的空间，滤板按滤格11m×3m分块预制，然后固定在滤池的区格梁上，滤板上均匀的布置装有长柄滤头，平均每平方米50～60个。
　　滤池反冲洗分为气冲洗、气水冲洗、漂洗（水洗）和水表面扫洗四部分。
　　2.超滤q
　　随着超滤膜的不断开发及推广，具有许多常规法无法企及的优点。下面将对超滤系统的作用、工艺、特点等加以详细描述。
采用高分子材料制成的中空纤维式的超滤膜元件，主要去除水中的大分子有机物和胶体物质，部分降低水中的COD及细菌含量。悬浮物的去除率可达100％，胶体铁的去除率一般可达99％，微生物的去除率一般可达99.9％，出水浊度一般可小于0.1NTU。出水一般SDI＜1。
　　由于超滤的特性可以广泛的应用于生活饮用水处理，反渗透及纳滤的预处理，中水以及污水的一级回用处理。
　　超滤系统简单且出水水质稳定，易于自控，能适应由原水水质变化而造成的影响。出水可完全满足反渗透系统的进水水质要求。
　　采用超滤工艺有如下特点：
　　⑴出水水质稳定，基本不受原水水质波动的影响；
　　⑵减少了药剂添加从而降低运行成本，减少排放对环境造成的影响；
　　⑶可延长反渗透膜的使用寿命，降低清洗的频率；
　　⑷增大反渗透膜的通透率（常规预处理，反渗透膜的通透率为8GFD），降低反渗透装置的投资费用；
　　⑸操作简单、运行费用低。
　　本工程采用错流过滤的方法，即要过滤的流体与膜表面平行流动，这种过滤方式使膜通量增大且污染物不易沉积。
　　本工程进水采用上下原水口交错进液的方式，这种操作方式可较有效的避免污染物在膜表面沉积形成的死角。
　　超滤系统具有很低的操作压力，一般在0.15Mpa左右，导致系统能耗低，运行费用低。
　　超滤膜的反洗采用自动控制，用超滤产水定期反洗一次，将开始或已在膜表面沉积的污染物冲洗下来，延长超滤系统清洗间隔。
超滤膜运行一段时间后膜表面会出现沉淀物，为恢复膜的性能，需定期对超滤膜进行化学清洗。本系统化学清洗采用化学循环清洗模式，此方式药剂与污染物接触时间长，清洗效果好。
　　本工程拟采用6套产水量为185m3/h的超滤系统，每套系统选用型号为V1072-35-PM100的超滤膜28只。
　　经过以上各种工艺处理，水中大部分的悬浮物、细菌、微生物、胶体等均被除去，满足反渗透的进水水质要求。

反渗透

　　反渗透技术是当今世界上领先发展的高新科技之一，其工作基本原理是：将被分离水施加一定的压力，带压水与反渗透膜接触，纯水通过反渗透膜后被收集起来成为产品水，浓水则被截留在膜的另一侧被排放掉或返回加以重新利用，从而实现水的净化分离。j
与其他脱盐技术相比，反渗透技术主要有以下优点：
　　⑴膜分离过程不发生相变，能耗低，因此又称为节能技术。
　　⑵反渗透适用于有机物、无机物，从病毒、细菌到微粒的广泛分离范围。特别适用于各种水处理系统。
　　⑶由于只用压力作为反渗透分离的推动力，因此，反渗透装置操作简单，便于自控和维修。
　　⑷反渗透分离过程是在常温下进行，因此特别适用于对热敏感的物质，如对果汁、酶、药品的分离、分级、浓缩与富集过程。
　　反渗透技术由于它的应用范围很广，受到了众多领域的重视，同时又具有常规分离方法所没有的许多突出的优点，因此近年来在许多领域得到了很大的发展，广泛应用于水处理、化工、电力、食品、医药、环保等领域，特别是在水处理领域中（如净化水、医药用水、锅炉给水等）应用得到了更大的发展。
　　以反渗透作为脱盐、脱有机物的主工艺，则进入反渗透装置的原水水质应达到反渗透膜的进水要求。
　　（1）增压泵
　　超滤产水储存在清水池中，反渗透系统操作压力约为1.4Mpa，在进入反渗透系统前，原水必须增压（不低于0.2Mpa），以使反渗透系统正常运行。
　　本系统采用sh单极双吸中开式离心泵作为增压泵，三台，两用一备，单台流量为560m3/h，扬程为34米。
　　（2）高压泵
　　作为反渗透脱盐，外界必须施加大于溶液渗透压的压力。系统泵是为了给反渗透膜组提供足够的进水水量和压力，以使反渗透过程发生并维持其正常运行。
　　本系统采用世界著名厂商PENTAIR的泵作为系统泵，流量为280m3/h，扬程为140米。
　　（3）反渗透膜组
　　系统用水量可得一级反渗透系统产水量为840m3/h，拟定建4套产水量为210m3/h的反渗透系统。系统回收率为75％，则每套系统进水量为280m3/h。拟选用进口抗污染反渗透元件。取膜表面透水率12.6GPD，系统脱盐率大于97％，进水压力约为1.4Mpa。
　　（4）反渗透清洗系统
　　对于水中总含盐量低于1000mg/l的待处理水而言，反渗透系统的正常压力一般在1.1～1.6Mpa 左右，反渗透设备运行一段时间后，由于浓水侧的污染物是将原水中的各种污染物浓缩2～4倍，由于浓差极化的原因，可能会在反渗透膜表面产生各类污垢，致使反渗透膜性能下降，产水量下降，脱盐率下降，这时必须进行化学清洗来恢复膜的透水量。清洗周期的确定应在同样产水量下，膜运行压力超过10%%或同等压力下，产水量减少10%%时清洗，膜的通量恢复较好，可使膜的产水量恢复到接近原有水平。为保证反渗透膜的性能，每次清洗过程时间约需1～2小时。清洗时采用蓝星公司引进澳大利亚配方生产的专用膜清洗剂，特殊情况下可以采用特殊药剂处理。
　　反渗透膜组有一套清洗装置，清洗装置包括：清洗泵、清洗水箱以及保安过滤器，可方便地对反渗透膜组进行化学清洗。
　　（5）反渗透冲洗系统
　　当反渗透系统停机时，膜元件内部的水处于4倍的浓缩状态，在水流静止的情况下，容易造成膜组件的污染，需用净化水冲洗膜表面，防止表面沉积物的污染。我公司设计的系统中有膜冲洗系统，在系统停机时，可自动冲洗膜元件表面，将膜表面的污染水置换成净化水，从而保证膜元件的正常寿命。

（说明：本文根据蓝星公司投标文件编写）