珠海市乾務水廠原水取自乾務水庫，現(xiàn)狀規(guī)模12萬m3/d，擴建工程建設規(guī)模為16萬m3/d，同時針對原水低濁高藻的特點對現(xiàn)狀工藝進行改造。出水水質達到《生活飲用水衛(wèi)生標準》(GB5749—2006)的要求，濁度控制在0.3NTU以下。  

01乾務水廠概況  

珠海市乾務水廠一期規(guī)模為12萬m3/d，2007年正式投產運行。一期凈水系統(tǒng)采用折板絮凝-平流沉淀-V型濾池-液氯消毒的常規(guī)處理工藝。建成初期，庫區(qū)水質良好，原水水質指標基本達到地表水環(huán)境質量Ⅱ類標準。然而自2011年1月起，水源藻類開始頻發(fā)，含藻量呈逐年遞增趨勢，尤其是季節(jié)性含藻量升高，給凈水工藝的正常運行造成影響。同時，原水在雨季時濁度稍大，最高達到25NTU左右，而在非雨時期的濁度很低，一般在1～4NTU，屬于典型的低濁度高藻原水。原處理工藝對藻類的去除率較低，對低濁度水的絮凝、沉淀效果也較差。  

根據(jù)總用水量預測及供需平衡分析，確定二期擴建規(guī)模為16萬m3/d。同時針對一期出水不能滿足現(xiàn)行《生活飲用水衛(wèi)生標準》（GB5749—2006）的情況（主要包括濁度、藻類），對一期工程生產線進行改造：采用絮凝氣浮替換原來的折板絮凝池-平流沉淀池，與擴建工程采用相同的工藝流程?？紤]到原水水質將來可能進一步惡化及出水水質要求的提高，在廠區(qū)末端預留遠期深度處理工藝，使出廠水水質始終達到或高于各個階段的飲用水衛(wèi)生標準的要求。  

02工藝方案  

2.1原水水質  

按照《地表水環(huán)境質量標準》（GB3838-2002），乾務水庫水質總體上穩(wěn)定達到Ⅱ類水標準。表1是2016~2017年間原水水質的相關監(jiān)測數(shù)據(jù)。  

2.2工程設計水量及排放標準  

根據(jù)總用水量預測及供需平衡分析，乾務水廠近期規(guī)模為28萬m3/d，一期已建規(guī)模為12萬m3/d，本次擴建規(guī)模為16萬m3/d。  

擴建工程出水執(zhí)行《城市供水水質標準》（CJ/T206-2005）和《生活飲用水衛(wèi)生標準》，其中濾后水濁度指標不高于0.3NTU。  

2.3工藝流程  

2.3.1常規(guī)處理工藝  

結合乾務水廠現(xiàn)存問題，吸取現(xiàn)狀水廠的經驗教訓，擴建部分采用絮凝氣浮工藝代替原有的折板絮凝-平流沉淀工藝。氣浮工藝采用導入微氣泡粘附于絮粒上，從而大幅度降低絮粒的整體密度，使絮體上浮，以此來實現(xiàn)固、液快速分離。在處理低濁高藻的原水時，氣浮與沉淀和澄清相比具有以下特點：  

（1）對絮粒的大小及密度的要求比沉淀、澄清低，一般情況下能節(jié)省混凝劑投加量及減少絮凝時間。  

（2）氣泡的粘附使絮粒與水的密度差增大，可以縮短水與泥渣的分離時間，使單位池面的產水量提高，氣浮池的容積與占地可以減少。  

（3）無數(shù)微氣泡幾乎能網捕所有不同粒度的絮體雜質，因此可以避免沉淀、澄清常見的“跑礬花”現(xiàn)象，使出水水質有較大幅度的提高。  

考慮到現(xiàn)使用的V型濾池運行狀態(tài)非常良好，且已經積累了較為豐富的設計、施工以及運行維護經驗，在擴建工程中決定保留此工藝。同時，為了避免增加不必要的工程投資與運行成本，保留現(xiàn)有的反沖洗泵房。  

絮凝氣浮池-V型濾池的處理工藝對原水水量、濁度、水溫、藻類等變化適應性更好，對于低濁度的含藻水也能維持較好的處理效果，出廠水質達標率更高。  

2.3.2深度處理工藝  

針對今后水源水質可能出現(xiàn)微污染和飲用水水質標準進一步提高的情況，本次設計在水廠總平面布置時預留了深度處理工藝。許多國內外水處理實踐表明，臭氧活性炭技術對微污染水源水的處理是成熟且有效的，可以和常規(guī)處理工藝較好地結合，滿足水質提高的要求。結合原水水質特點和供水水質目標確定深度處理部分采用臭氧生物活性炭工藝。  

2.3.3污泥處理工藝  

乾務水廠現(xiàn)狀已經按遠期規(guī)模建成了1套廢水回收及污泥處理系統(tǒng)，該套系統(tǒng)的工藝流程如圖1所示。  

該套系統(tǒng)對沉淀池排泥水和濾池反沖洗廢水分別進行調節(jié)后，全部提升至污泥濃縮池進行濃縮，上清液回流至原水配水井回收利用，濃縮污泥則進入脫水機房進行脫水外運。  

擴建工程氣浮池浮渣含水率較高，但含固率仍然高于濾池反沖洗廢水，且濾池反沖洗廢水量很大。若將二者全部提升至濃縮池進行濃縮，氣浮池排泥水將被濾池反沖洗廢水極度稀釋，不利于其后的污泥脫水效果，反而致使污泥處理工程的總投資增大。因此乾務水廠擴建工程選擇將氣浮池排泥水直接排入排泥池，再經由浮渣濃縮池濃縮處理，而濾池的反沖洗廢水仍按現(xiàn)流程進行回收處理。  

2.3.4擴建改造工程工藝流程  

通過分析比選并結合乾務水廠現(xiàn)狀處理工藝，確定乾務水廠擴建工程的工藝流程如圖2所示。  

03工藝設計  

3.1凈水處理系統(tǒng)  

3.1.1取水口改造  

取水井底洞口直徑2m，從洞口安裝DN1900鋼管，往水庫中心延伸37.5m，至取水口標高為10m，保證水庫水位較低時取水口距水面不小于2m。  

3.1.2配水方式改造  

采用管道+閥門的配水方式，擴建工程中，在現(xiàn)狀DN2000原水管上增設了1個四通（DN2000×1800×1600），原水總管后端分別采用1根DN1800管接二期新建絮凝氣浮池（16萬m3/d），1根DN1600管接一期新建絮凝氣浮池（12萬m3/d），并保留了現(xiàn)狀DN2000管接入現(xiàn)狀網格間和配水井。一期工程可根據(jù)原水水質情況，在V型濾池之前選擇性使用折板絮凝-平流沉淀池工藝或絮凝氣浮工藝。  

3.1.3新建絮凝氣浮池  

工程共設置2座絮凝氣浮池，二期設計規(guī)模16萬m3/d(分為4格)，一期設計規(guī)模12萬m3/d(分為3格)，每格均可獨立運行?？紤]水廠自用水系數(shù)1.05，回流比為10%，單格設計流量為1925m3/h。單格混凝區(qū)混合時間2.5min；絮凝區(qū)停留時間9min；氣浮池的有效水深3.25m，上升流速19.25m/h；分離區(qū)液面負荷26.5m3/（m2·h）；溶氣罐壓力0.6MPa；回流比10%。取部分氣浮池出水經容器罐加壓后形成溶氣水，進入氣浮池內減壓釋放，溶入水中的空氣以微小氣泡形式析出，并與原水中藻類相粘附，氣泡攜帶所粘附的藻類上升至水面形成浮渣，利用刮渣機將浮渣刮出，從而達到固液分離，去除原水中藻類的目的。  

3.1.4新建氣水反沖洗型濾池  

V型濾池設計流量Q=16×104m3/d×1.05=7000m3/h。設計濾速v=7m/h，強制濾速v=7.8m/h，總過濾面積F=895.05m2，池數(shù)n=10，單池過濾平面面積89.505m2。  

濾池采用氣水反沖洗加掃洗的反沖洗方式，氣沖強度15L/（s·m2），沖洗歷時2min；氣水同時沖洗時氣沖強度15L/（s·m2），水沖強度3.0L/（s·m2），沖洗歷時4min；水單獨沖洗強度6.0L/（s·m2），沖洗歷時6min；表面掃洗，掃洗強度1.7L/（s·m2）。為更好地控制表面掃洗水量，設置了專門的掃洗水進水氣動調節(jié)閘板。正常過濾時，2個閘門均打開；表面掃洗時，只開中間閘門，可以更好地控制掃洗強度，節(jié)約水量。  

3.1.5新建清水池  

新建清水池總調節(jié)容積占水廠近期設計規(guī)模9％，設1座，分為獨立共壁的兩格。有效容積為14400m3，設計尺寸為L×B=61.7m×49.13m，有效水深5.2m。池內設有導流墻，以保證有效消毒時間。同時，設有放空管和溢流管，均排入廠區(qū)雨水系統(tǒng)。  

3.1.6現(xiàn)狀送水泵房  

現(xiàn)狀送水泵房土建已按40萬m3/d規(guī)模一次建成，采用半地下式結構，平面尺寸為58.7m×10.5m。本次擴建按16萬m3/d新增水泵及相應電氣設備，增設2臺大泵，單臺流量3300～4700m3/h。  

3.1.7現(xiàn)狀加藥間  

加藥間由加礬間和加氯間合建而成，絮凝劑采用固體堿式氯化鋁（PAC），設計最大投加量為60mg/L，平均投加量30mg/L，藥劑投加含量10%，投加在絮凝氣浮池絮凝區(qū)。陰離子聚丙烯酰胺（PAM）作為助凝劑，最大投加量為0.15mg/L。藥劑的溶解和稀釋利用一期現(xiàn)有設施，2座溶解池，單池容積6m3，平面尺寸為2m×2m，有效水深1.5m；2座溶液池，單池容積16m3，平面尺寸為2.8m×2.8m，有效水深2m。  

考慮水源水為含藻水，為保證出廠水余氯能達到相關要求，液氯投加分濾前、濾后及送水泵房吸水井3點投配。前加氯投氯量2.5～3mg/L，投氯點在絮凝氣浮池前；后加氯投氯量1.5～2.5mg/L，投氯點在濾池出水堰；吸水井補氯投氯量1mg/L，投氯點在送水泵房吸水井，控制出廠余氯為0.5mg/L。  

3.1.8新建加藥間  

新建加藥間投加藥劑種類包括除臭劑灰泥、粉末活性炭、石灰。  

（1）加除臭劑灰泥，最大投加量30mg/L，投加含量5%，僅在水源水質超標時應急性投加。投藥點設在取水口頂管接收井內。  

（2）加粉末活性炭，最大投加量30mg/L，投加含量5%，僅在水源水質超標時應急性投加。投藥點設在取水口頂管接收井內。  

（3）加石灰，石灰投加分為2種，一是投加在排泥水池，用于調節(jié)氣浮池的浮渣；二是在混凝后預留石灰投加條件，今后視出水水質情況決定是否增加投加設備。均采用濕式投加，配置成套自動投加系統(tǒng)，設計投加量15mg/L，投加濃度5%。  

3.1.9臭氧接觸池及臭氧制備車間（預留）  

臭氧接觸池設計規(guī)模40萬m3/d，設1座，分為3組，單組規(guī)模14.7萬m3/d。臭氧接觸時間6.5min，該臭氧接觸池還需配套臭氧制備車間1座。  

3.1.10活性炭池（預留）  

設計流量為Q=44×104m3/d×1.05=19250m3/h，采用V型濾池形式。設計濾速15.4m/h，強制濾速16.9m/h。  

3.2污泥處理系統(tǒng)  

3.2.1現(xiàn)狀回收水池  

回收水池為鋼筋混凝土結構，分兩格，單格平面尺寸為20m×10m，有效水深為3m，總深為4.7m，有效容積1200m3。增設1臺提升泵，單臺流量130m3/h，揚程12m。為使水質均勻，同時防止池內污泥沉積，每格回收池內設2臺潛水攪拌器，電機功率2kW。  

3.2.2現(xiàn)狀排泥水調節(jié)池  

設計規(guī)模40萬m3/d，共分2組，單組平面尺寸20m×5.125m，有效水深為2m，池深5.3m，總有效容積400m3。新增1臺潛污泵，單臺流量170m3/h，揚程10m，功率7.5kW。由于浮渣含水率高，為提高后續(xù)濃縮效果，設計在排泥池進水槽內投加石灰，石灰投加量為15mg/L，并增設1臺攪拌機650，功率5.5kW。為防止浮渣腥臭味擴散，破壞優(yōu)美的廠區(qū)環(huán)境，考慮對排泥池整體加蓋，并就近在污泥脫水車間設置1套離子除臭裝置Q=3000m3/h，N=3.2kW。  

3.2.3新建污泥濃縮池  

新建浮渣濃縮池1座，直徑35m，固體通量0.67kgDS/(m2·h)，設計出泥含固率1%～2%。為提高濃縮池的濃縮效果，考慮在濃縮池中投加聚合物PAM，投加量為2kg/tDS。  

3.2.4現(xiàn)狀污泥脫水機房  

現(xiàn)狀污泥脫水機房的土建及設備均已按遠期規(guī)模40萬m3/d建成，擴建工程不需進行調整，只需根據(jù)水量增長的情況調整脫水機的運行時間。  

在離心機出口的螺旋輸送機起端投加生石灰，純度不小于80%，投加量為0.5kgCaO/kgDS。  

04運行效果  

乾務水廠二期擴建及一期改造工程已建成通水，其中深度處理系統(tǒng)尚未進行土建施工及設備安裝。目前，各工藝單元運行良好，出廠水水質穩(wěn)定。有效地解決了原有工藝對低濁含藻水處理效果不理想的問題。  

對擴建后水廠近12個月(2017年3月~2018年2月)的進出水水質數(shù)據(jù)進行連續(xù)監(jiān)測和分析。由圖3結果看出，其原水濁度隨著季節(jié)的變化有一定的波動，但整體上濁度還是較低。近12個月期間，V型濾池出水的濁度穩(wěn)定在0.3NTU以下，平均出水濁度約0.22NTU，達到《生活飲用水衛(wèi)生標準》及原設計要求。  

同時對進出廠水中含藻量的監(jiān)測數(shù)據(jù)進行分析，圖4結果表明，在夏季由于水溫上升，原水中的藻類數(shù)量急劇增加，達到107~109個/L，遠高于《含藻水給水處理設計規(guī)范》（CJJ32—2011）中對于含藻水的定義。經擴建工程處理后，出水含藻量大幅度下降，穩(wěn)定在106個/L以下，平均去除率達到97.26%，實現(xiàn)對低濁含藻水的有效去除。  

05技術經濟指標  

珠海市乾務水廠二期擴建+一期改造工程，建設規(guī)模16萬m3/d。擴建工程估算工程費用為10601.11萬元，建設工程其他費用為1410.82萬元，基本預備費為1201.19萬元，工程靜態(tài)投資為13213.13萬元，單位水量投資825.82元/m3。