我国净水厂处理工艺现状与工程展望

絮凝池的更新与改造
a. 延 长 絮 凝 时 间 b. 调 整 絮 凝 池 布 置，改 变 运 行 参 数 c. 改 变 絮 凝 形 式
d. 改 善 絮 凝 池 与 沉 淀 池 的 联 结
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沉淀工艺的升级与改造
沉淀池型式的发展与选用
水量、原水条件、气候条件、地形 、地质条件 、占地面 积 、 运行费用、运行经验
我国净 水 厂 处理工艺现状与工程展望
沈裘昌 上海市政工程设计研究总院
上海
2 0 1 0. 1 2. 1 3
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我国净水工艺的现状
净水厂处理设施的现状
我国第一座现代水厂建于1883年，至今已有127年历史 不少建于上世纪30年代的生产构筑物目前尚在投入运行 城市供水普及率已达95%以上 水厂的净水工艺和技术水平差异很大 水厂一般采用：混凝、沉淀、过滤、消毒的常规净水工艺 混凝剂采用单一的聚合氯化铝、硫酸铝或三氯化铁等
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滤 料 的 更新
全部滤料的更换
日本大阪规定原则上使用15年后全部滤料需作更换 札幌市则规定每10年更新滤料一次 横浜市、京都市规定每8年更新一次
滤料取出清洗后重新使用； 补充部分损耗的滤料
砂的有效粒径大于0.70mm (原有新砂为0.55mm) 滤层厚度减少100mm以上 滤料表面发生坍陷或裂缝
现有沉淀池效果的评价
沉池池的改进措施
a. 降低沉淀流速 b. 改善出口条件 c. 改进排泥设备 d. 改进排泥设备 e.在拆除原陈旧沉淀池重建
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沉淀工艺的升级与改造
气浮池的改进措施
a.降 低 能 耗 b.合 理 气 浮 池 体 的 布 置 c. 撇 渣 系 统 的 改 进 措 施 d.处 理 好 浮渣
日本净水厂一般采用单层砂滤料，有效粒径0.45～0.70mm，厚度 600～700mm，相应采用的滤速为5.0～6.25m/h
采用煤、砂双层滤料可在12.5m/h滤速下稳定运行，保持滤后水浊度小 于0.1ntu，过滤周期大于48h
在法国则以采用均匀级配单层粗砂滤料较多，有效粒径一般为0.95～ 1.35mm，厚800～1500mm，相应的滤速为7～20m/h
起步阶段
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我国净水工艺存在问题
a.净 水 工 艺 和 运 行 参 数 难 以 满 足 出 水 水质提高的要求
b.原 水 水 质 的 恶 化
c.检 测 仪 表 不 完 善
d.设 备 陈 旧、效 率 低 下
e.构 筑 物 结 构 破 损 严 重
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净水厂升级改造的实施
a.全 面 规 划，有 步 骤 实 施 b.对 原 有 设 施 进 行 科 学 评 价 c.确 定 合 理 的 处 理 工 艺 d.充 分 发 挥 原 有 构 筑 物 能 力
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➢ “新型中置式高密度沉淀池的研发与应用”获上海市科技 发明三等奖1项；
过滤工艺的升级与改造
滤料级配的合理选用 滤池冲洗方法的改进 助滤剂的应用 滤池冲洗废水的回用 初滤水的排放与控制 超滤技术的应用
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滤料级配的合理选用
美国长期来曾以5m/h作为滤速控制的上限 双层滤料以及混合滤料可以在8～20m/h滤速下成功运行
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我国净水工艺的现状
净水厂处理设施的现状
助凝剂的应用、源自文库凝过程中pH调节等都很少采用
大、中型水厂的沉淀构筑物以平流式沉淀池居多
新池型Densadeg、Actiflo等，引起了大家很大的关注
多种快滤池都有应用，新建大、中型水厂以V型滤池为主
以生物预处理、臭氧-生物活性炭为主的深度处理工艺还在
我国水厂滤池除少数采用煤砂双层滤料外，大多采用单层砂滤料。滤 料的级配主要有两大类：一种为传统的细砂级配滤料，有效粒径 0.55mm左右，厚度700mm；另一种为近年来应用较多的均匀级配粗 粒滤料，有效粒径0.9～1.2mm，厚度1200～1300mm
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滤料级配的合理选用
衡量滤料过滤性能的主要指标 ：
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造成滤池冲洗不完善的主要原因
冲洗强度过大，造成细粒滤料流失； 配水系统不完善，造成冲洗分布不均匀，或者滤
料流入配水系统； 冲洗方式与滤料组成和级配不相适应 冲洗强度过小或冲洗历时不充分；
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滤池冲洗方法的改进
冲洗不良可能引起的现象 滤层中结泥球 滤层表面出现裂痕 滤层与壁间产生间隙 滤 料 流 失 ，有 效 粒 径 增 大 滤层减薄 滤料层与支承层界面不平整等现象
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混合工艺的升级与改造
混合设施的基本要求 混合效果的测定 混合设施的更新与改造
a.管 式 静 态 混 合 器 b.快 速 机 械 搅 拌 c.外 加 能 水 力 搅 拌
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絮凝工艺的升级与改造
现有絮凝设备效果的测定
运行参数的确定
a.絮 凝 效 果 的 测 定 b.絮 凝 过 程 的 测 定
L—滤料厚度 de—有效粒径 dp—平均粒径
美国《水质与处理》
常规细砂和双层滤料合适的级配 L/de应大于1000
三层滤料和深床单层滤料(de=1～1.5mm)的L/de应大于1250
英国手册
L/de应大于1000
日本《水道设施设计指针》
L/dp应大于800。Dp/de
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dp/de可根据不均匀系数由图求得
冲 洗 不 良 还 可 以 通 过 测 定冲 洗 排 出 水 浊 度 以及 滤层的含泥量加以判断 日本一般最终的冲洗排出水以2ntu作为目标，并希望能降 至1ntu以下
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滤池冲洗方法的改进
良好的冲洗效果应使冲洗前、后的含泥量有明显改变，同 时保持冲洗后滤层具有较低的含泥量
单层滤料含泥量的测定，可以取表面15cm深度的滤层进行 测定；对于多层滤料，还应分析不同滤料界面的含泥量
滤池冲洗效果的分级
分级 1 2
砂样含泥量% 0.0~0.1 0.1~0.2
滤料状况 最优 优
分级 5 6
砂样含泥量%
0.0~0.1 2.5~5.0
滤料状况 次 差
3
0.2~0.5
4
0.5~1.0
佳
7
>5.0
良
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极差
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助滤剂的应用
降低滤后水浊度 有效防止浊度的洩漏 助凝剂可以采用聚合氯化铝、硫酸铝、活化硅酸
或者聚丙烯酰胺等 另一方面也将使水头损失增长加快