我国净水厂处理工艺现状与工程展望知识讲解
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或者聚丙烯酰胺等 另一方面也将使水头损失增长加快
初滤水的排放与控制
降速冲洗的方法可以降低初滤水的浊度，最后阶段以 3.8L/s·m2冲洗3.5mm以上是必要的； 在冲洗水中投加聚合氯化铝与不投加聚合氯化铝相比，
虽然初滤水的峰值略有降低，但即使聚合氯化铝投加量 达5mg/L也不能满足初滤水浊度降至0.1NTU以下的 要求；
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
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
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
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
滤料级配的合理选用
衡量滤料过滤性能的主要指标 ：
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
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
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
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
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
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
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
沉淀工艺的升级与改造
气浮池的改进措施
未检出～56.6
1.2
0.01 ～ 5.50 0.11
未检出～0.50 0.03
滤池冲洗废水
范围
平均
0.8 ～ 191.0
8.0
未检出～198.0 55.0
未检出～211.0 46.1
未检出～ 0.46 0.033
未检出～145.8 14.7
未检出～132.0
8.7
0.01～ 17.90
1.4
未检出～ 1.00
滤池冲洗效果的分级
分 级 砂样含泥量%
1
0.0~0.1
2
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
佳
7
>5.0
4
0.5~1.0
良
8
极差
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
0.1
超滤技术在水厂技术改造中的应用
以超滤工艺代替砂滤工艺使出厂水的浊度有十分保证，同 时有可能将水厂的产水能力提高一倍。 超滤工艺确保滤后水浊度小于0.1ntu 以浸没式超滤膜更换石英砂滤料，产水量可提高一倍，并 且可大大降低对待滤水的要求 清水池顶部也是挖潜改造，用作压力式超滤膜车间的空间
➢菌落计数高，增大了生物风险 20℃的GAC池出水中，细菌计数为0～600CFU·mL-1 。 生物活性炭吸附池可以为机会致病菌（如铜绿假单细胞菌 属（称为机会病原体）、杆菌属等 ）提供有利的环境。
➢生物活性炭吸附池生成部分有害化合物
在低pH值时，水中的亚硝酸盐和仲胺可发生 化学反应而生成N-亚硝胺，而微生物也可生 成N-亚硝胺。还可将少害的或无害的化合物 转化为其他有害化合物 。
滤池冲洗废水与原水水质对比
指标
DOC (mg/l) TTHM(μg/l) HAA6(μg/l)
Br(mg/l) Al(mg/l) Fe(mg/l) Mn(mg/l) Zn(mg/l)
原
水
范围
平均
0.7～ 5.40
2.4
未检出～21.8
0.6
未检出～21.5
1.9
未检出～0.68 0.038
未检出～30.0 0.72
高分子絮凝剂作为助滤剂，当其投加率为 0.04~0.02mg/L时，水头损失急剧上升；当加注率采用 0.01~0.005mg/L时，能获得理想的效果；
用三氯化铁作助滤剂时，可以在一定程度上抑制浊度的 洩出，但与高分子絮凝剂相比，效果较差。
滤池冲洗废水的回用
滤池冲洗废水一般约占水厂制水量的1.5%～3%。 因此，滤池冲洗废水的回收和利用，对于水资源 的节约具有重要意义，特别是对于水资源紧缺以 及需长距离引水的城市，还可能具有经济意义。 对于需要进行排泥水处理的水厂，滤池冲洗废水 的回用还可减轻后续浓缩工序的负荷。
采用降速冲洗与恒速冲洗相比，不仅初滤水浊度可得到控 制，冲洗水量也可大幅减少。
助滤剂的应用
日本福增水厂试验结果 ：
在过滤前投加高分子助滤剂0.01~0.005mg/L与在混凝过程 中投加高分子助凝剂0.2~0.3mg/L相比较，二者可以获得 同样的过滤效果；
高分子絮凝剂同时作为助凝剂与助滤剂投加时，滤层水 头损失增长过快；
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
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
絮凝工艺的升来自百度文库与改造
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
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
dp/de可根据不均匀系数由图求得
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
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；
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
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、混凝过程中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 起步阶段
➢超滤完全解决了“两虫”和 红虫问题
隐孢子虫
甲第鞭毛虫
红虫
➢超滤完全解决藻类 问题
高密度沉淀池与膜技术的创新组合
取水泵房
生物预处理
中置式沉淀池
超滤膜
清水池
清水泵房
结束语
我国是一个发展中国家，城市化建设正在进行 中，城市和村镇的供水事业还将有一个大的发展。 我们大约用了三十年左右的时间基本解决了量的 供需矛盾，目前更大的矛盾是水质问题。水源水 质的恶化，国家新的生活饮用水水质标准出台， 为我们的行业提供了一个更大的使展才干的舞台， 不断的探索和不断的创新是我们永恒的主题，祝 我们水处理技术的百花园更加光彩夺目！
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
➢ “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
初滤水的排放与控制
降速冲洗的方法可以降低初滤水的浊度，最后阶段以 3.8L/s·m2冲洗3.5mm以上是必要的； 在冲洗水中投加聚合氯化铝与不投加聚合氯化铝相比，
虽然初滤水的峰值略有降低，但即使聚合氯化铝投加量 达5mg/L也不能满足初滤水浊度降至0.1NTU以下的 要求；
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
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
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
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
滤料级配的合理选用
衡量滤料过滤性能的主要指标 ：
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
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
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
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
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
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
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
沉淀工艺的升级与改造
气浮池的改进措施
未检出～56.6
1.2
0.01 ～ 5.50 0.11
未检出～0.50 0.03
滤池冲洗废水
范围
平均
0.8 ～ 191.0
8.0
未检出～198.0 55.0
未检出～211.0 46.1
未检出～ 0.46 0.033
未检出～145.8 14.7
未检出～132.0
8.7
0.01～ 17.90
1.4
未检出～ 1.00
滤池冲洗效果的分级
分 级 砂样含泥量%
1
0.0~0.1
2
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
佳
7
>5.0
4
0.5~1.0
良
8
极差
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
0.1
超滤技术在水厂技术改造中的应用
以超滤工艺代替砂滤工艺使出厂水的浊度有十分保证，同 时有可能将水厂的产水能力提高一倍。 超滤工艺确保滤后水浊度小于0.1ntu 以浸没式超滤膜更换石英砂滤料，产水量可提高一倍，并 且可大大降低对待滤水的要求 清水池顶部也是挖潜改造，用作压力式超滤膜车间的空间
➢菌落计数高，增大了生物风险 20℃的GAC池出水中，细菌计数为0～600CFU·mL-1 。 生物活性炭吸附池可以为机会致病菌（如铜绿假单细胞菌 属（称为机会病原体）、杆菌属等 ）提供有利的环境。
➢生物活性炭吸附池生成部分有害化合物
在低pH值时，水中的亚硝酸盐和仲胺可发生 化学反应而生成N-亚硝胺，而微生物也可生 成N-亚硝胺。还可将少害的或无害的化合物 转化为其他有害化合物 。
滤池冲洗废水与原水水质对比
指标
DOC (mg/l) TTHM(μg/l) HAA6(μg/l)
Br(mg/l) Al(mg/l) Fe(mg/l) Mn(mg/l) Zn(mg/l)
原
水
范围
平均
0.7～ 5.40
2.4
未检出～21.8
0.6
未检出～21.5
1.9
未检出～0.68 0.038
未检出～30.0 0.72
高分子絮凝剂作为助滤剂，当其投加率为 0.04~0.02mg/L时，水头损失急剧上升；当加注率采用 0.01~0.005mg/L时，能获得理想的效果；
用三氯化铁作助滤剂时，可以在一定程度上抑制浊度的 洩出，但与高分子絮凝剂相比，效果较差。
滤池冲洗废水的回用
滤池冲洗废水一般约占水厂制水量的1.5%～3%。 因此，滤池冲洗废水的回收和利用，对于水资源 的节约具有重要意义，特别是对于水资源紧缺以 及需长距离引水的城市，还可能具有经济意义。 对于需要进行排泥水处理的水厂，滤池冲洗废水 的回用还可减轻后续浓缩工序的负荷。
采用降速冲洗与恒速冲洗相比，不仅初滤水浊度可得到控 制，冲洗水量也可大幅减少。
助滤剂的应用
日本福增水厂试验结果 ：
在过滤前投加高分子助滤剂0.01~0.005mg/L与在混凝过程 中投加高分子助凝剂0.2~0.3mg/L相比较，二者可以获得 同样的过滤效果；
高分子絮凝剂同时作为助凝剂与助滤剂投加时，滤层水 头损失增长过快；
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
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
絮凝工艺的升来自百度文库与改造
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
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
dp/de可根据不均匀系数由图求得
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
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；
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
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、混凝过程中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 起步阶段
➢超滤完全解决了“两虫”和 红虫问题
隐孢子虫
甲第鞭毛虫
红虫
➢超滤完全解决藻类 问题
高密度沉淀池与膜技术的创新组合
取水泵房
生物预处理
中置式沉淀池
超滤膜
清水池
清水泵房
结束语
我国是一个发展中国家，城市化建设正在进行 中，城市和村镇的供水事业还将有一个大的发展。 我们大约用了三十年左右的时间基本解决了量的 供需矛盾，目前更大的矛盾是水质问题。水源水 质的恶化，国家新的生活饮用水水质标准出台， 为我们的行业提供了一个更大的使展才干的舞台， 不断的探索和不断的创新是我们永恒的主题，祝 我们水处理技术的百花园更加光彩夺目！
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
➢ “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