摘要：針對北(bei)京市(shi)第九水廠原水低溫、低濁(zhuo)及高(gao)藻(zao)(zao)的(de)情況和(he)出水要求，綜合考慮實際工程情況和(he)遠期水質狀(zhuang)況，采用ACTIFLO®高(gao)效(xiao)沉淀池(chi)工藝對該廠二期A處(chu)理(li)線沉淀池(chi)進(jin)行改(gai)造，改(gai)造后(hou)處(chu)理(li)能力(li)由原來的(de)25×10000 m3 ／d提(ti)高(gao)到34×10000 m3 ／d。調試期間的(de)運行結(jie)果表明(ming)，ACTIFLO®高(gao)效(xiao)沉淀池(chi)對密云水庫的(de)低濁(zhuo)、高(gao)藻(zao)(zao)原水有穩定且(qie)良好(hao)的(de)處(chu)理(li)效(xiao)果。

關鍵詞：給水廠(chang),ACTIFLO®高效沉淀池(chi), 微砂,斜管沉

北京第九水(shui)(shui)(shui)(shui)廠(chang)的(de)平面布置圖見(jian)圖l，其(qi)中(zhong)用黑框(kuang)標識部分為(wei)本次改造的(de)沉(chen)淀(dian)池A系列。該廠(chang)的(de)處理(li)(li)能力為(wei)150×10000 m3／d，是北京市(shi)最(zui)為(wei)重要的(de)飲用水(shui)(shui)(shui)(shui)水(shui)(shui)(shui)(shui)廠(chang)之(zhi)一，其(qi)水(shui)(shui)(shui)(shui)源為(wei)北京I節密云水(shui)(shui)(shui)(shui)庫。考(kao)慮(lv)到北京市(shi)水(shui)(shui)(shui)(shui)源緊缺的(de)問題，第九水(shui)(shui)(shui)(shui)廠(chang)亦可定(ding)期引入河北水(shui)(shui)(shui)(shui)源，遠期將處理(li)(li)南(nan)水(shui)(shui)(shui)(shui)北調(diao)水(shui)(shui)(shui)(shui)。

密(mi)云(yun)水(shui)庫近(jin)6年(nian)來(lai)的水(shui)質情況見表1。

由表(biao)1可以(yi)(yi)看(kan)出，密云水(shui)庫水(shui)為(wei)低溫(wen)、低濁且藻類較(jiao)多，屬于處理難度較(jiao)大的(de)(de)(de)原水(shui)。第九水(shui)廠(chang)二(er)期(qi) A系列原有的(de)(de)(de)側向(xiang)流斜板沉淀池(chi)(chi)的(de)(de)(de)處理效(xiao)果并(bing)(bing)不卜分(fen)理想，對(dui)于濁度的(de)(de)(de)去除率僅(jin)為(wei)20％ ～40％ ，個別(bie)情況下甚至會出現(xian)原水(shui)通過沉淀池(chi)(chi)后濁度反而增加的(de)(de)(de)現(xian)象。因此，為(wei)滿足(zu)沉淀池(chi)(chi)出水(shui)的(de)(de)(de)要(yao)(yao)求，第九水(shui)廠(chang)迫切需要(yao)(yao)對(dui)原有沉淀池(chi)(chi)加以(yi)(yi)改(gai)造(zao)(zao)。另外，由于第九水(shui)廠(chang)采用預處理構(gou)筑物(wu)與后續(xu)濾(lv)池(chi)(chi)合建的(de)(de)(de)方(fang)式，因此新(xin)的(de)(de)(de)沉淀池(chi)(chi)可使(shi)用宅問受到限制，大大增加了改(gai)造(zao)(zao)的(de)(de)(de)難度，并(bing)(bing)且新(xin)的(de)(de)(de)工藝(yi)必(bi)須顧(gu)及(ji)所有的(de)(de)(de)上游(you)及(ji)下游(you)的(de)(de)(de)現(xian)有構(gou)筑物(wu)(例如進(jin)水(shui)分(fen)配(pei)井和(he)煤濾(lv)池(chi)(chi))。

第九水(shui)廠改造工程是(shi)二(er)期A系列(lie)的(de)反應沉淀(dian)(dian)工序，綜合考慮密(mi)云水(shui)庫的(de)原(yuan)水(shui)水(shui)質，ACTIFLO®沉淀(dian)(dian)池能夠最(zui)大(da)限(xian)度(du)地滿足(zu)所有的(de)實際工程情況，例(li)如可使用(yong)空間有限(xian)，目(mu)前到未來的(de)水(shui)質變化，嚴格的(de)出水(shui)水(shui)質要求(qiu)，藻(zao)類的(de)去除等，使用(yong)ACTIFLO®工藝不(bu)需要對現有構筑物進(jin)行大(da)規模的(de)變動和改造，并留有適當的(de)挖潛發(fa)展的(de)可能。

改建完成之后，第九水(shui)廠二期(qi)A系列的處理(li)能力會從現有25×i0 m ／d增至34×10 in ／d(處理(li)能力增加36％)，并(bing)保證(zheng)處理(li)后水(shui)質滿足表2的要(yao)求。

第(di)九(jiu)水廠的改(gai)造工程采用(yong)4組ACTIFLO®沉淀池，其原理見(jian)圖(tu)2。

每組(zu)ACTIFLO®均由下列(lie)部(bu)分組(zu)成：

① 混凝池

混凝(ning)過程(cheng)的(de)(de)動力學過程(cheng)非常短，鋁鹽或氯化鐵投加(jia)到混凝(ning)池中通過攪拌可以(yi)保(bao)證(zheng)快速和完(wan)全的(de)(de)擴散。混合池的(de)(de)容(rong)積可以(yi)保(bao)證(zheng)在最大流量時(shi)的(de)(de)停留時(shi)間為3 min。

② 投加池

將粒徑為8O～100 m的微砂投(tou)到投(tou)加池中，微砂持續(xu)更(geng)新(xin)應達到：增加凝聚的幾率，保證合適的片狀體以(yi)增加它們的增長(chang)速率和質(zhi)量。

另外(wai)，對于通常(chang)由于低溫(wen)水(shui)或泥漿水(shui)而導致的(de)絮凝困難，微砂可以顯著地增大反應(ying)范(fan)圍而得到(dao)良好的(de)處理效(xiao)果(guo)。在(zai)投(tou)加池中水(shui)的(de)攪(jiao)拌(ban)是(shi)迅速和猛烈的(de)。投(tou)加池的(de)尺寸可以保證(zheng)在(zai)最大流(liu)量(liang)時(shi)(shi)停留時(shi)(shi)問為3 rain。

③ 熟化絮凝池

熟化(hua)階(jie)(jie)(jie)段(duan)的(de)(de)作用(yong)是為了形(xing)成大(da)的(de)(de)絮(xu)(xu)凝(ning)體(ti)(ti)。食品(pin)等級陰離子高(gao)分子電(dian)解(jie)質的(de)(de)投加可以(yi)通過吸附、電(dian)性中和、架(jia)橋作用(yong)來促(cu)進絮(xu)(xu)凝(ning)體(ti)(ti)生成。得益于微砂的(de)(de)加速(su)絮(xu)(xu)凝(ning)，在相同的(de)(de)沉(chen)淀性能下(xia)，其速(su)度梯(ti)度相當于傳(chuan)統絮(xu)(xu)凝(ning)工藝的(de)(de)l0倍。高(gao)的(de)(de)絮(xu)(xu)凝(ning)動力(li)效(xiao)用(yong)導(dao)致在攪拌時間(jian)(jian)(jian)和絮(xu)(xu)凝(ning)體(ti)(ti)積有限(xian)的(de)(de)情況下(xia)顆(ke)粒間(jian)(jian)(jian)碰撞幾率(lv)的(de)(de)增加。柔和的(de)(de)攪動水體(ti)(ti)可防(fang)止打斷絮(xu)(xu)體(ti)(ti)。在該階(jie)(jie)(jie)段(duan)盡(jin)管(guan)其攪動強(qiang)度小于先前(qian)的(de)(de)混凝(ning)階(jie)(jie)(jie)段(duan)，但也足夠保持絮(xu)(xu)體(ti)(ti)的(de)(de)懸浮(fu)。熟化(hua)池的(de)(de)尺寸(cun)能滿足在最(zui)大(da)流(liu)量時停留時間(jian)(jian)(jian)為8 min。

④ 沉淀池

沉(chen)淀效果的(de)提高(gao)是(shi)基于微(wei)砂加速沉(chen)淀、斜(xie)(xie)管的(de)逆(ni)向(xiang)流(liu)系統。每(mei)格(ge)沉(chen)淀池都安裝有蜂窩狀的(de)塑料 (食品等級)斜(xie)(xie)管模塊(kuai)。

絮凝后(hou)的水先(xian)進入沉(chen)(chen)淀池的底部(bu)，然后(hou)從斜管(guan)底部(bu)向上方流動(dong)至渠道。顆粒(li)和絮體沉(chen)(chen)淀在斜管(guan)的內表面上再由于重力作用而滑下。

由于大的徑向速率和斜(xie)(xie)管(guan)的6O。傾斜(xie)(xie)可以形成一(yi)個連續自刮的過程，所以在斜(xie)(xie)管(guan)上沒有絮(xu)體的積累(lei)。

由(you)于(yu)(yu)具有很好的(de)(de)(de)水(shui)力條件，斜(xie)(xie)(xie)管(guan)尺寸及(ji)材質的(de)(de)(de)選擇(ze)適當，由(you)熟化(hua)池(chi)產(chan)生的(de)(de)(de)礬花(hua)致(zhi)密(mi)易沉(chen)(chen)淀；由(you)于(yu)(yu)沉(chen)(chen)淀池(chi)內污(wu)泥收(shou)集區的(de)(de)(de)獨(du)特(te)設(she)計，大(da)(da)部(bu)分(fen)污(wu)泥在未進(jin)入斜(xie)(xie)(xie)管(guan)區時已沉(chen)(chen)淀下來，污(wu)泥不(bu)(bu)會(hui)大(da)(da)量積累以(yi)(yi)致(zhi)堆積在斜(xie)(xie)(xie)管(guan)內，會(hui)自滑至沉(chen)(chen)淀池(chi)底部(bu)，所(suo)以(yi)(yi)ACTIFLO@ 沉(chen)(chen)淀池(chi)的(de)(de)(de)斜(xie)(xie)(xie)管(guan)不(bu)(bu)需要如普通斜(xie)(xie)(xie)管(guan)沉(chen)(chen)淀池(chi)那樣經常停產(chan)沖(chong)洗。沉(chen)(chen)淀后的(de)(de)(de)上清液(ye)經由(you)分(fen)布在斜(xie)(xie)(xie)管(guan)沉(chen)(chen)淀池(chi)頂部(bu)的(de)(de)(de)集水(shui)槽收(shou)集后，進(jin)入后續濾池(chi)進(jin)一步處理。北(bei)京第九水(shui)廠的(de)(de)(de)沉(chen)(chen)淀區表面負荷(he)為42．5 m ／(m ·h)。

⑤ 微砂和污泥的排(pai)除以及泥砂分離

微砂(sha)加速沉淀的(de)污泥(ni)沉淀在斜板(ban)沉淀池底(di)部，旋轉刮板(ban)把沉淀的(de)微砂(sha)和污泥(ni)混合物刮向中心(xin)坑內。污泥(ni)循(xun)環泵24 h連(lian)續(xu)抽取中心(xin)坑內的(de)污泥(ni)以防止(zhi)堵塞。

微(wei)砂(sha)(sha)和(he)污泥的排除(chu)量取決(jue)于進(jin)(jin)水(shui)(shui)水(shui)(shui)質情(qing)況。循環(huan)泵(beng)把微(wei)砂(sha)(sha)和(he)污泥輸(shu)送到(dao)水(shui)(shui)力(li)(li)旋流(liu)(liu)分離(li)器(qi)。在(zai)離(li)心(xin)力(li)(li)的作用下(xia)微(wei)砂(sha)(sha)和(he)污泥進(jin)(jin)行(xing)分離(li)：微(wei)砂(sha)(sha)從下(xia)層流(liu)(liu)中得到(dao)收集，污泥從上層流(liu)(liu)中溢出然后通過重力(li)(li)流(liu)(liu)流(liu)(liu)向污泥濃縮池。水(shui)(shui)力(li)(li)旋流(liu)(liu)分離(li)器(qi)分離(li)出來的微(wei)砂(sha)(sha)直接投到(dao)投加池中繼續參與反應。

微砂(sha)的(de)(de)粒度系數和水力(li)旋流(liu)分(fen)(fen)離(li)器(qi)的(de)(de)選擇(ze)性能保證了(le)微砂(sha)的(de)(de)分(fen)(fen)離(li)和循環。通(tong)過水力(li)旋流(liu)分(fen)(fen)離(li)器(qi)的(de)(de)溢(yi)流(liu)，損(sun)(sun)失的(de)(de)微砂(sha)不超過3 g／m ，對(dui)于這部分(fen)(fen)損(sun)(sun)失可以每周進行投加補充。

排出的(de)(de)污(wu)泥中含有(you)少量的(de)(de)微砂，按(an)照經驗(yan)，污(wu)泥中含有(you)的(de)(de)微砂不(bu)會對污(wu)泥的(de)(de)性質和處(chu)理(li)產生(sheng)特別的(de)(de)影響(xiang)，可以按(an)照通常給水廠(chang)產生(sheng)的(de)(de)污(wu)泥來(lai)處(chu)理(li)而不(bu)需特殊處(chu)置(zhi)。

3 ACTIFLO®調試運行結果

為了突(tu)出ACTIFLO®®工藝善于(yu)處理低濁水(shui)(shui)的特性，對于(yu)調試(shi)運行結果(guo)的分析將重點針對密(mi)云水(shui)(shui)庫(ku)原水(shui)(shui)和ACTIFLO®沉淀池(chi)出水(shui)(shui)的濁度值(zhi)進行比較。

第九水(shui)(shui)廠二期(qi)工程原水(shui)(shui)濁(zhuo)度(du)(du)與ACTIFLO®沉淀池出水(shui)(shui)濁(zhuo)度(du)(du)分別通過(guo)設置在處理線(xian)進(jin)水(shui)(shui)井和ACTIFLO®沉淀池出水(shui)(shui)渠的3臺濁(zhuo)度(du)(du)儀(yi)進(jin)行測(ce)定，濁(zhuo)度(du)(du)儀(yi)讀數為1次／s，每小時由(you)人工記錄(lu)一次進(jin)、出水(shui)(shui)的濁(zhuo)度(du)(du)。

第九水(shui)廠的(de)調(diao)試運行(xing)結果如圖(tu)7、8所示，當(dang)日(ri)調(diao)試水(shui)量為25×10 m ／d，混(hun)凝(ning)劑PAC的(de)平均(jun)投加率(lv)為10．5 mg／L，高分(fen)子絮凝(ning)劑的(de)平均(jun)投量為0．13 mg／L。

圖7比較了測試當大(da)的進(jin)(jin)、出水(shui)(shui)濁度(du)(du)值，圖8 則(ze)進(jin)(jin)一(yi)步顯(xian)示(shi)了ACTIFLO®沉淀(dian)池(chi)的濁度(du)(du)去(qu)除率。第九水(shui)(shui)廠的進(jin)(jin)水(shui)(shui)濁度(du)(du)大(da)致分布在1．6～2．2 NTU，經過ACTIFLO 沉淀(dian)池(chi)預處理后，出水(shui)(shui)濁度(du)(du)<0．8 NTU，且出水(shui)(shui)水(shui)(shui)質較為平穩，一(yi)天的大(da)部分時間內對(dui)濁度(du)(du)的去(qu)除率>50％。

圖9和圖l0顯示了整個(ge)調試(shi)運行期間(jian)ACTI． FLO®沉(chen)淀(dian)池(chi)對濁度(du)去(qu)除(chu)效果(guo)的(de)日平(ping)均值。值得注意的(de)是(shi)，盡(jin)管(guan)調試(shi)期間(jian)處(chu)理水(shui)量和水(shui)質(zhi)是(shi)變(bian)化且(qie)不(bu)規律(lv)的(de)，ACTIFLO@沉(chen)淀(dian)池(chi)對于濁度(du)的(de)去(qu)除(chu)效果(guo)卻相對穩(wen)定，對濁度(du)的(de)去(qu)除(chu)率為50％ ～70％ ，出水(shui)濁度(du)大部分為0．5 NTU，滿(man)足對沉(chen)淀(dian)池(chi)出水(shui)濁度(du)的(de)要求(qiu)。

對于原水(shui)與處理后水(shui)中(zhong)藻類的檢驗，采(cai)用傳統的視野法(fa)，所得(de)部分數據如表3所示。

由于2005年密云水(shui)庫入庫量大，因此(ci)(ci)第(di)九水(shui)廠原水(shui)中的(de)藻類(lei)濃度相對較低，從而增加(jia)了處理難(nan)度，此(ci)(ci)外ACTIFLO®沉淀池(chi)(chi)仍處于調試階段(duan)，有關工豈還可以進一(yi)步優化從而提(ti)高藻類(lei)的(de)去除(chu)率，第(di)九水(shui)廠也認為，在(zai)沒有任何附加(jia)除(chu)藻措施的(de)情況下，對藻類(lei)的(de)去除(chu)率能夠(gou)達到85％以上，對于沉淀池(chi)(chi)出水(shui)來說也是相當理想(xiang)的(de)。

4 結論

第九(jiu)水(shui)(shui)廠的(de)(de)調試運(yun)行(xing)結果表(biao)明(ming)，原(yuan)水(shui)(shui)經(jing)ACTIFLO®沉(chen)淀池(chi)(chi)預處(chu)理(li)后，濁(zhuo)(zhuo)度(du)降到0．8 NTU以下，在不加高錳酸鉀(jia)強氧化(hua)劑(ji)和沒有前(qian)加氯的(de)(de)情況下，對藻類的(de)(de)去除率>85％ 。對比傳統的(de)(de)飲用(yong)水(shui)(shui)預處(chu)理(li)工藝，ACTIFLO®沉(chen)淀池(chi)(chi)對于低(di)濁(zhuo)(zhuo)、高藻原(yuan)水(shui)(shui)處(chu)理(li)有更(geng)理(li)想的(de)(de)效果，并且由(you)于ACTIFLO®沉(chen)淀池(chi)(chi)構造緊湊，占地面(mian)積小，在空間(jian)有限(xian)的(de)(de)條件下有良好的(de)(de)適(shi)用(yong)性。

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