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摘要：桂林市城北水廠二廠的凈水核心工藝流程為預沉池+Multi?o高效沉淀池+后混凝池+TGV高速濾池。城北水廠二廠通水已滿一年，期間以世界聞名的漓江為原水。本文介紹了該處理工藝的主要參數(shù)及設備配置情況，并對一年的運行效果進行了分析。
近年來，隨著桂林市經(jīng)濟社會發(fā)展步伐的不斷加快，全市生產(chǎn)生活用水量逐年快速增長，最高日用水量逐年攀升。為提高供水能力，服務城市高質量可持續(xù)發(fā)展，桂林市自來水公司（桂林市自來水有限公司的前身）建設了包括水源工程、原水輸送、廠區(qū)凈水工程、清水輸配管網(wǎng)為一體的城北水廠二期供水工程。該項目為廣西壯族自治區(qū)層面重大項目，也是桂林市人民政府領導跟蹤服務項目。新建的桂林市城北水廠二廠，位于城北水廠一廠東側，設計總規(guī)模為40萬m3/d，一期建設規(guī)模為20萬m3/d，廠區(qū)預留了遠期增加20萬m3/d處理規(guī)模，預處理增加前臭氧接觸池，深度處理增加膜處理車間、后臭氧接觸池、活性炭濾池的用地。
1.漓江原水水質
桂林市城北水廠二廠于2020年7月31日正式通水，通水以來一直以漓江為原水。漓江屬雨源型河流，受季節(jié)影響大，水質變化快[1]。根據(jù)近三年的原水水質檢測情況，漓江水源為微污染水源，一年中長期處于低濁狀態(tài)，夏、秋季部分時間藻類數(shù)量較高。除糞大腸菌外，其余指標基本滿足《地表水環(huán)境質量標準》（GB3838-2002）中的II類水體水質標準。
2.凈水工藝流程
桂林市城北水廠二廠的凈水環(huán)節(jié)，取水泵房設有高錳酸鉀和粉末活性炭的應急投加設備，廠區(qū)內(nèi)采用了威立雅公司的預沉池+Multi?o高效沉淀池+后混凝池+TGV高速濾池的核心工藝。具體工藝流程圖見圖1。設計出廠水水質達到國家《生活飲用水衛(wèi)生標準》（GB5749-2006），其中部分指標優(yōu)于標準要求，出廠水渾濁度不大于0.8NTU，菌落總數(shù)不大于50CFU/ml。
3.主要凈水構筑物及設備配置情況
3.1總配水井s
水廠設總配水井一座。除原水外，濾池反沖洗廢水及污泥濃縮池的上清液回流進入總配水井，重新進入凈水處理環(huán)節(jié)進行處理，降低水廠的自用水量。
3.2分配水井
水廠設分配水井一座。在分配水井入口前，投加一次氯，殺滅原水中的藻類、去除原水中的部分有機物和氨氮，以強化混凝效果。分配水井設3根出水管，分別進入兩座預沉池和超越管。超越管可在預沉池出現(xiàn)故障時投入使用。
3.3預沉池
水廠設輻流式預沉池兩座，單池設計流量為4375m3/h，單座直徑26m，水力停留時間33min。單座預沉池配定速刮泥機一臺，兩臺污泥泵（一用一備）。在原水高濁時，投加陰離子型PAM，以降低高效沉淀池的處理負荷。
3.4高效沉淀池
水廠設高效沉淀池一座，分為4組，每組均由混凝池、絮凝池、斜管沉淀池組成。3.4.1混凝池在混凝池投加混凝劑液體聚氯化鋁，原液氧化鋁質量分數(shù)為10%，稀釋至3%投加。每格混凝池配一臺定頻快速攪拌器，實現(xiàn)混凝劑與原水的快速混合。混凝池水力停留時間為2min。3.4.2絮凝池在絮凝池投加高分子助凝劑陰離子型PAM，將固體粉末配置為1.5‰濃度，稀釋后投加。每格絮凝池設兩個導流筒，配兩臺變頻慢速攪拌器。通過投加助凝劑，提高絮體凝聚效果，加速泥水分離。絮凝池水力停留時間為20min。3.4.3斜管沉淀池斜管沉淀池為上向流式，斜管內(nèi)切圓直徑為35mm，長度為1.4m，傾斜角度為60°，上升流13.2m/h。單個斜管沉淀池設一臺中心傳動刮泥機，將產(chǎn)生的污泥刮至儲泥斗，污泥在儲泥斗內(nèi)得到進一步壓縮。單個斜管沉淀池配兩臺污泥泵，一臺用于污泥排放（間歇），一臺用于將一定量的污泥連續(xù)回流至絮凝池以促凝。
3.5后混凝池
斜管沉淀池出水由集水槽匯入出水渠，進入后混凝池。水廠設2個后混凝池，每個配一臺定速攪拌器，池內(nèi)投加助濾劑液態(tài)聚氯化鋁，進行二次微絮凝。二次微絮凝作用機理與直接過濾相同，在沉后濾前投加混凝劑，使水體中的殘留顆粒物脫穩(wěn)降低其zeta電位，改變其親水性質，使顆粒物吸附截留在濾料上，強化濾池對懸浮顆粒物的去除效果[2]。后混凝池水力停留時間為2min。
3.6TGV高速濾池
水廠設TGV高速濾池一座，分為八格，單格過濾面積90m2。設計濾速12.1m/h。濾床厚度為2m，采用均質石英砂濾料，有效粒徑為1.35mm，K60=1.3-1.5。
4.高效集成工藝與常規(guī)工藝的對比
城北水廠二廠與城北水廠一廠均以漓江為原水，取水位置在同一斷面。城北水廠一廠采用常規(guī)的折板反應/平流沉淀池/V型濾池+消毒的常規(guī)處理工藝。20萬m3/d規(guī)模的高效沉淀池與同期運行的平流沉淀池的對比見表1，TGV高速濾池與V型濾池的對比見表2。
5.一年的原水及出廠水水質
通水一年期間，原水及出廠水水質情況分別見表3、表4。
6.同期運行的高效集成工藝與常規(guī)
工藝出水水質對比根據(jù)2021年8～11月生產(chǎn)數(shù)據(jù)，城北水廠二廠的Multi?o高效沉淀池+后混凝池+TGV高速濾池的工藝，與同期運行的城北水廠一廠的折板反應+平流沉淀池+V型濾池的工藝，對比出廠水主要水質指標平均值，結果見表5。結果表明，城北水廠二廠的出廠水平均濁度，低于城北水廠一廠出廠水。出廠水鋁平均濃度略高于一廠出廠水，這與高效沉淀池+后混凝池的混凝劑投加率高于折板反應池的混凝劑投加率情況一致，但仍然滿足現(xiàn)行國家水質標準。
7.結論與討論
城北水廠二廠通水一年期間，未使用取水泵房的應急投加設備。出廠水水質顯示，Multi?o高效沉淀池+后混凝池+TGV高速濾池的高效集成處理工藝，出廠水水質滿足現(xiàn)行國家水質標準；高效沉淀池投加了助凝劑PAM，投加率為0.10～0.30mg/L。殘留有未反應的丙烯酰胺單體是飲用水中丙烯酰胺污染的主要原因，是生產(chǎn)過程的副產(chǎn)物[3]。通水以來，對沉后水、濾后水中的丙烯酰胺單體濃度進行了檢測，檢測結果均符合生活飲用水衛(wèi)生標準（GB5749-2006）。高效沉淀池運行時設定污泥回流量在40m3/h，使用污泥回流可降低藥耗，比不回流時節(jié)約混凝劑用量11~32。后混凝池PAC投加率為1.0～2.0mg/L，多為1.5mg/L。高效沉淀池+后混凝池與同期折板反應/平流沉淀池的運行相比，礬耗略高。與安東[4]等人的平流沉淀池投藥量高于高效澄清池的研究成果不同，分析可能與混凝劑的種類及原水水質不同有關。Multi?o高效沉淀池+后混凝池+TGV高速濾池的高效集成處理工藝，與常規(guī)折板反應+平流沉淀池+V型濾池工藝相比，占地優(yōu)勢明顯。
參考文獻：
[1]葉青旺，張莉暉，韋榮.處理漓江水的不同混凝劑投加效果研究[J].城鎮(zhèn)供水，2014，（05）：41～45+52
[2]欒兆坤，李桂平，王曙光．微絮凝—深床直接過濾及工藝參數(shù)研究[J].中國給水排水，2002，18（4）：14～18
[3]左金龍.飲用水處理技術現(xiàn)狀評價及技術集成研究[D].哈爾濱工業(yè)大學，2007
[4]安東，張東，葉輝，等.高效澄清池工藝處理黃浦江水源水運行效果[J].給水排水，2010，36（3）：26～28
作者:牟旭芳 王浩然 尹芳 謝娟娟 覃忠區(qū) 單位:桂林市自來水有限公司
