城市給水處理主要問題及水廠工藝設計ppt課件.ppt

城市給水處理工藝設計 張炯北京市市政工程設計研究總院2012年3月 1 城市給水處理面臨主要問題 城市給水處理主要技術 1 2 案例分析 3 目錄 2 1城市給水處理面臨主要問題 各主要河流和湖泊流域水質不斷惡化有機物 重金屬 有毒化學物質污染 富營養(yǎng)化嚴重 水源地水質超標環(huán)保部2007年根據 地表水環(huán)境質量標準 GB3838 2002 對全國32個省 直轄市和自治區(qū)的4002個水源地水質進行分類統計 受污染地表水源地個數比例約為5 受污染地下水源地個數比例約為15 6 突發(fā)水污染事件頻發(fā)松花江硝基苯污染 廣東北江鎘污染 無錫飲用水危機 1 1水源污染嚴重 水污染事件頻發(fā) 3 1城市給水處理面臨主要問題 1 2水質標準提高及公眾關注和需求 飲用水水質標準現狀及發(fā)展趨勢 增加了71項 修訂了8項 農藥 消毒副產物 微生物學指標增加較多 4 1城市給水處理面臨主要問題 1 2水質標準提高及公眾關注和需求 深圳市優(yōu)質飲用水工程技術規(guī)程 SJG16 2007 優(yōu)質飲用水的定義 原水經水廠凈化 消毒處理后 通過輸配水管網供給用戶 符合 深圳市生活飲用水水質目標 要求 達到歐 美等發(fā)達國家的水質標準 可以直接飲用的自來水 深圳市生活飲用水水質標準與國標對比 5 1城市給水處理面臨主要問題 1 2水質標準提高及公眾關注和需求 隨著社會 經濟的發(fā)展 人們對于飲用水水質的關注和需求日益增多 根據北京市自來水公司的統計 用戶投訴中大于90 的投訴針對嗅味 包括 土腥味 氯味 裝修材料的異味等 綜合市民對于自來水水質投訴的各種問題表明 普通市民對于飲用水水質的關注主要反映在感官指標 包括 龍頭出水濁度顏色異嗅口感結垢生物安全性 6 1城市給水處理面臨主要問題 常規(guī)處理工藝仍為主流工藝 約占92 無法有效去除水源污染帶來的有機物 氨氮 藻類等指標超標的問題 無法有效應對突發(fā)水源污染帶來的各類特性污染問題 在當前水源條件下無法滿足新的水質標準要求 無法保障管網輸配的水質穩(wěn)定性問題 新技術 新工藝的問題O3 BAC 溴酸鹽問題 微生物泄露問題等 水廠升級改造 引進的一些國外專利技術 目前主要存在管理 運行等問題 并且如何與原有系統更好的協調運行也是目前關注的焦點之一 1 3水廠處理工藝主要問題 7 城市給水處理面臨主要問題 城市給水處理主要技術 1 2 案例分析 3 目錄 8 2城市給水處理主要技術 預處理技術強化常規(guī)處理技術深度處理技術安全消毒技術管網穩(wěn)定性控制技術應急處理技術 9 2城市給水處理主要技術 預處理技術 10 2城市給水處理主要技術 強化常規(guī)處理技術 11 2城市給水處理主要技術 深度處理技術 臭氧 活性炭 超濾 近10年 深度處理工藝建設規(guī)?？傆嬤_640萬噸 日以上 占新增供水量13 12 2城市給水處理主要技術 安全消毒技術 13 2城市給水處理主要技術 管網穩(wěn)定性控制技術 14 圖2 1實際管網管垢分層示意圖 給水管網管垢分為3層 即表面沉積層 致密殼層和內部疏松層 當管垢表面致密殼層被破壞 管垢內層松散結構的二價鐵和三價鐵就會大量進入水流主體 其中二價鐵在主體水流中被余氯和溶解氧氧化成三價鐵 形成不溶于水的氫氧化鐵膠體顆粒 再凝聚長大成為鐵銹懸浮顆粒 增加了水的濁度和色度 即產生 黃水 問題 管垢特性初步分析 2城市給水處理主要技術 15 硫酸鹽對于鐵釋放的影響主要表現在 硫酸根離子能夠與管垢表面的FeOOH發(fā)生反應 生成 FeO 2SO4增加溶解性 同時較高的電導率加快反應速率 從而增加鐵釋放速率 有研究表明 硫酸鹽促進管垢鈍化層破壞溶解 破壞管網鐵穩(wěn)定性 2FeOOH SO42 FeO 2SO4 2OH FeO 2SO4 2H2O 2Fe3 SO42 4OH 對于以硫酸根 氯離子等中性離子的侵蝕為基礎的鐵穩(wěn)定性判別指數主要是拉森指數 LarsonRatio Larson指數的計算公式如下式 當拉森指數大于1時 水具有嚴重腐蝕性 硫酸根對管垢鐵釋放的影響 2城市給水處理主要技術 16 城市給水處理面臨主要問題 城市給水處理主要技術 1 2 案例分析 3 目錄 17 3案例分析 北京市第九水廠 總設計規(guī)模150萬m3 d 分三期建設 分別于1988 1995 2000年運行 每期50萬m3 d 為了適應水源水質變化 解決處理工藝和設施等問題 在2004年至2010年 進行了一系列的改造工程 18 3案例分析 北京市第九水廠 19 3案例分析 北京市第九水廠 20 北京市主要水源系統示意 北京九廠 21 3案例分析 北京市第九水廠 改造一 二期改為ACTIFLO 22 3案例分析 北京市第九水廠 采用微砂回流 絮凝時間可以縮短至8min 上升流速可以提高到40 60m h 11 17mm s 縮小了沉淀池的面積 有微砂作為緩沖 對水量和水質的適應性較好 微砂的粒徑通常采用0 08 0 5mm 每m3水消耗微砂最大約為3g ACTIFLO 23 3案例分析 北京市第九水廠 改造二 密云水庫取水增加PAC PACdosing 24 3案例分析 北京市第九水廠 改造三 關西莊泵站 由于原水水質不確定增加預氧化 ozonegenerator KMnO4dosing 規(guī)模 1 500 000m3 d 預臭氧 1mg L KMnO4 0 5 2 5mg L 25 3案例分析 北京市第九水廠 改造四 回流水處理 技術先進 短流程 占地小 處理效果好 26 3案例分析 北京市第九水廠 27 原水 混合井 高效澄清池 砂濾池 主臭氧接觸池 炭濾 清水池 配水泵房 管網 北京第三水廠改擴建 3案例分析 北京市第三水廠 28 3案例分析 北京市第三水廠 特殊的絮凝反應器設計 兼具物理和化學反應 在中心區(qū)域的軸流葉輪 使絮凝區(qū)產生的流量約10倍于處理流量 絮凝時間約8 10min 沉淀區(qū)至絮凝區(qū)采用可控的外部泥渣回流應用有機高分子絮凝劑 通過投加聚合物來提高礬花密度 高密度沉淀池 29 3案例分析 北京市第三水廠 30 3案例分析 北京市第三水廠 預臭氧水射器進水增加網罩 高密池排泥系統增加切換閥 炭池V型槽增加檔板 污泥卸泥車間增加外廊 冬季防凍 31 田村山水廠改擴建 1985年建設 原規(guī)模17萬m3 d 北京市提供生活飲用水的第一座深度處理地表水廠 建成之初為亞洲最先進的水廠之一 原水 混合井 機械攪拌澄清池 虹吸濾池 臭氧接觸池 活性炭池 清水池 配水泵房 管網 燕化田村水廠 工業(yè)用水水廠 1976年建設 總規(guī)模34萬m3 d 原水 配水井 隔板反應池 板沉淀池 虹吸濾池 清水池 配水泵房 3案例分析 北京市田村山水廠 32 改造前水源 密懷水庫 張坊應急水源改造后水源 密懷水庫 張坊應急水源 河北四庫 丹江口水庫 改擴建工程總規(guī)模34萬m3 d 其中新建綜合池規(guī)模17萬m3 d 改擴建工程利用燕化水廠50 產水能力 17萬m3 d 取用燕化水廠出水做為田村山水廠改擴建工程的水源 燕化出水 輸水管道 混合井 砂濾池 臭氧接觸池 炭濾池 清水池 配水泵房 田村山水廠改擴建 3案例分析 北京市田村山水廠 33 3案例分析 北京市田村山水廠 34 深圳筆架山水廠改擴建 原水 混合井 水力絮凝池 V型濾池 臭氧接觸池 活性炭池 清水池 配水泵房 管網 3案例分析 深圳筆架山水廠 1988年建設 原規(guī)模12萬m3 d 采用微絮凝直接過濾處理工藝 1992年擴建 增加了混合 絮凝 沉淀工藝 提高了原濾池濾速 1993年為緩解深圳市中部供水緊張的矛盾 實施應急擴建工程 新建V型濾池 1997年將原有混合絮凝沉淀池改造成為機械混合 側向流波形斜板沉淀池 微絮凝池停用 使供水能力挖潛到32萬m3 d 35 3案例分析 深圳筆架山水廠 36 小格網反應池 3案例分析 深圳筆架山水廠 37 平流沉淀池 3案例分析 深圳筆架山水廠 38 炭濾池 3案例分析 深圳筆架山水廠 39 濾池設備間 3案例分析 深圳筆架山水廠 40 污泥處理系統 工藝路線 排泥池 脫水機房 濃縮池 污泥提升泵房 外運填埋 排泥水 3案例分析 深圳筆架山水廠 41 均衡池 浮動槽 2座單池平面尺寸W B 18m 18m 有效水深4m中心幅流式進泥固體負荷為1kg m2 h 污泥處理系統 浮動槽 3案例分析 深圳筆架山水廠 42 濃縮池 中心幅流式重力濃縮池2座單池平面尺寸W B 18m 18m 池邊有效水深4m固體負荷為1kg m2 h污泥