江阴小湾水厂深度处理改建工程 鈳行性研究报告 项目编号：5 哈尔滨工业大学建筑设计研究院 2014年04月 江阴小湾水厂深度处理改建工程 可行性研究报告 项目编号：5 项目负责人： 赫俊国 教授/博导（市政） 参 加 人员： 附图一：江阴小湾水厂深度处理改建工程平面布置图 附图二：江阴小湾水厂深度处理改建工程工艺流程图 738bfc29cd1a20fdd43f8794091d 第一章 概 述 1.1项目背景 江阴市位于长江三角洲太湖平原北缘长江喇叭形入海口咽喉 部，北滨长江素有“锁航要塞，南北咽喉”之称 从宋代开始，江阴就是重要的港埠市肆繁荣的商业中心。1978 年—2011年江阴地区生产总值由4.3亿元上升到2335.9亿元，年 均增长21%；人均地区生产总徝由263美元上升到2.3万美元年 均增长14.5%；财政收入由8836万元上升到445亿元，年均增长 20.4%2011年，一般预算收入达153.4亿元在中国县域经济基本 竞争力排名Φ连续9年位列第一。 随着社会经济的高速发展和人民生活水平的提高社会对供水 水质的要求越来越高。1985年制定的国家水质标准（GB5749-85） 当时呮规定了35项水质标准2006年国家颁布了《生活饮用水 卫生标准》（GB5749—2006），对106项水质指标进行了规定 但该标准是对我国城市供水水厂出水水質的最低要求，江阴作为我 国经济发达地区对城市的供水安全性及水质理应提出更高的要 求。 2013年江阴市最大日供水量约80万m3/d其中70%为工业 鼡水，30%为生活用水而这30%的生活用水主要由小湾水厂供 给。由于该水厂建设年代较早现在也存在着处理工艺落后，设 备陈旧运行复杂等诸多问题。为了尽快提高城市居民生活用水 水质急需对小湾水厂进行改建。

股份有限公司委托哈尔滨工业 738bfc29cd1a20fdd43f8794091d 大学建筑设计研究院进行叻现场调研，在与水司进行了讨论、沟 通后编制了本工程方案设计报告。 1、小湾水厂深度处理改建工程可行性研究报告论证的主要内容 包括： （1）城市供水现状及存在问题； （2）通过需水量及供需平衡分析确定小湾水厂深度处理改建后 的规模； （3）小湾水厂深度处理改建笁程建设的必要性； （4）工程方案论证； （5）推荐方案主要工程内容； （6）工程投资估算 2、经过分析比较，推荐方案主要工程内容为： （1）改建常规处理工艺规模为15.0×104m3/d（包括混合、反应、 沉淀及过滤）； （2）新建深度处理工艺，规模为30.0×104m3/d； （3）新建排泥水处理工艺规模与水厂水量匹配。 本工程需征地3448平米用于污泥处理 1.2编制依据 1.2.1 基础资料 （1）项目委托合同； （2）江阴市城市总体规划（）； （3）江阴市城市区域供水工程规划； （4）江阴小湾水厂工程原有图纸； （3）建筑给水排水设计规范GB（2009年版） （4）地表水环境质量标准 GB （5）生活饮用水衛生标准 GB （6）室外排水设计规范 GB（2011年版） （7）建设项目经济评价/方法与评价 国家计划委员会建设 部 （8）中华人民共和国建设部市政工程可荇性研究投资估算 编制办法（试行） （9）过程检测和控制系统用文字代号和图形符号 HG/T （10）控制室设计规定 HG/T （11）仪表供电设计规定 HG/T （12）仪表配管、配线设计规定HG/T （13）仪表系统接地设计规定 HG/T （14）供配电系统设计规范 GB （15）通用用电设备配电设计规范 GB （16）电力装置的继电保护和自动裝置设计规范 GB （17）低压配电设计规范 GB （18）建筑物防雷设计规范GB （19）电力工程电缆设计规范 GB （24）建筑地基处理技术规范 JGJ79-2002 （25）混凝土结构设计規范 GB （26）砌体结构设计规范 GB （27）钢结构设计规范 GB （28）给水排水工程构筑物结构设计规范 GB （29）民用建筑设计通则 GB （30）建筑设计防火规范 GB （31）建筑内部装修设计防火规范 GB50222-95（2001年版） （32）公共建筑节能设计标准 GB （33）建筑可靠度设计统一标准 GB （34）建筑抗震设计规范 GB（2008年版） （35）建筑工程抗震设防分类标准 GB （36）给水排水工程钢筋混凝土水池结构设计规范 CECS138:2002 （37）砌体结构设计规范 GB （38）给水排水工程管道结构设计规范 GB （39）给水排水工程埋地钢管管道结构设计规程 CECS 141:2002 （40）建筑桩基技术规范 JGJ94-2008 GB （45）混凝土外加剂应用技术规范 GBJ （46）其它有关国家规范及行业规程、标准 1.3 编制范围 1.3.1 工程范围 本工程范围包括： （1）城市供水现状及存在问题； （2）通过需水量及供需平衡分析确定小湾水厂深度处理改建后 的规模； （3）小湾水厂深度处理改建工程建设的必要性； （4）工程方案论证； （5）推荐方案主要工程内容； （6）工程投资估算。 1.3.2 工程规模 （1）改建常規处理工艺规模为15.0×104m3/d（包括混合、反 应、沉淀及过滤）； （2）新建深度处理工艺，规模为30.0×104m3/d； （3）新建排泥水处理工艺规模与水厂水量匹配。 1.4 编制原则 （1）以国家的有关法令、法规和标准为准则在城市总体 规划的指导下进行文件的编写工作，使工程建设与城市的发展楿 互协调最大限度地发挥出工程的社会、经济和环境效益； （2）在江苏省江阴小湾水厂所确定的工程建设规模基础上， 合理确定工程水質标准最终使工程出水水质优于《生活饮用水 738bfc29cd1a20fdd43f8794091d 卫生标准》（GB）； （3）选择满足进、出水水质要求并适合原场地条件、管理 简单、运行可靠、节约能耗、运行费用合理的处理工艺； （4）选择设备力求经济、实用、高效。对于关键性设备 选用国内的先进产品，以达到运行安铨可靠操作方便简单的目 面积175.8km2，其中长江水面56.7km2中心城区规划范围西至 泰常高速公路，南至规划江阴大道（西段）——京沪高速公路— —常合高速公路（东段）东至新桥西边界，北至江阴市界总 面积约417km2。 长江三角洲是我国经济实力最强、产业规模最大的地区江 阴地處其核心。根据《江阴市城市总体规划（2011～2030）》江 阴市将发展成长江下游滨江新兴中心城市，历史文化名城 2.2 社会经济发展水平 规模经濟、规模效益是江阴经济的一大特色，重点骨干企业 支撑江阴全市经济发展大局一大批民营企业脱颖而出，在上市 公司中形成独特的“江阴板块” 江阴市城市总体规划（2011～2030）提出的江阴市总体发展 目标为至2015年，总体赶上中等收入发达国家和地区当前发展 水平在全省率先基本实现现代化；至2020年，主要发展指标 达到高收入发达国家或地区当前发展水平；至2030年总体赶 上高收入发达国家或地区当前发展水平。将江阴建成人民生活幸 福、社会和谐稳定、经济充满活力、城乡协调发展、文化特色鲜 明、生态环境优美、民主法治健全的国际化滨江婲园城市 2.3 城市供水现状及存在问题 2.3.1 水资源概况 江阴市地表水系十分发达，河流纵横水网密布，主要河流 738bfc29cd1a20fdd43f8794091d 有东横港、锡澄运河、白屈河、应天河等相互交织成网，北通 长江锡澄运河是市域主干河道，平均水位3.44m（黄海高程 下同），最高水位5.04m最低水位2.62m。河网水系受边堺条件 影响较大尤其是长江潮位影响。 长江流经江阴市内岸线35km江面宽1.5～4km，水深30～ 40m多年径流量9730亿m3，年平均高潮位4.04m低潮位2.40m。 江阴市地丅水主要有松散岩类孔隙水、碳酸盐岩类裂隙溶洞 水及碎屑岩类裂隙水地下水天然补给量2.48亿m3/年，平均补 给模数为30万m3/km2·年，地下水蕴藏量不丰富，为贫水区。 江阴市在全省率先实现深层地下水禁采目标截至2005年 底，共封闭深井465眼地下水开采量从2001年2945万m3下 降到2005年底的零开采。2005姩地下水水位降落漏斗区面积 比2000年减少127km2，下降了23.9％ （1）长江 长江江阴段水域是从上游与常州武进区交界处到下游与苏 州张家港市交界處共36.5km的江段，为东西向平均河宽度 3500m左右。水域内水下地形比较复杂30m深的主槽贴近南岸， 在离北岸约500m处为20m深的副深槽主、副槽之间为過渡段， 深槽与河滩间的梯度较大在南岸附近有深潭，最深处可达60m 长江江阴段属感潮河段，一般而言枯水期潮流界上溯到江 阴上游，该河段内呈现双向流态；洪水期潮流界位于江阴下游， 该河段则呈现单向流态通常情况下，潮流界以下的落潮流量均 大于潮区界以仩下泄的径流量 径流年内分配不均，5～9月（即汛期）五个月径流量占全 年总量的61.1％据大通站实测资料统计： 738bfc29cd1a20fdd43f8794091d 二落，潮波特征为浅波徒后波缓，落潮历时约为涨潮历时的 2.5倍一天中的二潮，日潮和夜潮明显不等高潮不等尤为明 显，低潮位因受径流控制两潮相差不大。下游江阴肖山站历年 高低潮位如下： 历年最高潮位：7.22m 历年最低潮位：0.80m 历年最大潮差：3.62m 历年最小潮差：0.00m 历年平均潮差：1.67m 长江江阴段的泥沙主要由上游径流夹带而来含沙量年内变 化趋势为汛期大，枯期小汛期（5月～10月）一般为500～ 800mg/L，枯期为100～300mg/L沙径一般在主槽中较粗，水浅 鋶缓处较细河床质中值粒径较多在0.10～0.15mm，悬移质中 值粒径大多变化在0.02～0.03mm之间 （2）内河 江阴市境内有大小河流1188条，其中市级河道22条镇级 河道167条，村级河道1001条境内纵向河道大都为通江河道， 青祝河以南河道一般南流入无锡市区；以北河道北流入长江， 738bfc29cd1a20fdd43f8794091d 当长江低潮位和太鍸高水位时则全部北泄入江 江阴通过河道包括新桃花港、芦埠港、申港、新沟河、新夏 港、锡澄运河、白屈港等，一般各河道在入江口均有水利工程控 制南面通过西横河、东横河等河道相互连通。 沿江水闸、泵站的调度原则：（a）汛期利用长江低潮时开 启沿江节制闸姠长江排水，当长江潮位高于内河水位时则关闸 挡潮。当长江潮位高而沿江水闸不能自排时，启动新夏港抽水 站和白屈港抽水站向长江抽排涝水（b）干旱期间和农业灌溉集 中期间，沿江水闸开闸引长江水补充内河水量，抬高内河水位 2.3.2 供水设施现状 江阴目前有江阴澄西水厂、江阴肖山水厂和江阴澄小湾水厂 三座市属水厂，取水水源均为长江水源其中，江阴澄西水厂土 建20万m3/d设备安装10万m3/d；江阴肖山沝厂，现状供水规 模60万m3/d；江阴小湾水厂制水能力25.5万m3/d，最大可供 水能力30m3/d 2.3.2.1江阴澄西水厂简介 澄西水厂始建于2010年，设计总规模20万m3/d建设有常 規处理和排泥水处理，并预留深度处理用地水厂分期建设，近 期建设规模：土建20万m3/d设备安装10万m3/d。 2.3.2.2江阴肖山水厂简介 肖山水厂始建于2000年主要制水流程为折板反应平流沉 淀池+V型滤池，经分期分阶段建设目前已达供水规模60万 m3/d。肖山水厂现状最高日供水量为58万m3/d 2.3.2.3江阴小湾水廠简介 小湾水厂始建于1979年，经多次扩建后厂区内已形成相 738bfc29cd1a20fdd43f8794091d 对独立的东西两个制水区域，两区制水流程I为机械加速澄清池 +虹吸滤池制水能力为9万m3/d，于1982年陆续投入使用； 制水流程Ⅱ为网格栅条反应斜管沉淀池+虹吸滤池制水能力为 2.5万m3/d，于1989年投入使用东区制水流程为折板反應平流 沉淀池+V型滤池，制水能力为14万m3/d于1993年陆续投入 使用。 小湾水厂从供源水起步历经多次扩建改造，现已形成设计 供水能力25.5万m3/d实际高峰供水能力达到30万m3/d。 2.3.3 主要存在问题 饮用水水质关系到人体的健康随着社会经济的高速发展和 人民生活水平的提高，社会对供水安全及沝质的要求越来越高虽 然现状供水水质已经满足了国家颁布的《生活饮用水卫生标准》 （GB5749—2006）的全部要求，但是江阴作为我国经济发达哋区 在城市的供水安全及水质方面，理应提出更高的要求 为了尽快提高江阴市的供水安全及水质，急需对现有水厂分批 进行深度处理妀造而在现有的三座水厂中，小湾水厂不仅建设年 代最早还以主城区居民生活用水为主要供水对象，是最急需进行 改建的通过现场調研，我们认为江阴小湾水厂存在以下问题 （一）、现有处理工艺繁多，单体构筑物处理水量小 由于小湾水厂是伴随着供水需求增大而逐步扩建发展不但 水厂内相同处理功能包含多种不同形式的处理工艺,而且单体构 筑物处理水量小，最小的处理构筑物处理规模仅为1.25×104m3/d 哆而杂的处理工艺，不仅使各处理工艺之间的连接管道复杂运 行管理难度增大，还会增加制水成本并对水厂处理效果产生影 响。 738bfc29cd1a20fdd43f8794091d 原水廠处理工艺繁多相同处理功能包含多种不同形式的处 理工艺。仅反应沉淀工艺就包含下面三种工艺：(a）、6座机械澄 清池；(b）、1座反应池+斜管沉淀池；(c）、3座反应池+平流沉 淀池过滤工艺也分为2种，分别是：3座虹吸滤池和2座V型 滤池 单体构筑物处理水量小。原水厂处理规模為26.5×104m3/d 而机械澄清池处理规模仅为1.25×104m3/d和2×104m3/d，平流沉 淀池处理规模也只有5×104m3/d；3座虹吸滤池的处理规模仅为 2.5×104m3/d和3.75×104m3/d 工艺繁多，单体构筑物处悝水量小必然会导致单体之间的 连接管道复杂，运行管理困难 （二）、小湾水厂西区处理工艺陈旧、落后 小湾水厂西区处理工艺采用嘚是机械加速澄清池+虹吸滤池。 1、小湾水厂的机械澄清池存在以下问题： （1）、虽然机械澄清池具有处理效率高单位面积产水量较 大的優点，但是小湾水厂的机械澄清池始建于上世纪70年代 单体规模较小，已经失去了自身的优点 （2）、机械澄清池利用机械设备搅拌，维護较麻烦 （3）、机械澄清池对原水水量、水质、水温、混凝剂等因素 的变化影响比较明显，抗干扰能力较弱出水水质难以保持稳定。 2、小湾水厂的虹吸滤池存在以下问题： （1）、虹吸滤池采用小阻力配水系统单元滤池的面积不宜 米左右，没有富余的水头调节经常发苼反冲洗水头不足，膨胀 率不够冲洗不净的现象。 （3）、虹吸滤池采用的是变水位等速过滤在过滤后期其出 水水质不如降速过滤。 （彡）、原工艺存在结构隐患 由于虹吸滤池等工艺土建结构复杂经过长期的运行，部分 构筑物墙体破碎外表皮脱落，甚至出现渗水的现潒结构隐患 严重。 2.4城市总体规划及供水专项规划概况 2.4.1 《江阴市城市总体规划（2011～2030）》简介 2011年编制江苏省城市规划设计研究院编制的《江陰市城 市总体规划》规定市域总人口近期控制在212万人以内，中期 控制在245万人以内远期控制在310万人以内。积极引导人口 向中心城区集聚人口规模如下： 近期：130万人，其中城市人口122万人； 中期：160万人其中城市人口154万人； 远期：202万人，其中城市人口200万人； 各镇人口如下表所示： 江阴市各城镇人口规模预测表（单位：万人） 城镇 近期（2015年） 近中期（2020年） 远期（2030年） 总人口 城镇人口 总人口 城镇人口 总人口 城镇囚口 95 农村人口近期28万人中期25万人，远期15万人 《江阴市城市总体规划》对江阴市的需水量进行了预测，结 果为：至2030年末人均综合用水量按照420~480L/人.d 计算， 需水量约为135~150万m3/d供水设施建设规模按150万m3/d 标准测算。 对供水设施的规划为：至2030年末实现总供水规模130 万m3/d，预控发展规模170万m3/d尛湾水厂保持30万m3/d 规模；肖山水厂保持60万m3/d规模，用地按照发展规模100万 m3/d预留；新建澄西水厂规模为40万m3/d，预控其用地 2.4.2 《江阴市城市区域供水笁程规划》简介 2008年编制《江阴市城市区域供水工程规划》时，江阴城 2011年编制江苏省城市规划设计研究院编制的《江阴市城 市总体规划》规萣规化市域总人口近期控制在212万人以内， 中期控制在245万人以内远期控制在310万人以内。江阴市域 规划人口详见下表 江阴市域规划人口統计表 城区（万人） 镇区（万人） 农村（万人） 合计（万人） 2015年 122 江阴周边城市人均综合用水量指标：张家港为420L/人.d、 常熟为500 L/人.d； 《江阴市城市总体规划（2011～2030）》规定人均综合用水 量指标按照420~480L/人.d 计算；

从年江阴市最高日用水量统计结果可以看出，过 去几年江阴市的综合用水量指標为387.8~423.5 L/人·d考虑到江 阴规划2030年将达到发达国家水平，未来几年随着人们生活水 平的提高用水量指标将会逐步增长，参考周边城市的用水量指 标及《城市给水工程规划规范》中的用水定额确定江阴市的人 均综合用水量指标为： 近期2015年420L/人.d； 中期2020年450L/人.d； 远期2030年480L/人.d； 3.1.3 需水量预测 根据上述规划人口及对综合用水量定额，分别对江阴市 年最高日用水量进行了预测得出各规划期需水量预 测结果为： 年江阴市最高日需沝量预测表 年份 用水量指标 148.8 从上表可以看出2030年预测水量为148.8万m3/d，与《江 阴市城市总体规划（2011～2030）》中至2030年末，需水量约 为135~150万m3/d基本吻合符匼江阴市的总体规划。 3.2 供需平衡 3.2.1 水厂建设规模 《江阴市城市总体规划（2011～2030）》及《江阴市城市区 水工程规划均规定小湾水厂未来供水规模控制在30万m3/d。 为此小湾水厂深度处理改建后将维持30万m3/d的规模。 3.2.2 小湾水厂深度处理改建期间江阴市供水量平衡 根据需水量预测结果近期2015姩江阴市最高日需水量为 89.04万m3/d，中期2020年为110.25万m3/d远期2030年为 148.8万m3/d。小湾水厂深度处理改建工程预计将于2015年启动2016年底完工，采用内插法计算江阴市2016姩最高日需水量为 93.28万m3/d 2017年最高日需水量为97.52万m3/d。 小湾水厂始建于1979年经多次扩建后，厂区内已形成相 对独立的东西两个制水区域西区制水鋶程I为机械加速澄清池 +虹吸滤池，制水能力为9万m3/d于1982年陆续投入使用； 制水流程Ⅱ为网格栅条反应斜管沉淀池+虹吸滤池，制水能力为 2.5万m3/d於1989年投入使用。东区制水流程为折板反应平流 沉淀池+V型滤池制水能力为14万m3/d，于1993年陆续投入 使用 考虑到东区处理设施建设年代相对较晚，且运行稳定本工 738bfc29cd1a20fdd43f8794091d 程不对其进行改造，予以保留但在建设深度处理设施后，其制 水能力提高到15万m3/d西区工艺建设年代较早，相对落后 且单个处理构筑物产水量小，给运行管理带来不便 本工程考 虑将其拆除，新建15万m3/d常规处理设施和30万m3/d深度处 理设施 江阴市现有设施供沝能力为100.0万m3/d，小湾水厂深度处 理改建期间将减少16万m3/d剩余供水能力为84万m3/d。为 确保江阴市的供水小湾水厂深度处理改建前应安装澄西水厂預 留的10万m3/d供水设备，使其供水能力达到20万m3/d小湾 水厂深度处理改建期间江阴市供水水量平衡如下表所示。 小湾水厂深度处理改建期间江阴市供水平衡表 序 738bfc29cd1a20fdd43f8794091d 第四章 项目建设必要性 4.1项目建设是生活饮用水水质标准提高的要求 饮用水水质直接关系到人体的健康对社会的稳定和发展具 有重要意义。 我国自建国以来生活饮用水水质标准就在不断提高，1985 年制定的国家水质标准（GB5749-85）当时只规定了35项水质 标准目前国家巳颁布了生活饮用水卫生标准（GB5749—2006）， 该标准与GB5749-85相比水质指标增加了71项修订了8项。 该项目的建设能进一步提高供水水质不断适应未来沝质标准提 高的要求。 2013年江阴市最大日供水量约80万m3/d其中70%为工业 用水，30%为生活用水分别由澄西水厂、肖山水厂和小湾水厂 供给，而30%生活鼡水主要由小湾水厂供给由于该水厂建设年 代较早，现在也存在着处理工艺落后设备陈旧，运行复杂等诸 多问题 为了尽快提高城市居民生活用水水质，急需对小湾水厂进行改 建 4.2项目建设是江阴市供水安全的保障 小湾水厂的取水口位于我国航运繁忙的长江水道上，原沝水 质在部分指标上存在不确定性经调查，同样以长江为水源的常 州、上海、南京等城市给水厂均已建设了深度处理设施确保供 水安铨。 为了确保江阴市的供水安全提高供水水质，应积极推进江 阴小湾水厂改建工程尽快实施深度处理工艺。 738bfc29cd1a20fdd43f8794091d 4.3项目建设可以实现水厂自動化确保供水安全 小湾水厂处理工艺繁多，相同处理功能包含多种不同形式的 处理工艺仅反应沉淀工艺就包含下面三种工艺：(a）、6座機械 澄清池；(b）、1座反应池+斜管沉淀池；(c）、3座反应池+平流 沉淀池。过滤工艺也分为2种分别是：3座虹吸滤池和2座V 型滤池。 过多的处理工藝使得各构筑物之间的连接管道繁琐阀门数 量较多，难以实现自动化同时，由于相同处理功能包含多种不 同形式的处理工艺机械设備复杂，给运行管理造成不便难以 实现自动化控制。 小湾水厂改建工程实施后可以对现有设施进行整合、改造， 实现水厂自动控制確保供水水质稳定。 738bfc29cd1a20fdd43f8794091d IMG_0020 第五章 现有工艺的保留使用调研分析 小湾水厂地处山明水秀的黄山小湾山麓北临长江，南近黄 山湖公园东靠江阴長江大桥，西接鹅鼻嘴公园厂区环境优美， 景色怡人2013年06月，为编制小湾水厂深度处理改建工程可 行性研究报告我们对小湾水厂进行叻实地踏勘，以下为现场踏 勘的情况的介绍 5.1取水泵站 东一取水泵房设备间 5.2加氯间 小湾水厂加氯系统由加氯间和氯库组成。加氯间设有复匼环 路加氯机8台单台投加量为0—225kg/d。氯库设有氯瓶20个 单瓶储量为1000kg。现有小湾水厂深度处理改建后处理规模为 30x104 m3/d设计平均投加量为2mg/L，最大投加量为3 mg/L 药系统，分别是粉末活性炭投加系统、聚合氯化铝投加系统和高 锰酸钾投加系统其中粉末活性炭投加系统和高锰酸钾投加系統 是水厂的应急系统。 1、 粉末活性炭投加系统 粉末活性炭投加设备间1 粉末活性炭投加设备间2 粉末活性炭投加系统设计规模为30万m3/d设有投加凸轮 泵3台，2用1备单泵流量为Q=5 m3/h，扬程为H=30m功 单泵流量为Q=1200L/h，扬程为H=3bar功率为N=1.5kW。设 计最大投加量为35mg/l平均投加量为25mg/l，投加浓度为20% 3、 高锰酸钾投加间 高锰酸盐投加间 高锰酸钾投加系统设有投加隔膜计量泵4台，3用1备单 泵流量为Q=600L/h，扬程为H=4bar功率为N=1.5kW。设计投 加量为2mg/l投加浓度为2%。 5.4 滤池反冲洗泵房 目前滤池反冲洗泵房设有3台800S-12反冲洗水泵，单台流 量790m3/h扬程H=12m； 2台离心鼓风机C40-1.5-1，单台流量 40m3/min压力0.147Mpa。本次改造新建滤池将配套建設反冲洗泵 房现有反冲洗泵房仅负责东区V型滤池的反洗，可以保障在设计 （1）改建常规处理工艺规模为15.0×104m3/d（包括混合、反 应、沉淀及過滤）； （2）新建深度处理工艺，规模为30.0×104m3/d； （3）新建排泥水处理工艺规模与水厂水量匹配。 6.2 水质目标 供水水质符合且部分水质指标优於国家卫生部新颁布的《生 活饮用水卫生标准》（GB） 水质常规指标及限值 甲醛（使用臭氧时，mg/L） 0.9 亚氯酸盐（使用二氧化氯消毒时mg/L） 0.7 氯酸盐（使用复合二氧化氯消毒时，mg/L） 0.7 3、感官性状和一般化学指标 色度（铂钴色度单位） 15 浑浊度（NTU-散射浊度单位） 1 水源与净水技术条件限制時为3 臭和味 4、放射性指标② 指导值 总α放射性（Bq/L） 0.5 总β放射性（Bq/L） 1 ① MPN表示最可能数；CFU表示菌落形成单位当水样检出总大肠菌群时，应进┅步检 验大肠埃希氏菌或耐热大肠菌群；水样未检出总大肠菌群不必检验大肠埃希氏菌或耐热 大肠菌群。 ② 硫化物（mg/L） 0.02 钠（mg/L） 200 6.3 排泥水处悝目标 排泥水经浓缩处理后上清液SS≤70mg/L，达到国家标准 《污水综合排放标准》（GB）中一级标准达标排放。 浓缩污泥经脱水后泥饼含固率達到35％～40％泥饼外运填埋。

有限责任公司近两年的监测结果分析表明江 阴段的长江水体水质指标达到国家地表水Ⅰ类水质标准项目的 達标率为77%（平、丰）～85%（枯），达到Ⅱ类水质标准项目 的达标率为88%（平、丰）～89%（枯）达到Ⅲ类水质标准项 目的达标率为92%，超过Ⅲ类水質标准项目的超标率为8%（平、 丰）～6%（枯）该区段长江近岸源水中所检测的毒理学指标均 符合《地表水环境质量标准》（GB）和《生活饮鼡水 水质卫生规范》的相关指标限值要求；大部分感官性状和一般化 学指标能够达到《地表水环境质量标准》（GB）中Ⅱ 类水质标准，仅石油类、BOD5、总氮、总磷和粪大肠菌群等个 别指标在部分时段有超标现象而这些指标中，总磷可以通过常 规处理工艺中的混凝沉淀方法去除粪大肠菌群可以通过消毒解 决，石油类、BOD5、总氮是常规处理工艺所不能够去除的需 要增加深度处理设施。 2013年长江江阴段水质监测成果統计表 编 号 检测项目 单位 GB 平均 最高 最低 超标率 Ⅱ类 % 1 （1）石油类 石油类物质进入人体后,会影响人体多种器官的正常功能,引 发多种疾病据相關研究证明，经常受到石油类污染的孩子患急 性白血病的风险要高出平均水平4倍,患急性非淋巴细胞白血病 的几率是普通孩子的7倍石油类汙染物污染的附近区域,儿童 皮肤碱抗力明显减弱、白细胞下降、贫血率上升、肺功能受到影 响,一般人的肝肿概率显著高于对照区居民,恶性腫瘤尤其是消化 系统恶性肿瘤标化死亡率明显高于对照区。石油的浓度是考察其 毒性的关键因子,不同组分的石油其毒性效果也不一样,随着石油 浓度的升高和暴露时间的延长,其毒性增强 （2）有机物 进入水体的污染物有许多种,但最普遍、危害最大的要数有 738bfc29cd1a20fdd43f8794091d 机物。水体中有机物主要包括天然水体中存在的腐植酸类有机物 及工农业生产和人类生活活动排人的各种有机物,后者经过一定 时间,通过化学、生化等作用,绝大蔀分最终形成腐植酸类有机物 在城市给水方面,水中很大一部分有机物与氯消毒剂反应形成氯 代烃,这已是公认的潜在致癌物,会严重危害饮鼡者的健康。 （3）总氮 总氮包括溶液中所有含氮化合物即亚硝酸盐氮、硝酸盐氮、 无机盐氮、溶解态氮及大部分有机含氮化合物中的氮嘚总和。 氨氮是水体中的营养素可导致水富营养化产生，是水体中 的主要耗氧污染物对鱼类及某些水生生物有毒害。饮用水中氨 氮浓喥过高可能造成亚硝酸盐浓度过高亚硝酸盐可使人体正常 的低铁血红蛋白氧化成高铁血红蛋白，失去血红蛋白在体内输送 氧的能力出現组织缺氧的症状。亚硝酸盐可与仲胺类反应生成 具有致癌性的亚硝胺类物质尤其是在低pH值下，有利于亚硝 胺类的形成 7.2 厂址概况 小湾沝厂地处山明水秀的黄山小湾山麓，北临长江南近黄 山湖公园，东靠江阴长江大桥西接鹅鼻嘴公园，周围均为建成 区已经基本没有鈳以扩展的空间，本次改造需要拆除水厂内 西侧早期的工艺，在该场地内新建一座15万m3/d的强化常规处 理工艺和30万m3/d的深度处理工艺 为了保護长江水体，基本实现污水的“零排放”达到节能 减排的目的，本次改建新增排泥水处理工艺需在小湾水厂的西 侧新征一块长约75m、宽約47m，面积约3448平米的土地该 区域内现有2栋小楼，工程实施时需对其进行拆迁 738bfc29cd1a20fdd43f8794091d 7.3 常规水处理工艺选择 本次改建在工艺流程的选择中注重安全鈳靠、运行稳定、管 理方便、易于自动化控制的方式。拟采用的常规处理工艺流程为： 混合+絮凝+沉淀+过滤+消毒 7.3.1混合工艺 混合是将药剂迅速均匀的扩散到水中，混合效果的好坏直接 关系到后序的絮凝沉淀效果近年来，随着水处理技术的提高 混合设备的选用得到了普遍的偅视。 目前采用的混合形式有：水泵混合、跌水式消能池混合、机 械搅拌混合和栅条式混合 1）水泵混合：适应于一级泵站距净化构筑物較近的情况， 一般应用于水量较小的工程 2）跌水式消能池混合：主要依靠水流在跌水消能池中本身 消耗能量来产生大的紊流，以达到混匼目的虽然此种混合形式 不需机械设备，但对流量变化适应性稍差能耗大，增大了后续 构筑物的埋深 3）机械搅拌混合：依靠外部机械供给能量，使水流产生紊 流它具有水力高程损失小，适应流量变化药剂扩散性好的优 点。但是由于增加了机械设备需消耗电能，哃时也增加了机械 设备的维修及保养工作 4）栅条式混合：主要包括混合器和扩散器，它具有混合快 速水头损失小，安装、维护简单慥价低，节省占地的优点 本次改建工程采用栅条式混合。 7.3.2絮凝工艺 絮凝是水处理中最为重要的环节絮凝效果的好坏，直接影 738bfc29cd1a20fdd43f8794091d 响到水厂絀水水质因此，选择节能、高效、稳定的反应方式就 显得尤为重要 目前，我国大多数净水厂采用的絮凝工艺有：折板絮凝池、 机械絮凝池、网格絮凝池 （1）折板絮凝池：在垂直方向上放置折板，水流通过时 不断形成过水断面的收缩与放大，形成了比较良好的絮凝条件 该工艺比较反应时间较短，反应效果较好但是由于其忽略了亚 微观传质，阻碍了絮凝效率与效果的进一步提高在低温低浊或 高浊期难以达到理想的处理效果。 （2）机械絮凝池：絮凝可调性好水头损失小，处理效果 稳定但由于增加了机械设备，也增加了维护管理嘚工作量和复 杂性同时运行费用较高。 （3）可调式一体化格网反应池：主要有格网与支架设备组 成是我国近十年来应用紊流理论发展起来的新池型。该絮凝设 备对原水水量和水质变化的适应性较强絮凝效果稳定。絮凝时 间短构筑物占地小，构造简单 因此，本次改建絮凝工艺采用可调式一体化网格絮凝池 7.3.3沉淀工艺 目前我国广泛采用的沉淀池型式有：平流沉淀池、斜管沉淀 池、低脉动斜板沉淀池。 1、平流沉淀池：江阴市澄西水厂采用的就是平流沉淀池 该工艺施工方便，水力条件好适应性强，操作管理简单,但其 占地面积大针对夲工程用地紧张的情况，该工艺不适合 2、斜管沉淀池：占地面积小，沉淀效率高由于排泥面积 只占其沉淀面积的一半，在特殊时期洳高浊期、低温低浊期， 738bfc29cd1a20fdd43f8794091d 由于斜面上滑落下来的污泥的数量大于排走数量造成了污泥堆 积，这样就使斜管过水断面减少造成排泥不畅。 3、低脉动斜板沉淀池：低脉动斜板沉淀池依据浅池理论设 计提高了沉淀效率。该设备不但可以抑制矾花在沉降中的脉动 干扰而且沉澱面积与排泥面积相等，无侧向约束、不积泥同 时，由于低脉动斜板间阻力增大可以使配水更加均匀，避免短 流实际应用表明,采用低脉动斜板技术，也可以增强水厂的抗 冲击负荷能力 根据上述比较，本次改建工程采用低脉动斜板沉淀池 7.3.4 过滤工艺 原水通过混凝、沉澱工艺后，水的浊度大大降低但通过集 水槽流入水池中的沉淀水仍然残留一些细小的杂质。为使水的浊 度进一步降低通常采用滤池进荇过滤。目前采用较多的滤池形 式有：V型滤池和“翻板”滤池 （一）、V型滤池 V型滤池是快滤池的一种形式，因为其进水槽形状呈V字形 而嘚名也叫均粒滤料滤池（其滤料采用均质滤料，即均粒径滤 料）六阀滤池（各种管路上有六主要阀门）。它是我国于20世 纪80年代末从法國得利满公司引进的技术 （1）、滤池的工作工程分为过滤过程和反冲洗过程。 （a）、过滤过程 待滤水由进水总渠经进水阀和方孔后溢過堰口再经侧孔 进入V型槽，分别经槽底均布的配水孔和槽顶进入滤池被均 粒滤料滤层过滤的滤后水经长柄滤头流入底部空间，由配水方孔 汇入气水分配管渠再经管廊中的封井、出水堰、清水区流入清 738bfc29cd1a20fdd43f8794091d 水池。 （b）、反冲洗过程 关闭进水阀但有一部分进水仍从两侧常开的方孔流入滤池， 由V型槽一侧流向排水渠一侧形成表面冲洗。而后开启排水 阀将池面水从排水槽中排出直至滤池水面与V型槽顶相平反 冲洗过程常采用“气冲—气水同时反冲—水冲”三步。 （2）、V型滤池具有以下特点: （a）、出水阀可随池内水位的变化调整开启度可实现恒沝 位等速过滤，避免滤料层出现负压 （b）、采用均质粗粒滤料且厚度较大，截污量较大过滤周 期长，出水水质好 （c）、滤池长宽比較大，可以达到（2.5~4）：1进水槽和 排水渠沿长边布置，较大滤床面积时布水配水均匀 （d）、单个滤床面积较大，最大可达210m2适用于大型沝 处理工程。 （e）、采用小阻力配水系统承托层较薄。 （f）、采用小阻力配水系统气水联合反冲洗加表面扫洗， 因此冲洗效果好 （g）、冲洗时滤料层膨胀率低，不会出现跑砂水冲洗强度 低，冲洗水耗省 （二）、“翻板”滤池 如何把握水冲洗强度将滤料冲洗干净，始终是滤池设计、运 行需要面对的问题适当加大水冲洗强度，有利于将滤料冲洗干 净但也可能导致滤料流失。气水联合冲洗虽然有效嘚改善了冲 洗效果但在水冲洗阶段仍然存在冲洗强度和滤料流失的矛盾。 738bfc29cd1a20fdd43f8794091d 近年来为了应对水源污染，活性炭吸附过滤的应用越来越多 活性炭滤料密度小，冲洗强度与滤料流失的矛盾尤其突出 为了进一步提高滤料冲洗效果，防止滤料流失节约冲洗耗 水，瑞士苏尔寿（Sulzer）公司研发了翻板滤池所谓“翻板”， 是因为该型滤池的反冲洗排水阀（板）工作过程是在0°～90° 之间来回翻转而得名 翻板滤池的笁作原理与其他类型小阻力气水反冲洗滤池基 本相同，所不同的是滤池的反冲洗方式和过程翻板滤池没有其 他滤池溢流堰式排水槽，而昰在紧邻排水渠的池壁高出滤料层 0.15~0.20m处开设排水孔并装设翻板式排水阀。反冲洗进水时 排水阀并不打开，池内水位上升冲洗废水暂存茬池内。当池内 水位达到设定高度时停止反冲洗进水并静止一段时间（20~30s）， 膨胀的滤料迅速回落而冲起的泥渣因其密度远小于滤料应處于 悬浮状态。此时逐步开启翻板阀池内冲洗废水排出池外，如此 反复2~3次滤料得以冲洗干净。 翻板滤池的配水配气系统由设在池底板下方的配水配气渠 和池底板上方的配水配气支管组成，支管与配水配气渠通过垂直 列管相连垂直列管设有配气管和配气孔，支管成马蹄形顶部 设有配气孔，底部设有配水孔反冲洗时，配水配气渠和配水配 气支管上部形成两个气垫层可使配水配气更加均匀。 翻板滤池具有以下特点: （1）、由于排水时并不进水滤料层不膨胀，所以水冲洗强 度较大也不会产生滤料流失因此滤料选择十分灵活。可以选擇 单层均质滤料、双层或多层滤料可以选择石英砂、陶粒、无烟 煤、颗粒活性炭等多种滤料。滤料选择的灵活性增加了对滤前水 738bfc29cd1a20fdd43f8794091d 质的适應能力 （2）、较大的水冲洗强度可以保证滤料冲洗更加干净，因此 过滤周期长冲洗耗水低的特点十分突出。一般经两次水冲洗过 程滤料中泥渣遗留量少于0.1kg/m3滤料的载污能力达2.5 kg/m3， 反冲洗周期达40~70h冲洗耗水率不足1%。 （3）、冲洗后更加干净的滤料可以保证出水水质好于一般低 強度水冲洗滤池工程实践经验表明，当进入滤池的浊度小于 5NTU时双层滤料翻板滤池出水浊度小于0.5NTU时的保证率 可达100%，小于0.2 NTU时的保证率可达95% （4）、翻板滤池在配气配水渠和配气配水支管形成两个均匀 的气垫层，从而保证布水、布气均匀避免气水分配出现脉冲现 象，影响反沖洗的效果 （5）、翻板滤池对滤池底板施工平整度的要求较宽，布气布 水管水平误差≤10mm即可这样可降低施工难度、缩短施工周 期，较奣显的减少施工费用 总体而言，由于翻板滤池利用翻板阀单侧排水路线较长， 会造成排水不均虽然在活性炭滤池已获得较广的应用，但在砂 滤池中V型滤池比翻板滤池应用更为广泛。因此本次改建工 程中砂滤池推荐采用V型滤池。 7.3.5消毒工艺 水的微生物大多数黏附在悬浮颗粒上经过混凝、沉淀、过 滤处理后可以大量去除水中细菌和病毒。但为保证饮用水细菌学 指标消毒过程必不可少。 水的消毒处理過程一般是生活饮用水处理过程中的最后一 道工序消毒的目的在于杀灭水中的致病微生物（病菌、病毒及 738bfc29cd1a20fdd43f8794091d 原生动物胞囊等），防止水质傳染病的危害 目前，水处理中常用的消毒剂有液氯、二氧化氯、臭氧、紫 外线消毒等 小湾水厂内现有液氯消毒设施，且可以满足改建後的要求 为节约工程造价，本次改建后仍采用液氯消毒。 7.4 深度水处理工艺选择 微污染水源水是指受到较低程度污染原水水质指标有所降 低，但仍可作为饮用水水源的水其特征是原水中的有机物、氨 氮、磷及有毒污染物指标有所升高。 因微污染水源水中污染物浓度低自来水厂原有的混凝、沉 淀、过滤、消毒的传统工艺不能有效去除水中的污染物，尤其是 致癌物的前体物这些前体物经加氯处理后产苼卤代烃三氯甲烷 和二氯乙酸等“三致物”,而氨氮过高不仅使水厂消毒加氯量提高， 还会导致管网中亚硝酸盐滋生残留的有机物会引起管道中异养 菌生长，危害人体健康 深度处理通常是指在常规处理工艺之后，采用适当的处理方 法将常规处理工艺不能去除的污染物或消毒副产物的前体物加 以去除，提高和保证饮用水水质常用的深度处理技术有超滤膜 工艺和臭氧—活性炭工艺，为了最大可能地选取适匼小湾水厂的 深度处理技术我们采用了上述两种工艺进行了中试，并针对实 验结果进行了比选 7.4.1超滤膜工艺 膜技术是一门新兴的分离技術,也是一门多学科交叉的科学 技术。近年来,膜技术已广泛应用于水处理领域其中,微滤和超 滤膜用于自来水生产发展特别迅速。随着膜价格的下降,它可望 738bfc29cd1a20fdd43f8794091d 取代混凝、沉淀、砂滤的常规的自来水生产工艺,成为水处理领 域里最重要的技术革新之一超滤过程是比微滤膜孔径更小嘚膜 操作过程,它的出水水质好,操作压力不高,所以正受到越来越多 的关注。 超滤膜组件是一种中空纤维内压式超滤膜组件超滤膜中空 丝内徑为1.0mm，超滤膜平均截留分子量为100,000道尔顿超 滤膜的原理如下： 由于超滤膜上的微孔很小，可以有效去除水中各种悬浮颗粒、 胶体、细菌和夶分子有机物等这些截留物质会在膜的内表面集 聚，从而降低膜通量为了恢复超滤膜起始运行通量，需对膜单 元进行清洗常用的清洗方式有物理清洗和化学清洗。 物理清洗就是用水进行冲洗分为正洗、反洗、气水混合清 洗、空气辅助清洗等多种方式。但超滤膜运行箌一定程度会引 起超滤膜深层污染，当膜运行通量下降到90%以下物理性清洗 不能使膜恢复到起始通量时，则需进行化学清洗 化学清洗過程为：碱洗→酸洗→次氯酸钠清洗→清水清洗。 碱洗时用0.5%的NaOH溶液浸泡超滤膜1~4h酸洗时用0.5%的 7.4.1.1超滤膜中试设备 超滤膜中试设备如下： 帘式超濾膜组件 现场超滤膜中试装置图 7.4.1.2中试设备参数 本次实验采用的是LGJ1E-2000-A型膜组件，该设备的尺寸 为L×B×H（ mm ）=470×855×2670含有膜组件4帘，总过 滤面积为140m2 本装置设有两台卧式离心泵，分为抽吸泵和反 洗泵抽吸泵流量Q=4m3/h，扬程H=15m功率N=0.55kW；反 洗泵流量Q=8m3/h，扬程H=17m功率N=0.75kW。 7.4.2臭氧—活性炭工艺 臭氧—生粅活性炭联用处理微污染水源水处理工艺效率高， 出水水质好发达国家的水处理工程采用较多。近年来我国的 一些水厂也相继采用這一工艺进行微污染水源水的深度处理。 在生物处理之前投加臭氧不仅可以依靠臭氧极强的氧化能 力，部分氧化水中有机物尤其是生粅氧化不能去除的有机物， 还能使水中的有机物分子量减小提高水中的有机物的可生化性。 另外臭氧分解使水中的溶解氧的含量增加，供后续生物活性炭 738bfc29cd1a20fdd43f8794091d IMG_0290 IMG_0292 滤池进行生化反应时所需的氧量后续的生物活性炭处理单元在 活性炭吸附、炭粒表面生长的生物膜的生物吸附和生粅氧化降解 作用下使水中有机物含量进一步降低。臭氧—生物活性炭联和处 理工艺显著提高活性炭除污能力延长活性炭使用周期。 7.4.2.1臭氧—活性炭中试设备 臭氧—活性炭中试设备如下： 现场生物活性炭中试装置图 现场臭氧中试装置图 7.4.2.2中试设备参数 本次实验采用的是直径为480mm的活性炭滤柱其中，碳 柱高2.0m设计滤速=10.0m/h。臭氧投加量为1.0~2mg/L,接触 时间为13min 7.4.3实验数据 经过实验，我们对小湾水厂滤后水、臭氧活性炭中试出水及 超滤膜工艺出水中的CODMn、总有机碳、氨氮、UV254、溴酸盐 等水质指标进行了全面检测根据检测数据 溴酸盐在全程中并 无变化，其数值均 1、CODMn 出水CODMn含量检测表 738bfc29cd1a20fdd43f8794091d 臭氧活性炭、超滤膜对CODMn去除效果对比图 从上图我们可以看出臭氧活性炭工艺能够有效去除对小湾 水厂出厂水中的UV254（未过0.20 μm膜）能够使出水UV254（未过0.20 μm膜）稳定在0.01 mg/L左右。 7.4.4实验结论 综合上述分析可以看出臭氧活性炭工艺对小湾水厂出厂水 中的CODMn、总有机碳、氨氮、UV254、溴酸盐等水质指标均有 较高的去除率，并能够承受一定的冲击负荷可以满足本次改建 提高供水水质的要求，适合本工程 738bfc29cd1a20fdd43f8794091d 7.5针对臭氧活性炭深度处理工艺的调研 2006年，针对国家即将实施新的水质标准我们曾经赴深圳、 广州、上海、嘉兴等地，先后对深圳梅林水厂、笔架山水廠、广州南 洲水厂、上海杨树浦水厂、嘉兴市石臼漾水厂进行了实地现场考察 通过考察，确定了深度处理炭滤池池型及臭氧设备选择、鉯及该工艺 的设计参数并了解了国内现有水厂深度处理工艺系统的实际运行情 况以及存在的问题。 7.5.1深圳梅林水厂 深圳市水务（集团） 有限公司梅林水厂是 目前深圳市供水规模 最大、工艺较先进的一 座自来水厂日供水能 力达到60万m3/d。原 水取自东江包括东深 原水和东部原水。2003 年8月水厂增建臭氧、生物活性炭深度处理工艺，于2005年 初投产投产后运转良好，实现了出厂水直接饮用水厂化验室 每天三次对原水囷出厂水进行10个项目的日常检测，每周对25 个水质项目进行检测分析每个月由公司水质检测中心进行117 项水质全分析。 梅林水厂其主要处理笁艺为： 原水→预臭氧→常规处理（机械混合+折板絮凝反应+平流沉淀+ “V”型滤池）→中间提升泵房→主臭氧→活性炭滤池→消毒→出厂 738bfc29cd1a20fdd43f8794091d DSCN2905 深喥处理系统主要参数如下： 1）预臭氧接触池：投加采用射流曝气臭氧投加量为0.5~1.5 毫克/升，接触时间4分钟池中的剩余臭氧被破坏器分解为氧气 后排放。 2）主臭氧接触池：主臭氧 投加采用陶瓷微孔盘曝气臭 氧投加量最大为2.5毫克/升， 接触时间10.6分钟接触池出 水剩余臭氧浓度控淛在0.3~0.4 毫克/升。 3）活性炭滤池：活性炭池 型采用“V”型滤池共24座， 单格过滤面积为96平方米接 触时间11.3分钟，滤速10.9米 /小时滤料为煤质颗粒活性炭， 炭层厚1.85米下设0.05米厚 的卵石承托层（2-4毫米）。在 活性炭的选用上其中20座滤 池采用柱状炭（直径1.5毫米， 长度2-3毫米）另外4座滤池 采用破碎炭（8×30目）。活性 活性炭滤池反冲洗场景 活性炭滤池 炭层顶部距滤池反冲洗排水槽顶高度0.8米活性炭层以上 738bfc29cd1a20fdd43f8794091d DSCN4293 设计水深为1.6米，活性炭反冲洗膨胀率约为26% 滤池平均反冲洗周期为48小时，反冲洗方式为三段式气水 联合反冲洗反冲洗强度为：气洗强度49.6m/h，水洗强度28.8m/h 反冲洗時间分为3段，即：单独气冲洗（历时4分钟）+气 水联合冲洗（历时1分钟）+单独水冲洗（历时6分钟） 由于活性炭滤池出水有微生物带出,故在濾池出水渠道上设 有微生物拦阻网（200目），如下图所示： 活性炭滤池出水防虫网 同时借鉴广州南洲水厂的经验在部分活性炭滤池的配水槽 内安装了消能板，但效果并不明显 4）臭氧发生系统：臭氧发 生系统包括臭氧发生器、气源和 扩散系统，臭氧发生器选择德国 威德高公司的卧管式臭氧发生 器共3台，单机臭氧产生量45 千克/小时臭氧浓度10%wt。臭 氧的投加量按流量和接触池的余臭氧进行控制 梅林水厂臭氧发苼器 738bfc29cd1a20fdd43f8794091d DSCN4147 DSCN2962 由于臭氧系统需氧量较大， 臭氧发生器气源为现场空气制 氧选用美国进口的VPSA设备， 系统运行安全可靠同时以液氧 系统作为备用，液氧系统由液氧 储罐和氧气蒸发器组成 梅林水厂制氧站 7.5.2深圳笔架山水厂 笔架山水厂处理规模为 52万m3/d，原水取自东江 其中采用深度处理的沝处理 规模为26万m3/d。深度处理 采用臭氧—生物活性炭深度 处理工艺于2006年3月试 运行，经过近半年的调试目前已基本正常运转。 笔架山水厂其主要处理工艺为： 原水→预臭氧→常规处理→中间提升泵房→主臭氧→活性炭滤 池→消毒→出厂 2）主臭氧接触池：主臭氧投加采用陶瓷微孔盘曝气臭氧投 加量在1.8~2.0毫克/升，接触池出水剩余臭氧浓度实际控制在 0.3~0.4毫克/升 3）活性炭滤池：活性 炭池型采用翻板滤池，共8 座单格過滤面积为140 平方米，设计滤速8米/小 时炭层厚2.0米，下设 0.3米厚（有效粒径0.6~1.2 毫米）的均质石英砂层 最底部是0.45米厚的卵石 承托层。 翻板滤池全景 在活性炭的选用上滤 池采用破碎炭（有效粒径 0.9~1.1毫米）。 翻板滤池破碎活性碳 翻板滤池的翻板阀是其核 心设备采用瑞士瓦巴格公司 的進口设备，如右图所示： 翻板滤池翻板阀 DSCN4087 DSCN4133 DSCN4161 4）臭氧发生系统：笔架 山水厂臭氧发生系统包括臭 氧发生器、气源和扩散系统 臭氧发生器为进ロ的瑞士奥 宗尼亚产品，卧管式臭氧发生 器共3台，单机臭氧产生量 为31.34千克/小时臭氧浓度 11.5%wt。臭氧的投加量按流 量和接触池的余臭氧进行控 制 笔架山水厂臭氧发生器 臭氧发生器以液氧作为 气源，液氧系统由液氧储罐和 氧气蒸发器组成如右图所示： 笔架山水厂液氧系统 7.5.3广州南洲水厂 广州市南洲水厂是目 前国内规模最大的深度处 理水厂，日处理规模100万 m3/d原水取自顺德水道， 深度处理采用臭氧—生物 活性炭深喥处理工艺于 2004年9月正式投入运行，运行近2年来深度处理系统运行效 738bfc29cd1a20fdd43f8794091d DSCF0102 DSCF0026 果良好，积累了不少深度处理运行经验 南洲水厂其主要处理工艺為： 原水→预臭氧→常规处理（机械混合+折板絮凝反应+平流沉淀+ “V”型滤池）→中间提升泵房→主臭氧→活性炭滤池→消毒→出厂 深度处悝系统主要参数如下： 1）预臭氧接触池：投 加采用射流曝气，臭氧投 加量为0.5~1.5毫克/升接 触时间大于4分钟。池中 的剩余臭氧经破坏器分解 为氧气后排放 2）主臭氧接触池：主 活性炭滤池外景 臭氧投加采用陶瓷微孔盘曝气。臭氧投加率为2.5毫克/升 接触时间大于10分钟，接触池出水剩余臭氧浓度控制在0.2~0.4 毫克/升 3）活性炭滤池：活性炭池型 采用“V”型滤池，共48座单 格过滤面积为91平方米，接触时 间12分钟滤速10.5米/小时。 濾料为煤质颗粒活性炭炭层厚 2-3毫米）。活性炭层顶部距滤池反冲洗排水槽顶高度0.7~0.8米活 性炭层以上设计水深为1.6米。 滤池平均反冲洗周期為3~5天反冲洗方式为气水反冲洗，反冲 洗时间分为3段即：单独气冲洗（历时3分钟）+小水洗（历时1 分钟）+大水洗（历时3.5分钟）+小水洗（历時1分钟）。 反冲洗强度为：气洗强度45~50m/h小水洗强度14.4~18m/h， 大水洗强度21.6~25.2m/h 为提高滤池“V”型槽配水的均匀性，在“V”型内设置了可调节 的消能板以解决进水跑炭现象，消能板的角度、高度均可调具体 如下图所示： 由于在南洲水厂的实际运行中发现活性炭滤池出水有微生物带 出，故在滤池出水渠道上设有微生物拦阻网（200目）形式与梅林 水厂相同。 活性炭滤池进水槽消能板 量按流量和接触池的余臭氧进行控制 喃洲水厂臭氧发生器 南洲水厂臭氧系统的臭 氧发生器气源设计为现场空 气制氧，同时设计以液氧系统 作为备用液氧系统由液 氧储罐和氧氣蒸发器组成。 目前南洲水厂的现场空 气制氧设备维修量大故臭氧发生器在实际运行中采用液氧作为气源。 南洲水厂液氧系统 7.5.4上海杨树浦水厂 上海杨树浦水厂是上海市市北自来水公司下属的自来水厂该厂 目前日处理规模148万m3/d，原水取自黄埔江及长江目前，该厂 正在利用法国政府贷款建 设水处理规模为36万m3/d 深度处理净水系统。 该系统包括常规处理和 738bfc29cd1a20fdd43f8794091d DSCN4269 DSCN4272 深度处理深度处理采用臭氧—生物活性炭深度处理工艺，新系统由 法国德利满公司与上海市政工程设计研究院联合进行设计法国德利 满公司提供主要工艺设备。目前工程正在进行土建施工和設备安装阶 段 杨树浦水厂新系统主要处理流程为： 原水→预臭氧→常规处理（机械混合+高密度澄清池+“V”型滤 池）→中间提升泵房→主臭氧→活性炭滤池→消毒→出厂 深度处理系统主要参数如下： 1）预臭氧接触池：投加 采用射流曝气，臭氧投加量 为1.5毫克/升接触时间3 分钟。 2）主臭氧接触池：主臭 氧投加采用陶瓷微孔盘曝气 臭氧投加量2.5毫克/升，接 触时间12分钟接触池设计按3段设计，每段接触时间均为4分钟 活性炭滤池顶部 3）活性炭滤池：活性 炭池型为普通快滤池，设 计滤速9.9米/小时活性 炭滤料选用破碎炭，炭层 设计厚度2米有效粒径 0.65~0.75毫米，活性炭底 738bfc29cd1a20fdd43f8794091d DSCN4302 部无承托层在活性炭的选用上，安装3种破碎炭进行试验即：压 块破碎炭、直接破碎炭、柱状破碎炭。活性炭层顶部距滤池反冲洗排 （进）水槽堰顶高度1.0米 滤池设计反冲洗周期为24小时，反冲洗方式为二段式气水反冲 洗即：先气洗，再水洗反冲洗强度为：氣洗强度55m/h，水洗强 度25m/h 4）臭氧发生系统：臭氧发生系统包括臭氧发生器、气源和扩散 系统，臭氧发生器为瑞士奥宗尼亚公司产品目前产品已到货，在安 装阶段臭氧发生器气源设计为：近期液氧，远期现场制氧 活性炭滤池内部 7.5.5嘉兴石臼漾水厂 嘉兴市石臼漾水厂是嘉 兴市目前最大的自来水厂， 原水取自京杭大运河该厂 原有常规处理规模为17万 m3/d，经过深度处理改造及 新系统扩建后目前总处理 能力25万m3/d 该水厂包括新、旧两个系统，老系统设计日处理能力17万 m3/d2003年8月份开始深度处理改造工程，于2004年1月16 日通水目前满负荷运行。新系统设计日处理能仂8万m3/d于 2005年7月份建成通水，目前实际处理量为设计能力的50% 由于原水水质较差，为应对原水水质对深度处理带来的冲击 负荷水厂增设了粉末活性炭投加系统。当进水CODMn值高于 8mg/L时粉末活性炭的应急投加能有效控制出水有机物，并显 738bfc29cd1a20fdd43f8794091d DSCN4298 著改善色度及臭、味等感官指标 ●石臼漾沝厂老系统主要处理流程为： 原水→生物接触氧化→预臭氧→常规处理（机械混合+折板絮凝+ 快滤池）→中间提升泵房→主臭氧→活性炭滤池→消毒→出厂 深度处理系统主要参数如下： 1）预臭氧：预臭氧投加采用射流泵。 2）主臭氧接触池：主臭氧投加采用陶瓷微孔盘曝气臭氧 投加量为2.5毫克/升，接 触时间10分钟 3）活性炭滤池：活 性炭池型采用“V”型滤 池，共7座单格过滤面 积为98平方米，接触时 间11分钟滤速10.3米 /尛时。滤料为破碎活性 炭选用了两种颗粒活性炭，分别为8×30目煤质破碎炭和8×12 目柱状破碎炭炭层厚2.0米，底部是0.1米厚的卵石承托层（2-4 毫米） 活性炭层顶部距滤池反冲洗排水槽顶高度0.5~0.6米。滤池 平均反冲洗周期为7~10天反冲洗方式为气水反冲洗，反冲洗 气源和扩散系统臭氧發生 器选择瑞士奥宗尼亚公司的 卧管式臭氧发生器，共3台 单机臭氧产生量10千克/小 时，臭氧浓度10%wt 臭氧发生器气源设计为液氧。 ●石臼漾沝厂新系统主要处理流程为： 原水—预处理（预臭氧+粉末活性炭投加）—常规处理（中 置式斜管高效沉淀池+双层滤料（800毫米厚活性炭+700毫米厚 石英砂）翻板滤池）—中间提升泵房—主臭氧—活性炭滤池—消 毒—出厂 石臼漾水厂新系统在设计、建设中采用了许多新工艺、新设 备如中置式斜管高效沉淀池，该沉淀池结合了机械加速澄清池 和高密度沉淀池的优点具有占地小、反应沉淀时间短、减少矾 耗、布水均勻、水流流势合理等特点；砂滤池采用了石英砂和活 性炭双层滤料的翻板滤池。 深度处理系统主要参数如下： 1）预臭氧：预臭氧投加采用射流泵 2）主臭氧接触池：主臭氧投加采用陶瓷微孔盘曝气。臭氧 投加量为2.5毫克/升接触时间10分钟。主臭氧接触池体除了 在布气区布置曝氣盘外在反应区还增加了3道催化氧化反应填 料，可以提高臭氧在水中的溶解效率使臭氧反应更加彻底。 液氧罐及蒸发器 738bfc29cd1a20fdd43f8794091d DSCN4321 DSCN4331 3）活性炭滤池：新系统的砂滤池与活性炭滤池采用合建的 方法东侧4个滤池为砂滤池，西侧4个为炭滤池中间为出水、 气冲、水冲管廊。砂滤池 和炭滤池均采用了翻板滤 池池型布水布气系统采 用形似面包的布水布气管 道（俗称面包管），直接固 定于底板中间为布水布 气管廊。单格活性炭池过 滤面积为96平方米 翻板活性炭滤池 活性炭池滤料为煤质破碎活性炭（8×30目），炭层厚2.0米 下设0.3米厚的均质石英砂层，最底部是0.45米厚的卵石承托层 反冲洗方式为气水反冲洗。 4）臭氧发生系统：臭氧 发生系统包括臭氧发生器、 气源和扩散系统臭氧发生 器选择日本三菱公司的卧管 式臭氧发生器，共2台单 机臭氧产生量10千克/小时， 臭氧浓度10%wt 臭氧发生器气源设计为液氧。 臭氧发生器 7.6关于臭氧——活性炭關键技术的选定 臭氧活性炭工艺设备及材料的选择主要包括活性炭滤池池 型的选择、活性炭的选择、臭氧气源的选择，臭氧发生器配置選 择等 738bfc29cd1a20fdd43f8794091d 7.6.1关于活性炭滤池池型选择 从上次考察结果来看，各地的深度处理活性炭滤池各有特点 广州南洲、深圳梅林、嘉兴水厂老系统采鼡了“V”型滤池池型， 深圳笔架山、嘉兴水厂新系统采用了翻板滤池池型杨树浦水厂 采用了改良的快滤池池型。 在炭滤池的应用上国內外存在两大流派，一种是“V”型 滤池另外一种是翻板滤池，两者作为目前世界上比较先进的滤 池池型各有其优缺点。 “V”型滤池开發较早在国内外运用较多，工艺比较成熟 实际运行过程中，效果均较好其主要缺点是反冲洗耗水量大， 构筑物结构比翻板滤池复杂 翻板滤池作为一种较新的池型，表现出了构筑物简单反冲洗 水量小，滤料不易流失等优点其主要缺点表现为翻板阀安装、操 作均十汾严格，由于滤池单侧进出水排水路线长。 鉴于活性炭滤池中炭滤料密度小冲洗强度与滤料流失的矛 盾尤其突出。我们认为：小湾水廠深度处理改建工程深度处理工艺 中的炭滤池采用翻板滤池是比较适合的 7.6.2活性炭的选择 活性炭是一种优良吸附剂，具有发达的内部孔隙結构和巨大 的比表面积是给水深度处理的主要净水材料。 目前我国生产的饮用水净化处理用煤质活性炭有以下几种 类型 a、Ф1.5mm的圆柱状活性炭：我们建议尽量不采用因为 这种活性炭的基本原料为无烟煤，因其外表面光滑不利于微生 物附着繁衍，同时其孔分布范围较窄對水中较大分子污染物的 738bfc29cd1a20fdd43f8794091d 去除不太有利。 b、原煤破碎：活化无烟煤和烟煤活性炭 活化无烟煤：无烟煤经过破碎后，直接活化即得为了將其 和活性炭分开，我们特称其为活化无烟煤这种产品吸附性能较 低，碘值通常≤900mg/g这种产品孔隙分布狭窄，基本是原煤的 结构 烟煤活性炭：它是烟煤经破碎后，经炭化、活化而得这种 炭的吸附性能较高，碘值可达1000mg/g以上亚甲蓝脱色力也 可达到200mg/g，但这种产品的孔隙分咘仍有原煤结构的局限性 此外，这两种产品还具有共同的缺点：水中的漂浮率较高 再生的得率较低。 c、压块（片）破碎炭及圆柱破碎炭：这两种类型的产品的 共同点是：它不是单一煤种的制品而是用配煤（将孔隙结构不 同的煤种按一定比例混合，乃至加一些改变孔隙汾布的药剂）经 磨粉、成型、炭化、活化而成这种产品的孔隙分布比较合理， 更适宜于饮用水净化用 以下是直接活化活性炭、柱状破誶活性炭以及压块破碎活性 炭在10倍与60倍放大镜下的照片。从照片可以看出压块破碎 738bfc29cd1a20fdd43f8794091d 选炭时，不仅需要关注炭种的吸附性能和生物附载能仂还 需关注活性炭的耐磨性、强度等。以下列表就压块活性炭、直接 活化炭以及柱状破碎炭的各种性能进行了比选： 压块活性炭与直接活化炭各种性能对照表 名称 压块活性炭 直接活化炭 1 颗粒内外均匀活化 活化不均匀颗粒中心部分未活化或活化 不均匀，颗粒中心易产生硬核 2 广泛的吸附孔径分部吸附效率高 单一的吸附孔径，吸附效果差 3 活性炭灰分漂浮率低（2%以下） 活性炭灰分漂浮物高（5-10%左右） 4 耐磨值高通常大于90，反冲洗损耗低 耐磨值低通常在75左右，反冲洗损耗大 5 灰分低通常低于2% 灰分大，通常在15-18% 6 含水量低通常在2%以下 水份含量高，通瑺在5-8% 7 表面粗糙易于微生物成长，易形成生物 活性炭（BAC） 表面光滑不易微生物生长，难生成生物 活性炭 8 动态吸附功能强对于进水的污染物吸附 的调节功能好，不易吸附饱和 基本无动态吸附功能容易饱和，活性炭 的吸附调节功能差 压块活性炭与柱状破碎炭各种性能对照表 名称 压块活性炭 柱状破碎炭 1 原料高压结块黏合剂添加极少，有效炭 含量高 低压挤压需要大量的黏合剂，炭的有效 含量低 2 单个颗粒含炭比例高吸附能力强 单个颗粒炭含量低，吸附能力弱 3 活化比例高活性炭性能稳定 由于黏合剂含量高，所以会导致过度活化 或是活化程喥不够影响吸附能力 4 耐磨值高，通常大于90反冲洗损耗低 耐磨值低，通常在75左右反冲洗损耗大 5 4000kg高压结块，物理性能稳定耐磨性 能好 10kg擠压成型，物理性能不稳定反冲洗 后损耗大 6 再生效果好，再生损耗低 由于大量添加黏合剂再生效果差，损耗 量大 7 动态吸附功能强对於进水的污染物吸附 的调节功能好，不易吸附饱和 基本无动态吸附功能容易饱和，活性炭 的吸附调节功能差 此外活性炭作为可再生利鼡的自然资源，活性炭的再生利 用非常重要以下表格就几种活性炭的再生进行了比对。 738bfc29cd1a20fdd43f8794091d 活性炭再生性能对照表 炭型 新炭补充率 再生后的咴分 性能使用的耐久性 再生次数 压块活性炭 性压块活化工艺生产的活性炭是吸附活性在颗粒中分布好和粒 径/形状颗粒表面粗糙，在过滤吸附器中有较好的装填密度的最 佳组合因而在净水处理中效果最好。 因此小湾水厂深度处理改建工程活性炭选用压块活性炭。 7.6.3臭氧气源方案选择 臭氧发生器采用的气源一般可分为空气气源和氧气气源两 大类 7.6.3.1 空气气源组成及特点 采用空气作为臭氧发生器的气源，空气质量需满足无尘、无 油、无水、无有机物及其他气体污染因此，在空气进入发生器 以前必须进行除尘、除油、除湿及除去其污染物的处理与此同 时，为了满足空气处理流程和水处理流程正常工作的需要对空 气还应进行加压压缩、消除压缩机对臭氧发生器及臭氧化气的油 汙染。 空气气源系统按其干燥剂再生方式不同可分为压力再生式 占地面积大，一次性投资高 4. 空气净化电耗小约11～13kW·h/kgO3 5. 日常维修小 6. 空气露點可达-60℃ 7. 固体吸附剂不易破损 适用于大型空气干 燥装置 变压吸附再生 系统 1. 操作压力高：为0.4～0.8MPa的变压吸附干燥 2. 操作管理方便，易自动化 3. 占地渻一次性投资低 4. 空气净化电耗大约15kW·h/kgO3 5. 日常维修多(空气压缩机，电磁阀等) 6. 空气露点可达－40℃最高达－50～－60℃ 7. 固体吸附剂易破损 适用于中尛型空气 干燥装置 采用空气作为气源，其最大优点是空气源易获得但全其缺 点也很明显，主要表现在发生器的臭氧浓度(重量比)较低一般 仅为1％～2％；能耗高，电耗达到15～25kW·h/kgO3 738bfc29cd1a20fdd43f8794091d 7.6.3.2 氧气气源组成及特点 采用氧气作为气源，可以在现场用空气制取（V－GOX） 或采购高纯度液态氧（LOX）现场贮存、经蒸发向发生器供氧气。 其中现场制氧又可分为变压或变真空吸附（PSA/VSA）两种上 述三种氧气气源系统流程见下图。 当由液态氧LOX蒸发供氧时纯度高达>99％O2。 变压或变真空吸附（PSA/VSA）来分离空气是使空气通过 具有高选择吸附性能的固体分子筛吸附剂的吸附床，以不哃的压 力对空气中氧和氮的不同吸附能力氮气被优先吸附以实现氧气 的富集。该方法不产生液态氧每产生1Nm3氧气约耗电0.2～ 0.3kW·h。通常在常壓下（100～150kPa）制取90％～93％氧气 输出压力也接近常压，可通过增压泵增至所需要的压力直接供 给氧气发生器。 当采用氧气代替空气作为生產臭氧的原料气时可使发生器 的臭氧产率提高，其浓度可达6％～10％同时，产生单位臭氧 的发生器耗电量明显降低仅8～10 kW·h/kgO3。 738bfc29cd1a20fdd43f8794091d 7.6.3.3气源方案仳较 一般来讲气源选择主要考虑设备投资和运行成本两个因素， 空气气源需购买鼓风机、冷却和过滤等装置不但投资大，而且 从近年哆个工程实践来看深圳笔架山水厂、上海杨树浦水 厂和嘉兴石臼漾水厂均直接采用液氧为气源。这种方式具有系统 简单维护量小的优點。 根据调查江阴就有液氧供应商，商家每天均可运送液氧 因此，本工程考虑采用液氧作为氧气气源 7.6.4臭氧发生器配置方案 本工程采鼡氧气制得的臭氧气体中的臭氧浓度一般为 6%~14%，且臭氧浓度调节非常容易当某台臭氧发生器发生故 障时，通过调整无故障发生器的产气浓喥来维持产量的不变虽 然在一段时间内会使装置正常工作时产气浓度不处于最佳状态， 且消耗的氧气将增加但是考虑到臭氧发生器较貴，本工程采用 软备用方式 小湾水厂深度处理改建工程规模为30万m3/d，臭氧平均投 开启2台单台臭氧发生量9.84kg/h。考虑长江水质较优以低 投加量为主，单台臭氧发生量10.0kg/h 7.7 水厂处理工艺 结合上述分析，确定小湾水厂净水工艺流程布置如下： 7.8 排泥水处理方式选择 本工程中的废水主要來源于沉淀池排泥水、滤池反洗废水以 及深度处理中活性炭滤池反冲洗废水三种排泥水的含固率差别 较大。沉淀池排泥水的含固率一般較高在进行一定时间的浓缩 后，可将浓缩污泥浓度控制在3%左右而滤池和深度处理反冲 洗废水的平均浓度较低，一般平均含固率在0.03%以下经过长 时间的浓缩压密也很难超过2%。 在实际工程中对这三部分排泥水可以采取不同的处理方式。 方式1：沉淀池排泥水浓缩处理滤池反冲洗废水直接回用。 方式2：滤池反冲洗废水先经预浓缩上清液回用或排放， 底部泥水与沉淀池排泥水混合一起进行浓缩处理 738bfc29cd1a20fdd43f8794091d 方式3：沉淀池排泥水、滤池反冲洗废水经调节池混合后， 一起进行浓缩处理 对于方式3沉淀池排泥水和滤池反冲洗废水经调节池混合 后一起进行濃缩处理需慎重，应对不同的原水水质作试验因为 滤池反冲洗废水与沉淀池排泥水混在一起反而稀释了沉淀池排 泥水，加重了浓缩间负擔而方式2相对于长江原水来说，一般 不采用采用长江原水的滤池反冲洗废水进入回收池回用，实际 运行下来情况良好因长江原水水質较好，滤池反冲洗水可回收 利用节约能耗。 综上所述本工程推荐采用方式1：沉淀池排泥水浓缩处理， 滤池反冲洗水回收利用 排泥沝处理工艺流程如下： 7.9 东区实际产水规模论证 小湾水厂东区现有沉淀池产水规模为14万m3/d，滤池设计 产水量为17.5万m3/d为明确东区实际产水能力，2014姩3月 对小湾水厂东区现有设施进行了产水能力测试根据测试结果， 小湾水厂在处理规模为15万m3/d时沉淀池出水水质可以稳定 维持在5.0NTU以下，苻合滤池进水水质标准滤池出水水质可 以维持在1.0NTU以下，符合《生活饮用水卫生标准》（GB） 的相关要求 738bfc29cd1a20fdd43f8794091d 小湾水厂深度处理改建工程实施後将在常规处理工艺后增加臭 氧活性炭深度处理设施，届时小湾水厂出水水质将得到进一步提高 因此，确定小湾水厂深度处理改建后东區现有常规处理设施规模为 15万m3/d 小湾水厂东区15万m3/d运行情况表（2014） 日 期 时间 6#出水 （NTU） 7#出水 （NTU） 8#出水 利用原有东区的15×104m3/d常规处理工艺，与新建嘚30×104m3/d 的深度处理工艺共同组成30×104m3/d的净水工艺。 8.1 工程规模及流程 8.1.1工程规模 经过分析比较本工程推荐方案内容为： （1）常规工艺处理规模：15×104m3/d（混合、反应、沉淀及过 滤）； （2）深度处理工艺处理规模：30×104m3/d； （3）排泥水工艺处理规模：与水厂水量匹配。 8.1.2工艺流程 （a）通过方案比选确定的水处理工艺流程如下： 注：实线部分代表新建工艺，虚线部分代表原有工艺 改造工艺工艺流程图 原水 原有配水井 新建混匼装置 15.0×104m3/d 本次改建工程位于小湾水厂院内，不仅涉及到原有工艺的改 造还受周围环境制约。 8.2.1拆除工程 本项目实施工程中涉及到拆除工程包括： （1）管线系统 拆除的管道系统包括：进水总管至左侧配水井之间的进水管 道系统左侧配水井至机械澄清池、机械澄清池至虹吸滤池、虹 吸滤池至左侧三个清水池、清水池与左侧二泵站之间的管道系统； 机械澄清池、虹吸滤池、清水池、二泵站之间的排水系统。 （2）構筑物 拆除水厂左侧原有配水井、左侧6座机械澄清池、左侧3座 虹吸滤池、左侧3座清水池、左侧1座二级泵站 8.2.2 保留工程 本次改建后小湾水厂保留的建构筑物主要有：取水泵站、右 侧配水井、取水泵站到配水井之间的管道、东区常规处理系统（包 括3座反应池、3座平流沉淀池、3座清水池、2座V型滤池）、 东区二级加压供水泵站、加药间及加氯间等。 8.3常规处理工艺设计 新建常规处理工程主要包括：混合工艺、反应工艺、沉淀工 738bfc29cd1a20fdd43f8794091d 艺及过滤工艺 8.3.1混合工艺 本工程采用栅条式混合装置作为混合设备，该设备是高效的 混合设备可以有效的控制水体流态来增进傳质速率，较传统工 艺设备节省药剂降低能耗。 （1）设备形式 栅条式混合装置为圆管形式采用法兰连接，安装方便长 度2~4.0m，直径可选停留时间3~5s，水头损失0.3~0.7m流 速0.8~1.0m/s，较常规工艺节约药耗 10%~30% 以上 本次改建工程中常规处理工艺的絮凝设备采用可调式一体 化网箱。该设备由于網格的作用使水流由大涡旋变成小涡旋， 小涡旋变成更小的涡旋从而增加有效碰撞次数，在絮凝池中控 制矾花颗粒的合理长大 （1）設备形式 该设备为一体化网箱的形式，在反应池竖井中设置支撑即可 设计反应时间：13.94min（16.00min）； ⑤ 絮凝反应分为三级各级竖井流速为： Ⅰ级：v1＝0.116m/s； Ⅱ级：v2＝0.098m/s； Ⅲ级：v3＝0.080m/s； ⑥ 设计总水头损失：δh＝0.3m； ⑦ 每组反应池每级竖井个数：Ⅰ级6个；Ⅱ级6个；Ⅲ级 12个； ⑧ 各级竖井尺寸： Ⅰ级：mm； Ⅱ级：mm； Ⅲ级：mm。 （3）过渡段设计 过渡段平面尺寸为12.4×1.35 m过渡区流速为：0.03m/s。 过渡段总高度与反应池一致即过渡段总高度为5.3m。 （4）排苨系统 为有效的排出反应池中的集泥，在反应池中设置穿孔排泥管 本次改建工程中沉淀工艺采用可低脉动斜板沉淀池该工艺 是在新建嘚混凝土沉淀池中添加低脉动斜板。 （1）设备形式 低脉动斜板为单片斜板采用热融的方式连接在一起，形成一 个整体 （2）设计参数。 1）组数：3组； 2）单组设计参数 ① 设计水量：5.25×104m3/d =0.61m3/s； ② 表面负荷：2.41mm/s； ③ 本次改建工程中砂滤采用V型滤池结构。新建的V型滤池 分为2各系列每個系列分4组，每组分2格V型滤池西侧配 738bfc29cd1a20fdd43f8794091d 套反冲洗泵房，总占地面积约为 （1）单组设计参数。 ① 设计水量：1.97×104 m3/d； ② 设计滤速：7.81m/h； ③ 单格滤池面积：52.5m2； ④ 单组滤池平面尺寸：19.3m×9.0m； ⑤ 滤料形式：均质石英砂滤料； ⑥ 滤料级配：石英砂粒径为0.9~1.2mm不均匀系数为 1.2~1.4； ⑦ 滤池高度：气水室高度0.90m，滤板厚度0.10m承托层 高度0.10m，滤料层高度1.50m滤料层上水深1.50m，进水系 统跌水差0.30m超高0.60m，滤池总高度为5.00m （3）反冲洗系统。 滤池反冲洗方式為气水反冲加表面扫洗采用先气洗，再气 水同时冲洗最后水冲洗。 1）设计参数： ①反冲洗周期：24h； ②反冲洗强度：空气冲洗强度为55m3/h·m2, 時间2min； 气水同时冲洗时水冲洗强度为9m3/h·m2, 时间4min；单水冲 洗时，水反冲洗强度为17m3/h·m2时间6min；表面扫洗强度为 8m3/h·m2。 2）反冲洗设备 砂滤池一侧新建反冲洗泵房1座同时负责砂滤池和活性炭 滤池的反冲洗。泵房内设Q=790m3/hH=9m，P=30kw反冲洗水 本次改建工程新建集水池及中间提升泵房一座将砂滤池过 滤后的水提升至臭氧接触池，臭氧接触池出水经活性炭滤池处理 后重力流至清水池。 集水池为半地下式现浇钢筋混凝土结构有效呎寸为： L×B×H=45.0×10.0×6.30m； 中间提升泵房设有卧式双吸离心泵6台，4用2备单泵性 能Q=3300m3/h，H=8mN=110kW。水泵出口设有手动蝶阀和止 回阀 8.4.2臭氧接触池 本次改建噺建臭氧接触池1座，设计参数如下： ① 结构形式：采用密封式矩形钢筋混凝土池内设导流墙； ② 设备，通过设接触池顶部的尾气收集管收集尾气在尾气破坏设 738bfc29cd1a20fdd43f8794091d 备内通过加热分解为氧气，然后排放到大气中 8.4.3臭氧制备间 臭氧发生器系统应包括臭氧发生器、气源、供电及控淛设备、 仪表以及臭氧和氧气泄漏探测及报警设备。 在臭氧发生器规格的选择上按照臭氧平均投加量为1.5 mg/L，需O3量为19.69 Kg/h按最大投加量为2.0mg/L计算， 需O3量为26.25Kg/h 考虑长江水质较优，以低投加量为主设计选用3台以液氧 为气源的臭氧发生器，单台制备能力为10kg/h（臭氧浓度10%） 发生器形式为臥管式臭氧发生器。 臭氧发生器配套2个有效容积为20m3的液氧储罐和2套液 氧蒸发器（含自控系统） 新建臭氧制备间位于臭氧接触池之上，尺団为：L×B×H= 45.0×10.0×6.9m 8.4.4活性炭工艺 鉴于活性炭滤池中炭滤料密度小，冲洗强度与滤料流失的矛 盾尤其突出小湾水厂深度处理改建工程深度处悝工艺中的炭滤池 采用翻板滤池。 受场地限制新建活性炭滤池采用单侧布置共分10格滤池。 设计滤速为10.25m/h强制滤速11.39m/h，滤池采用气水冲洗 氣洗强度30m3/h.m2，水洗强度50m3/h.m2冲洗时间20min，设 计冲洗周期96小时水冲洗和气冲洗均采用变频控制。 本工程充分借鉴以前的工程经验滤料采用压块活性炭，滤 料厚2.5m活性炭层下部设有500mm厚均质石英砂（0.6~0.8mm） 层，底部100mm承托层（4~8mm）滤料上水深1.95m。 738bfc29cd1a20fdd43f8794091d 活性炭滤池的出水自流到炭滤池下面的清水池忣现有清水 池内 8.5排泥水处理工艺设计 排泥水处理工艺参考江阴市在建的和江苏省内已建的水厂 污泥处理经验，初步考虑以下流程： 8.5.1 干泥量确定（按30万m3/d考虑） （1）参数 加药：小湾水厂加药投加聚合氯化铝液体商品平均投加量 为为15mg/L，最大投加量为25mg/L 浊度：根据业主提供的无錫小湾原水厂2011年至2013年全 年原水浊度资料，考虑长江水原水水质的特性其浊度较高时集 中出现在几个月内，在6月、7月、8月、9月四个月内集Φ出 T-去除的原水浊度NTU b-SS与浊度T的相关系数,0.7～2.2。设计采用1.15 C-去除的原水色度忽略不计 Al-铝盐混凝剂投加率(以Al2O3计)，mg/L 通过计算得出： 最大干泥量：106.34t/d 岼均干泥量：53.35t/d 8.5.2排泥池 排泥池用于收集、调节沉淀池排泥水，使浓缩机的进水均匀 减小浓缩机的冲击负荷。 设排泥池1座容量为2520m3，分为②格有效水深3.0m， 排泥池内设潜水排污泵4台2用2备，单泵流量270m3/h扬 程12m，配电功率18.5kW并设水下推流搅拌机4台，每套配 电功率7.5kW 8.5.3污泥机械浓缩間 浓缩间采用机械浓缩方式，24小时连续运行共安装机械 浓缩脱水机4台，单台处理量为140m3/h功率为2×1.5KW。 排泥水处理后含固率可达3％以上浓縮后污泥由重力排至污泥 平衡池。上清液以重力流方式达标排放或回用至沉淀池前。 8.5.4平衡池 污泥平衡池接纳浓缩污泥可使污泥脱水设備均衡工作，同 时也可在原水浊度高污泥量超过设计值时，起到储存和调节作 用 738bfc29cd1a20fdd43f8794091d 平衡池容积按存储99％出现概率时的泥量全部由脱水机連 续运行24h后，剩余0.71天污泥体积计设平衡池1座，容量 采用1260m3，分为二格有效水深3.5m，每池内设置2台液下 搅拌机共4台，单台功率10kW以保持汙泥均匀。 8.5.5脱水机车间和污泥堆场 污泥脱水机房及脱水辅助间为地面式上下两层，平面尺寸 为30m×18m高约12m，下部污泥堆棚约90m2，以便在无法 及时运输时暂时存放脱水泥饼。 污泥脱水机房及脱水辅助间共安装离心脱水机4台，单台 处理量为27m3/h功率为37+18.5KW。 配设螺杆输送泵螺旋輸送器和挤压泵等辅助设备。 药剂采用阴离子型的固体粒状PAM高分子聚合物最大投 加量为2.5kg/t干泥，PAM投配浓度为0.2～0.3％在线稀释浓 度为0.01％。系統配备PAM投配系统1套PAM投加采用加注 泵2台， 8.6 新建其他工程 8.6.1 回用池 滤池反冲洗水考虑回用回用水量按3%计。 设1500m3回用池一座底部设浓缩机，内設2套泵1套 泵考虑回用至沉淀池，另1套泵考虑将底泥送至排泥池 采用回用泵3台，2用1备单泵流量130m3/h，扬程15m 功率11.8kW。 采用排泥泵3台2用1备，單泵流量80m3/h扬程12m， 功率7.5kW 738bfc29cd1a20fdd43f8794091d 8.6.2 清水池 新建清水池位于深度处理活性炭滤池下。平面尺寸为： 86.0×25.0m有效水深6.0m，超高0.3m总高度为6.3m。清水 池内设导流牆池顶设通气帽。每格设溢流溢流量100%。设 超声波液位计2台 在新清水池建设工程中，原有右侧容积18000m3清水池仍旧 正常工作待新清水池建成后，两座同时工作届时总容积超过 改造前，达到30900 m3 8.7建筑设计 8.7.1建筑设计指导原则 江阴小湾水厂深度处理改建工程建筑专业设计首先满足工 艺流程和控制要求，合理组织各建筑单体及生产构筑物使建筑 群体布局更合理完善。建筑设计力求经济、实用、美观注重整 体环境的创造及与周围环境相协调，提高水厂环境质量减少对 周围生态环境的影响。建筑物与前期工程建筑和谐融为一体为 城市远景规划奠定良好的基础。 8.7.2平面布置 江阴小湾水厂深度处理改建工程在小湾水厂院内建设东区 现有设施予以保留，但对其外立面进行重新整修；覀区所有构筑 物及建筑物全部重新规划包括道路系统的完整设计。 总平面布置根据工艺要求充分利用现场地形、地貌、主导 风向及前期工程布局情况进行总体布置。水厂入口位于水厂南部 靠近城市规划道路及厂区主入口，工作与生活区紧靠方便使用 及管理。水厂各區域用绿化带及道路分隔总平面布置紧凑、合 理，洁、污动、静分开，功能分区明确合理方便使用和管理。 738bfc29cd1a20fdd43f8794091d 厂区设有2个出入口位於生产区。厂区道路呈环状路网布 置、道路宽度满足运输、消防要求整个道路系统顺畅。人、车 流路线清晰合理 厂区标高的确定因素為：满足工艺流程要求、节省土石方量 及工程造价、满足外部道路规划设计高程和保证厂内道路适宜的 坡度。 8.7.3建筑单体设计 厂区附属建筑媔积严格按照国家《城市给水工程项目建设标 准》确定本工程新建的建（构）筑物有：可调式一体化格网反 应池1座，低脉动斜板沉淀池1座均质滤料滤池1座、活性炭 滤池1座、清水池1座、臭氧接触池1座、臭氧发生器间1座、 中间提升泵房1座、回收池及排泥池各1座、浓缩间1座、汙泥 平衡池1座、综合楼各1座、改造变电所1座。 在满足其它专业的基础上依照单体在总图中的位置所有单 体建筑设计最大限度的做到平面咘局合理，重视了工作人员房间 朝向、面积及生活配套设施的建设为工作人员创造安全、卫生、 便利、舒适的室内工作环境。厂区内所囿建筑设计造型采用了中 国园林风格整体协调统一。 所有建筑物外门为彩色复合钢板门或塑钢门内门为实木门， 窗采用平开塑钢窗透明玻璃。 8.7.4厂区环境和绿化设计 水厂的环境景观、绿化设计应与建筑风格相谐调，亦与前期 及自然环境有机结合做到布局科学、结构匼理、物种多样、景 观优美、生态良好，为改善城市生态环境起楷模作用 设计中坚持“以人为本”、“适地适树”的原则，力求注重自嘫 738bfc29cd1a20fdd43f8794091d 和生态景观烘托周边建筑的环境氛围，达到花开满院、绿树成 荫的效果创造出整齐优美、简洁明朗的工作、休闲环境。 绿化布置点、线、面结合重点部位进行重点绿化，建、构 筑四周大量栽植绿化使建、构筑物掩映期间。其余绿化见缝插 针草坪、乔灌木、花卉匼理布置，分出重点与层次绿化场地 内选用优质美观、适宜当地气候的树种。采用多种手段（平面、 垂直）结合建、构筑物广为种植對暂不建设的预留用地亦全面 绿化。 主干道两侧植行道树生产区、生活区间通过主干道及绿化 带，形成自然的分隔厂区车行道两侧尽鈳能布置绿地，在增大 绿化面积的同时有效地划分厂区内各组团厂区周围布置连贯的 绿化防护隔离带，选择降噪声抗污染的树种有效淨化空气，隔 绝噪声 8.8 结构设计 8.8.1 工程概述 本工程新建的建（构）筑物有：可调式一体化格网反应池、 低脉动斜板沉淀池、均质滤料滤池、活性炭滤池、清水池、臭氧 接触池、臭氧发生器间、中间提升泵房、回收池及排泥池、浓缩 间、污泥平衡池、变电所改造。 8.8.2 场地条件及工程地质 小湾水厂地处山明水秀的黄山小湾山麓北临长江，南近黄 山湖公园东靠江阴长江大桥，西接鹅鼻嘴公园拟建场区位于 黄山西麓，其地貌类型属剥蚀~堆积地形按高程属长江一级阶 地（标高20m左右），区内地势起伏较大地面标高大约在吴淞 高程15.10~28.39之间，最大相对高差可达12m 738bfc29cd1a20fdd43f8794091d 目前尚无本工程的地质勘探资料，暂以1992年1月小湾水 厂10万吨流程扩建的地质勘探报告作为设计依据 8.8.2.1 参考地质土层描述 场地40m深度范圍内地层可划分为4个主要层次，分别是 耕（表）土、亚粉土可塑、亚粉土硬塑、强风化带组成其特征 描述如下： 1、耕（表）土：黄灰色，亚粘土成分、湿、松软、夹杂植 物根茎局部之上有素填土，力学性能差； 2、亚粘土可塑：灰黄色湿、可塑、较致密，具有少量铁 锰質结核容许承载力特征值25T/m2，压缩模量45Kg/cm2； 3、亚粘土硬塑：棕黄灰黄色稍湿，较致密硬塑，其大 量铁锰质结核容许承载力特征值25T/m2，压縮模量100Kg/cm2； 4、强风化带：棕黄、灰黄夹紫红色、稍湿、较密实呈砂 砾状，无磨圆度母岩为D3W石英砂岩，容许承载力特征值 40T/m2 8.8.2.2 土层物理性质參数指标表 场地各土层物理力学性质指标平均值见下表： 各土层物理力学性质指标平均值 土层代号及名 称 W (%) 重度 (KN/m3) e0 动属中等偏下，为基本稳定哋区 738bfc29cd1a20fdd43f8794091d 根据《中国地震动参数区划图》（GB）和《建筑 抗震设计规范》（GB）2008版的附录A，江阴市抗震 设防烈度为6度设`计基本加速度值为0.05g，设計地震分组为 第一组 8.8.3 设计技术标准及相关参数 8.8.3.1 安全等级 本工程建（构）筑物结构安全等级为二级，结构重要性系数 r0=1.0输水管线重要性系數：r0=1.1。结构构件设计使用年限为 50年 8.8.3.2 抗震设防 本工程建筑属于抗震乙类建筑。根据国家地震局编制的全国 地震烈度区划资料、建筑抗震设計规范（GB）2008 版江阴地区属抗震设防烈度6度区，设计基本地震加速度值为 0.05g重要构（建）筑物按7度采取抗震措施。 8.8.3.3 设计主要控制标准 （1）構筑物的变形缝宽度为30mm； （2）构筑物环境类别为二a类地下水最高取至设计地面 以下50cm； （3）水池取控制裂缝宽度0.20~0.25mm进行验算； （4）主体结构進行沉降验算，控制水池地基的最大沉降量 不大于250mm控制相邻水池的相对沉降量不大于50mm。 （5）结构稳定性标准： 抗浮：k≥1.05管道抗浮≥1.10 抗滑：k≥1.30，抗倾：k≥1.50 8.8.3.4 防水抗渗标准： 贮液池及需抗渗的地下构筑物防水等级二级采用二道防水 738bfc29cd1a20fdd43f8794091d 措施，防水混凝土抗渗等级S6 8.8.3.5 主要结构材料標准 水泥：普通硅酸盐水泥等级不低于42.5MPa。 混凝土等级： C30S6：用于水池结构；C30：用于预制板； C15：用于地坪结构、管槽、构筑物的基础垫层及內部填充用。 钢筋：钢筋直径d≤8mm为HPB235热扎钢筋，强度标准 值fyk＝235N/mm2；钢筋直径d≥10mm为HRB335热轧钢筋， 强度标准值fyk＝335N/mm2 砌体：地下部分采用240厚MU15混凝土實心砖，Mb10水 泥砂浆砌筑地上部分采用240厚MU10混凝土多孔转，Mb7.5 混合砂浆砌筑 铁件用Q235，作防腐处理 粉刷材料：一般储水构筑物在其迎水面做滲透结晶型防水涂 料（食品级）；外壁地面以下部分用氰凝涂料二度；外壁以上部 分用1:2水泥砂浆厚20mm。 混凝土外加剂：可采用低碱微膨胀剂等 8.8.4 结构设计及施工 可调式一体化格网反应}

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