摘要：依據(jù)節(jié)水成果，提出智能電磁流量計(jì)閥、刮吸泥機(jī)及濾池反洗的較優(yōu)工況，水廠智能電磁流量計(jì)水率由１．８３％降至１．３６％，達(dá)到源頭減量及??降低后續(xù)處理成本的效果。再對(duì)智能電磁流量計(jì)水進(jìn)行分質(zhì)處理，其中泥水通過(guò)調(diào)節(jié)、濃縮、離心脫水、泥餅外運(yùn)等環(huán)節(jié)進(jìn)行處置，反洗??水通過(guò)控制靜沉?xí)r間、回流比等關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行安全回用，并輔以消毒劑投加與紫外裝置保障水質(zhì)安全。結(jié)果表明，通過(guò)泥水全流程處理工藝達(dá)到節(jié)水降耗、安全環(huán)保的目標(biāo)。我國(guó)自來(lái)水廠智能電磁流量計(jì)水處理和污泥處置工作正式被提上議程始于20世紀(jì)80年代末，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國(guó)具有比較完善智能電磁流量計(jì)水處理設(shè)施的水廠不足總凈水廠設(shè)施規(guī)模的10%，主要集中在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)，與歐美、日本70%～80%自來(lái)水廠智能電磁流量計(jì)水處理率相比差距較大［叫。國(guó)內(nèi)水廠智能電磁流量計(jì)水量一般約占產(chǎn)水總量的4%～7%，智能電磁流量計(jì)水不經(jīng)處理直接排入市政排水管網(wǎng)或自然水體中，造成了水資源浪費(fèi)和環(huán)境污染等問(wèn)題。本文以深圳市某水廠智能電磁流量計(jì)水處理為例，通過(guò)源頭減量、泥水分質(zhì)處理及安全回用的全流程工藝處理，達(dá)到節(jié)水降耗、環(huán)保安全的目標(biāo)。

1智能電磁流量計(jì)水處理概況

深圳市某水廠供水規(guī)模為20×104m3/d，基本滿負(fù)荷生產(chǎn)，采用常規(guī)凈水工藝，凈水過(guò)程中產(chǎn)生的智能電磁流量計(jì)水的處理工藝如圖1所示。廠區(qū)智能電磁流量計(jì)水首先需減量處理，絮凝沉淀池通過(guò)優(yōu)化智能電磁流量計(jì)閥開(kāi)啟時(shí)間及刮吸泥機(jī)行進(jìn)線路達(dá)到減量排放效果，濾池通過(guò)開(kāi)展生產(chǎn)試驗(yàn)，在反洗達(dá)標(biāo)及出水水質(zhì)合格的前提下，選出排水量較少的反洗工況。濾池反洗水進(jìn)入回收水池后，通過(guò)控制靜沉?xí)r間、回流比等關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行安全回用，并輔以消毒劑投加與紫外裝置保障水質(zhì)安全，上清液通過(guò)潛水泵輸送至配水井。絮凝沉淀池智能電磁流量計(jì)水與回收水池底泥通過(guò)調(diào)節(jié)、濃縮處理后，上清液輸至回收水池回用或排放，濃縮池底泥進(jìn)行離心脫水并外運(yùn)處理。

2智能電磁流量計(jì)水；咸量

2.1絮凝沉淀池

絮凝池采用穿孔智能電磁流量計(jì)管智能電磁流量計(jì)，共32個(gè)智能電磁流量計(jì)閥，平流沉淀池采用楠架式虹吸刮吸泥機(jī)，共2臺(tái)。在水廠相關(guān)的生產(chǎn)性試驗(yàn)結(jié)果基礎(chǔ)上，采用絮凝池積泥量沿水流前進(jìn)方向逐漸遞增，即采用絮凝前端智能電磁流量計(jì)時(shí)間短，絮凝末端智能電磁流量計(jì)時(shí)間長(zhǎng)的智能電磁流量計(jì)方式，與統(tǒng)一定時(shí)智能電磁流量計(jì)方式相比降低了絮凝前端的無(wú)效智能電磁流量計(jì)水量。平流沉淀池積泥主要集中在池前端，前端采用刮吸泥機(jī)折返多次智能電磁流量計(jì)的方式，其余積泥較少的區(qū)域單程智能電磁流量計(jì)即可，并可適當(dāng)延長(zhǎng)智能電磁流量計(jì)周期。此運(yùn)行方式與常規(guī)往返連續(xù)智能電磁流量計(jì)相比降低了無(wú)效智能電磁流量計(jì)水量，并緩解前端積泥過(guò)多的問(wèn)題。絮凝池按水流方向分為3段，設(shè)計(jì)智能電磁流量計(jì)時(shí)間分別設(shè)置為20、40、608，設(shè)計(jì)智能電磁流量計(jì)周期24h，絮凝池智能電磁流量計(jì)水量約為200m3/d0沉淀池前端1/3處為積泥量較大的區(qū)域，該區(qū)域考慮刮吸泥機(jī)折返2次智能電磁流量計(jì)，智能電磁流量計(jì)周期為24h，其余區(qū)域單程智能電磁流量計(jì)1次，智能電磁流量計(jì)周期為48h，沉淀池智能電磁流量計(jì)水量為700m3/d0較絮凝沉淀池常規(guī)定時(shí)、往返運(yùn)行工況，智能電磁流量計(jì)水總量1150曠降低了21.7%，絮凝沉淀池智能電磁流量計(jì)水率由0.589毛降至0.45%。

2.2砂濾池

砂濾池采用V型濾池，共8格，單池面積為135.8m2，采用氣、水三階段恒氣量變水量反沖洗方式。原運(yùn)行工況：反沖洗周期為48h，氣沖時(shí)間為2min，氣水沖時(shí)間為5min，單水沖時(shí)間為6min，單格反沖洗排水量為627m3，每日濾池反沖洗排水總量約為2508m30

依據(jù)生產(chǎn)試驗(yàn)結(jié)果，設(shè)末期反洗排放水濁度小于10NTU為結(jié)束工況點(diǎn)對(duì)不同的運(yùn)行周期與階段反洗時(shí)間組合進(jìn)行比選，在反洗達(dá)標(biāo)及出水水質(zhì)合格的前提下，排水量較少的工況條件為：濾池運(yùn)行周期為48h，氣沖時(shí)間為2min，氣水沖時(shí)間為4min，單水沖時(shí)間為4min0反沖洗周期為48h,8格池分兩組隔日交替反洗，以避免反洗水量峰值出現(xiàn)。其中單氣沖時(shí)的氣沖強(qiáng)度為15.5LI(m2·時(shí)，時(shí)間為2min；氣水沖時(shí)，氣沖強(qiáng)度為15.5L/(m2·s）、時(shí)間為4min，水沖強(qiáng)度為3.0L/(m2·時(shí)，時(shí)間為4min；若單水沖時(shí)，水沖強(qiáng)度為6.0L/(m2·時(shí)，時(shí)間為4min；表掃強(qiáng)度為2.0L/(m2·葉，時(shí)間為10min0單格濾i也反洗排水量為表面掃洗水量、氣水沖時(shí)排水量、單水沖時(shí)排水量之和，單階段反洗量＝濾池面積×單位面積的反洗量×時(shí)間，其中表面掃洗水量為135.8曠×2.0L/(m2·s)×3.6×(10min/60min)=163.0m3，氣水沖時(shí)排水量為135.8曠×3.0L/(m2·s)×3.6×(4min/60min)=97.8m3，單水沖時(shí)排水量為135.8曠×6.0L/(m2·s）×3.6×（4min/60min)=195.6m3。因此，單格濾池反洗排水量為163.0m3+97.8m3+195.6m3=456.4m30每日濾池反沖洗排水總量約為1825m3，較原工況反洗水總量2508m3降低了27.2%，濾池反洗排水率由1.259毛降至0.919毛。

綜上所述，通過(guò)優(yōu)化智能電磁流量計(jì)水設(shè)施運(yùn)行工況，智能電磁流量計(jì)水率由1.839毛降至1.369毛，預(yù)計(jì)全年節(jié)水約為34.3萬(wàn)m3o

3智能電磁流量計(jì)水處理

水廠原水主要來(lái)自東江引水工程，原水進(jìn)入市區(qū)后經(jīng)調(diào)蓄水庫(kù)轉(zhuǎn)輸至水廠，原水水質(zhì)基本滿足《地面水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB38382002)II類水體標(biāo)準(zhǔn)，濁度穩(wěn)定在10NTU左右。污泥處理系統(tǒng)規(guī)模按全年959毛天數(shù)確定，處理工藝采用“調(diào)節(jié)池＋斜板濃縮池＋平衡池＋離心脫水”。

3.1污泥調(diào)節(jié)池

絮凝沉淀i也與回收水i也是間歇智能電磁流量計(jì)，瞬時(shí)流量大，濃度也不均勻，為了保證后續(xù)構(gòu)筑物能連續(xù)運(yùn)行，減小構(gòu)筑物的處理容量，需設(shè)置調(diào)節(jié)池。調(diào)節(jié)池設(shè)1座，設(shè)計(jì)有效容積按照不小于沉淀池單次較大智能電磁流量計(jì)量及回收水池底泥之和考慮［2］，池內(nèi)設(shè)2臺(tái)攪拌機(jī)，1用1備，防止污泥沉積。污泥提升泵按24h均勻運(yùn)行進(jìn)行設(shè)計(jì)，2用1備，變頻調(diào)節(jié)，并設(shè)置應(yīng)急排放管至污水系統(tǒng)。調(diào)節(jié)池內(nèi)安裝1臺(tái)超聲波液位計(jì)，用于水位監(jiān)測(cè)及控制水泵的開(kāi)停。

3.2污泥濃縮池

濃縮池的功能是泥水分離，提高智能電磁流量計(jì)水的含固率，從而減輕后續(xù)污泥處理設(shè)備的負(fù)荷，以提高機(jī)械脫水效率，保證脫水污泥的含固率。濃縮池設(shè)1座分2格，采用不銹鋼斜板濃縮池形式，每座設(shè)計(jì)流量與調(diào)節(jié)池提升泵相匹配，設(shè)計(jì)表面水力負(fù)荷為0.8曠／（m2·h），斜板長(zhǎng)為2.2m，傾角為60°，板距為80mm。斜板下部設(shè)濃縮機(jī)對(duì)濃縮區(qū)污泥進(jìn)行慢速攪拌，以提高濃縮效果。為進(jìn)一步強(qiáng)化泥水分離效果，在每格濃縮池進(jìn)水管上設(shè)1個(gè)PAM投加點(diǎn)，投加量采用3～5kg/(tDs），投加濃度采用0.1%。濃縮池上清液通過(guò)固定式溢流堪收集，可進(jìn)入回收水池或廠區(qū)污水系統(tǒng)。濃縮池底部出泥管道處安裝污泥濃度計(jì)，當(dāng)?shù)啄酀舛却笥?%（可調(diào)）時(shí)，出泥管開(kāi)始智能電磁流量計(jì)；或根據(jù)時(shí)間周期進(jìn)行定期智能電磁流量計(jì)。當(dāng)?shù)啄酀舛鹊陀?%時(shí)（可調(diào)），關(guān)閉智能電磁流量計(jì)閥，停止智能電磁流量計(jì)；或污泥平衡池達(dá)到高水位時(shí)，智能電磁流量計(jì)管也停止智能電磁流量計(jì)。

3.3污泥平衡池

污泥平衡池在濃縮池與脫水設(shè)備間起平衡和緩沖作用，它能使?jié)饪s污泥含固率相對(duì)均勻，保證脫水機(jī)進(jìn)泥量與濃度均衡。

平衡池設(shè)1座，設(shè)計(jì)有效容積按脫水機(jī)8h的較大處理泥量考慮，池內(nèi)設(shè)2臺(tái)攪拌機(jī)，1用1備，防止污泥沉積。平衡池內(nèi)安裝1臺(tái)超聲波液位計(jì)，用于水位監(jiān)測(cè)。

3.4污泥脫水機(jī)

污泥脫水采用離心脫水方式，設(shè)離心脫水機(jī)2臺(tái)，1用1備，較大干泥處理量為0.34tds/h，按24h連續(xù)運(yùn)行進(jìn)行設(shè)計(jì)，投加PAM進(jìn)行調(diào)理。脫水機(jī)房分兩層布置，一層主要為進(jìn)泥系統(tǒng)和加藥系統(tǒng)，二層主要為離，C,，脫水機(jī)設(shè)備。污泥性狀、調(diào)理藥劑及離心機(jī)工況等是影響污泥脫水的主要因素，且各因素之間互相影響。為優(yōu)化離心脫水機(jī)的運(yùn)行，可通過(guò)實(shí)驗(yàn)室選擇及生產(chǎn)性試驗(yàn)對(duì)上述因素進(jìn)行研究以提高污泥脫水效率。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，分別對(duì)陽(yáng)離子、陰離子及非離子型PAM三種藥劑進(jìn)行比選，得出此類污泥采用陽(yáng)離子型PAM絮凝效果好，藥耗低，且脫水濾液濁度、色度低，配制濃度在0.159毛～0.20%效果較好的。開(kāi)展生產(chǎn)試驗(yàn)找出離心機(jī)較好的運(yùn)行工況，并對(duì)不同進(jìn)泥濃度進(jìn)行比選，具體數(shù)據(jù)如表1所示。

在其他因素穩(wěn)定的條件下，基本呈現(xiàn)進(jìn)泥濃度越高，處理后泥餅含水率越低，且藥耗越低的趨勢(shì)，注意進(jìn)泥濃度不宜低于2%，否則處理效率偏低。在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，濃縮池底泥較高濃度一般在2.5%左右，此時(shí)藥耗約3.96kg/(tDs），能耗76.24kW·h/(tDs)0泥餅含水率一般約659毛～729毛，主要成分為無(wú)機(jī)物，有機(jī)物含量約為19%左右，pH值為7.0-9.0，重金屬總錨含量約為20.6mg/kg，總鉛含量約為30.5mg/憐，揮發(fā)酣含量約為0.4mg/kg0目前污泥由專業(yè)公司外運(yùn)處置，作為制磚材料。

4智能電磁流量計(jì)水安全回用

我國(guó)近年來(lái)新建的許多大型水廠在設(shè)計(jì)時(shí)都考慮了智能電磁流量計(jì)水的回用措施，但其中大部分采用的都是調(diào)節(jié)、沉淀后直接回收，而回收水中原生動(dòng)物抱囊、輯、THMs與AOC均明顯高于原水，回收水中有害物質(zhì)的去除沒(méi)有得到重視［3］。美國(guó)自1984年以來(lái)爆發(fā)的12次與飲用水有關(guān)的隱抱子蟲(chóng)病，其中3次就與濾池反沖洗水回用有關(guān)［4］。1993年4月美國(guó)密爾沃基市發(fā)生隱抱子蟲(chóng)水質(zhì)事故，共造成全市150萬(wàn)人感染，死亡50～100人，這是美國(guó)供水以來(lái)較大的水質(zhì)事故。其主要原因之一是，濾池反洗水再利用把濾池中所截留的污染物又回到了原水，超過(guò)了水廠的常規(guī)處理能力［5］。因此，回用水生物安全性需特別注意。2001年8月美國(guó)環(huán)保局頒布的《濾池反沖洗水回用規(guī)則（FERR）》要求回用水的處理系統(tǒng)“兩蟲(chóng)”的去除率必須達(dá)到999毛。德國(guó)規(guī)定濾池反沖洗廢水必須經(jīng)過(guò)膜過(guò)濾或者等效的處理技術(shù)才能回用。

濾池反沖洗水及濃縮池上清液排至回收水池進(jìn)行靜沉后回收，回收水池設(shè)1座分2格，單格調(diào)節(jié)水量按2格砂濾池反沖洗水量與濃縮池上清液之和考慮，出水設(shè)置高、低位閘板閥以分層出水。

4.1靜沉?xí)r間

砂濾池反洗水由于其含固卒太低，沉降試驗(yàn)未見(jiàn)明顯的固液分層，但靜沉1.0h后，上清液水質(zhì)有所改善，濁度一般在10NTU左右，與原水濁度相當(dāng)，較反洗水平均濁度50NTU有明顯下降。因此，設(shè)計(jì)靜沉?xí)r間采用1.0h，具體時(shí)間可根據(jù)水廠具體運(yùn)行管理工況調(diào)整。

4.2回流比

在回收利用時(shí)，應(yīng)盡量做到均勻回流，合理控制回流比，減少回收水對(duì)制水工藝的水質(zhì)、水量沖擊，這對(duì)保障水廠正常穩(wěn)定運(yùn)行非常重要。依據(jù)試驗(yàn)成果，經(jīng)過(guò)靜沉后，在回用砂濾池反沖洗水比例小于6%時(shí)，可以降低混凝后絮體顆粒表面的Zeta電位，改善混凝條件，有利于降低沉后水濁度，并且不會(huì)造成沉后水細(xì)菌總數(shù)的大幅度上升。當(dāng)反沖洗水回用比例超過(guò)10%，對(duì)制水生產(chǎn)負(fù)荷的沖擊較大，易導(dǎo)致沉后水的CODMn和細(xì)菌總數(shù)都有大幅度的上升，使得水質(zhì)安全保障性降低。

回收水上清液可采用潛水泵24h連續(xù)運(yùn)行方式可結(jié)合生產(chǎn)情況采用間歇運(yùn)行方式，提升至原水匯合井，每格回收池設(shè)2臺(tái)泵，1用1備，結(jié)合生產(chǎn)工況確定水泵開(kāi)啟臺(tái)數(shù)，合理控制回流比。

4.3水質(zhì)安全

靜沉后的回收水土清液中總輯、鹵代物、藻類及微生物劍水蚤等較原水均所上升，其中藻類及微生物劍水蚤增幅較大。

為了降低上述水質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)，首先在運(yùn)行中保證一定的回收水靜沉?xí)r間，以盡量降低回收水的濁度。濁度是一個(gè)重要的運(yùn)行水質(zhì)指標(biāo)，降低濁度的同時(shí)也降低水中的菌落總數(shù)、大腸桿菌、病毒、兩蟲(chóng)及鐵、錨等重金屬指標(biāo)。其次設(shè)置回收水消毒劑投加設(shè)施，設(shè)計(jì)考慮在回收水管道處增設(shè)水射器投加液氧，投加量為1.5~2.5mg/L。當(dāng)投加濃度為2.0mg/L，消毒時(shí)間為30min時(shí)，反洗水中的菌落總數(shù)、藻類去除率較高，在70%左右，處理后基本與原水水質(zhì)數(shù)量相當(dāng)，但對(duì)劍水蚤的滅活效果一般，僅為20%～40%。考慮在出水管道處設(shè)置管式紫外消毒裝置以進(jìn)一步降低劍水蚤生物風(fēng)險(xiǎn)，設(shè)計(jì)投加劑量為50叫／cm2，達(dá)到滅殺劍水蚤的效果。其余重金屬指標(biāo)溶解性鐵、輯、鋁，藻毒素以及三氯甲皖等未見(jiàn)明顯增加。另外，生產(chǎn)中需要定期對(duì)回收水取樣進(jìn)行檢測(cè)。

5結(jié)論

(1）通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)絮凝池智能電磁流量計(jì)閥、沉淀池刮泥機(jī)以及砂濾池反沖洗運(yùn)行工況，絮凝沉淀池智能電磁流量計(jì)水由平均每天1150m3降至900m3，濾池反洗水量由平均每天2508曠降至1825m3，從源頭處降低排水總量，不僅減少用水量，且降低了后續(xù)相關(guān)處理成本，具有多重效益。

(2）智能電磁流量計(jì)水處理一般采用調(diào)節(jié)、濃縮、平衡及脫水等工藝流程，設(shè)計(jì)時(shí)需注意構(gòu)筑物較大智能電磁流量計(jì)水量工況，并設(shè)置應(yīng)急排放系統(tǒng)。

(3）在污泥脫水環(huán)節(jié)，建議先開(kāi)展相關(guān)試驗(yàn)，明確脫水設(shè)備運(yùn)行工況、污泥濃度及調(diào)理藥劑等因素的較優(yōu)選擇，以達(dá)到更好的脫水效果。

(4）濾池反洗水及濃縮池上清液靜沉后回收，設(shè)計(jì)回流比宜控制在6%以內(nèi)，以免對(duì)水廠生產(chǎn)負(fù)荷沖擊過(guò)大。回收水的水質(zhì)生物風(fēng)險(xiǎn)尤須注意，可通過(guò)濁度控制、投加氯消毒劑及紫外消毒等方式來(lái)保障水質(zhì)安全。