王如华：现有城镇水厂工艺升级改造对策

　　中国水网讯  现有城镇水厂在升级改造过程中面临着水质达标和提升、节能减排、安全可靠运行、水厂布局和建设用地、改造过程中生产维持等五个方面的问题。在由中国水网和清华大学环境科学与工程系联合主办的“2010水业高级技术论坛上”，上海市政工程设计研究总院副总工王如华详细介绍了解决这些问题所应采取的对策。

　　针对城镇水厂在工艺升级改造过程中面临的五个问题，王如华提出了水质达标和提升对策、节能降耗和与减排对策、安全可靠运行之对策、总体布局及用地安排对策、改造过程生产维持对策等五个方面的对策措施。

　　一、水质达标和提升之对策

　　（1）强化传统工艺处理能力
针对污染物多样性和复杂性对传统工艺处理能力的干扰和水质要求的提高，通过调整现有工艺手段来解决： 如改变原水结构和氧化剂或消毒剂品种、增设助凝措施、改变反应器形式和过滤方式；针对工艺设计及运行参数欠合理的现象，通过适当的运行试验予以调整。

　　（2）突破现有工艺局限性，增加处理工艺级数；

　　针对传统工艺无法应对原水水质变化的现象，可适当增加处理工艺级数：如增设各种预处理和深度处理工艺设施（或多级屏障）；针对传统工艺无法满足水质标准提高的要求，可适当增加处理工艺级数：如增设各种预处理和深度处理工艺设施（或多级屏障）。

　　二、节能降耗和与减排之对策

　　（1）调整配水设备的配置和增设配水设备自我调节能力

　　对于供水压力和流量变化规律稳定且机组台数较多的水厂，可通过大小机组搭配和选用能量性能优秀的机组解决；对于供水压力和流量变化规律难寻或机组台数较少的水厂，通常宜采用增设机组自我调节能力（如各种 调速手段）结合选用能量性能优秀的机组解决。

　　（2）提高投药设施效率和精确控制水平、选用合理的反应器

　　采用先进的投药设施（采用高效扩撒和混合、流量调节阀或凸轮泵替代隔膜泵等）和精确控制手段（浓度与流量控制、效果反馈控制和经验曲线指导控制）；

　　提高反应器的反应效率（增加反应器的速度梯度或反应时间）和适应水量水质变化的能力（采用可调反应速度梯度的反应设备）；

　　（3）降低工艺过程的水力损失

　　通过适当调整净水构筑物进出水位和干铉高度减少工艺过程不必要的水力损失，或充分利用富裕的水力高程减少新增工艺所需的水力高程提升。

　　（4）改善水厂水平衡状况

　　调整不合理的管路布局和口径、增设必要的中间过程流量检测和控制措施；在必须设置中间提升设施时（增加中间工艺需），应采用容量足够的中间调蓄设施和设置提升设备的流量调节手段。

　　（5）降低厂用水率和排水量

　　采用水质和泥位检测结合可编程控制的排泥设备进行有序可控地排泥，合理控制排水量；采用水质和堵塞检测结合高效冲洗方式（气洗加水洗）有序控制冲洗频次和减少冲洗量，降低厂用水率；建立水厂泥处理系统，有效分离泥水并充分回用分 离水，减少排水量；建立水厂冲洗水澄清回用系统，回用一切可用之水，降低厂用水率。

　　三、安全可靠运行之对策

　　（1）建立原水突发污染预警及控制消除系统
在水源地建立可能的主要特征污染物快速检测预警系统和生物预警系统，及时发出突发污染预警；在水源地和水厂建立多屏障污染控制消除系统（如设置水面围油吸油栏、粉炭和高锰酸钾应急投加系统）。

　　（2）强化应对水厂突发事故的能力

　　建立各种危险化学品泄漏报警及消除系统（如氯、氨和臭氧等气体的中和、分解装置的设置，酸、碱和强氧化剂的中和、还原装置）；

　　合理布置供配电系统（如双回路、双变压器设置和不间断电源），避免和控制因电源和电器设备故障引起其他连锁事故的产生；

　　涉及水质和输配水安全的投药和输配水设备应有充足的备用能力，并可及时在线切换投运（如混凝剂和消毒剂投加管路采用双回路布置和流量、压力双报警系统等）；

　　水厂内多点设置溢流、应急排放口以及地下泵房分仓布置，消除因设备和人为误操作事故发生时产生的次生事故（如水淹和水质失控等）。

　　（3）降低水厂突发事故的概率和危害程度

　　强氧化/还原性化学品分开储存（如高锰酸钾和粉炭），储存建构物按相关防爆要求设计；
采用净水功能相同、成本尚可和泄漏危害程度药剂替代传统药剂（如次氯酸钠和氯化铵水溶液替代氯气和氨气，防爆粉炭替代普通粉炭等）；

　　（4）提高水厂安全运行受自然灾害影响的能力

　　厂区场地高程适当高于周边城市重要道路高程，暴雨设计强度至少3年一遇，重要水厂甚至可采用10~ 20年一遇，并设有雨水泵站；合理设置防雷接地系统，重要部位还应适当加强；

　　（5）提高水厂及时发现事故隐患和防止人为操作失误事故的能力

　　完善水厂监控系统结构配置，设置分级控制操作权限，建立故障预报警功能。

　　四、总体布局及用地安排之对策

　　（1）结合工艺升级考虑和现状重新规划水厂布局和用地安排。按工艺升级总体要求，兼顾历史合理性和现实要求，重新安排水厂功能分区和高程。

　　（2）提高水厂现有设施和空间的利用率。对厂内年久失修、工艺落后和土地利用率低的构筑物可予以拆除，换之以成熟可靠、高效和土地利用率高的构筑物；对结构尚可利用的构筑物适当改造后进行功能转换和扩充。

　　（3）提高建设用地利用率。新建设施尽量采用成熟可靠、高效和土地利用率高工艺形式；工艺衔接紧密或功能相近的设施采用集约化布置方式，减少不必要的同功能公共服务设施的重复建设。

　　五、改造过程生产维持之对策

　　（1）主要净水设施分区和分单元改造维持全部或部分生产能力。

　　尽量划小分区和分单元改造范围，先行改造不具超产能力的净水设施，适当提高具有超产能力的净水设施运行负荷；建设必要的临时设施，保证生产维持的最低安全要求，可能条件下临时设施应转换成新的永久设施。

　　（2）按生产维持的最低要求逐步改造和扩充设备系统，尽可能使新旧设备运行过度无缝衔接。
 新增设备布置尽量不影响已有设备运行；已有设备替换或扩充可采取启用备用设备结合采取临时措施满足维持生产所需。
 

编辑：刘永丽