一种低浊水源水净水厂节约运行成本的改造方法
【技术领域】
[0001] 本发明是对既有低浊度水净水厂现状的升级改造，涉及一种城市净水厂综合节约 运行成本的改造方法，属于净水厂提升改造技术领域。
【背景技术】
[0002] 随着《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006)的强制实施及"水污染防治行动计划 (水十条)"的颁布，对现有城镇供水厂提出了更加严格的水质要求及专业管理水平，如何在 保证水质满足新国标的要求下，符合国家"节能减排"、"节源开流"最大限度的节约成本，保 护水资源，节约净水厂自耗水的理念。
[0003] 我国多数河流的水量和水质正逐年下降，多数地区选择沿河建坝蓄水，地表水水 源由河流转变为湖库型，湖库水源具有浊度低、微污染、水质稳定等特点。目前，较多文献将 浊度低于30 NTU的地表水定义为低浊水，主要类型可分为三类：常规低浊水水源、低温低 浊水水源、微污染低浊水水源，其物理化学特征具有颗粒物浓度低、耗氧量低、碱度低、Zeta 点位低、粘度高等特点。我国北方冬季水源水处于低温低浊状态，而南方地区低浊度水源水 中大部分藻类含量较高。低浊水难处理的原因主要在于，低浊度时水中胶体颗粒碰撞几率 小，不易于脱稳絮凝，形成的絮体不易沉降，并且低浊水中所含有机物由于混凝效果差而难 以去除。
[0004] 目前，大多数净水厂处理低浊水时以加大混凝剂投加量、投加助凝剂或添加预氧 化工艺来解决，不利于水厂运行成本的节约。对于低浊水源水的净水厂改造研究工作主要 针对某单一处理工艺环节或单一构筑物的重建和改造。但这些研究成果缺乏整系统性和关 联性，并对整个水厂运行成本的节约研究不足。
【发明内容】
[0005] 为了解决净水厂水源水浊度低、难处理，常规处理工艺运行成本较高，改造后水质 安全问题，本发明提供了一种低浊水源水净水厂节约运行成本的改造方法。本发明通过净 水厂综合运行经济费用评价，运用优化处理单元手段寻找最佳运行参数，将净水厂水源水 质、各工艺单元处理效果、出水水质指标及安全性等因素与水厂整体经济费用相结合，将生 产废水联合回流实现强化低浊水混凝效率及节约水资源费，减少排污量的目标，对实施净 水厂提标改造至关重要。
[0006] 本发明的目的是通过以下技术方案实现的： 一种低浊水源水净水厂节约运行成本的改造方法，包括如下步骤： 步骤一：调研净水厂水源水在不同季节时的水质、水量变化情况，对净水厂现有工艺处 理效果和运行费用进行评价； 步骤二：在净水厂水源水满足低浊、低污染的条件下，对各工艺环节实施提升改造、补 建、优化运行参数等措施； 步骤三：对实施改造方案后的净水厂出水水质、经济费用进行效益评价，实现节约运行 成本的目标。
[0007] 本发明的方法采用现场中试调试试验模型来实现，以模拟实际水厂运行现状。针 对我国城市供水厂处理现状以及国家《节能减排综合性工作方案》中的实施水资源节约利 用，提高自用水的利用效率、减少水耗、电耗、药耗的要求，本发明通过大量的调查分析，在 确定城市供水厂节能潜力的基础上，运用多方面手段，从城市供水厂的水资源水质、处理规 模、工艺流程和水质安全性等各个方面综合分析，提出常规供水厂能耗诊断模式。在确保水 质、水量和经济因素与实际相符的条件下，本发明将生产废水联合回流实现强化低浊水混 凝效率及节约水资源费，减少排污量的目标，对实施净水厂提标改造至关重要。
【附图说明】
[0008] 图1为补建两座废水回收池的系统图。
【具体实施方式】
[0009] 下面对本发明的技术方案作进一步的说明，但并不局限于此，凡是对本发明技术 方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明 的保护范围中。
[0010]
【具体实施方式】一：本实施方式提供了一种低浊水源水净水厂节约运行成本的改造 方法，该方法由以下步骤实现： 步骤一：调研净水厂水源水在不同季节时的水质、水量变化情况，对净水厂现有工艺处 理效果和运行费用进行评价； 步骤二：在净水厂水源水满足低浊、低污染的条件下，对各工艺环节实施提升改造、补 建、优化运行参数等措施； 步骤三：对实施改造方案后的净水厂出水水质、经济费用进行效益评价，实现节约运行 成本的目标。
【具体实施方式】二：本实施方式是对【具体实施方式】一所述方法的进一步说明。
[0011] 步骤一中所述的水质变化情况具体指：根据搜集到的水厂长期运行监测资料生产 报表，得到水量变化情况、原水及出厂水水质情况、药剂消耗情况、电耗情况及水耗情况等 数据。其中，生产报表包括水源水质情况报表、水质统计报表、水厂用电情况报表、出厂水水 质情况报表及生产情况报表。
[0012] 步骤一中所述的水量变化情况指的是近2年（自评估开始，2年内的数据给出范 围）的日平均供水量和水厂24h逐时处理水量。
[0013] 本实施方式中所述的原水的水质情况具体指：根据近年来水源水浊度、色度、温 度、pH等常规物理指标，UV254、T0C、消毒副产物前驱物等有机物指标，以及铁、铝、锰等常规 金属指标的变化范围、不同季节的变化规律。
【具体实施方式】 [0014] 三：本实施方式是对一所述方法的进一步说明。
[0015] 步骤一中所述的现有工艺处理效果具体指：净水厂现有常规工艺主要包含混合， 混凝、沉淀、过滤、消毒，分析各个处理单元对浊度、有机物等指标的去除率以及最终出厂水 中各类水质指标的控制范围，对混凝池排泥水、沉淀池排泥水和滤池反冲洗废水的水质特 点进行分析。
[0016] 本实施方式所述混合主要有机械混合和水力混合，水力混合包括管式静态混合 器、水栗混合、扩散混合器、跌水(水跃）混合，以静态管道混合器为主，为大多数水厂所采 用。
[0017] 混凝：通过向处理水中投加混凝剂，使其中的胶粒物质发生凝聚和絮凝而分离出 来，以净化废水的方法；沉淀：利用重力沉降作用去除水中杂质的过程；过滤：借助粒状材 料或多孔介质以去除水中杂质的工程；消毒：包括液氯消毒法、二氧化氯消毒法、臭氧消毒 法、紫外线消毒法等消毒方式。
【具体实施方式】 [0018] 四：本实施方式是对一所述方法的进一步说明。
[0019] 步骤一中所述的运行费用具体指：净水厂运行费用主要涉及水厂化学药剂（混凝 剂、消毒剂等）的消耗费用、机械设备的耗电费用、水厂自用水、水厂污泥及废水处置费用， 并确定当年的单位水资源费、电费、混凝剂价格、消毒剂价格。
【具体实施方式】 [0020] 五：本实施方式是对一所述方法的进一步说明。
[0021] 步骤二中所述的低浊、低污染具体指：低浊度水源一般指浊度低于30 NTU的地表 水，其物理化学特征具有颗粒物浓度低、耗氧量低、碱度低、Zeta点位低、粘度高等特点。在 低浊度水体中，颗粒物细小稳定、数量较少，同时微颗粒物表面的水化膜对其脱稳起到了一 定的保护作用，使得低浊水成为较难处理的水体之一。我国北方冬季水源水处于低温低浊 状态，因水体粘度增大、溶剂化作用增强剂混凝剂水解不充分等原因，加大了低温低浊水的 难处理性；而南方地区低浊度水源水中大部分藻类含量较高。低污染指低浊水水质较好， C0DMn低于3mg/L，氨氮、有机物、重金属、藻类等污染物很少，但更加难以去除。
【具体实施方式】 [0022] 六：本实施方式是对一所述方法的进一步说明。
[0023] 步骤二中所述的改造、补建、优化运行参数具体指：补建两座废水回收池，如图1 所示，其中1#储泥池用于收集沉淀池排泥水，2 #贮水池用于收集反冲洗废水；添加废水回 流栗和回流管线，1#储泥池和2 #贮水池的生产废水联合回流到原水管路，控制排泥水和反 冲洗废水的废水回流比例，调节与原水混合后的混合水的浊度，强化混凝效率，从而达到节 水、节药的目的；通过控制出厂水水质指标（以浊度为主）来优化混凝剂投加量及废水回用 量。
[0024] 本实施方式中所述储泥池和贮水池的容积确定：净水厂生产废水（以沉淀池排泥 水和滤池反冲洗水为主)约占水厂自产水量的4~6%，其中沉淀池排泥水约占2~4%，反冲 洗水约占4~6%。根据净水厂运行工艺规模，结合自身产水量，通过以下公式计算废水回收 池容积：
[0025] 其中1. 5为安全系数，保证水池容积满足对回收废水量的储备。池中装设机械变 频搅拌桨匀速搅拌，使沉淀池排泥水和反冲洗水浓度均匀并防止其颗粒物静沉，排泥水存 储池的搅拌速度以不使得排泥水絮体破碎为宜，滤池反冲洗水贮水池的搅拌速度以液面不 发生较大漩涡为宜。补建回流栗、回流废水管线，分别将两个废水收集池中搅拌均匀的生产 废水按照一定比例一起回流至原水管中与原水混合重新进入常规水处理系统中并进入后 续处理单元。
[0026] 本实施方式中所述废水回流比例是指：在沉淀池排泥水和滤池反冲洗水一起回 流时，可通过调节回流栗流量来控制废水回流配比，不同的废水回流配比对应不同的混合 水浊度范围；所谓混合水浊度是指：回流废水、进厂原