面對水源水污染問題依然嚴峻,水質標準不斷提高的現狀,建立新型現代化水廠的工作已經實踐多年。浙江省專門發布了《浙江省現代化水廠實施細則》,目前已通過評估認定的現代化水廠有19座。劉宏遠教授針對氨氮、有機物等特征污染物,結合國家重大水專項課題,探討了具有污染物多級屏障的適用性工藝,并對復雜工藝流程的運行優化進行了研究。
一
現代化水廠的內涵
辭海里這樣解釋現代化:以當代發達社會作為參考系的先進科學技術水平,先進生產力水平以及消費水平。當我們技術水平和生產力水平發展的時候,現代化定義也在不斷變化,現代化生產的定義不是一成不變的指標,現代化水廠的標準也是如此,每5年修訂一次。以現代化水廠建設來說,個人認為要做兩方面事情:一是要用先進生產力水平應對水質標準,二是應反饋科學的技術和經驗,完善行業體系。
智慧水務以及各項新技術的使用帶動了飲用水行業快速發展,但供水系統三個基本要素仍然必不可少:一是水質要達到國際先進水平,這個先進水平包括口感度,不同人有不同的認識;二要有足夠的水壓;同時,城市居民都能喝到安全可靠的自來水。水質、水壓、水量這三方面,要求水壓足、水量夠、水質好。盡管科學技術和技術化在發展,但三個方面的內容是不變的。
濁度為什么要定這么嚴格(目標水質濁度要求不高于0.1NTU)?濁度指標不僅僅體現水的渾濁程度,更是微生物指標,因此希望能在這方面有所提升。
二
貫涇港水廠15萬t/d工藝優化
近幾年,浙江大學、浙江工業大學和嘉源給排水有限公司在聯合開展研究,探討基于龍頭水穩定達標的水廠工藝運行與優化集成技術。遇到兩大類問題:一是有機物濃度(CODMn)在3~5 mg/L,另一個是氨氮(峰值由4 mg/L減至1.5 mg/L)。因此為達到目標水質,在處理手段上采用的是工程技術手段而不是實驗室手段,對有機物去除采用的是強化混凝和臭氧活性炭技術,去除氨氮采用的是生物技術。但是這兩個技術都容易受溫度影響,江浙地區夏天水溫能接近35℃,冬天水溫在4~5℃,使生物技術受到非常大的影響,這是整個項目遇到的一大問題。
整個工藝情況是一個15萬t/d的水廠工藝,預臭氧及后面液氯消毒的目標是去除有機物和氨氮。通常情況下,會將預臭氧和液氯消毒放在前處理階段,但實際上,因為原水濁度相對較高,積泥較為嚴重、填料堵塞、冬季低溫期使生物除氨氮作用明顯下降。因此先除濁后除氨氮,前端混凝沉淀,而后再用生物除氨氮。
除此以外,這個15萬t/d的工藝是采用的雙水源,因此流程較長,工藝優化問題特別復雜。從系統優化來說一般是兩種方法,即拉格朗日優化方法和單體優化服從于系統優化。
溫度對氨氮去除的影響較大,如何維持不同溫度的菌種是個問題,因此采用了——雙水源水溫水質聯動預警水源主動切換技術,生物接觸區適時馴化技術。
在有機物方面,做了幾個工程技術可行性研究,包括:預臭氧和臭氧活性炭的側重點、粉炭+臭氧活性炭、雙級臭氧活性炭。值得注意的是,對于工程上來說,要特別注意臭氧活性炭的使用年限問題。
系統優化運行結果:濁度小于0.1 NTU;2 μm以上顆粒數穩定小于50個/mL;微絮凝5 mg/L在線余鋁(相當于加微絮凝不但沒有影響,反而有利于處理);建議生物濾池盡可能低(6 m/h);關鍵環節的技術控制—在線有效氯濃度儀(精確投加)。
題外話,整個水廠是30萬t/d,所有的技術人員加管理人員共35人,怎么能實現預見到出問題后,可立刻實現技術外包和維護外包?這個很關鍵。
三
技術改進
關于技改,嘉源給排水公司和劉教授課題組做了中置式高密度沉淀池技術改造,將污泥內循環變成外循環,可實現產水量提升25%,以及平流沉淀池技術改造并進行相關技術的示范研究。實際上,實現中試與工程互聯互通,能夠解決工程需要的問題直接進入到中試。
結論
浙江省從2002年開始探索現代化水廠的建設,關于高品質飲用水的探索,從概念來說非常廣泛,包括口感、靈敏物、健康和安全等方面,大規模的市政供水,安全應當是重點關注的,包括現代化水廠的建設,首先最重要的也是供水安全,在此基礎上再談可直飲和口感。