刘振芳
连云港市自来水有限责任公司江苏连云港222000
摘要：自来水厂建设的特殊性在于建设设计、施工工艺等领域，存在诸多的问题。因而，严重制约着水厂建设质量。本文以连云港市海州水厂改造为例对城市自来水厂的建设进行了论述。
关键词：海州水厂；改造；方案
一、连云港市海州水厂改造建设的背景
1、提高净水工艺水平，满足供水水质要求
提高供水水质是行业发展的目标之一，对于提升人民群众的生活质量和促进城市经济社会的全面发展具有重要意义。随着我国建设小康社会的全面推进，城市供水行业的战略重点已转为提高水质为目标，通过技术进步和加强管理，缩小与国外发达国家的供水水质差距，力争早日接近或达到国际先进供水水质水平。因此，在水处理工艺方面就不能停留在常规处理工艺的层次上，而是必须针对水源水质的变化和饮用水水质标准的提高来采取相应措施。
由于海州水厂取水水源蔷薇河区域内农业面源、工业点源、种植养殖及两岸垃圾堆放等原因，市区境内的蔷薇河沿程水质自上而下呈逐渐下降的趋势，近年来蔷薇河发生了多次水污染事件，近期又发生了氟超标事件，对市区及沿岸居民的生活用水造成了一定的影响。蔷薇河原水基本属于Ⅲ～IV类水体，有些指标超过V类水，其中主要污染指标是CODMn、溶解氧、氨氮等，石油类接近Ⅲ水标准，重金属汞偶尔超标。
连云港市地处沂、沭、泗水系最下游，计划并陆续实施了诸多水环境保护措施，对阻止该水系的进一步恶化、改善水质及生态环境起到重要的保证作用。但是该水系的治理不是一朝一夕的事情，一方面是流域广阔，牵涉江苏、安徽、山东等市省，协调工作量大，另一方面，污染治理本身有一个较长时间过程，在治理过程中各种自然、人为因素复杂，无法完全避免诸如太湖生态危机、松花江水污染等突发事件的发生；蔷薇河是连云港市三座城市水厂的取水水源，鉴于蔷薇河水质现状，目前连云港市正在实施取水口上移工程，水质可得到改善，但基于大环境流域状况，原水水质不会完全达到常规处理工艺可以解决的程度，因此以蔷薇河水系为水源的水厂应该实施深度处理工艺，达到新的国家饮用水水质标准。
连云港市第三水厂深度处理工艺设施已经运行，出水水质较常规工艺有了很大提高，海州水厂作为城市供水主力水厂，与第三水厂并网供水，为进一步保障供水安全，提高居民用水质量，达到“同城同质”的要求，海州水厂必须实施深度处理工艺。
总之，为达到城市供水体系水质安全稳定，满足城市正常生产生活需求，确保城市建设和经济社会可持续发展，海州水厂实施改造工程（包括常规工艺改造和增加深度处理工艺）是十分必要的。
2、供水水源水质概况
总结以上两处水源的水质基本特点如下：
2.1蔷薇河水质：
1）蔷薇河水质在全年的大部分时间段，上游水质略好于下游；
2）在每年汛期的6月初至7月底，约50天左右的时间内，蔷薇河上下游的水质均满足不了Ⅲ类水的要求，部分指标甚至已接近Ⅴ类水，且呈逐年恶化的趋势。
3）自2010年2月份起至今，蔷薇河出现氟化物含量超标现象，特别是在丰水期。
2.2沭新渠水质
沭新渠属高水渠道，不受汇水影响，沿线亦无排污点源，渠道末端基本与上游来水淮沭河同质。淮沭河沭阳以上河段全年水质为Ⅱ～Ⅲ类，下游水质一般可达Ⅲ类。据江苏省水文水资源勘测局连云港分局监测，2012年沭新渠蔷北地涵入口处Ⅲ类水达标率为93％。沭新渠东海县自来水厂取水口（白塔）处Ⅲ类水达标率为92％，基本达到《省政府关于实行最严格水资源管理制度的实施意见》（苏政发[2012]27号）提出的到2015年饮用水源地水质达标率100％的目标要求，且水质较为稳定。
二、正在运行的原水输水工程简介
鉴于蔷薇河下游水质污染问题，连云港市正在实施城市水厂取水口上移输水系统的建设，输水系统共包括沭新渠和蔷薇湖2个水源，分别设置沭新渠增压泵站和蔷薇湖输水泵站，2座泵站通过1套原水输水管线系统将原水输送至现状水厂。其中，沭新渠改造工程包括拓浚沭新渠、新建加压泵站等设施，将沭新渠完善成为一个市区供水水源；应急水源地工程（蔷薇湖水库）建设蔷薇湖生态净化水库，提升水源水质，满足在发生突发性环境事件时，能够迅速切断污染源，保障水厂的供水安全；城市水厂取水口上移输水工程包括蔷薇湖输水泵站、输水管道、水厂缓冲池，将两个水源与市区水厂连通，完善取水口上移输水系统。
三、优选方案的概述和对比
1、优选方案概述
方案一、上向流活性炭滤池及砂滤池分别设置
本方案具体工艺流程为：原水+中置式高密度沉淀池+臭氧接触池+上向流活性炭滤池+V型滤池，出水接入现状清水池。
方案具体内容：中置式高密度沉淀池、臭氧接触池及其上方叠建的臭氧发生器间基本相同于正在实施的方案。臭氧接触池出水进入上向流活性炭滤池，活性炭滤池规模为10万m3/d，采用序批式反冲洗池型，共6格，双排布置，空床滤速10m/h。活性炭滤层厚2.5m，接触时间15min。活性炭吸附池采用气冲方式，强度为15L/（m2.s）。活性炭选用颗粒活性炭，炭粒为30~50目，平均粒径0.5mm，不均匀系数1.4，水浸湿颗粒密度≤1.4g/cm3。支承层：D＝2.0～16.0mm，厚度0.45m。活性炭滤池下游为砂滤池，采用V型滤池1座，规模10万m3/d，双排布置，共6格，每排3格，设计滤速7.44m/h，滤层上水深1.2m。滤料采用均质滤料，为石英砂，粒径d10为0.85mm，不均匀系数K80为1.4，厚度1.2m；支承层，粒径2~4mm，厚度100mm。
本方案特点：省去提升泵房；活性炭滤池及砂滤池分别设置，建造及运行管理经验丰富，出水水质有保障。
方案二、上向流活性炭与砂滤组合滤池
本方案具体工艺流程：原水+中置式高密度沉淀池+臭氧接触池+上向流活性炭滤与砂滤组合滤池，出水接入现状清水池。
方案具体内容：中置式高密度沉淀池、臭氧接触池及其上方叠建的臭氧发生器间基本相同于正在实施的方案。本工程将活性炭滤池和砂滤池合建在一起，双排布置，一排为上向流活性炭滤池，另一排为砂滤池，设计规模均为10万m3/d，各分为6格，共用中间管廊。活性炭滤池滤速10m/h。滤层为活性炭层，粒径30×50，厚度2.5m，炭层停留时间15min，不均匀系数1.4，水浸湿颗粒密度≤1.5g/cm3；砂滤池采用气水反冲洗V型滤池，滤速为7.44m/h。滤层由上而下为：石英砂D=0.85mm，不均匀系数1.4，厚度1.2m；支承层D＝2.0～4.0mm，厚度0.05m。
本方案特点：省去提升泵房；活性炭滤池及砂滤池合建一体但分开设置，节省占地，流程及布局简化，且在国内很多水厂有建造及运行管理经验，出水水质有保障。
2、优选方案对比
方案一优点：（1）对高密度沉淀池出水水质要求较方案一低；（2）活性炭滤池及砂滤池分别设置，建造及运行管理经验丰富，出水水质有保障。
缺点：（1）净水构筑物较多，生产管路联络较复杂。（2）用电量较高的臭氧发生器间距离变配电间较远；（3）造价最高，工程总投资约11810万元。
方案二优点：（1）对高密度沉淀池出水水质要求较方案一低；（2）活性炭滤池及砂滤池组合一体但分两排设置，建造及运行管理经验较多，出水水质有保障。（3）净水构筑物布局紧凑，占地少，厂区绿地较多。（4）生产管路联络简单，流程总水头损失较低。（5）工程总投资比方案二低，为11499万元。
缺点：高密度沉淀池距回流泵房稍远一些。但污泥回流及排除均采用污泥泵压力排出，根据相关工程经验，不会造成污泥淤积问题。
总结
根据以上比较分析，海州水厂改造工程推荐采用方案二，即主体净水流程为：中置式高密度沉淀池+臭氧接触池+上向流活性炭与砂组合滤池。
参考文献
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