簡述自貢市第一水廠工藝及自動化改造

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簡介： 經(jīng)過改造基本解決了混合工藝、反應(yīng)沉淀池、清水池的設(shè)計缺陷，實現(xiàn)了水質(zhì)的在線監(jiān)測，有效解決了反應(yīng)沉淀池等構(gòu)筑物內(nèi)滋生青苔等有機污染物的問題，濾料使用周期延長，保證了出廠水水質(zhì)達(dá)國家新標(biāo)準(zhǔn)。
關(guān)鍵字：工藝及自動化改造 前加氯系統(tǒng)改造 自動加氯 自動加藥

　自貢市供排水公司第一水廠規(guī)模為10萬m³/d，水廠有兩個水源，雙溪水庫的水庫水和旭水河河水，其工藝流程為

　　一、改造前存在的問題：

　　1、原水、沉淀水、出廠水的濁度及余氯等水質(zhì)參數(shù)是靠比色卡、濁度儀模擬顯示等老舊簡易儀器進(jìn)行采集，精確度不高，在測試時受外界環(huán)境因素影響也極大。

　　2、2001年與2002年（2月—12月）同期比較反應(yīng)沉淀池沖洗頻率：用水庫水較河水反應(yīng)沉淀池沖洗頻率縮短了3-5天。水中藻類及其它微生物的殘體形成腐殖質(zhì)，由沉淀池帶入濾池，粘覆在濾池的濾料上，不僅降低了反沖洗強度，降低過濾效果，而且使濾料板結(jié)，大大縮短了濾料的使用周期。2002年雖然進(jìn)行了前加藥處理，但由于沒有進(jìn)行前加氯，使細(xì)菌、大腸桿菌、有機物滋生，使得混凝、過濾效果均不理想。

　　3、制水中的加氯、加藥工藝過程由于缺乏定量的科學(xué)依據(jù)，僅靠肉眼的觀測和經(jīng)驗來進(jìn)行判定，在原水水量、水質(zhì)變化較大的情況下配藥濃度和藥量往往與實際情況嚴(yán)重不符。

　　4、原后加氯投加點分別在兩個清水池的入口，很難保證水與氯氣混合均勻。

　　5 、由于4000t清水池進(jìn)水管標(biāo)高不一致，導(dǎo)致在高峰供水時出現(xiàn)層流問題；清水池屬于低進(jìn)低出的走水系統(tǒng)，使其走水效果不佳，清洗效果不好。

　　6、反應(yīng)池過水?dāng)嗝娌环显O(shè)計生產(chǎn)能力的要求，存在過水速度快、過水負(fù)荷不均勻的問題，導(dǎo)致水流的梯度形成不好，從而使礬花生成不好，混合反應(yīng)效果不夠充分，降低了反應(yīng)效果。

　　7、 1號反應(yīng)池格柵使用UPVC材料，受浮力的影響大，安裝過程中需用鐵絲捆綁， UPVC材料格柵對有機物、藻類等的吸附量大，故其沖洗水量也大，時間長。

　　8、由于系統(tǒng)沒有安裝混凝攪拌設(shè)備，所以在不同原水狀況下不利于形成不同的流速梯度（G值）。

　　二、改造的目的：

　　1、提高水質(zhì)和工藝運行的安全可靠性，降低工人勞動強度，出廠水濁度控制在1度以內(nèi)，目標(biāo)為0.5度以內(nèi)，并提高沉淀效果和沉淀水水質(zhì)（3-5度以內(nèi)）。

　　2、通過增加前加氯系統(tǒng)，并對濾后水加氯系統(tǒng)進(jìn)行改造，解決沉淀池藻類大量繁殖問題，減輕工藝運行負(fù)荷，延長濾料的使用壽命（將更換周期從2-3年提高為4-6年），并為建立加氯自控系統(tǒng)等提供工藝條件。

　　3、解決水處理工藝上存在的主要缺陷。

　　4、建立以自動投藥、加氯為基礎(chǔ)的自控系統(tǒng)，分散控制、集中管理，進(jìn)一步保障供水水質(zhì)并推進(jìn)水廠生產(chǎn)運行管理現(xiàn)代化。

　　5、優(yōu)化并提高工藝運行效率，節(jié)約工藝運行成本。

　　三、改造方案

　　通過篩選放棄了現(xiàn)有水廠自動投藥、加氯的經(jīng)典模式，采用重力自動投加和加氯機控制單元國產(chǎn)化，大幅度降低了投入和維護(hù)成本，優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計，為項目二期改造和今后的可拓展性開發(fā)做好鋪墊。

　　項目改造后工藝流程圖如下：

　　四、改造后的運行狀況

　　1、前加氯系統(tǒng)改造后的運行狀況

　　使用前加氯系統(tǒng)后，原水中的細(xì)菌、有機物、藻類、青苔等得到有效抑制，絮凝池中的礬花生成更好，斜管沉淀池斜管管口上滋生的藻類已由原來的綠色變成黃白色。

　　當(dāng)在水庫水來量在1500-2000m³時，加2kg/h的加氯量，3格絮凝池的余氯量基本平衡在0.3mg/L；當(dāng)來水為2000-2500m³時，加3 kg/h的加氯量，3格絮凝池的余氯量基本平衡在0.4mg/L；晴天時，適當(dāng)增加0.5 kg/h的加氯量。

　　2、自動加氯系統(tǒng)的運行狀況

　　自動加氯是以濾后水水量參數(shù)作為前饋參數(shù)，以濾后水余氯值作為反饋信號，來調(diào)節(jié)加氯量的閉環(huán)控制系統(tǒng)，它通過SLC處理器對加氯機的加氯量進(jìn)行控制，使濾后水余氯處于一個比較合理穩(wěn)定的區(qū)域內(nèi)。由于全自動加氯系統(tǒng)依賴于水量、濾后水余氯參數(shù)作為控制依據(jù)，一旦水量余氯參數(shù)不可靠，系統(tǒng)將無法正常運行，為解決這一問題，特添加了強制人工干預(yù)功能，對加氯機進(jìn)行半自動遠(yuǎn)控調(diào)節(jié)功能。

　　后加氯系統(tǒng)在設(shè)計選型上有一定的前瞻性，完全解決了技改前真空調(diào)節(jié)器量程偏小成為瓶頸。另外，這樣超前配置真空調(diào)節(jié)器也為將來的工業(yè)用水的前加氯系統(tǒng)打好了基礎(chǔ)。將來的工業(yè)供水在消毒上也僅需要在加氯控制間增設(shè)一臺加氯機就可滿足需要。該系統(tǒng)運行穩(wěn)定，從投用自動加氯以來，無一次出廠水余氯不合格的記錄。

　　3、自動加藥系統(tǒng)運行狀況

　　投用后，提高了配藥的準(zhǔn)確性，降低了勞動強度；加藥系統(tǒng)管道經(jīng)過了科學(xué)計算，解決了加藥量與輸送管道管徑不相匹配的問題，也延緩了加藥管道被堵塞的周期；對于水庫水和河水分別使用一套重力投加箱（進(jìn)水母管增設(shè)了隔離閘門，能有效分隔開兩路水源），水庫水一方的加藥量有明顯下降；水廠為解決原藥來藥不及時的問題，自行加裝1、2號原液池互換耐酸泵，使1、2號原液池能夠互相交換原液，避免了由于原液運輸不及時，而使原液停液事故發(fā)生；對于原水濁度突變等因素造成的配藥濃度大幅變化的問題，系統(tǒng)設(shè)置了人工干預(yù)的強制配藥功能。在加藥系統(tǒng)使用后水質(zhì)突變的兩次（7月12日、9月13日），原水從20NTU，突變到600NTU狀況下均能使水處理效果穩(wěn)定。

　　4、機泵運行監(jiān)視系統(tǒng)運行狀況

　　投用后，解決了送水泵房的運行人員與制水的運行人員在過去操作中出現(xiàn)的脫節(jié)現(xiàn)象。使整個運行人員運行成為一個有機整體，能夠互相監(jiān)督，互相提示；在線監(jiān)測機組的運行狀態(tài)；解決了由于清水池液位計量不準(zhǔn)確，影響生產(chǎn)運行的情況。

　　5、其它工藝改造工程的運行狀況

　　5.1 4000t清水池進(jìn)水管標(biāo)高調(diào)整解決了由于兩個清水池進(jìn)水管標(biāo)高不一致，在高峰供水時出現(xiàn)的層流問題；清水池由低進(jìn)低出改為高進(jìn)低出的走水系統(tǒng)，提高了清水池的走水效果和清洗效率；

　　5.2、反應(yīng)池過水?dāng)嗝嬲{(diào)整使絮凝池兩方過水速度均勻?qū)ΨQ，出水流的梯度形成較好，從而使礬花生成均勻，混合反應(yīng)更加充分，提高了反應(yīng)效果；

　　5.3、1號反應(yīng)池格柵更換使得清洗柵條方便，清洗的時間大大縮短，金屬柵條有機物、藻類等的吸附量均比UPVC減少，故其沖洗水量也大為減少。

　　5.4、安裝混凝攪拌設(shè)備機械攪拌機后 ，混凝劑與原水混合充分，生成的礬花均勻。在不同原水狀況下可通過調(diào)整轉(zhuǎn)速，以形成不同的流速梯度（G值）。

　　五、需在二期改造解決的問題

　　1.、配、投藥系統(tǒng)

　　配藥系統(tǒng)目前已能完全自動配藥，提高勞動效率，現(xiàn)實際配藥濃度在2%——5%的范圍內(nèi)，還需要繼續(xù)摸索，通過試驗得出合理的濃度。如果能依托水質(zhì)量檢測中心設(shè)備和人才優(yōu)勢，根據(jù)原水狀況做出每日的需藥濃度需藥量，直接指導(dǎo)生產(chǎn)，將使藥耗更為科學(xué)、合理。

　　2、自動加氯系統(tǒng)

　　加氯系統(tǒng)的加氯量受高壓水壓力影響較大，加氯機適用的高壓水要大于0.3MPa，但水廠在下半夜出水壓力有時低于0.3MPa，這就造成加氯機供氯不足的缺陷。

　　3、工藝反應(yīng)處理

　　3號反應(yīng)池單獨在處理河水時，其流速過快，過渡區(qū)過渡時間過短，使3號斜管沉淀池存在跑礬花的現(xiàn)象。

　　六、結(jié)語

　　工藝管理是一個需要通過長期實踐、測試得到數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)統(tǒng)計、分析的過程，只有在結(jié)合自身特點的情況下，吸取同行的經(jīng)驗、教訓(xùn)，長期探索才能實現(xiàn)科學(xué)、經(jīng)濟(jì)、先進(jìn)的管理，才能滿足社會進(jìn)步對我們提出的更高的要求，此次改造總投資154萬元，改造后取得了較為明顯的效果：

　　1、基本解決了混合工藝、反應(yīng)沉淀池、清水池的設(shè)計施工缺陷，實現(xiàn)了水質(zhì)的在線監(jiān)測。

　　2、有效解決了反應(yīng)沉淀池等構(gòu)筑物內(nèi)滋生青苔等有機污染物的問題。

　　3、沉淀水濁度基本控制在3度以內(nèi)，往濾池大量跑礬花的現(xiàn)象得到了有效遏止。

　　4、濾料使用周期可以延長到6年以上。

　　5、混合反應(yīng)效果不好的現(xiàn)象得到了改善。

　　6、出廠水水質(zhì)（濁度、余氯等）穩(wěn)步提高，其中出廠水濁度被嚴(yán)格控制在了0.5度以內(nèi)，余氯按國家要求被穩(wěn)定控制在0.75-1.25之間，保障了供水水質(zhì)安全。

　　7、工藝運行穩(wěn)定可靠，減輕了運行人員的勞動強度。

　　8、促進(jìn)水廠工藝運行管理上了臺階，為現(xiàn)代化管理和公司的可持續(xù)發(fā)展打下了堅實的基礎(chǔ)。

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