牡丹江市四水厂二期扩建工程设计与运行经验

　　牡丹江市第四水厂是一座日供水能力20万立方米的现代化水厂，该厂一、二期工程全部由东北市政设计院设计，分两期建设，按照国家新颁布的GB5749—85生活标准以出厂水3度进行设计，故按新标准进行核定，一期工程供水能力为7.4万立方米，二期工程供水能力为12.6万立方米，合计供水能力为20万立方米。
　　一、工艺流程及其选择特点
　　1.工艺流程。
　　四水厂水源取自牡丹江，取水泵站位于江边，是集中式岸边取水，设有五台双吸式离心泵，四用一备，日取水能力22万立方米，至净水厂铺设DN900，长1500米源水管道3条，净水厂占地8万平方米，其中绿地占三分之一，主要构筑物有净化间、药剂楼、变电所、送水泵站、排水泵站、中心控制楼等。
　　一期净化系统设有稳压混合井，双层隔板反应池、斜管沉淀池、虹吸滤池。二期净化系统设有竖轴式机械搅拌混合池，网格反应池、斜管沉淀池、气浮池、虹吸滤池；药剂楼内设有投药及加氯系统，投药系统由硫酸铝投加，水玻璃投加和氢氧化钠投加组成；送泵站安装六台双吸式离心泵，四用两备，由三条DN900管道向市区供水。
　　2.工程设计中的主要技术特点
　　(1)由于牡丹江在每年11月中旬至明年4月下旬江水温度在0—5摄氏度，浊度在10—30mg/l之间，色度在30—40度，在这期间处理的是低温低浊水，即使多投加硫酸铝，沉淀池出水浊度也偏高，增加了滤池的负担，滤后水质也经常超标。因此，在二期工艺选择上，增设了气浮池，经过对比运行后发现气浮后出水浊度、色度均有明显的降低，详见下表。
　　
　　以上数据是在新净化间分两套系统进行对比得出的结果。在水量相同，投加硫酸铝相同的情况下，东侧系统气浮池不运行，西侧系统气浮池运行。通过上面数据对比，气浮池运行时，浊度和色度去除率分别提高95%和86%。
　　(2)二期虹吸滤池采用双层滤料，即上层是20厘米的无烟煤，下层是50厘米的石英砂，它具有截污能力强，出水水质稳定，滤速快，产水量多，工作周期长等特点。
　　二、自动控制系统
　　水厂的自动控制系统是中心控制室及五个自控分站组成一个控制网络。各分站通过一次仪表把所采集的数据传送给中心控制室的计算机，各岗位值班人员可以通过分站的微机查看到水厂的各种数据，中心控制室是水厂自控系统的中心枢纽，配有两台计算机和一个水厂工艺流程模拟屏，其中一台计算机用于控制，监视报警，另一台用于驱动模拟屏，监视报警及报表输出。系统实现了现场就地手动控制，值班室操作台手动控制及中控室PLC自动控制三种方式，确保了系统安全可靠地运行。
　　1.取水送水泵站控制：根据中控室指令，对水泵机组及出水阀门进行控制，同时对设备运行状态进行监视，即电机输出功率、电流、电压、温度及机泵运行时间等。
　　2.SCD控制：根据对滤前水浊度的要求和源水浊度，设定一个SCD值为反馈变量，在源水中投加净水剂后所测得的SCD值为前变量，组成一个前馈一反馈闭环控制系统，能过计算机来调节变频器的输出频率进行循环控制净水剂的投加量。
　　3.加氯控制：加氯系统采用以滤后水流量为前馈—反馈闭环控制系统，通过计算机来控制氯的投加量，由于四水厂加氯间距加氯点较远，利用这个控制系统控制加氯，使出厂水余氯不稳定，现在改为以滤后水为控制变量，每千吨水加氯量为控制参数来控制加氯量，运行效果良好。
　　4.沉淀池排泥及气浮池刮沫控制：根据源水浊度不同确定排泥车的运行情况，排泥时间可调节，排泥车可以自动运行。根据沉淀池出水浊度，确定气浮系统运行情况及刮沫机运行时间。
　　5.滤池控制：滤池内的水位达到反冲洗水位时，提出冲洗要求，PLC根据滤池提出申请的先后顺序进行排队，然后实施反冲洗。
　　6.污水泵站控制：污水泵站安装三台潜污泵，两用一备，用超声波液位计监测水位，当水位达到设计水位中限时，启动一台潜污泵，水位到达设定的上限时再启动第二台潜污泵，当水位下降到设定下限时，潜污泵停止运行。
　　三、气浮池的运行情况
　　1.当溶气罐压力在3.6—4.0kg/cm2，回水流量在150—165m3/h，释放器释放出98%的溶气量，释放出的气泡细微，密集均匀，附着力好，直径在20—40微米之间。
　　2.气罐压力要求达到4.5—5.0kg/cm之间。
　　3.气浮池运行时，出水阀门必须完全打开，避免溶气水在阀门外截流而使气泡提前释放，并在管内进大。
　　4.运行时压力溶气罐内的水位必须加以控制。不能淹没填料层，但也不宜过低，以防止在出水中带出大量气泡，水位应保持在罐底70—80cm之间。
　　5.当贮气罐内压力大于溶气罐压力时，才能向溶气罐内注入空气。为防止压力水倒灌，本系统安装了止回阀。
　　6.经常观池面情况，如发现接触区浮渣面不平，局部冒出大气泡，可能是释放器堵塞，如果池面出现大面积大气泡鼓出或破裂，是由于空气流量过大，导致回水流量不稳定造成的结果。
　　7.根据反应池的絮凝情况及气浮池出水水质情况,调整混凝的投加量。
　　四、实际运行情况
　　从13年来的运行情况来看，水质，水量均达到设计要求，全部实现了自动化控制，由于气浮池的使用，使低温低浊时期滤前水浊度明显降低，减轻了滤池的负担。滤池安装了表冲洗装置，使反冲洗更加彻底，延长了滤池的工作周期，通过对设备合理优化运行，使电耗、药耗、氯耗明显降低，达到了低耗高效的目的。