摘要：以大伙房水库输水工程中辽阳净水厂加药加氯系统为例，详细阐述了以地表水为水源的净水厂加药加氯系统的设计，提供了各系统具体的设计参数，以供相似工程借鉴之用。
关键词：大伙房水库输水工程；辽阳净水厂；加药设计
1项目背景
为了解决辽宁省中部地区抚顺、沈阳、辽阳、鞍山、营口和盘锦六城市将面临的缺水问题，辽宁省政府组织实施了大伙房水库输水工程。该工程从辽宁省桓仁县境内桓仁水库引水，经85km输水隧洞引至苏子河后入大伙房水库，经过大伙房水库反调节，通过235km输水管道向下游抚顺、沈阳、辽阳、鞍山、营口、盘锦六城市供水，总供水量为19.10亿m³/年，原水水质满足II类地表水环境质量标准要求。根据辽阳市政府与辽宁省政府签订的购水协议，该工程向辽阳市年供水量为2.26亿m³/年，因此而建设了辽阳净水厂，根据水量计算，近期供水规模为30万t/d，远期50万t/d。
由于大伙房水库输水工程向净水厂输送的是两座水库的混合水。水质变化较大，浊度一般不超过50NTU。但根据沈阳市自来水公司八水厂地表水系统原水水质检测资料，水库自1992年投产以来，出现过两次高浊期，一次发生在1995年夏季，持续时间近5个月，另一次在2005年夏秋，持续时间近3个月。两次高浊期均由于大伙房水库上游洪水泛滥所致，原水浊度都在100NTU左右，瞬间可达1000NTU以上。净水厂设计进水浊度按50NTU考虑。借鉴沈阳、抚顺等城市净水厂的设计和运行经验，一般情况下以投加聚合氯化铝为主的混凝剂投药方式，高浊期采取投加高分子絮凝剂聚丙烯酰胺（PAM）的方法，保证出水浊度满足要求，助凝剂采用活化硅酸。
从桓仁水库到大伙房水库的调水过程中，先后经输水隧洞和苏子河，将水输送至大伙房水库。在浑江、桓仁水库、苏子河、大伙房水库都有突然发生水质污染事故的可能，净水厂加药设计时采取应急处理设计。目前处理突发有机污染事故最有效可行的方法是向原水中投加粉末活性炭，活性炭的最佳投加点是出现事故地点的取水口，净水厂应考虑在配水井进行二次投加。由于大伙房水库属于中度富营养化水体，主要是氨氮超标，每年5-6月和8-9月藻类等微生物大量繁殖滋生现象十分突出。为保证出水水质，防止卤化物在饮用水出现，在滤前投加活性炭进行吸附处理。
由于净水厂地处北方，冬季水温较低，混凝剂水解缓慢，不易形成良好的絮体，而水的浊度低，则形成的絮体细小松散，不易沉淀。对低温低浊采用活化硅酸、高锰酸钾和粉末活性炭联合作用，进行低温低浊微污染源水的处理。
本文对辽阳净水厂加药系统的设计进行了详细描述，并提供了各种药剂的重要控制参数，以为他人在类似工程中案例中做参考。
2碱式氯化铝投加系统
本工程混凝剂采用碱式氯化铝，设计选择间歇式制备药液，来提供恒定浓度的混凝剂。加药泵的控制采用复合环控制，即以原水流量、水质的浊度、温度、PH值等信号，做为前馈信号，调节投药量量；由沉淀池出水的浊度做为后馈信号，对投药量微调。
最大投加量为30mg/l，平均投加量10-20 mg/l，最后制备成浓度10％的溶液投加到厂区工艺管道里。
一般情况下投加液态碱式氯化铝，当液态碱式氯化铝供应不及时时，投加固体碱式氯化铝。液态碱式氯化铝AI2O3有效含量按10%计，比重1.2。固体碱式氯化铝AI2O3有效含量按30%计。碱式氯化铝设计投加量如下：
按AI2O3计：5mg/L；
按液态碱式氯化铝商品计：50mg/L；
按固体碱式氯化铝商品计：16.67mg/L。
设计水量31.5万m3/d，投加液态碱式氯化铝每日用药量15.75T/d，投加固体碱式氯化铝每日用药量5.25 T/d。药剂固定储备时间按15天考虑，液态碱式氯化铝储备时间按20天考虑，315T，固体碱式氯化铝储备时间按15天考虑，78.75T。
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3聚丙烯酰胺投加系统
本工程助凝剂采用非水解的粉状聚丙烯酰胺，在高浊和藻类含量较高时投加，最大投加量按1mg/L考虑，平均投加量0.03-0.4mg/L，配制成浓度0.05%的液体投加到厂区工艺管道。
粉状聚丙烯酰胺有效含量85%。聚丙烯酰胺投加系统设计水量31.5万m3/d，设计投加量（按商品计）采用0.5mg/L，日用量158Kg/d。聚丙烯酰胺储备时间按15天考虑，储备量为2.37T。粉状聚丙烯酰胺一般为袋装，每袋25kg，共需储存95袋。
4活化硅酸（活化水玻璃）投加系统
本工程另一种助凝剂采用活化硅酸，在低温低浊时投加。二氧化硅含量和氧化钠含量各按25%考虑。设计投加量（按SiO2计），1mg/L。活化硅酸投加系统设计水量31.5万m3/d，水玻璃用量为1.26T/d。库存时间按10天考虑，库存量为12.6T。水玻璃一般采用200kg或250kg小口铁桶包装，按每桶250kg考虑，需库存水玻璃51桶。
酸化度按80%考虑，水玻璃原液中氧化钠含量为25%，水玻璃用量为1.26T/d，硫酸用量取2/5 SiO2为0.504T/d。硫酸储备时间按10天考虑，储备量为5.04T，均储备在硫酸储罐中。硫酸比重1.84，所需储存容积2.84m3。设硫酸储罐1个，总容积3.0m3。
活化硅酸溶液在低温低浊期投加，聚丙烯酰胺溶液在雨季高浊期投加，所以，两种药剂投加系统可共用溶液池。
5高锰酸钾投加系统
高锰酸钾作为强氧化剂用于去除水中的臭味和色度、抑制藻类的生长。高锰酸钾投加量为1mg/l，活性炭投加量为5.0mg/l。
采用湿投法，先将高锰酸钾在搅拌罐内配制成一定浓度液体，用无泄漏磁力泵投加到溶液池，再用计量泵投加到管道中。
高锰酸钾投加系统设计水量31.5万m3/d，设计投加量（按商品计）采用2.5mg/L，日用量0.788T/d。储备时间按15天考虑，高锰酸钾储备量11.82T。高锰酸钾溶液投加浓度采用2%，需溶液量36.34m3/d。
6粉末活性炭投加系统
当水源有微污染时投加活性炭，采用湿投法，先将粉末活性炭投加到炭浆槽内搅拌成炭浆，用电磁流量计计量炭浆流量，用计量泵将液体投加到管道中。
设计水量31.5万m3/d,最大投加量15mg/L,溶液调配投加浓度c取3%。
每天投加量W= = =157.37m3
每小时投加量=157.37/24=6.56 m3，根据此投加量选择加药泵。
每天投炭量=15×31.5×104=4725公斤，约189袋。（每袋25Kg计）。加药间活性炭按3天储药量计算：计567袋。
每袋体积：长×宽×高=0.8×0.6×0.3=0.144 m3，总体积约82 m3。
堆放高度2.0米，面积为41 m2。
7加氯系统
前加氯系统设计水量31.5万m3/d，单位水量加氯量按2mg/L考虑，前加氯量Q1=26.25kg/h，在稳压井进水管设1个投加点，采用流量配比控制方式。后加氯系统设计水量30万m3/d，单位水量加氯量按1.5mg/L考虑，后加氯量Q2=18.75kg/h，采用复合环路控制方式。后加氯点设在2座清水池进水管。总加氯量Q= Q1+ Q2=45kg/h，固定储备时间按20天考虑，液氯固定储备量为21.6T。
经过3年调试运行，加药加氯系统运行良好，有效的保证了辽阳净水厂稳定出水，使辽阳人民喝上了大伙房水库水。
参考文献
[1]潘海祥，任基成，熊珍奎.活化硅酸在低温、低浊水库水处理中的应用[J].水处理技术.2008(34-6).
论文作者:贾新军,李尤,沙明卓,张家龙
论文发表刊物:《基层建设》2018年第7期
论文发表时间:2018/5/25
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