文_王德生 贾伟建 潍坊市市政工程设计研究院有限公司
1.1 水源配置
该水厂近期建设规模10万m3/d，水源配置计划为本地水库供水2.1万m3/d，本地水源地供水1.5万m3/d，南水北调外调水7.0万m3/d。此外3万m3/d 的海水淡化水源作为安全应急储备。
远期水厂远期建设规模20万m3/d，水源配置计划为本地水库供水2.1万m3/d，南水北调外调水17.9万m3/d。此外，6万m3/d海水淡化厂矿化后海淡水可作为应急供水补充。
1.2 原水水质分析
根据原水配置方案，原水包括南水北调客水、本地地表水和本地地下水。根据调研及水质分析，原水中有机物及总氮相对较高，此外外调TDS 略高。其水质具体情况详见表1。
表1 本地水库及南水北调客水原水水质
2.1 处理目标
出水水质达到《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）的要求，并在此基础上进一步提升，出水浊度≤0.1NTU。
2.2 针对性处理
原水水质主要去除目标为浊度、有机物、藻类、嗅味和无机盐，针对目标，选择适宜的处理技术，详见表2。
表2 原水污染物针对性处理技术
2.3 总体工艺路线
净水厂的高标准建设首先体现在净水处理工艺路线选择上，经调研国内的主要水厂的案例情况，超滤膜技术由于其对颗粒物、细菌、两虫等污染物的高效去除的优异效果，目前已在国内省内等主要城市中获得较为广泛的应用，超滤处理技术有着可靠运行管理经验，已经成为净水处理领域重要的发展趋势。
预处理工艺作为辅助处理措施，对原水中超标较多、指标较高的物质进行预处理从而实现减量或者改变其性质，减少后续处理工艺的负荷。同时预处理工艺常常作为应急处理手段，当原水水质突变时增加水厂的抵抗能力。本工程原水水质复杂多变，预处理工艺具有简便、快捷、效果明显、经济性好等优点，因此本方案选用适当的预处理工艺。
原水具有低温低浊、藻类、有机物、嗅味等特征，而平流沉淀池工艺均可适应于这些特征指标，作用效果明显。根据上述分析，本净水厂常规处理工艺采用了平流沉淀池工艺。
原水的有机微污染和嗅味是本工程提标工艺必须针对解决的问题。各单元工艺（常规处理、生物活性炭、膜技术等）对有机物的去除具有明显的互补性。根据水源水质特点和处理后水质要求，在各工艺单元组合前提下，应选取针对性强、去除效果好的深度处理工艺。深度处理用于有机物尤其是有机物和致嗅物质的去除，采用活性碳吸附效果较好。高级氧化（含O3、H2O2/O3、UV/H2O2等）与活性炭联用技术，充分利用了高级氧化的强氧化性、活性碳的生物作用和吸附作用，去除有机物能力强，嗅味去除效果明显。超滤膜工艺高效去除颗粒物、细菌、两虫。因此本工程深度处理工艺采用O3-活性炭+超滤工艺。
最终确定水厂采用强化预处理+絮凝沉淀池+臭氧接触池+活性炭滤池+超滤+清水池+次氯酸钠消毒的工艺处理。水厂具体工艺流程见图1。
图1 水厂工艺流程
3.1 水厂总平面布置
二期水处理设施布置在选址北侧，一期水处理设施布置在选址中部，根据对现场地形的分析，整体场地高差较大，根据现场地形的情况，依据流程走向的不同，将净水流程从厂区北部地形较高侧布置，方向为从西至东，清水池全部单独建设，附属设施及污泥处理部分在厂区南侧。
水厂进水对应原水来水方向。生产主流程构筑物折板絮凝沉淀沉淀池位于水厂北部，沉淀池东侧依次为臭氧接触池、活性炭滤池、超滤车间，清水池位于厂区南侧。综合加药间等生产辅助设施位于厂区中部的西侧，靠近投加点。污泥处理流程位于厂区的西南角。水厂整体布置按20万m3/d 设计，水厂总占地面积约155亩。
3.2 主要构筑物工艺设计
3.2.1 折板絮凝平流沉淀池
前段预臭氧池，混合时间为5min，设计臭氧投加量为0.5mg/L，1池2格，尺寸为13.2×7.2m，水深6m，预留远期1座。
絮凝池与沉淀池合建，共分两格，每格每日的处理量为5万m3/d，构筑物总尺寸122×33m，絮凝池深4.3m，沉淀池深3.9m；
絮凝反应总时间20min，分三段絮凝，峰速分别为0.33m/s，0.24m/s，0.13m/s。沉淀池采用平流形式，水平流速1.3mm/s，停留时间150min。
3.2.2 臭氧接触池
设计规模10.0万m3/d，平面尺寸21.8m×15m，1座两格，预留远期1座。最大投加量3mg/L，总接触时间为15min。并设2套尾气破坏装置，用于吸收尾气。
3.2.3 活性炭滤池
设计规模10万m3/d，设有12格，采用单排布置，平面尺寸为24.1m×29.8m，远期增加1座。滤池单格面积38.25m2，空床滤速9.53m/h。填料层由上而下分别为：活性炭粒径8～30目，厚度2.2m，空床停留时间14.26min；
下设砂层，平均粒径0.6mm，不均匀系数1.3，厚度0.6m；
支承层D=2.0～16.0mm，厚0.45m。在管廊中计划布置两台水箱补充水泵，流量250m3/h，扬程20m，功率为22kw，用 1备，可2台全开，水箱240m3，为活性炭滤池反冲洗水源。
3.2.4 超滤车间
超滤车间规模10万m3/d。采用浸没式膜池，共设12格膜池，每个膜池设有6个膜堆，每个膜堆膜面积为2100m2，设计膜通量为27LMh，平面尺寸为44.4m×22.9m，远期增加1座。超滤膜池进水阀门为DN400气动蝶阀，清水阀采用DN400气动控制阀，配套气洗、反冲洗、废液中和循环系统。
3.2.5 清水池
清水池近期建设1座，远期增加1座。清水池平面尺寸52m×52m，有效水深4.2m，设2格，单池容积5250m3。清水池前段设置消毒区，停留时间不小于30min。清水池出水总管起端设置调流调压阀组1套。
3.2.6 综合加药间
(1)矾投加系统
最大加矾量为35mg/L液体聚合氯化铝，有效Al2O3含量为10%。投加点设在混合池中，远期2个。在室外设矾液池一座，有效容积为26m3，可满足远期7天的储存要求。矾液池为地下式，分隔成独立的二格，单格尺寸2.3×2.3×2.5m（有效深度），每格设有进料口。在每格液铝储存池中设不锈钢液下泵1台，将液铝提升至溶液池，加水配置成投加浓度后待用。加药间设溶液池3只，投加量为315kg/h，配液体积37.8m3/d。
(2)次氯酸钠投加系统
本工程设计采用次氯酸钠进行超滤后水消毒，超滤对细菌及病毒截留效果极好可降低消毒剂投加量，总氯最大投加量为1.5mg/L，近、远期投加点各2个。投加量为300kg/d（6m3/d）设置15m3储罐3只，预留远期3只，直径2.7m，有效水深4.0m，满足远期7d的用量。后加氯泵为62L/h，近期2用1备，远期增加3台；
补加氯泵为63L/h，近期2用1备，远期增加3 台。
(3)PAM投加系统
本工程设计采用PAM投加系统，投加量为0.5mg/L，近、远期投加点各2个。投加量为108kg/d，PAM 制备设备制备能力为4.5kg/h，取5kg/h。0.2%～0.5%制备浓度，在线稀释至0.02%投加，包括2套在线稀释装置及料仓及上料机其它附件。
（4）活性炭投加系统
设粉炭投加设备1套，水射器投加。粉炭加注量：设计常规情况下投加量为5mg/L，设计最大投加量为30mg/L，制备浓度10%，混合池进水总管上加注，近期1处，远期1处。室外设置活性炭储罐，最大容积为70m3，最大投加量时存放15天。
（5）H2O2投加系统
设计采用 H2O2协同臭氧氧化处理，投加量为1mg/L，近期投加点2个，远期2个。每天投加量234kg/d，H2O2溶液浓度6%，设置15m3储罐2只，预留远期2只直径2.7m满足远期15d的用量。
4.1 年处理规模
水厂设计日处理水量为10万m3/日，日变化系数为1.2，自来水的水量增加系数为1.05，全年运转365日，年处理规模3193.75万m3/年。
4.2 运营成本
水厂运行经营成本为2.15元/m3，主要包括水资源费（或原水费）、外购原材料费、外购燃料及动力费、工资及福利费、修理费、折旧费、其他费用等。经营成本具体组成见表3。
表3 运营成本组成表
水厂在建设的过程中，设置强化预处理+平流沉淀池的常规处理工艺，可以有效去除水中的常见污染物，为后续工艺减轻负荷；
采用臭氧接触+活性炭滤池+超滤等深度处理工艺，有效解决了原水水质变差导致的饮用水危机，同时提高了水处理工艺的抗冲击性，使得居民用水的安全性得到了保障；
同时采用次氯酸钠消毒，避免了由于液氯难以运输保存带来的危险。这些经验可以为今后类似的城镇给水厂建设项目提供参考。