2015年通榆河发生了严重的水体污染事件,使得盐城市降压供水1天,造成了较为严重的社会影响。因此,盐城市筹备新建30万m³/d原水预处理工程及100万m³的调蓄水库,旨在提高对微污染河水的处理能力和应对突发污染事件的能力。

　　 近年来通榆河水体水质Ⅲ类达标率较低,其中耗氧量指标(COD_Mn)在7~9月份已达8~9.1mg/L,超出了作为集中式生活饮用水水源地水质标准6.0mg/L的限值,2013~2014年通榆河原水水质见表1。如果按照水源地水质要求,通榆河已不适合作为生活饮用水的水源地,目前常规的水处理技术难以应对高耗氧量的原水,这给出厂水质达标带来了巨大的挑战。

　　 通榆河微污染水质特点主要为微量有机物和氨氮超标,为了提升原水水质,本工程采用粉末活性炭回流生物接触氧化+高密度沉淀+水库调蓄等工艺对通榆河水进行预处理,处理后的水质指标需达到《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)Ⅲ类要求。预处理工艺流程示意如图1。

　　 工程采用粉末活性炭回流生物接触氧化池、高密度沉淀池与水库调蓄的运行模式,通过将含有粉末活性炭的沉淀池浓缩污泥回流至生物接触氧化池,既延长了粉末活性炭和回流污泥的停留时间,又提升了回流污泥的溶解氧,以粉末活性炭和污泥作为生物载体,强化了对有机物和氨氮的处理能力。经过处理后的水进入水库进行调蓄,既可利用库内植物进一步净化水体,又提高了对通榆河突发污染事件的应对能力。

　　 取水泵房采用潜水混流泵,井筒式安装。泵房由格栅井、吸水井和出水渠道组成。格栅井分为独立的2格,设旋转滤网,滤网孔径为6mm。吸水井分为独立的2格,每格吸水井内安装3台潜水混流泵,提升河水至生物接触氧化池。进水可投加KMnO₄,最大设计投加量为1mg/L。

　　 本工程采用悬浮填料生物接触氧化池(见图2),并增设了回流含有粉末活性炭的高密度沉淀池浓缩污泥,增加了接触氧化池的吸附作用,强化了生物氧化作用。为了防止氧化池底部积泥还设置了压缩空气冲泥系统,间歇性对池底的积泥进行冲刷。

　　 生物接触氧化池单座设计规模15万m³/d,共2座。进水管上设粉末活性炭投加点,通过新投加粉末活性炭与回流含有粉末活性炭的污泥混合后,进入生物接触氧化池,氧化池平均水深为5.5 m。每座氧化池分设为独立的2格,每格分为6段,每段之间设隔墙,段与段之间上下交错进出水,过水孔设不锈钢丝网防止悬浮球穿流,节约了常规布置的过度段面积。填料采用悬浮球,悬浮球直径为50mm,材质为HDPE,相对密度0.98±0.01,填充率取40%,水力停留时间为60min。

　　 接触氧化池的设计气水比为(0.6~1.3)∶1,气源由罗茨风机提供。生物接触氧化池曝气采用穿孔曝气管,支管间距1.5m,曝气孔直径4mm,孔口流速大于30m/s。

　　 为防止回流污泥在生物接触氧化池底部沉积,在池底设压缩空气冲泥管,气源由空压机提供。空压机2用1备,单台流量1.35m³/min,风压0.85MPa。通过压缩空气的间歇性混流扰动作用,可有效避免底部积泥。另外,曝气管接水厂自用水管,用于停止曝气时进行压力水置换,同时具有反冲洗功能,避免泥水进入气管沉积堵塞气孔影响曝气的均匀性。

　　 高密度沉淀池组合成1组,规模30万m³/d,见图3。沉淀池分设为独立的4座,每座规模7.5万m³/d。每两座沉淀池之间设置污泥平衡池,在两座污泥平衡池之间设回流泵房,回流泵房中设高密度沉淀池的浓缩污泥回流泵及送剩余浓缩污泥至脱水机房的进料泵。

　　 采用管道混合器混合,絮凝采用两级机械搅拌方式,第二级为桶式搅拌循环絮凝。絮凝池停留时间为6.2min。

　　 混凝剂采用液体聚氯化铝铁,设计最大投加量30mg/L,投加泵位于加药间内。

　　 斜管沉淀采用的斜管直径35mm,上升流速为5.1mm/s。每座沉淀池下部设浓缩刮泥机,采用重力浓缩方式,底部浓缩污泥重力排至平衡池,污泥平衡池设水下搅拌机将沉淀池底部浓缩排放的污泥在平衡池内搅拌均匀,再经凸轮泵回流至生物接触氧化池,剩余的浓缩污泥也由污泥泵送至脱水机房。高密度沉淀池排出的是经浓缩后的污泥,经过平衡池调质后,含固率可达3%~5%,可直接进行机械脱水,简化了排泥水处理工艺流程。

　　 蓄水库是应对突发污染事件的重要措施。蓄水库设计容积约100万m³,分为前池和后池两部分(见图4),有效水深为9.1m,占地面积约29.42万m²。蓄水库的平面为长条形,长约1 400 m,宽约200m。为改善水库内水体的流动性,采用膜幕墙导流改善水力条件。膜幕墙采用2.0 mm厚的HDPE膜,墙顶标高5.1m,底标高-3.9m,总长约1 100m,每隔6m设置一道0.6m×0.4m钢筋混凝土立柱,高约9 m,立柱底部设置1 m×0.6m的地梁。立柱之间采用不锈钢条支撑,膜用钢条与立柱固定。经预处理的原水从蓄水池北边进入,绕到前池的西南边通过隔离阀门进入后池西侧,沿隔离膜墙绕一圈后,从后池东北侧出水,再通过埋设在前池地下的管道接送水泵房增压至净水厂,保证了蓄水库内水体的流动性。当通榆河遭受突发污染事故,部分受污染原水已经进入预处理厂时,还可关闭前、后池的隔离阀门,有条件将进入前池的水排放,后池的蓄水还可继续供应,又增加了一层安全保障。

　　 工程总平面见图4。本工程沿通榆河西侧绿化带布置。预处理构筑物部分位于北端,蓄水库位于南端。河水进入预处理厂后自北向南流入蓄水库,再经导流膜幕墙返流至北端的送水泵房,流程合理、布置紧凑,总占地面积约520亩(1亩≈667m²)。

　　 近年来水源地污染事件频发,微污染原水的预处理技术和应急措施越来越受到关注。本文通过具体的工程实例,介绍了一种应对微污染原水的预处理技术,要点总结如下:

　　 (1)针对微污染水源地,可通过建设预处理构筑物及小型调蓄水库,作为提高应对微污染原水及突发水污染事件能力的预案。

　　 (2)原水先进行生物预处理,再进入调蓄水库,一方面可提高原水水质,另一方面也可应对水源地的突发水质事故。

　　 (3)采用粉末活性炭回流生物接触氧化池+高密度沉淀池,可强化生物接触氧化池的生物降解能力,也提高了粉末活性炭处理原水中微量有机物的效果,总体提升了对微污染原水氨氮和有机物的去除效果。

　　 (4)预处理构筑物及调蓄水池平面采用长条形布置,通过设置轻质膜幕墙导流,可提高库内水体流动性,保障水库出水的水质安全。