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城市供水

上海市青浦第三水厂一期工程

  一、项目基本情况
  上海市青浦第三水厂一期工程规模10万m3/d,在全国范围内首次采用“预臭氧+高密度沉淀+上向流臭氧活性炭+浸没式超滤膜”的全流程净水工艺处理微污染水源。实践证明,该净水工艺达到了国际先进水平,可确保出水水质全面优于现行国家标准,突破了之前微污染水源传统净水工艺的限制。
  本工程中,膜处理车间内部所有工艺、电气、自控仪表设备和整个水厂的自动化控制系统的设备采购、安装、调试均由上海市政工程设计研究总院(集团)有限公司实施EPC总承包,负责联动调试后整体移交给建设单位上海青浦自来水有限公司,对膜处理车间和水厂的自动化控制系统完整性和有效性负责。在EPC实施过程中,针对膜处理工艺的特点,充分研究其运行控制特点,运用现有自动控制及仪表监测技术,经过多专业之间的协同设计,反复优化调整,设计了一套适用于膜处理工艺并符合业主运行管理需要的控制系统,并完成了100%的自主编程,在充分发挥了膜处理工艺优点的同时降低运行维护的难度。
  本工程于2012年12月建成通水,至今运行状况良好稳定,各项出水指标均达到并优于《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)中的要求。

  图1 青浦第三水厂厂区全景
  二、技术先进性
  在全国范围内首次采用“预臭氧+高密度沉淀+上向流臭氧活性炭+浸没式超滤膜”的全流程净水工艺。工程总体布置紧凑,节省用地和构建物材料。主处理构筑物集中合建,流程顺畅,节省管材,降低水损,体现节能降耗先进理念,用地指标和制水成本均处于国内领先水平。
  设计中对主要单体逐个论证,精益求精,选用新型水处理构筑物—中置式高密度沉淀池和上向流活性炭滤池,相比于常规的平流沉淀池,中置式高密度沉淀池的占地面积和排泥量分别仅为后者的30%和1/2~1/3。上向流活性炭滤池工程造价低于国外同类产品,且水头损失小,不需提升,节能效果显著。本工程核心单体浸没式超滤膜池,通过多项优化创新技术,整个膜系统实现100%的自动化运行。膜水反冲洗采用单独设置反冲洗泵的方式,同时,对管路进行了共用设计,采用了便捷的膜化学清洗方式。
  结合本工程,已申请2项实用新型专利和2项发明专利。以本工程为主要研究案例的科研项目《微污染饮用水源的处理关键技术研究与应用》、《高氨氮和高有机物污染河网原水的常规处理优化技术》、《城镇供水浸没式超滤膜净水集成技术及示范应用》、《城市大型给水厂超滤膜净水关键技术创新及应用》,先后荣获2011年度、2013年度和2016年度上海市科学技术奖二等奖和2020年度华夏建设科学技术奖二等奖。

  图2 中置式高密度沉淀池

  图3 超滤膜处理车间内景
  三、运行成效
  采用先进的PLC控制系统,并充分运用工业以太网及现场总线技术,使全厂实现无人值守。针对膜处理工艺的特点,充分研究其运行控制特点,经过与工艺专业的协同设计,实现了膜处理工艺的全自动控制。为了支持更好的对高密度沉淀池及膜滤池工艺的控制,配置了全面的仪表设备用于检测工艺流程各环节的状态。本工程设计阶段充分利用了EES软件等各类设计工具,有效的缩短了设计时间并提高了设计质量。
  本工程于2012年12月建成通水,至今运行状况良好稳定,各项出水指标均达到并优于《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)中的要求,其中出水浊度仅0.02NTU,比现行国家标准(浊度低于1NTU)有了大幅度提升,氨氮低于0.2mg/l,耗氧量低于1.5mg/l,氨氮和好氧量的去除率分别达到约90%和约80%。投产以来各生产构筑物和机泵设备运行正常,无事故发生。