论文资料：供水管网黄水治理深化研究 13页

'供水管网“黄水”治理深化研究可行性研究报告2011年2月 目录1立项的背景与意义-1-2国内外研究现状和发展趋势-2-3项目研究开发内容和技术关键及主要创新点-3-3.1研究开发内容-3-3.2技术关键-5-3.3主要创新点-5-4项目预期目标-6-4.1主要技术经济指标：-6-4.2项目预期社会效益-6-5项目实施方案、技术路线、组织方式与课题分解-6-5.1项目实施方案-6-5.2技术路线-8-5.3组织方式与课题分解-9-6计划进度安排-9-7现有工作基础和条件-9-8经费预算-10-I 1立项的背景与意义随着河流水网水体有机污染的日趋严重，水资源已成为事关经济社会发展全局的战略性要素资源。面对江河地表水源无法满足饮用水水源水质现状，作为水系源头、污染较轻的水库型水源正在逐渐替代江河水源。据近几年资料显示，全省县级以上饮用水源地中水库水源在全省水源地比例已占到62.4%，取水量占53%，且这一趋势仍在日益上升。水库型水源在全省供水中作用将越来越显著，对维系全省饮用水源安全与经济社会发展有着举足轻重的作用。然而，由于水库水源不同的水质特点给供水水质带来了一些新问题，尤其是管网“黄水”现象，成为了困扰水库型水源供水企业发展的一大瓶颈，严重影响了其行业形象。2007年，针对绍兴水库型水源供水管网“黄水”防治研究，采用前端预氯氧化与滤池接触氧化组合除铁除锰技术，控制出厂微量铁、锰来缓解管网“黄水”措施初战告捷，高峰期“黄水”投诉由实施前185次降至实施后10次以内。宁波、舟山、金华、衢州、台州黄岩及绍兴地区的水库型水源供水企业也纷沓而至，学习借鉴防治措施，至此全省水库型水源供水管网“黄水”防治取得了较为可喜成绩。然而，在管网“黄水”现象得到基本缓解的同时，由于夏季氯的易消耗性，前端预氯投量增加会提升供水水质中消毒副产物含量上升的隐患，夏季出厂水中氯仿时现检出（最高时含量为25ug/L）。尽管该含量远低于国家水质标准限值（60ug/L）与微污染源水的供水水质，但-11- 却在一定程度上削弱了水库优质水的优势。在这日趋崇尚健康、争创优质供水水质的时代，“黄水”防治所带来的出水夏季消毒副产物上升再次成为水库型水源供水企业所面临的一个困境。如何找到既能抑制管网“黄水”，又不对优质供水水质造成影响的措施是供水行业亟待探索的方向。综上可见，深化管网“黄水”治理研究，寻找无负面水质影响而又能有效缓解“黄水”问题是全省供水行业的普遍的现实需求。研究将从改善水质化学稳定性的角度进行管网“黄水”治理的深化研究，它不仅将帮助供水企业解决水库型水源管网疏松沉积所带来的大面积“黄水”问题，而且能有效保持优质供水水质的优越性，同时有助于改善管网已存腐蚀问题，减少管壁腐蚀脱落带来的局部“黄水”现象，有效保护管道管壁，延长管道使用寿命，降低供水企业管网改造成本都具有显著的现实意义。1国内外研究现状和发展趋势给水管网“黄水”问题是国内外供水行业的普遍问题，目前关于管网“黄水”的研究主要集中在对“黄水”形成机理的探讨、氧化除铁除锰技术、管网维护管理等方面。“黄水”形成机理研究涉及两大方面：一是水中高含量的铁、锰受氯、溶解氧等氧化而不断累积于管壁中，在管网水流波动下形成“黄水”，2007年我们研究发现水库低价态的低含量铁或锰水源同样会在氯等氧化作用下沉积聚积产生“黄水”；二是内衬脱落-11- 或无内衬的金属管道因在水中发生电化学腐蚀而产生“黄水”。预氧化除铁除锰技术主要研究对象集中在富含铁、锰元素的地下水源与地表水源，2007年我们对低价态且低浓度铁、锰含量的水库型水源进行了研究。研究技术主要以“除”为核心，包括高锰酸盐/氯的预氧化、曝气接触氧化法、天然锰砂接触氧化法。但高锰酸盐预氧化法对水厂生产工艺控制要求非常高，实际生产中往往会引起氧化剂过量而出水色度超标；曝气接触氧化法与天然锰砂接触氧化法对滤池的冲洗与滤砂有较高要求；氯预氧化虽效果好且易控，但存在前文所提到可能会引起夏季消毒副产物上升的隐患。我们采取了预氯氧化与滤池接触氧化组合工艺治理水库型水源管网黄水，也存在氯仿含量偶有检出而影响了水库优质水的特性。针对电化学腐蚀引起管壁坑蚀所产生的“黄水”，主要通过加强管网维护方面，如经常性开展管网冲洗排放、管网的升级改造等，但因其耗时、耗力、耗资源等，加重了供水企业的本已沉重的运行成本，制约了企业的健康发展。1项目研究开发内容和技术关键及主要创新点1.1研究开发内容1.1.1分析评价现状措施开展现有治理措施应用以来管网疏松沉积改善跟踪调查，对比治理措施应用前后出厂水与管网水的水质变化情况，对现有预氯氧化为主的除铁除锰技术对水库型水源供水管网“黄水”-11- 的治理效果进行综合分析评价，提出现有措施所存在的不足与缺陷之处。1.1.1探索研究新的治理对策结合水库型水源管网“黄水”两大形成的机理，在深入评价现状“黄水”治理措施的利与弊的基础下，研究探讨通过投加碱、二氧化碳等措施来改善水体的化学稳定性的对策，将水体控制在基本稳定状态，从而替代原有以“除”来控制水中铁、锰在痕量水平而缓解大面积“黄水”问题，消除因“黄水”治理而削弱优质水的优势，同时改善管网腐蚀现状，抑制电化学腐蚀所产生的局部“黄水”现象。开展模拟水厂基本净水工艺的小试试验，寻找既符合国家饮用水水质标准，又不影响优质水原有指标状态，且能改善出厂水稳定性的最佳控制参数，进行研究对策合理性的论证。1.1.2“黄水”治理中试研究及效果验证在小试研究基础上甄选合理的稳定性控制区，开展改善出厂水化学稳定性实现“黄水”治理的中试研究，具体研究内容为：（1）水质调节试验以确定的水质稳定性区域为试验目标，着手碱与二氧化碳的投加量试验，研究确定在实现出厂水水质基本稳定下碱、二氧化碳的投加量及其pH、硬度、碱度等控制参数值，探索该对策在水质调节上的可行性。（2）工艺可行研究-11- 研究在制水厂现有的净水处理工艺上增设碱、二氧化碳投加工艺，探讨实现水质调节控制参数的最佳投加方式与投加点，开展对策研究在工艺改造上的可操作性分析，并对所需调节成本进行测算。（1）管道效果验证分别以常规工艺和除铁除锰工艺为对照，在对照组与本对策中试试验组工艺出水段后安装不同类型的管道，对管道末端出水水质、管壁铁与锰的沉积状况与形态、管道腐蚀改善进行管网模拟跟踪监测，根据跟踪情况进一步优化工艺控制参数，验证、判别所采取的对策措施是否达到了既治理“黄水”又保全优质水特性，且改善管道腐蚀的研究目标。1.1技术关键（1）从改善出厂水水质化学稳定性着手，找到切实可行的能够抑制管网“黄水”而又不对水体原有优质特性产生不利影响的目标水质；（2）寻找碱、二氧化碳的最佳投加量与工艺最适投加点，在中试工艺上实现控制出水水质基本稳定。1.2主要创新点（1）研究突破了“黄水”治理以“除”为主的传统方法，拓展水库型水源管网“黄水”的治理技术，且不对优质供水水质产生影响；（2）率先在国内采用改善水质化学稳定性的措施进行供水管网“黄水”治理的中试化试验研究与应用。-11- 1项目预期目标1.1主要技术经济指标：（1）降低出厂水中氯仿等消毒副产物的含量，将其控制在15ug/L以下；（2）控制出厂水水质基本稳定，抑制管网“黄水”问题，降低管网改造成本。1.2项目预期社会效益（1）项目实施不仅能抑制水库型水源管网大面积“黄水”的发生，保持优质水库水质，为绍兴地区长期持续地用上优质水，不断提升城市整体形象提供基础保障，而且更给宁波、舟山、温州、台州、绍兴地区等诸多水库型水源供水企业提供更好的治理“黄水”经验借鉴。（2）项目的研究将有效改善管网腐蚀状态，解决由腐蚀产生的局部“黄水”问题，减轻供水企业用于由管网腐蚀而需升级改造的运行成本，同时改变由河道水切换水库水后因其稳定性差异而带来的管网水质问题，推动优质水库水源供水比例的增加，让更广大的人民享用优质水。2项目实施方案、技术路线、组织方式与课题分解2.1项目实施方案根据项目研究内容，项目将具体从以下几方面开展实施：-11- （1）评价分析“黄水”治理现状措施一方面汇总“黄水”治理生产性应用前后出厂水、管网水的水质资料，对两个阶段水中浊度、铁、锰、氯仿等指标值进行对比分析；另一方面收集自来水公司历年在增阀、换阀、管道改造等管网作业时各类管道内壁状态、管垢厚度与形态等资料，对以“除”为核心的“黄水”治理措施进行分析评价，并对管道腐蚀情况进行基础调查。。（2）探索研究新的治理对策查阅以往关于两大类型“黄水”的调查资料，进行水质化学稳定性改善与水中铁、锰关系从而实现治理“黄水”的理论原理分析。根据分析结果，着手组建模拟水厂净水工艺的实验室小试装置，购买相应的监控设施，以大理石试验确定验证保持出厂水基本稳定的水质控制参数，并对控制参数与国家饮用水水质标准要求及水厂现状水质指标进行对比，论证对策措施的合理性。（3）“黄水”治理中试试验研究根据小试试验结果，制定中试试验方案，购买中试试验所需的仪器设备，进行中试试验基地的工艺改造与调试。根据水质稳定的控制参数进行理论碱、二氧化碳的投加量计算，试验理论投量下工艺出水的水质稳定性情况，根据稳定性判别逐步调整两者的投加量，估算运行所需的调节成本，使其达到最佳投加量。采用单点、多点的投加方式与工艺前端投加、工艺中段投加等多个投加位置对碱或二氧化碳的投加工艺开展试验探讨，寻找其最佳投加工艺并验证该治理措施的工艺可行性。-11- 分别在除铁除锰工艺出水、常规工艺工艺出水、试验组工艺出水段后连接安装各种类型的管道，周期性进行管道末端出水水质的检测分析，记录每一阶段下管壁铁、锰沉积情况，进行管壁沉积分析，并模拟水流状态变化进行破坏性试验，验证治理措施的有效性。1.1技术路线-11- 1.1组织方式与课题分解本研究由项目申报单位与第二承担单位共同承担完成，由项目负责人担任组长主持研究工作开展与协调，课题组各成员根据专业特长、工作性质分工合作落实课题各项研究。其中，项目申报单位负责研究对策制定、试验方案的确定与修整、试验开展的技术指导与研究分析等工作；项目第二承担单位负责中试试验设施与材料的准备，试验具体操作管理等。2计划进度安排2010年6月，确立课题研究，落实研究人员，成立课题组2010年7月至2011年2月，着手现状措施的跟踪调查与评价2011年4月至2011年6月，开展水质化学稳定性小试研究论证对策对饮用水水质的适宜性2011年7月至2012年6月，开展工艺控制参数的中试试验2012年2月至2012年8月，进行管道验证试验2012年9月至2012年12月，对课题进行总结、验收3现有工作基础和条件课题申报单位拥有诸多在水处理工程、水环境保护、水质分析等多个领域的研究工作者与实践管理者，先后承担、参与了多个省部级、市县级科技研究项目，其中《大型饮用水源水库富营养化关键技术集成研究与示范》重大科技攻关专项研究，-11- 曾获得浙江省科学技术进步二/三等奖、浙江水利科技创新二等奖。建有绍兴市水环境研究公共服务平台，具备强大的水质检测分析、水处理技术研究与转化服务功能，与多家高等院校与科研院所进行过合作，形成了互利融洽的伙伴关系，为研究项目有效、有序开展打下了良好的软件基础。课题第二承担单位建有80万吨/日现代化给水处理系统，并投资200万元建有2套日处理能力为200吨/天模拟水厂现有工艺的中试基地，为研究工作的顺利推进奠定必要基础。此外，两课题单位曾作为《水库型水源供水管网“黄水”防治研究》的核心技术力量，现有的7名副高级与25名中级专业技术人员都曾主持或参与了水库型水源供水管网“黄水”成因调查分析、对策措施提出、中试试验研究直至生产性推广应用，对水库型水源供水管网“黄水”问题有着深刻地认识与较强的技术水平。1经费预算本课题预算投入研究经费107.0万元：其中企业自筹87.0万元，申请市科技局财政经费20.0万元，用于购买设备、试验材料与支付研究人员的部分费用，详见下表。-11- 表1项目科研经费概算表经费开支科目预算经费总额(万元)其中财政经费（万元）已实现投资额（万元）投资说明1.设备费20514.21中试试验设备、水质监控仪表等2.能源材料费205/试验材料、药剂、检测试剂等3.试验外协费3//检测外委等4.资料印刷费1///5.会议及调研费5///6.租赁费////7.验收费2///8.人员经费5010/参与研究人员经费9.管理费5//设备故障维修等费用10.其他费用1///合计1072014.21/-11-'