含藻水給水處理設計規(guī)范

前言

根據(jù)住房和城鄉(xiāng)建設部“關于印發(fā)《2008年工程建設標準規(guī)范制訂、修訂計劃(第一批)的通知”(建標[2008]102號)的要求,規(guī)范編制組經廣泛調查研究、?認真總結實踐經驗,參考有關國際標準和國外先進標準,并在廣泛征求意見的基礎上,修訂了本規(guī)范。
本規(guī)范主要技術內容包括:1總則、2?術語、3?取水口位置選擇、4?含藻水給水處理、5?應急處理。
本規(guī)范修訂的主要技術內容有:增加了術語、預處理、混凝、活性炭吸附、膜處理、含藻水水源水質突發(fā)污染時的應急處理以及藻毒素等有關規(guī)定。
本規(guī)范中以黑體字標志的條文為強制性條文,必須嚴格執(zhí)行。
本規(guī)范由住房和城鄉(xiāng)建設部負責管理和對強制性條文的解釋,由中國市政工程中南設計研究總院負責具體技術內容的解釋。執(zhí)行過程中如有意見和建議,請將相關資料寄送中國市政工程中南設計研究總院?(地址:湖北省武漢市解放公園路41號,郵編430010)?。
本規(guī)范主編單位?:中國市政工程中南設計研究總院
本規(guī)范參編單位?:廣州市市政工程設計研究院
清華大學
本規(guī)范主要起草人員?:李樹苑??陳才高??隨??軍??劉文君??劉海燕??楊文進
孫志民??吳瑜紅??付??樂??雷培樹??王占生??汪傳新張懷宇??周建華??王廣華??劉國祥??王早文
本規(guī)范主要審查人員?:吳濟華?郄艷秋?楊??開?馬??軍?熊水英?張??竑
姜應和?陶??濤?于水利?徐山源?呂躍進

目次
1????總則????1
2????術語????2
3????取水口位置選擇????3
4????含藻水給水處理????4
4.1?一般規(guī)定????4
4.2?預處理????4
4.3?混凝、沉淀(澄清)????5
4.4?氣浮????5
4.5?過濾????6
4.6?活性炭吸附????7
4.7?膜處理????7
4.8?消毒????8
5????應急處理????9

附錄A??藻數(shù)量的測定方法????10
本規(guī)范用詞說明????12
引用標準名錄????13
附:條文說明????14

總則
1.0.1?為提高含藻水給水處理設計水平,達到技術先進、經濟合理、安全適用、供水水質符合《生活飲用水衛(wèi)生標準》GB5749的目標,特制定本規(guī)范。
1.0.2?本規(guī)范適用于以含藻的湖泊、水庫或河流為水源的給水處理設計。
1.0.3?水源水質應符合現(xiàn)行國家標準《地表水環(huán)境質量標準》GB3838和現(xiàn)行行業(yè)標準《生活飲用水水源水質標準》CJ3020的有關規(guī)定,且應在設計枯水位時能夠取到符合水源水質標準的設計水量。選擇水源時,應調查水源水的含藻量、富營養(yǎng)化程度和有關水質的變化情況。
1.0.4?含藻水給水處理應避免破壞藻類細胞壁,控制藻毒素的升高,保障飲用水的安全。
1.0.5?含藻水給水處理設計除應符合本規(guī)范外,尚應符合國家現(xiàn)行有關標準的規(guī)定。

術語
2.0.1?含藻水??algae?water
藻類及其它浮游生物過量繁殖、藻數(shù)量大于100萬個/L或足以妨礙混凝、沉淀和過濾正常運行的水源水。
2.0.2??藻渣?algae?scum
氣浮池分離室水面上藻的浮渣。
2.0.3?水華?water?blooms
藻類過度繁殖導致水質惡化的一種生態(tài)現(xiàn)象。
2.0.4?高效沉淀池?high?efficiency?settler
由機械混凝和斜管(板)沉淀構成、采用污泥外回流并具有較高液面負荷的沉淀池。
2.0.5翻板濾池??shutter?filter
以反沖洗排水舌閥(板)代替反沖洗排水閥的過濾形式。反沖洗排水舌閥(板)在工作過程中可0°~90°范圍內來回翻轉。沖洗采用氣水沖洗、具有反沖洗時不排水特點的快濾型濾池。

取水口位置選擇
3.0.1??取水口應位于含藻量較低、水深較大或水域開闊的位置;不應設在水華頻發(fā)區(qū)域、高藻期間主導下風向的凹岸區(qū)。
取水口應遠離天然湖岸、泥沙淤積區(qū)。?取水口的位置應符合現(xiàn)行行業(yè)標準《飲用水水源保護區(qū)劃分技術規(guī)范》HJ/T338的規(guī)定,一級保護區(qū)域范圍內不應有排水口和入湖河口。
3.0.2??湖泊、水庫的水深大于10m時,應根據(jù)季節(jié)性水質沿水深的垂直分布規(guī)律,在表層水以下分層取水。
3.0.3??設計最低水位時取水口上緣的淹沒深度,應根據(jù)表層水的含藻量、漂浮物和冰層厚度確定,不宜小于1m。
3.0.4??取水口下緣距湖泊、水庫底的高度,應根據(jù)底部淤泥成分、泥沙沉積和變遷情況以及底層水質等因素確定,不宜小于1m。

含藻水給水處理
4.1?一般規(guī)定
4.1.1?含藻水給水處理工藝流程的選擇及構筑物的選型,應根據(jù)原水水質或相似水廠的經驗,通過技術經濟比較后確定,必要時可通過試驗確定。
4.1.2?含藻水給水處理工藝流程一般有以下幾種。
1?原水—預處理—混凝—沉淀(澄清)—氣浮—過濾—消毒
2?原水—預處理—混凝—氣浮或沉淀(澄清)—過濾—消毒
3?原水—預處理—常規(guī)處理(混凝、氣浮或沉淀(澄清)、過濾)—深度處理(活性炭吸附、臭氧-生物活性炭、超(微)濾)—消毒
4?原水—預處理—混凝—氣浮或沉淀(澄清)—超(微)濾—消毒
4.1.3?含藻水水源的水廠不宜采用微絮凝直接過濾工藝。
4.4.4?以含藻水為水源的水廠不宜采用微絮凝直接過濾工藝。
4.4.5?藻數(shù)量的測定應符合本規(guī)范附錄A的規(guī)定。藻毒素的測定應符合現(xiàn)行國家標準《水中微囊藻毒素的測定》GB/T20466的規(guī)定。

4.2?預處理

4.2.1?以含藻水為原水的水廠應設置預處理。結合水源水質特點,預處理可采用化學預氧化、粉末活性炭吸附或生物氧化等工藝。
4.2.2?預氧化的氧化劑應根據(jù)水源水質、規(guī)模、凈水工藝等條件選擇氯、臭氧、高錳酸鹽、二氧化氯等。投加的預氧化藥劑不得影響水廠出廠水水質,并符合現(xiàn)行國家標準《室外給水設計規(guī)范》GB50013的規(guī)定。
4.2.3?預氧化藥劑投加點可選擇在水源廠(站)、凈水廠。宜優(yōu)先選擇在水源廠(站)投加預氧化藥劑,充分利用原水輸送的接觸時間。在水廠內投加預氧化藥劑時,應避免各種藥劑之間的相互影響。
4.2.4預氧化藥劑投加量應根據(jù)水源水質、凈水工藝、預氧化目標以及水質安全等條件確定。
4.2.5?預氧化劑與待處理水應保證有足夠的接觸時間。
4.2.6?含藻水水源在短時間內有異嗅或藻毒素較高時,可采用粉末活性炭吸附。粉末活性炭投加點和用量,應根據(jù)水質及試驗確定。粉末炭一般投加到原水中,并充分混合;投加量可為(10~30)mg/L。
4.2.7?人工填料生物預處理的進水應有較好的生物可降解性,BOD5/COD的比值宜大于0.2。原水的藻數(shù)量、耗氧量、氨氮濃度較高,且水溫不低于5℃的含藻水,可根據(jù)試驗結果,采用生物預處理。
4.2.8?人工填料生物接觸氧化的水力停留時間宜為(1.5~2.5)h,曝氣的氣水比宜為1:1~2:1。
4.2.9?下向流顆粒濾料生物濾池的主要參數(shù)宜滿足下列要求:
1?濾料粒徑(2~5)mm、濾料厚度2m、濾速(4~6)m/h;
2?氣水比宜為0.8:1~1.5:1,可采用穿孔管曝氣、氣水沖洗;
3?氣水反沖洗強度宜為:水(10~15)L/(m2·s),氣(10~20)L/(m2·s)。

4.3?混凝、沉淀(澄清)
4.3.1?混合及絮凝池設計應符合現(xiàn)行國家標準《室外給水設計規(guī)范》GB50013的有關規(guī)定。對氣浮池前的混凝時間可少于沉淀工藝,一般為(5~15)min。
4.3.2?平流沉淀池的表面負荷宜為(1.0~2.0)m3/(m2.h),水平流速宜采用(6.0~10.0)mm/s,沉淀時間宜為(4.0~2.0)h。當原水渾濁度較低時,沉淀時間宜采用較高值。
4.3.3?上向流斜管沉淀池的液面負荷宜采用(5.0~6.5)m3/(m2.h)。
4.3.4?澄清池清水區(qū)的液面負荷宜采用(2.0~3.0)m3/(m2.h)。
4.3.5?高效沉淀池清水區(qū)的液面負荷可選擇(10~25)m3/(m2.h)。

4.4?氣浮
4.4.1?氣浮池接觸室的上升流速宜為(10~20)mm/s?,分離室的向下流速可采用(1.5~2.0)mm/s,即分離室液面負荷可為(5.4~7.2)m3/(m2.h)。
4.4.2氣浮池的單格寬度不宜超過?10m;池長不宜超過15m?;有效水深可采用?(2.0~3.0)m。
4.4.3?氣浮池應設置排泥、排渣設施。
4.4.4?溶氣罐位置宜靠近氣浮池。溶氣壓力可采用(0.2~0.4)MPa。溶氣水回流比一般宜為(6~10)%,含藻量高時,可采用(11~15)%。
4.4.5?氣浮池的藻渣必須全部收集,嚴禁直接排入水體,并應按照無害化的要求進行處理與處置。

4.5?過濾
4.5.1?濾池的濾料組成及濾速,可按照表4.5.1選用。濾池的承托層應符合現(xiàn)行國家標準《室外給水設計規(guī)范》GB50013的有關規(guī)定,其中單層石英砂濾料、雙層濾料的承托層之上應鋪設粒徑(1~2)mm、厚度50mm的石英砂。
表4.5.1??濾池濾料的組成及濾速
濾料種類????濾料參數(shù)及組成????正常濾速(m/h)????強制濾速(m/h)
粒徑(mm)????不均勻系數(shù)(K80)????厚度(mm)
單層石英砂濾料????0.7~1.0????<1.4????900????5~7????7~10
均勻級配單層石英砂粗砂濾料????0.9~1.25????<1.3????1200~
1500????6~8????8~11
雙層濾料????無煙煤????0.8~1.8????<1.8????450????6~8????8~12
石英砂????0.5~1.0????<1.7????400
三層濾料????無煙煤????0.8~1.8????<1.8????500????8~12????12~14
石英砂????0.5~0.8????<1.5????270
高密度礦石????0.25~0.5????<1.7????80
注:濾料的密度(g/cm3):無煙煤1.4~1.6;石英砂2.6~2.65;高密度礦石4.4~5.2。
4.5.2?采用單獨水沖洗的濾池,水沖洗的強度及時間宜符合表4.5.2-1的規(guī)定。采用氣水沖洗的濾池,沖洗強度及時間宜符合表4.5.2-2的規(guī)定。
表4.5.2-1??水沖洗的強度及時間
濾料種類????沖洗強度[L/(m2.s)]????膨脹率(%)????沖洗時間(min)
單層石英砂濾料????13~15????45????8~6
雙層濾料????14~16????50????8~6
三層濾料????16~17????50????8~6

表4.5.2-2??氣水沖洗的強度及時間
濾料種類????先氣沖洗????氣水同時沖洗????后水沖洗????表面掃洗
強度[L/(m2·s)]????時間
(min)????氣強度
[L/(m2·s)]????水強度
[L/(m2·s)]????時間
(min)????強度
[L/(m2·s)]????時間
(min)????強度
[L/(m2·s)]????時間
(min)
單層石英砂濾料????15~20????4~2????—????—????—????8~10????8~6????—????—
均勻級配單層石英砂粗砂濾料????13~17????3~2????13~17????3~4????4~3????4~8????9~6????1.4~2.3????全程
雙層濾料????15~20????4~2????—????—????—????6.5~10????7~6????—????—

4.6?活性炭吸附
4.6.1?活性炭應根據(jù)水質與被吸附污染物特點,選擇具有較強的吸附性能、機械強度高、化學性質穩(wěn)定以及再生后性能恢復好等特性的顆?;钚蕴?。采用煤質顆?;钚蕴繒r,顆?;钚蕴苛?、特性參數(shù)以及質量應符合國家現(xiàn)行有關標準的規(guī)定。
4.6.2?顆?;钚蕴繛V池的炭層厚度宜為(1.5~2.5)m,空床濾速宜為(7.5~15)m/h,接觸時間不宜小于10min。
4.6.3?顆粒活性炭濾池的反沖洗應符合現(xiàn)行國家標準《室外給水設計規(guī)范》GB50013的有關規(guī)定。除翻板濾池可采用氣水同時反沖洗外,其他池型不宜采用氣水同時反沖洗。

4.7?膜處理
4.7.1?含藻水給水處理的膜處理單元可采用微濾或超濾。
4.7.2?膜處理單元的形式及膜孔徑的大小宜根據(jù)水質、處理目標及經濟條件等因素確定。
4.7.3?膜通量選擇應考慮工藝流程、設計水溫、水質、運行時間、運行穩(wěn)定性及經濟等因素合理確定。設計膜通量壓力式宜小于65L/(m2?h),浸沒式宜小于40?L/(m2?h)。膜處理系統(tǒng)的水回收率宜大于95%。
4.7.4?膜單元應進行沖洗及定期化學清洗。
4.7.5膜單元化學清洗的廢液嚴禁直接排入水體,必須按照無害化的要求進行處理與處置。

4.8?消毒
4.8.1?出廠水消毒應符合現(xiàn)行國家標準《室外給水設計規(guī)范》GB50013的有關規(guī)定。
4.8.2?出廠水及管網水的消毒副產物濃度必須符合現(xiàn)行國家標準《生活飲用水衛(wèi)生標準》GB5749的有關規(guī)定。

應急處理
5.0.1?以含藻的湖泊、水庫或河流為水源的水廠,宜在現(xiàn)行行業(yè)標準《飲用水水源保護區(qū)劃分技術規(guī)程》HJ/T338規(guī)定的一級保護區(qū)邊界選擇水質敏感點,設置水質突發(fā)性污染的預警設施。預警可采用水質模型或生物預警等形式。
5.0.2?湖泊、水庫水源取水口半徑100m范圍內,可設置攔截設施(濾布)或其他形式的水華物理隔離區(qū),并應采取機械撈藻等措施。
5.0.3以湖泊、水庫或含藻的河流為水源的水廠,宜在水源廠(站)或水廠設置投加預氧化劑及粉末活性炭的設施。預氧化劑和粉末活性炭投加量可根據(jù)水質和試驗確定。
5.0.4?取水口所在水域發(fā)生水華,致使出廠水含藻量大幅升高、異嗅異味嚴重時,除采取緊急措施加強水廠運行管理外,還應同時加大水處理中的預氧化劑、混凝劑、助凝劑(聚丙烯酰胺等)、粉末活性炭的投加量,并調節(jié)混凝時水的pH值至6.5~7.0。

附錄A??藻數(shù)量的測定方法
A.0.1?樣品制備應符合下列規(guī)定:
1?將含藻水水樣搖勻后倒入1000mL筒形分液漏斗中至1000mL刻度處;
2?加入30mL魯哥氏液(Lugols?solution)搖勻固定,靜沉24h后,用虹吸管吸出上清液,直至筒形分液漏斗中剩下(20~25)mL的濃縮液;
3將濃縮液搖勻后移入到50mL帶刻度的定量瓶中,然后用吸出的上清液少許沖洗筒形分液漏斗三次,每次的沖洗液一并移入上述定量瓶中;
4讀取濃縮液體積V。
A.0.2?樣品提取應符合下列規(guī)定:
1以左右平移的方式搖動定量瓶200次后立即用0.1mL的移液管從中兩次各吸出0.1mL的樣品,分別注入兩片容積均為0.1mL的計數(shù)框中,蓋上蓋玻片;
2?計數(shù)框內不得有氣泡,樣品不得溢出計數(shù)框。
A.0.3?樣品計數(shù)應符合下列規(guī)定:
1在10×40或8×40倍顯微鏡下進行計數(shù)。
2?計算應采用下列公式:
1)?目鏡視野法計數(shù)公式

(A.0.3-1)
式中:
N—1升水中的藻數(shù)量(個/L);
C—計數(shù)框面積(mm2);
V—1升水樣沉淀濃縮后移入50mL定量瓶中溶液的體積(mL);
Fs—每個視野的面積(mm2);
Fn—每片計數(shù)過的視野數(shù);
Pn—每片通過計數(shù)實際數(shù)出的藻數(shù)量。
.2)?行格法計數(shù)公式
行格計數(shù)法可對計數(shù)框中的2、5、8行或2、5、8列進行計數(shù)?。
(A.0.3-2)
式中:
N—1升水中的藻數(shù)量(個/L);
V—1升水樣沉淀濃縮后移入50mL定量瓶中溶液的體積(mL);
R—實際計數(shù)的行數(shù)或列數(shù);
Pn—每片通過計數(shù)實際數(shù)出的藻數(shù)量。
3??同一標本的兩次計數(shù)值如在其算術平均值±10%范圍內,則該算術平均值視為計數(shù)結果,否則,重新提取樣品計數(shù)。
A.0.4?藻數(shù)量的快速測定應符合下列規(guī)定:
1當藻類爆發(fā)或其他緊急情況需快速測定藻數(shù)量時,可采用本方法;
2?取1000mL水樣通過孔徑為(0.020~0.035)mm的浮游生物網,用少量蒸餾水沖洗篩網,沖洗液收集于50mL帶刻度的定量瓶中,然后加入0.5mL魯哥試劑,讀取濃縮液體積V;
3采用本規(guī)范附錄A?第A.0.2條?、第A.0.3條?的規(guī)定進行樣品提取和計數(shù)。

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