项目背景与挑战

1. 原水特性

• 水质问题：渤海湾海水浊度高（悬浮物、胶体物质）、有机物含量高、细菌超标，温度低（影响混凝效果）。

• 目标标准：需达到《海水水质标准》第二类（适用于海水浴场），重点控制浊度≤1NTU、细菌总数＜1000CFU/mL、余氯0.3-0.5mg/L。

2. 核心难点

• 低温低浊水处理：传统混凝剂在低温下反应效率低，需优化药剂配比。

• 成本控制：海水淡化成本高，需平衡处理效果与经济性。

二、原工艺流程分析

1. 现有工艺流程

取水→格栅拦截→旋流除砂器（0.3mm）→盘式过滤器（150μm）→活性炭过滤→二氧化氯消毒→浴场回用

2. 技术优势

• 分级过滤：旋流除砂+盘式过滤组合可去除90%以上悬浮物，活性炭吸附余氯及异味。

• 经济性：省略超滤/反渗透膜组件，降低投资与能耗。

3. 潜在问题

• 微生物风险：仅依赖二氧化氯消毒，对隐孢子虫、贾第鞭毛虫灭活率不足。

• 有机物残留：活性炭吸附易饱和，长期运行可能导致有机物穿透。

• 循环效率低：顺流循环易形成死水区，池底沉积物再悬浮。

三、工艺优化方案

1. 预处理强化

• 增加微絮凝单元：

• 在旋流除砂后投加聚合硫酸铁（PFS）（投加量20mg/L），通过电荷中和与吸附架桥作用，强化胶体去除。

• 配合高效混凝剂（如聚丙烯酰胺PAM），提升低温混凝效率。

• 紫外线预杀菌：

• 在活性炭过滤前增设低压紫外线灯（40W/m³），灭活90%以上细菌及病毒，减少后续消毒剂用量。

2. 过滤系统升级

• 砂缸改用硅藻土过滤：

• 将盘式过滤器替换为硅藻土预涂膜过滤器（过滤精度1-2μm），截留微米级胶体与藻类，降低浊度至0.1NTU以下。

• 反冲洗优化：采用气水联合反冲，减少滤料板结。

• 活性炭改进：

• 使用改性活性炭（载银活性炭），增强抑菌能力，延长吸附周期至72小时。

3. 消毒体系完善

• 二氧化氯+紫外线协同消毒：

• 维持余氯0.3-0.5mg/L（二氧化氯投加量1.5mg/L），配合紫外线（40mJ/cm²）灭活耐氯微生物。

• 在线监测：安装ORP传感器（维持650mV以上），联动自动投加系统。

4. 循环系统改造

• 逆流循环设计：

• 进水口：池底均匀布水，减少短流；回水口：浅端溢流，形成推流循环。

• 循环周期：缩短至4小时（原6小时），提升水体更新效率。

• 防沉积措施：

• 池底设置穿孔曝气管，间歇曝气防止污泥沉积。

四、关键参数与设备选型

五、成本与效益分析

1. 投资对比

• 原方案：砂缸+活性炭≈120万元

• 优化方案：硅藻土+紫外线+在线监测≈150万元（+25%），但运行成本降低30%。

2. 运行成本节约

• 药剂费：硅藻土反冲洗水回用减少PFS用量40%。

• 能耗：变频泵+短循环周期降低电耗20%。

六、风险控制与维护要点

1. 微生物防控

• 每周检测隐孢子虫卵囊（显微镜法），超标时启动紫外线强化模式。

2. 设备维护

• 硅藻土滤料每月更换1次，活性炭每季度再生处理。

3. 水质应急

• 投放过硫酸氢钾复合盐（20mg/L）应对藻类爆发，6小时内恢复水质。

七、创新技术应用建议

1. 膜法替代方案

• 采用超滤膜（UF）（截留率＞99.9%），但投资增加50%，适用于高水质要求场景。

2. 生态处理单元

• 构建人工湿地预处理，利用芦苇、香蒲吸收氮磷，降低混凝剂用量。

总结

本方案通过“预处理强化（微絮凝+紫外线）+硅藻土精细过滤+二氧化氯+紫外线协同消毒”工艺，在保证水质达标的前提下，平衡了成本与可靠性。重点优化循环系统与消毒体系，可有效解决渤海湾海水浊度高、低温混凝难的问题，为同类项目提供参考范式。