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技术论文

后发地区中小型常规处理工艺水厂运行管理的改进和探索

作者:陈少飞 来源:广东水协网 发布时间:2011-06-21 点击数: 字号:【

  摘要:本文通过对两座中小型常规处理水厂的运行管理进行了深入研究,实施小改小革,强化常规处理,并引用预算管理和绩效考核管理办法,使出厂水达到了新国标,进一步降低了运行成本。

  关键词:强化常规处理;水质标准;运行管理;

  我国地域辽阔、经济发展不一,各地的水厂技术管理水平也不尽相同:沿海及大中城市经济发展较快,水厂处理工艺先进、自动化程度高、管理较为到位;后发地区的城镇经济条件有限,水厂处理工艺较落后,质量管理不到位。同时我们也清楚看到,我国现有2862个行政县、41636个行政镇中,大部分都是常规处理工艺的中小型水厂。如何使出厂水质达到新《生活饮用水卫生标准》、进一步降低运行成本,是千千万万的中小水厂的期望。本文通过对当地两座中小型常规处理水厂的研究,摸索出了一些技术改造及运行管理的有效做法,以供同行们参考。

  一、 当前后发地区中小型水厂的存在问题

  一般来说设计能力不超过15万立方米/日的水厂,可称为中小型水厂。从笔者近年来对当地城镇水厂的调查研究,它们主要存在以下三方面问题:

  1、 处理工艺落后。这些水厂大部分建于上世纪80年代,多为常规处理工艺。相对于源水前处理和滤后水深度处理工艺,或者常规处理中较为先进的高效反应池、气水反冲V型滤池等处理设施,这些中小型水厂处理工艺确实比较落后。

  2、 水质时好时坏,难以保证。尽管常规处理工艺非常成熟,但由于新颁布的水质标准将出厂水浊度从3NTU修订为1NTU后,这些原来按旧水质标准设计的水处理构筑物就开始显得有些力不从心。

  3、 运行成本偏高。由于经济条件限制,后发地区的中小型水厂一般是没有安装源水和出厂水流量计、各类用电计量设备,甚至没有最基本的压力表,导致无法进行综合成本、单台设备或单个项目的成本核算,水厂运行成本普遍偏高。

  二、七星岗水厂简介

  七星岗水厂是粤北后发地区典型的中小型常规处理工艺水厂。该水厂分为一、二两期建成,其中:一期工程建于1989年,设计能力为6万立方米/日,主要处理工艺流程为:静态混合器+回转式隔板絮凝池+斜管沉淀池+虹吸滤池+液氯消毒。二期工程建于1994年,设计能力为10万立方米/日,主要处理工艺流程为:静态混合器+穿孔旋流絮凝池+斜管沉淀池+双阀普通快滤池+液氯消毒。

  水厂现有员工40人,大部分设施为手动操作,且设备服役时间近20年。常规处理工艺落后、出厂水时好时坏、运行成本较高,尤其突出的是:

  1、每年的4—10月,水处理构筑物内藻类繁殖非常迅猛,一个昼夜可长达近1米。藻类大量繁殖,一方面会产生藻毒素,影响出厂水水质;一方面会堵塞斜管出水口和滤料,严重影响了滤池产水量和水质。

  2、每年的10月到次年的3月,由于源水浊度低(一般只有2-5NTU)、气温相对较低(最低气温约3-5摄氏度),絮凝反应效果差,大量细小的矾花流经斜管后不但不下沉,反而漂浮到水面,形成泥浆状的泡沫,导致滤池负荷过高、出厂水浊度超标。

  3、超产严重。随着城市用水量增加,七星岗水厂产量不断刷新。虽然设计能力为16万立方米/日,现最高日供水量已超过19.16万立方米,超产近20%。这对已经服役近20年的净水构筑物及机电设备无疑是一个巨大的考验。

  4、生产运行成本偏高。2006年单位供水成本约为0.4元/立方米(含固定资产折旧、水质检测等费用,不含水资源费)。

  三、主要改进措施

  针对上述情况,近年来我们从两方面采取有效措施,解决或改善当前存在问题:一是通过技术改造,以投入少见效大的办法解决生产上技术问题;二是积极开展预算管理和绩效考核工作,提高管理效率、降低生产成本。

  (一) 在经济技术可行前提下实施技术改造,重点解决藻类、跑矾和超产问题

  1、控制藻类繁殖。为了控制藻类在反应沉淀池的生长,一开始我们想从源头上进行控制,即源水进入水厂时投加抑制藻类的化学药物。通过比较,二氧化氯对藻类生长有明显的抑制作用,同时考虑到液氯运储安全问题,我们改用了现场制备的二氧化氯消毒剂(复合型),并对源水前期处理。在改用消毒剂后的一段时间(总投加量控制在0.2—0.3mg/l),水处理构筑物上的藻类确实得到了一定抑制,这让我们高兴了一把。可是好景不长,一个多月后构筑物上的藻类开始产生耐药性,慢慢开始恢复生长,并且越长越厉害。

  看来光靠二氧化氯来抑制藻类生长的办法不可行,我们开始从藻类的生长要数和环境着手。通过观察分析,我们基本了解了水构筑物藻类大量繁殖生长的原因:

  A) 源水受到轻度的污染,并含有少量的藻类;

  B) 水处理构筑物清洗周期过长,着附了适合藻类生长的污泥等物质;

  C) 水处理构筑物暴露于室外,藻类有充足阳光进行光合作用。

  从上述三个成因来看,控制前两个因素更为困难,因为水厂不可能随意控制源水水质,也不可能不断洗刷处理构筑物,所以最后我们采取了遮光方式。为了验证效果,我们先清洗其中一个沉淀池进行了试验。遮光材料选用了PVC波纹板,直接覆盖于沉淀池集水槽上部,波纹板上加25mm镀锌钢管压实,不让任何光线进入池组。一个星期后,打开波纹板肉眼观察基本没有藻类生长现象,而旁边同期清洗干净的沉淀池却长满了藻类。试验取得了初步成功,我们开始大面积采用PVC波纹板遮盖沉淀池。如今半年过去了,通过遮光后,沉淀池内90%以上藻类得到有效控制,剩余少量的藻类也可以在日常池组清洗中得到解决。

  PVC波纹板价格约60—70元/平方米,10万立方米水厂沉淀池面积约500平方米,所需费用仅仅约3万多元,对于大部分自来水公司还是可以承受的。

  2、积极排查、细心观察,对症下药解决跑矾问题

  跑矾是指原水投加混凝剂后,矾花沉降速度小于沉淀池的表面负荷率,矾花不能有效沉淀而随水流上升的现象。七星岗水厂自2003年以来冬季跑矾的现象越来越厉害,已严重威胁出厂水水质。专家指出在处理工艺不变的情况沉淀池出现跑矾现象主要有以下三个原因:

  1)、原水发生变化,如水温、PH值、浊度过低、藻类繁殖过度等;

  2)、选用的混凝剂不合适、其投加量过多或过少;

  3)、沉淀池负荷突然增加。

  对照上述因素,技术人员开始逐一排查,希望找出主要原因,初步认为七星岗水厂沉淀池出现跑矾现象的主要原因,应当和 “低温低浊” 原水以及混凝剂选用或投加量有关。为此我们马上开展不同混凝剂在不同投加量下的模拟混凝搅拌试验,希望找到合适的混凝剂和投加量。

  从后续一系列各类混凝剂或组合的混凝试验来看,除了硫酸铝投加量比其他偏大之外,其沉降后的效果基本相当,投加硫酸铝的个别结果还优于其他混凝剂。对此技术人员陷入了深深的困惑之中。经过多次的试验,发现沉降后的烧杯内壁挂了不少小气泡,并且部分矾花随气泡上升到水面。难道这就是产生跑矾的原因。实验人员特意从河边取水口取来水样,与山顶水厂原水管取的水样进行对比试验,结果发现河水做的烧杯没有气泡,且矾花不会漂浮到水面。为什么经过水泵运送的原水就产生气泡呢,我们找来水泵专家认真对一级泵站水泵进行仔细观察,发现水泵密封效果不佳,特别是取水水位低于或接近泵轴线时更为明显,大量空气被吸入水泵,从而导致原水中空气增加,微小的气泡在斜管上升流过程中容易把形成的矾花带到水面。

  沉淀池跑矾的主要原因终于找到了。维修人员对症下药,立即着手对一级泵站水泵轴封装置进行改造:把原来的软密封填料(需要专用工具才能挤进去)的密封方式,改为成本更低、操作更方便的麻根石墨填料密封。改造后沉淀池跑矾现象得到了有效控制,出厂水水质也由此得到了保障。

  3、提高反应沉淀池液面,保证水厂超产不超标。对于许多财力有限的中小城镇,在新水厂尚未建成之前老水厂均可能出现超产的现象。水厂超产尽管会存在水质方面的风险,但也可为自来水公司增加水量、降低单位成本。对此大部分水司还是愿意在技术可行的情况下,对老水厂挖潜改造,以此来提高产水量。七星岗水厂自06年来最高日供水量就超过设计能力16万立方米/日,08年达到19.16万立方米/日。几年来的实践证明:提高反应沉淀池液面不但可增加处理水量,还可以提高水质。

  七星岗水厂一期系统是回转式隔板絮凝池顺接斜管沉淀池,中间以一道两米多高的溢流墙作为分隔,钢筋混凝土集水槽为间断式线缝出水;二期系统是穿孔旋流絮凝池顺接斜管沉淀池,导流墙长达18米,矩形钢板集水槽由上部圆孔出水。通过观察,一、二期系统沉淀池集水槽均由于施工技术原因,出水孔标高不一致,造成出水严重不均匀,斜管短流现象较多。

  由于市区只有一个水厂,不可能大面积长时间停产,只能作局部改造。通过多方比较,我们认为可以充分利用池组液面以上近0.5米的超高,提高出水高度,以增加有效容量,降低流速,提高产量。具体做法是:首先封堵一期系统集水槽的出水缝,在其上方重新钻打水平一致的出水孔。实施改造后效果非常明显,产量从原来5万立方米/日提高到6万立方米/日,待滤水浊度从原来的6—8NTU降至3—4NTU,滤后水也从0.6—0.8NTU降至0.3—0.5NTU。此后我们也对二期系统集水槽采取加装齿状钢板,使出水高度提高,并取得了同样的效果。

  (二)推行预算管理和绩效考核,提高积极性、降低运行成本

  实施预算管理和绩效考核,从科学管理的角度看,这已经不是什么新鲜事了,作为中小型水厂要实施这种管理模式,最为关键的是要抓住关键、长抓不懈。我司自2007年起推行预算管理和绩效考核,通过近三年的摸索实践,总结一套适合企业管理需要的工作方法,并取得了较好的经济效益。

  1、全员参与、全面预算。

  搞预算管理,一般人会认为这是财务部或高级管理人员的事,与小职员或普通员工关系不大。笔者认为这是预算管理的最大误区,也是影响预算管理效果主要原因。只有全员参与,充分认识预算管理的目的和重要性,并自觉从各自岗位开始编制本班组、本部门的预算,在日常实施过程中才能解决员工不理解、不配合、不积极的思想问题。

  水厂虽小,但五脏俱全,工种多、分类细、费用支出也比较多。在年初编制预算时,水厂就开始根据往年的各类费用统计数据,结合今年的各种形势预测,要求自下而上编制各种费用预算,并附上说明和计算书。预算汇总到厂部后,由管理人员细致核对,发现异常的及时反馈给部门或班组,必要时可以小范围讨论协商,最后统一意见后汇总数据确定年度总预算。这种自下而上、上下沟通、协商统一的做法,既得到了公司和员工的认同,也为的预算实施奠定了科学合理的基础。

  2、考核关键、层层考核。

  编制了预算还要制定科学的考核办法,才能有效落实预算、控制预算、降低成本,并起到调动积极性的作用。与其说编制全面预算是检查各层次人员的业务水平和成本测算能力的手段,那么制定考核办法就是管理者对企业经营理念的理解和落实的具体体现。也就是说:实施全面预算是必要的,但全面考核就要看企业或管理者的意向了。事实上人的精力是有限的,就当前中小型水厂来说,笔者还是比较赞成采取重点考核或考核关键的办法。比如:自来水公司对水厂的考核主要是安全高效,那么考核指标的设定可以为:安全事故一票否决制和单位供水成本两个重点,至于水厂的其他具体指标如何实现,应酌情下放给水厂,并由水厂自行分解、自行控制。

  采取层层分解、层层落实、上层考核下层的办法,既可以达到了控制预算、降低成本的目的,同时也给予各执行层适当的自主调整权限。执行层可根据不同的条件环境进行企业管理,避免出现“一本天书读到老”、“死脑筋不可变通”或“一抓就死、一松就乱”的管理怪象。

  考核内容和项目的设定,也是非常关键。建议尽可能采取量化考核,这样可以提高企业上下员工执行预算水平以及考核的操作性。对于不能量化考核的内容或项目,可以采取描述性进行考核,如果内容不很重要,可不将其纳入考核范围,日后在管理中,由上层管理人员自行掌握控制。因为我们必须注意到:绩效考核可以加强或提高管理,但并不可以完全代替管理。

  通过三年预算管理和绩效考核,七星岗水厂的单位成本逐年下降,并得到了有效的控制,与此同时员工工作积极性得到了提高,科学处理了岗位分工与合作的关系,基本做到了责任分解、奖罚分明。最为重要的是水厂上下一起团结努力,在提高供水保障能力、降低生产单位成本的同时,通过绩效考核,超额完成任务,获得了公司的可观奖金,员工的努力得到了合理的回报,基本达到了企业、员工双赢的良好效果。

  四、结束语

  尽管七星岗水厂属于典型的后发地区中小型常规处理工艺水厂,存在很多技术上、管理上的问题,但是通过三年来不懈的努力,通过采取有效的技术改造,实施科学合理的预算管理和绩效考核,从而大大提高了供水安全保障系数和出厂水水质,也进一步降低了水厂单位运行成本。我们认为:后发地区虽然经济条件较差,大家既不应抱怨水厂工艺落后,也不应盲目追求造价高的新技术、新工艺,而是应该实事求是面对问题、分析问题、解决问题,中小型常规处理工艺的水厂完全可以生产出符合国家新水质标准的自来水。

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编辑:林桂全