城市供水应急预案编制及
供水安全培训会议交流材料
前进水厂生物固锰除锰情况汇报
松北供水公司
2011年12月10日
一、城区概况
哈尔滨松北供水公司位于哈尔滨市松北区商业大学东侧，是松北区唯一的标准化城市供水企业，1993年开始建设，1995年投产运行至今。
下属前进水厂采用地下水为水源，设计日供水能力为1万吨。
2004年，松北区成立行政区，2005年，随着松北新区开发建设的快速发展，进区单位、人口快速增长，供水需求日益增加，原有前进水厂供水量，已无法满足松北区建设发展和居民生产、生活的需求，水厂改造扩建成为松北区提高城市载体功能，发展配套工程建设和满足群众生产生活的头等大事。
为此，松北区委、区政府决定对前进水厂进行改扩建，通过改扩建将原来1万吨的供水能力提高到4万吨，供水范围为前进分区、江湾分区和松浦分区范围内的市、区政府各机关及入区单位和居民生产生活用水，解决近3至5年时间的哈尔滨江北地区的供水需求。
本着落实国家建设节约型社会的要求，同时结合松北区
建政设区时间较短，财力有限，为此在对项目改造过程中经多方考察，决定采用新的生物除铁除锰技术。
这样既节约用地，又节约建设资金，同时能够达到降低运营成本的目的。
以张杰院士为首的研究团队，包括哈尔滨工业大学、北京工业大学、市政工程东北设计研究院，以松北水厂的特定水质为对象开展了松北水厂改扩建示范工程建设。
二、改造工艺流程选择及内容
遵照生物固锰除锰理论建立的生物除铁除锰工艺，铁锰可以在同一滤层中去除，相比两级接触氧化除铁除锰流程，节省了一级曝气和一级滤池，对工程经济有切实意义。
并且除锰效果好且稳定，已经建成水厂长期运行，滤池出水锰离子含量在0.05mg/L以下，优于国家标准。
前进水厂采用地下水源，铁、锰离子浓度超标，需要进行处理后使用，原设计水质参考值为铁2~3mg/L，锰1.0mg/L，
原有工艺为两级过滤除铁除锰流程：一级跌水弱曝气接触氧化过滤除铁，二级机械表面强曝气接触氧化过滤除锰。
一级过滤后出水进入调节池，然后由提升泵站提升至二级表面曝气池。
二级过滤后出水在加氯后，进入清水池，然后通过送水泵站进入城市配水管网。
净水间每级滤池总过滤面积为100m2，设计滤速为4.2m/h。
一级滤池出水铁去除率为90%，锰去除为10%；二级出水铁锰离子浓度均达标。
工艺流程如图1所示：
地网
图1 两级过滤除铁除锰工艺
改造后的工艺流程采用生物铁锰同层去除工艺技术，即采用一级曝气＋一级生物过滤同时除铁除锰。
铁锰的去除机理是，源水中二价铁锰离子在同一滤层中分别在羟基氧化铁和锰氧化菌胞外酶的催化作用下，被氧化为高价态的铁、锰氧化物，被截留于滤层中去除。
这样，就可以将原有的两级串联变为一级并联，在没有增加任何构筑物的情况下，日供水能力增加了一倍，达到2×104m3/d。
而且，省去了原系统中的调节池、提升泵站，节省了大量的运行动力费用。
据以往的工程经验，铁锰同层去除工艺，较传统两级曝气＋两级过滤接触氧化除铁锰工艺技术，可节约基建费用30%，运行费用20%，而且，生物滤层培养成熟后，TFe<0.2mg/L，
Mn<0.05mg/L，出水水质优于国家饮水卫生标准（TFe<0.3mg/L，Mn<0.1mg/L）。
改造后工艺流程如图2所示：
管网
图2 一级过滤生物除铁除锰工艺流程
具体实施的改造项目为：原净水间、综合泵房、原清水池及设备改造安装，新建项目为：办公综合楼，新建净水间、新建清水池和机修车间、厂区围墙及监控系统，配套输水管线、水源井及井室施工、道路绿化等。
重点是对原有滤池进行改造，由两次率下改造为一次滤下，既节省建设投资，又减少占地面积。
同时新建二期一次滤下2万吨工艺。
三、示范工程改扩建
（1）一期示范工程
1）名称：哈尔滨松北区前进水厂一期工程改造
2）规模：2×104m3/d
3）出厂水质要求：满足106项水质要求，其中，主要水质指标TFe≦0.2mg/L，Mn2+≦0.05mg/L、NH4+-N≦0.2mg/L，优于国家饮用水卫生标准。
5）原工艺系统运行状况
前进水厂一期工程有2座曝气池1#和2#，二组滤池，每组5座。
原工艺流程如图3
图3 一期工程原净水流程
6）工艺改造内容
同时，将串联二级工艺流程改为并联一级工艺流程，如图4。
一期规模由1×104m3/d提高为2×104m3/d。
图4 一期工程改造后流程
7）一期工程改造后运行效果
按照生物固锰除锰机制和高浓度铁锰伴生氨氮污染水质同池生物深度净化机理，一期工程改造于2009年7月20日正式运行，效果良好。
出厂水TFe≦0.2mg/L，Mn2+≦0.05mg/L、NH4+-N≦0.2mg/L，达到预期效果并长期稳定。
（2）二期示范工程
在前进水厂扩建二期工程，按照水专项在该厂半生产试验成果和一期示范工程的生产经验，建设低温高浓度铁锰伴生氨氮地下水生物同池深度净化的示范工程。
示范工程于2010年底建成，2011年5月投入运行，经半个月调试，达到预期效果，TFe≦0.2mg/L、Mn2+≦0.05mg/L、NH4+-N≦0.2mg/L，并长期稳定运行至今。
松北供水公司前进水厂经过改扩建后，总规模达4×104m3/d，出水水质满足国家106项检测标准，铁、锰、氨
氮均优于国家标准，铝、菌落总数等指标优于当地地表水源。
扩建项目的完成并成功投入运行，为松北地区的开发和建设，发挥了不可替代的关键作用，保障了松北区居民的饮水安全。
（3）工程投资
一期改造与二期建设的工程总投资为5608万元（其中包括水源地深井、原水输水管路的建设），一期工程为2984万元（包括水源井和输水管道以及净水间改造）二期净水间建设为2624万元。
四、总结
前进水厂一期工程，由二级接触氧化除铁除锰流程，改为一级生物固锰除锰工艺，净水能力由1×104m3/d增加到2×104m3/d。
运行近两年时间里，出厂水水质一直良好稳定。
因此，确立了寒冷地区高铁锰氨氮伴生地下水同池生物净化的典范，为相同类型含铁锰地下水地区的水厂建设和工艺改造提供了经验，为松北区快速发展，提供了充足良好的水源，保障了住区居民的身心健康。
高铁锰地下水同池生物净化技术的确立，拓宽了“曝气+一级过滤”简易除铁除锰流程的适用范围，发展完善了生物固锰除锰理论。
按照国务委员刘延东女士在听取建设部城市水质情况汇报时，评价水处理具有“难度大、周期长、反复多”的特点，我市地域较大，各流域、各地区水文地质构造和地
方条件各不相同，含铁锰地下水水质千差万别，各种不同类型的含铁锰水质的净化，期待着在座诸位同事，共同努力，开发出针对性的高效工艺和关键技术，服务于人民群众的生产生活。
专此汇报，谢谢大家！。
