1、第18章 典型給水處理系統(tǒng)南陽師院土建學院2014.12 目 錄給水處理工藝系統(tǒng)的選擇原則給水處理工藝系統(tǒng)的選擇原則 18.1水的除臭除味水的除臭除味 18.4以地面水為水源的城市飲用水處理工藝以地面水為水源的城市飲用水處理工藝 18.2水的除藻水的除藻 18.3水源水質(zhì)突發(fā)污染及凈水技術(shù)對策水源水質(zhì)突發(fā)污染及凈水技術(shù)對策 18.5給水廠生產(chǎn)廢水的回收與利用給水廠生產(chǎn)廢水的回收與利用 18.6給水廠污泥的處理與處置給水廠污泥的處理與處置 18.718.1 給水處理工藝系統(tǒng)的選擇原則給水處理工藝系統(tǒng)的選擇原則n18.1.1 給水處理的任務(wù)給水處理的任務(wù)n給水處理的任務(wù)，是將不符合用戶要求的原水水

2、質(zhì)加以處理，使之符合用戶對水質(zhì)的要求。n原水：城市生活飲用水都以清潔的天然水源水為原水；城區(qū)的工業(yè)企業(yè)一般使用城市自來水作為工業(yè)用水；在城區(qū)樓宇和居住小區(qū)，供應的城市自來水常因設(shè)置貯水及二次供水設(shè)施而受到二次污染。部分小區(qū)以城市自來水為原水，對水進行深度處理，以制備優(yōu)質(zhì)飲用水供人們直接飲用；工業(yè)企業(yè)對水進行重復利用；n針對具體原水中所有不符要求的水質(zhì)項目，選擇多種單元處理方法，將之有機地組合起來，形成一個水處理工藝系統(tǒng)，以達到使處理水的水質(zhì)符合用水要求的目的。n18.1.2 給水處理工藝系統(tǒng)的選擇給水處理工藝系統(tǒng)的選擇n給水處理工藝系統(tǒng)應該在。n給水處理工藝系統(tǒng)應通過試驗來檢驗。原則上不存在完

3、全相同的水處理工藝系統(tǒng)。通過試驗可得優(yōu)化工藝組合和優(yōu)化工藝參數(shù)，能節(jié)省大量資金。n已建原水水質(zhì)相近的水處理工藝系統(tǒng)的運行經(jīng)驗，也可作為重要參考。n由于原水水質(zhì)和水量常常是不斷變化的，水處理工藝系統(tǒng)對水質(zhì)水量變化的適應性，即抗沖擊性能，也是評價技術(shù)可行性的抗沖擊性能，也是評價技術(shù)可行性的重要指標。重要指標。n給水處理工藝系統(tǒng)的，是在保證保證處理水質(zhì)水質(zhì)滿足用戶要求的前提下前提下，使在資金償還期限內(nèi)建設(shè)費用和建設(shè)費用和運行費用之和為最低運行費用之和為最低。18.2 以地面水為水源的城市飲用水工藝以地面水為水源的城市飲用水工藝n18.2.1 水的水的（第一代城市飲用水凈化工藝）（第一代城市飲用水凈化

4、工藝）n19世紀前，水介烈性傳染病流行，人類面臨。n20世紀初研發(fā)的地面水常規(guī)處理工藝，主要是指在以天然地面水為原水的城市自來水廠中采用最廣的一種工藝系統(tǒng)，它主要是以而設(shè)計的。n常規(guī)水處理工藝系統(tǒng)，主要由混凝、沉淀和過濾三個單元處理方法組成，如圖18.1所示。適用于濁度幾十至幾百適用于濁度幾十至幾百NTU的地面水的地面水。u20世紀中葉，在城市生活飲用水的細菌學指標符合衛(wèi)生標準的情況下，曾發(fā)生過水介病毒性疾病的爆發(fā)。u研究表明，水的渾濁度與病毒疾病的發(fā)病率有關(guān)。n18.2.2 水的深度處理工藝水的深度處理工藝（第二代城市飲用水處理工藝）（第二代城市飲用水處理工藝）n20世紀70年代，發(fā)現(xiàn)城市飲

5、用水中含有種類繁多的有毒有害的有機污染物和氯化消毒副產(chǎn)物等健康威脅化學安全性問題化學安全性問題。n有的天然地面水源水有機物含量較高，有的水源水因受污染而致有機物含量增高，有的甚至產(chǎn)生嗅味，水中有機物在氯化消毒過程中會生成對人體有毒害作用的鹵代烴，有機物含量高還會對混凝除濁產(chǎn)生不良影響，所以近年來人們都十分關(guān)近年來人們都十分關(guān)注水中有機物的去除，水廠也開始將有機物的去注水中有機物的去除，水廠也開始將有機物的去除做為水處理的一個新的目標。除做為水處理的一個新的目標。n水源水中的有機物可分為天然有機物（天然有機物（NOM）和人工合）和人工合成有機物（成有機物（SOC）。）。n天然有機物是指動植物在自

6、然循環(huán)過程中經(jīng)腐爛分解所產(chǎn)生的物質(zhì)，包括腐殖質(zhì)、微生物分泌物、溶解的動物組織及動物的廢棄物，顆粒態(tài)有機物等，其中腐殖質(zhì)含量最多。典型的天然有機物不超過1020種。n人工合成有機物種類繁多，大多為有毒有害有機污染物，其中包括致癌、致畸、致突變（三致）有機污染物。n水中有一些有機污染物，在微生物分解過程中消耗大量溶解氧，稱為耗氧有機物耗氧有機物。耗氧有機物一般不具毒性，但通過消耗水中大量的溶解氧惡化水質(zhì)，破壞水體功能；水中耗氧有機物的分解常釋放出營養(yǎng)物質(zhì)氮、磷、硫等，會引起水體的富營養(yǎng)化導致水體中水生植物與藻類的大量繁殖。n藻類在其生長過程中由于新陳代謝從體內(nèi)排出的一些代謝殘渣，以及藻類尸體分解的

7、產(chǎn)物，稱為藻類有機物藻類有機物。n水中的顆粒態(tài)有機物主要有被大分子有機物包裹的顆粒油，及生物態(tài)顆粒有機物。n人工合成有機物（SOCS）一般難于生物降解，在環(huán)境中有一定的殘留水平，具有三致作用和毒性。n已發(fā)現(xiàn)水中有2221種有機化合物，并且在飲水中發(fā)現(xiàn)有756種，其中有20種致癌物，23種可疑致癌物，18種促癌物和56種致突變物。n水中存在的內(nèi)分泌干擾物質(zhì)，能干擾包括人類在內(nèi)的生物繁殖過程，造成人類生殖能力下降，導致有的生物物種絕滅。n水源水中有毒有機污染物的，雖然濃度常為ppb級，但卻能。n常規(guī)水處理工藝常用，氯與水中有機物作用會生成有毒害的氯化消毒副產(chǎn)物。特別是，當采用預氯化時，會生成較多的

8、有毒害消生成較多的有毒害消毒副產(chǎn)物毒副產(chǎn)物。在常規(guī)工藝中，有時采用折點加氯的方法去除氨氮，當水中氨氮含量較高時，折點加氯投氯劑量很大，不僅不經(jīng)濟，并且會生成更多的氯化消毒副產(chǎn)物。僅用常規(guī)水處理工藝，已無法將受污染的水源水處理到符合新的生活飲用水衛(wèi)生標準的程度。是提高常規(guī)工藝去除水中有機污染物能力的比較有效的方法。當采用粉末活性炭粉末活性炭時，于常規(guī)工藝前投加混凝劑的同時（或之后）向水中投加粉末活性炭，粉末炭在混合池中與水充分混合，再在經(jīng)絮凝池和沉淀池的流動過程中吸附水中有機污染物，并在沉淀池中隨水源水中懸浮物沉淀下來，水中殘留的少量粉末炭最后在濾池中被截留。n采用顆?；钚蕴砍廴緯r，常于常規(guī)工

9、藝過濾池之后設(shè)置顆粒活性炭濾池。n化學氧化是提高常規(guī)處理工藝去除水中有機污染物的另一個比較有效的方法。n將，即先用臭氧對水進行氧化，再用顆粒活性炭進行吸附，這種工藝稱為臭氧，如圖18.2所示。n利用活性炭上生成的微生物來去除水中的有機物，稱為n為了提高去除效果，可以采取強化混凝強化混凝的方法。強化混凝不僅能提高大分子量有機物的去除率，對小分子量有機物也有一定效果；同時可以提高對濁質(zhì)的去除率。（0.52mg/L）在高錳酸鉀氧化水中的有機污染物后，被還原為二氧化錳二氧化錳，析出后形成新生態(tài)水合二氧化錳膠體（催化劑）。故高錳酸鉀除有機污染物是氧化和吸附綜合的結(jié)果。此外，尚未發(fā)現(xiàn)高錳酸鉀氧化后能生成有

10、毒有害氧化副產(chǎn)物。n生物處理是近些年來發(fā)展起來的一種除污染新技術(shù)，它是將污水生物處理技術(shù)移殖用于受污染水源水處理。由于水源水中營養(yǎng)物質(zhì)的濃度很低，所以用于受污染水源水主要是，常用。生物處理構(gòu)筑物常設(shè)于常規(guī)工藝之前，如圖18.5。生物處理受溫度影響較大，較適用于南方地區(qū)。n18.2.3 以超濾為核心技術(shù)的組合工藝以超濾為核心技術(shù)的組合工藝（第三代城市引用凈化（第三代城市引用凈化水工藝）水工藝）n20世紀末葉，又出現(xiàn)了以為代表的新的重大飲用水生物安全性問題。同時，因環(huán)境污染而造成水體中（尤其藍綠藻）大量繁殖，已成為一個重大的生物安全性問題；的水，水中微生物越多，水的生物安全性越低，也是一個重大飲用

11、水生物安全行問題。n第二代工藝中的顆粒活性炭濾池，因濾層中滋生大量微生物，使出水中微生物顯著增多，即深度處理使水的化學安全性提高了，卻使水的生物深度處理使水的化學安全性提高了，卻使水的生物安全性降低了。安全性降低了。n超濾取代常規(guī)工藝如下圖。n為改善超濾的經(jīng)濟型，可將超濾置于常規(guī)工藝之后。超濾膜前的濁度不超過10NTU。一般可將常規(guī)工藝中的過濾去掉。n對于季節(jié)性或短期發(fā)生季節(jié)性或短期發(fā)生的以有機物污染為主的微污染原水，可于膜前混凝沉淀工藝中投加粉末活性炭及預氧化劑、助凝劑等。n對于長期發(fā)生長期發(fā)生的微污染原水，可將超濾設(shè)于深度處理工藝之后，膜前的混凝能去除大分子有機物，隨后的臭氧顆粒活性炭能去

12、除微量有機物，且臭氧能將大分子有機物氧化分解為中、小分子有機物，提高活性炭吸附去除有機物的效果。n采用浸沒式外壓式超濾膜浸沒式外壓式超濾膜時，向膜池中投加粉末活性炭，可構(gòu)成高效的超濾膜超濾膜生物粉末活性炭反應器生物粉末活性炭反應器。n新的以超濾為核心技術(shù)的組合工藝新的以超濾為核心技術(shù)的組合工藝（第三代城市引用凈化水工藝）（第三代城市引用凈化水工藝）如圖。如圖。18.4 水的除藻水的除藻n藻類的大量繁殖，常使水的感官性狀不良；n某些藻類在一定環(huán)境下會產(chǎn)生藻毒素，對人體健康有害；n藻類及其分泌物與氯作用，還會生成氯化消毒副產(chǎn)物；n藻類的密度小，不易沉淀除去，進入濾池后會堵塞濾池，使運行周期縮短，反

13、沖洗水量增加，嚴重時甚至會導致水廠停運；n藻類及其分泌物不利于混凝，使混凝劑等投藥量增大；n未被去除的藻類進入輸配管網(wǎng)，成為可被細菌利用的可同化有機物，從而降低了水的生物穩(wěn)定性，等等。n可以采用向水體投加硫酸銅或檸檬酸銅的方法水體投加硫酸銅或檸檬酸銅的方法以控制藻類的繁殖。但是，銅對魚類也有毒性。n還可采取由水體不同深度取水的方法，以避開高藻水層，減少取水中藻類的含量。n對于進入水廠的含藻水，可以采用預氧化殺藻的方法。常用的預氧化劑有氯、臭氧、高錳酸鉀等。n混凝是提高除藻效果的重要方法。n氣浮用于除藻特別有效，但藻渣處理是有待解決的問題。n向水中投加粉末活性炭或采用顆?；钚蕴窟^濾吸附除藻，也有

14、一定作用，但一般只于同時除臭除味時使用。n在常規(guī)工藝之前設(shè)置生物處理構(gòu)筑物，也有一定除藻作用，可以減輕后續(xù)工藝的除藻負荷。n在常規(guī)工藝前設(shè)置微濾機除藻，在國外曾是一種使用較多的除藻方法。各種除藻方法，對不同水體水的除藻效果也不同，需通過試驗來選定。18.5水的除臭除味水的除臭除味n水源中的異臭和異味，常常是由于藻類及其分泌物所致。n此外，水中有的異臭異味是土壤中植物和有機物分解所致。n當水源水受到工業(yè)廢水和城市污水污染時，也常產(chǎn)生異臭異味。n在水處理過程中，由于藥劑與水中物質(zhì)發(fā)生化學反應，也會使水產(chǎn)生異臭異味。是有效的除臭除味方法。由藻類大量繁殖引起的季節(jié)性嗅味，適宜用粉末活性炭去除；因水污染

15、引起的嗅味持續(xù)時間很長，甚至終年不斷，適應用顆粒活性炭去除。除臭除味效果很好。當水的嗅味比較濃時，常用臭氧與活性炭聯(lián)用。是有效的除臭除味藥劑。當水的嗅味濃時，高錳酸鉀與活性炭聯(lián)用，可獲得更好的除臭除味效果。n用的方法，可有效地去除水中的臭和味。除臭除味也較有效，但對三氯化氮無效。n當水因含硫化氫而有臭味時，采用使的方法除臭除味也比較有效。n由于水中致臭致味物質(zhì)多種多樣，每一種方法的除臭除味效果都不相同，所以需要通過試驗選用有效的處理方法。n18.5 水源水質(zhì)突發(fā)污染及凈水技術(shù)對策水源水質(zhì)突發(fā)污染及凈水技術(shù)對策n略。18.6 給水廠生產(chǎn)廢水的回收與利用給水廠生產(chǎn)廢水的回收與利用n給水處理廠的生產(chǎn)

16、廢水主要來自沉淀池或澄清池的排泥水和濾池反沖洗廢水，這部分廢水占整個水廠日產(chǎn)水量的3%7%，對這部分水進行回收和利用，不僅可以節(jié)約水資源，提高水廠的運營能力，還可減少廢水的排放量。n給水廠生產(chǎn)廢水回用的方式可以分為直接回用和處理后回直接回用和處理后回用。用。n直接回用是目前國內(nèi)采用較多的方式，主要有濾池反沖洗濾池反沖洗廢水直接回收利用廢水直接回收利用和生產(chǎn)廢水上清液回收生產(chǎn)廢水上清液回收兩種方式。n處理后回用是對生產(chǎn)廢水進行處理，使其水質(zhì)滿足原水的常規(guī)化學指標和生物指標后再回用，處理方法與生產(chǎn)廢水的水質(zhì)有較大關(guān)系。n在國內(nèi)，多數(shù)的給水處理廠是將濾池反沖洗廢水直接回收利用，將其抽送至反應池起端。

17、n以下為某給水廠對生產(chǎn)廢水所采用的直接回用工藝。n在給水廠生產(chǎn)廢水回用的過程中需要注意鐵、錳等常規(guī)指標及微生物指標（賈第鞭毛蟲和隱孢子蟲）的控制。n濁度低并不能保證隱孢子蟲等原生動物被去除。想要安全地去除賈第鞭毛蟲和隱孢子蟲去除賈第鞭毛蟲和隱孢子蟲等原生動物，可采用微濾或用微濾或超濾或臭氧消毒將其殺滅超濾或臭氧消毒將其殺滅。n目前國外對給水廠生產(chǎn)廢水進行處理后回用，采用較多的是膜分離技術(shù)膜分離技術(shù)。n德國的Hitfeld 給水廠投入運行了一個生產(chǎn)性的超濾工藝。反沖洗水在沉淀槽中沉淀沉淀槽中沉淀后，再經(jīng)膜處理膜處理回到原水中，超濾膜處理工藝中截留的濃縮物與沉淀槽的污泥一起處理，每34個月，必須對

18、膜上截留的化學物質(zhì)進行清洗。該水廠的水處理工藝流程如下圖。18.7 給水廠污泥的處理與處置給水廠污泥的處理與處置n18.7.1概述概述n給水處理廠在生產(chǎn)出符合生活飲用水衛(wèi)生標準的凈化水的同時，也產(chǎn)生了大量的沉淀池或澄清池排泥水和濾池反沖洗廢水。n目前發(fā)達國家已有80%左右的給水廠污泥得到處理。n我國到20世紀80年代才開始實施污泥的自然干化和探索污泥機械脫水。n18.7.2給水廠的污泥處理給水廠的污泥處理 n給水廠污泥處理的目的是降低污泥的含水率。n在設(shè)計給水廠污泥脫水時，須注意以下問題。n1.污泥量的確定n2.排泥水的收集：排泥水包括沉淀池的排泥水和濾池反沖洗廢水。n3.排泥水的濃縮：污泥的

19、濃縮方法有重力濃縮、氣浮濃縮、微孔濃縮、隔膜濃縮和生物浮選等。n4.污泥的機械脫水：目前國內(nèi)外比較常用的脫水機械有板框壓濾機、離心脫水機、帶式壓濾機。n5.脫水污泥的處置：脫水污泥也是一種資源，至少可以作為填土或垃圾填埋場的覆蓋土，有些還可以制磚、燒水泥，不投加PAM富含有機物的脫水污泥還可以作為肥料。n18.7.3給水廠的污泥處置給水廠的污泥處置 n1.污泥處置方法污泥處置方法n（1）排入下水道由城市污水廠處理。）排入下水道由城市污水廠處理。若給水廠附近有城市污水處理廠，且在污水廠處理能力許可的情況下，污泥可以直接排入下水道同城市污水一道處理并處置。n還有一種做法是通過專門管路輸送到污水廠后

20、，不經(jīng)過污水處理工藝，而直接與污水廠污泥混合，一起處置。n（2）脫水泥餅的陸上埋棄。）脫水泥餅的陸上埋棄。泥餅的陸上埋棄應遵循有關(guān)法律法規(guī)。n（3）泥餅的衛(wèi)生填埋。）泥餅的衛(wèi)生填埋。垃圾填埋場對覆土的土質(zhì)要求，一是要達到衛(wèi)生填埋的要求，二是要兼顧填埋垃圾土地的最終利用，恢復土地的利用價值。n（4）泥餅的海洋投棄。）泥餅的海洋投棄?？蓪⒊恋沓嘏懦龅哪嗨蛔魅魏螡饪s脫水處理，直接通過管道排入海中；也可以將污泥脫水后，用船將泥餅運到海中投棄。n2.給水廠污泥的綜合利用給水廠污泥的綜合利用n（1）再生鋁鹽。）再生鋁鹽。沉淀池底泥中一般都含有較多的氫氧化鋁沉淀物，它的存在往往給污泥脫水帶來困難。回收的鋁

21、鹽可以用作給水處理的混凝劑，從而可以抵消部分污泥處理運轉(zhuǎn)費用。n（2）再生鐵鹽。）再生鐵鹽。在同鋁鹽的回收一樣，對給水廠污泥處理具有相似的優(yōu)越性。n（3）從石灰法軟化污泥中再生石灰。）從石灰法軟化污泥中再生石灰。西方國家的給水廠石灰蘇打軟化工藝的使用卻相當普遍。該污泥較穩(wěn)定，純度高，密度大。由于其中CaCO3含量高，用這種污泥回收石灰是可行的。n（4）將污泥作為建筑材料等的原料。）將污泥作為建筑材料等的原料。n18.7.4給水廠的污泥處理與處置實例給水廠的污泥處理與處置實例n上海市自來水公司在閔行水廠（處理規(guī)模7萬t/d）進行了排泥水處理技術(shù)和工程生產(chǎn)性研究，投入運行后取得良好效果。 工藝流程

22、由五部分組成：截留池、濃縮池、污泥平衡池、聚合物投加系統(tǒng)、離心機脫水機房。該系統(tǒng)有2個物料進口個物料進口，即截留池的排泥水進口和高分子絮凝劑PAM加注口；有2個物料出口個物料出口，即濃縮池上清液排放口和螺旋輸送器的泥餅出口。離心機分離水回收至排泥水截留池。（1）沉淀池排泥水的收集（2）排泥水的濃縮（3）污泥平衡池（4）離心機脫水（5）工藝的自動化控制水廠的廠址選擇水廠的廠址選擇給水處理廠工藝流程與主要構(gòu)筑給水處理廠工藝流程與主要構(gòu)筑 物的選擇物的選擇水廠的平面及高程布置水廠的平面及高程布置水廠的生產(chǎn)過程監(jiān)控與自動控制水廠的生產(chǎn)過程監(jiān)控與自動控制給水處理工藝系統(tǒng)設(shè)計計算實例給水處理工藝系統(tǒng)設(shè)計計

23、算實例依據(jù)依據(jù)給水工程給水工程（第四版），嚴煦世、范瑾初主編（第四版），嚴煦世、范瑾初主編20.1 設(shè)計步驟、要求和設(shè)計原則設(shè)計步驟、要求和設(shè)計原則n20.1.1 設(shè)計步驟和要求設(shè)計步驟和要求n（可行性研究）（可行性研究）擴大初步設(shè)計擴大初步設(shè)計施工圖設(shè)施工圖設(shè)計計n可行性研究：可行性研究：提出工程建設(shè)的科學依據(jù)，其提出工程建設(shè)的科學依據(jù)，其主要內(nèi)容包括：（主要內(nèi)容包括：（1）城市概況和供水現(xiàn)狀分）城市概況和供水現(xiàn)狀分析；（析；（2）工程目標；（）工程目標；（3）工程方案和評價）工程方案和評價；（；（4）投資估算和資金籌措；（）投資估算和資金籌措；（5）工程效）工程效益等。還應提供環(huán)境影響評價

24、以及可能出現(xiàn)益等。還應提供環(huán)境影響評價以及可能出現(xiàn)的問題。的問題。n擴初設(shè)計：擴初設(shè)計：在可行性研究基礎(chǔ)上進行。在可行性研究基礎(chǔ)上進行。n（1）進一步分析調(diào)查和核實已有資料。）進一步分析調(diào)查和核實已有資料。所需所需主要主要資料包括資料包括：地形、地質(zhì)、水文、水質(zhì)、：地形、地質(zhì)、水文、水質(zhì)、地震、氣象，編制工程概預算所需材料、設(shè)地震、氣象，編制工程概預算所需材料、設(shè)備、管配件的價格和施工定額，材料、設(shè)備備、管配件的價格和施工定額，材料、設(shè)備供應情況，供電情況，交通運輸情況、水廠供應情況，供電情況，交通運輸情況、水廠排污問題以及當?shù)毓芾砣藛T技術(shù)水平等問題排污問題以及當?shù)毓芾砣藛T技術(shù)水平等問題。n（

25、2）提出幾種）提出幾種設(shè)計方案進行技術(shù)經(jīng)濟比較設(shè)計方案進行技術(shù)經(jīng)濟比較。n（3）確定水廠位置、工藝流程、處理構(gòu)筑物確定水廠位置、工藝流程、處理構(gòu)筑物型式和初步尺寸以及生產(chǎn)輔助設(shè)施等型式和初步尺寸以及生產(chǎn)輔助設(shè)施等，并初，并初步確定水廠總平面布置和高層布置。擴初設(shè)步確定水廠總平面布置和高層布置。擴初設(shè)計的最后成果一般包括計的最后成果一般包括設(shè)計說明書一份和若設(shè)計說明書一份和若干附圖等。干附圖等。n設(shè)計說明書設(shè)計說明書的主要內(nèi)容一般包括：的主要內(nèi)容一般包括：n工程項目和設(shè)計要求概述，方案比較情況，工程項目和設(shè)計要求概述，方案比較情況，各構(gòu)筑物及建筑物的形式、尺寸和結(jié)構(gòu)形式各構(gòu)筑物及建筑物的形式、尺

26、寸和結(jié)構(gòu)形式，工程概算，主要材料（鋼材、水泥、木材，工程概算，主要材料（鋼材、水泥、木材），管道及設(shè)備等規(guī)格、尺寸和數(shù)量，工程），管道及設(shè)備等規(guī)格、尺寸和數(shù)量，工程進度要求，人員編制以及設(shè)計中尚存在的問進度要求，人員編制以及設(shè)計中尚存在的問題等。題等。n附圖附圖數(shù)量應按工程具體情況決定，但至少應數(shù)量應按工程具體情況決定，但至少應包括：取水工程布置圖，流程圖，水廠總平包括：取水工程布置圖，流程圖，水廠總平面圖，電氣設(shè)計系統(tǒng)圖以及主要處理構(gòu)筑物面圖，電氣設(shè)計系統(tǒng)圖以及主要處理構(gòu)筑物簡圖等。簡圖等。n施工圖設(shè)計：施工圖設(shè)計：擴初設(shè)計經(jīng)審批后方可進行施擴初設(shè)計經(jīng)審批后方可進行施工圖設(shè)計。設(shè)計全部完成后

27、，應向施工單位工圖設(shè)計。設(shè)計全部完成后，應向施工單位作施工交底，介紹設(shè)計意圖和提出施工要求作施工交底，介紹設(shè)計意圖和提出施工要求。n20.1.2 設(shè)計原則設(shè)計原則n有關(guān)水廠設(shè)計原則，在設(shè)計規(guī)范中有全面規(guī)有關(guān)水廠設(shè)計原則，在設(shè)計規(guī)范中有全面規(guī)定，一般要嚴格遵守。定，一般要嚴格遵守。n1、水處理構(gòu)筑物的、水處理構(gòu)筑物的，應以最高日供水量，應以最高日供水量加加進行設(shè)計，并以進行設(shè)計，并以。n2、水廠應、水廠應，考慮遠期發(fā)展。，考慮遠期發(fā)展。n3、應考慮、應考慮，主要設(shè)備應有，主要設(shè)備應有，處理水，處理水量應量應。n4、按實際生產(chǎn)要求、按實際生產(chǎn)要求水廠機械化和自動化水廠機械化和自動化程度。程度。n5

28、、設(shè)計中必須、設(shè)計中必須的規(guī)定。如規(guī)范的規(guī)定。如規(guī)范的新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備、新材料，則必須的新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備、新材料，則必須通過通過。20.2 廠址選擇廠址選擇 廠址選擇應在整個給水系統(tǒng)設(shè)計方案中全面規(guī)劃，綜合考慮，通過技術(shù)經(jīng)濟比較確定。在選擇廠址時，一般應考慮以下幾個問題： （1）廠址應選擇在工程地址條件較好的地方。 （2）水廠應盡可能選擇在不受洪水威脅的地方。 （3） 水廠應盡量設(shè)置在交通方便、靠近電源的地方，以 利于施工管理和降低輸電線路的造價。 （4）當取水地點距離用水區(qū)較近時，水廠一般設(shè)置在取水 構(gòu)筑物附近，通常與取水構(gòu)筑物建在一起；當取水地點距 離用水區(qū)較遠時，廠址選擇有兩

29、種方案：水廠靠近取水點：水廠靠近取水點：水源水源水廠水廠用水區(qū)用水區(qū)n（可集中管理、節(jié)省自用水輸水費，但輸送可集中管理、節(jié)省自用水輸水費，但輸送壓力較高、管徑大、造價高）壓力較高、管徑大、造價高）n水廠靠近用水點：水廠靠近用水點：n水源水源水廠水廠用水區(qū)用水區(qū)n（優(yōu)缺點與（優(yōu)缺點與（1）相反）相反）n20.3.1 工藝流程工藝流程n應根據(jù)原水水質(zhì)及設(shè)計生產(chǎn)能力等多種因素，通過應根據(jù)原水水質(zhì)及設(shè)計生產(chǎn)能力等多種因素，通過調(diào)研、技術(shù)經(jīng)濟比較后確定。調(diào)研、技術(shù)經(jīng)濟比較后確定。n 混凝劑混凝劑 消毒劑消毒劑n n原水原水混合混合絮沉池絮沉池濾池濾池清水池清水池n |-澄清池澄清池-|n二泵二泵管網(wǎng)管網(wǎng)

30、用戶用戶n 地表水二次凈化工藝流程地表水二次凈化工藝流程n20.3 水廠工藝流程和處理構(gòu)筑物的選擇水廠工藝流程和處理構(gòu)筑物的選擇n 混凝劑 消毒劑n n原水原水混合混合直接過濾直接過濾清水池清水池n二泵二泵管網(wǎng)管網(wǎng)用戶用戶n 地表水一次凈化工藝流程地表水一次凈化工藝流程n 混凝劑混凝劑 消毒劑消毒劑n n原水原水預沉池預沉池絮沉池絮沉池濾池濾池清水池清水池n |-澄清池澄清池-|n二泵二泵管網(wǎng)管網(wǎng)用戶用戶n 高濁度水凈化工藝流程高濁度水凈化工藝流程n 混凝劑混凝劑 消毒劑消毒劑n n原水原水混合混合澄清池澄清池濾池濾池臭氧接觸臭氧接觸池池活性炭過濾池活性炭過濾池清水池清水池二泵二泵管管網(wǎng)網(wǎng)用戶

31、用戶受污染水凈化工藝流程受污染水凈化工藝流程n20.3.2 水處理構(gòu)筑物類型選擇水處理構(gòu)筑物類型選擇n應根據(jù)原水水質(zhì)、處理后的水質(zhì)要求、應根據(jù)原水水質(zhì)、處理后的水質(zhì)要求、水廠規(guī)模、水廠用地面積和地形等，通水廠規(guī)模、水廠用地面積和地形等，通過技術(shù)經(jīng)濟比較后確定。過技術(shù)經(jīng)濟比較后確定。n經(jīng)費比較包括：基建費、經(jīng)營管理費和經(jīng)費比較包括：基建費、經(jīng)營管理費和年成本費用，其中經(jīng)營管理費主要包括年成本費用，其中經(jīng)營管理費主要包括：電費、藥劑費、大修費等。：電費、藥劑費、大修費等。n常規(guī)處理構(gòu)筑物：混沉（澄清池）常規(guī)處理構(gòu)筑物：混沉（澄清池）濾濾池池清水池清水池n組合：組合：n1機澄機澄 5移動罩濾池移動罩

32、濾池n2平沉平沉 6普通快濾池普通快濾池n3斜沉斜沉 7虹吸濾池虹吸濾池n多采用：多采用：2、6； 3、6； 1、5； 1、7 等組合。等組合。n從水廠規(guī)模來講，從水廠規(guī)模來講，1萬萬 m3/d的水廠，的水廠，平沉和移動無需考慮。平沉和移動無需考慮。10萬萬 m3/d的水的水廠，水力循環(huán)澄清池和無閥濾池也無需廠，水力循環(huán)澄清池和無閥濾池也無需考慮?？紤]。20.4 水廠平面及高程布置水廠平面及高程布置1. 平面布置平面布置 水廠的基本組成分為兩部分：（1）生產(chǎn)構(gòu)筑物和建筑物，包括處理構(gòu)筑物、清水池、二級泵站、藥劑間等；（2）輔助建筑物。其中又分生產(chǎn)輔助建筑物和生活輔助建筑物兩種。前者包括化驗間、

33、修理部門、倉庫、車庫及值班宿舍等；后者包括辦公樓、食堂、浴室、職工宿舍（放在廠外）（放在廠外）等。 作水廠平面布置時，應考慮下述幾點要求： （1）布置緊湊，以減少水廠占地面積和連接管（渠）的長度，并便于操作管理。 （2）充分利用地形，力求挖填土方平衡以減少填、挖土方量和施工費用。 （3）各構(gòu)筑物之間連接管（渠）應簡單、短捷，盡量避免立體交叉，并考慮施工、檢修方便。 （4）建筑物布置應注意朝向和風向。 （5）有條件時（尤其是大水廠）最好把生產(chǎn)區(qū)和生活區(qū)分開，盡量避免非生產(chǎn)人員在生產(chǎn)去通行和逗留，以確保生產(chǎn)安全。 （6）對分期建造的工程，既要考慮近期的完整性，又要考慮遠期工程建成后整體布局的合理性

34、。 n水廠平面布置一般均需提出幾個方案進行比較，以便確定在技術(shù)經(jīng)濟上較為合理的方案。圖236為水廠平面布置一例。二 級 泵房加氯加藥間北排水泵小橋公路圖23-6 水廠平面布置159.5m56.3m92.3m69.7m163.7m二 級 泵房機修車庫綜合樓噴水池警衛(wèi)室倉庫配電室吸水井清水池快濾池清水池快濾池翻砂場平流沉淀池平流沉淀池隔板絮凝池藥劑庫吸水井取水干渠水廠平面布置示例水廠平面布置示例n2.高程布置高程布置 在處理工藝流程中，各構(gòu)筑物之間水流應為重力流。兩構(gòu)筑物之間水面高差即為流程中的水頭損失，包括構(gòu)筑物本身，連接管道、計量設(shè)備等水頭損失在內(nèi)。水頭損失應通過計算確定，并留有余地。 圖23

35、7為圖236中構(gòu)筑物高程布置圖。各構(gòu)筑物之間水面高差由計算確定。最高水位9.12最低水位7.56取水干渠5.7810.409.2017.0013.7010.007.8512.808.156.5010.3010.605.108.208.6010.0017.70二級泵房 吸水井清水池快濾池絮凝沉淀池一級泵房吸水井設(shè)計地面標高圖23-7 水廠高程布置水廠高程布置水廠高程布置20.5水廠的生產(chǎn)過程監(jiān)控與自動控制水廠的生產(chǎn)過程監(jiān)控與自動控制n水廠內(nèi)檢測儀表的設(shè)置n水廠自動化設(shè)計要求20.6給水處理工藝系統(tǒng)設(shè)計計算實例給水處理工藝系統(tǒng)設(shè)計計算實例1 水廠工藝流程選擇水廠工藝流程選擇 根據(jù)源水水質(zhì)情況和該市

36、自來水公司現(xiàn)有水廠的生產(chǎn)運轉(zhuǎn)經(jīng)驗，決定近期和二期仍采用常規(guī)處理工藝，遠期考慮增加生物預處理和深度處理工藝。同時，為了節(jié)約投藥量，提高水廠自動化水平，決定采用已較成熟的自動加礬、加氯技術(shù)。在常規(guī)處理工藝中，注意選擇適合水源水質(zhì)、水廠規(guī)模和地形特點，并有利于提高出廠水水質(zhì)的處理構(gòu)筑物。這些構(gòu)筑物主要包括：隔板、折板組合式絮凝地、新型平流式沉淀池和V型濾池。此外，為了保護湘江水源，沉淀池排泥水和濾池反沖洗水均進入回收水池濃縮，上清液回收，下部沉泥用來回填水廠及其周圍洼地。2 水廠主要構(gòu)筑物設(shè)計水廠主要構(gòu)筑物設(shè)計 （1） 混合 （2） 絮凝與沉淀池 圖23-8 絮凝沉淀池平面圖362528009600

37、排 泥 管280028001800500DN30028002800280028002800配 水 花 墻270001000020002700010000270001500泥機吸排式虹350036253500DN300穿 孔 排 泥 管上2800280031003356028002800下下下上下上上上上2800排 至 污 水 回 收 泵 房下下下上排 水 管吸3500機泥排式導 流 墻3625200037603500虹26000集 水 槽3625 3. 濾池及反沖洗系統(tǒng) n 圖23-9 V型濾池剖面圖0.002.353.8014003.203.35150-0.63-0.800.802.103.

38、4015010003.102-2300100100.72圖 4-21 V型 濾 池 剖 面 圖-2.001.703.40300-0.305.403000.28100100.851.9030014000.051500.802.103.54150（4） 清水池 清水池有效容積按設(shè)計規(guī)模的10%計算，近期設(shè)10000 m3清水池1座，采用鋼筋砼結(jié)構(gòu)，有效水深取4.2m。 （5） 送水泵房 土建設(shè)計規(guī)模為30萬m3/d，近期設(shè)備安裝按10萬m3/d考慮。時變化系數(shù)取1.36，出廠壓力取20.028.0m，一期安裝臥式離心泵機組3套，1大2小，其中1臺為調(diào)速水泵。（6） 加礬、加氯系統(tǒng) 3 水廠總體布置

39、水廠總體布置（1） 構(gòu)筑物布置圖23-10 四水廠平面布置圖吸水井配水泵房機修車間清水池孔 室 折 板 絮 凝 池平 流 沉 淀 池綜合辦公樓加藥間砂場回 收水 池遠 期 污 泥 處 理 及 深 度 處 理 預 留 用 地露 天 堆 場V型濾池配電間食 堂浴室回收泵房大 門 圖23-11 四水廠高程布置圖45.5036.00水44.05(P=1%)21.5027.93(P=97%)部水頭取取60.3242.0064.0024.00房泵絮凝折室孔板池沉平流池淀濾型V池59.90泵59.50池水清水送57.40水吸井房69.0968.30氯預加64.0067.95加礬64.5067.8067.50

40、63.6966.7963.3064.0063.7067.48加氯63.7063.00n（2） 廠內(nèi)排水n廠內(nèi)生活污水與雨水采用分流制，雨水就近排入水體，污水近期排入化糞池，溢流水進入農(nóng)灌系統(tǒng)。待城市下水道形成以后改道排入城市下水道。n生產(chǎn)廢水(濾池反沖洗水及沉淀池排泥水)排入回收水池，其上清液回收，下部沉泥用來回填洼地。4自控系統(tǒng)設(shè)計自控系統(tǒng)設(shè)計（1）控制系統(tǒng)的組成 全廠設(shè)中控室及取水泵房、加礬加氯、回收泵房與反應沉淀池、V型濾池和送水泵房等5個PLC（可編程邏輯控制器）子站，考慮到系統(tǒng)盡可能分散的原則，在濾池單池設(shè)有PLC控制臺。 各PLC站均由一塊電源模塊，一塊CPU（中央處理器）模塊，一塊通訊模塊以及若干塊輸入輸出（I/O）模塊組成。 中控室由2臺分別用于生產(chǎn)管理與監(jiān)控的Pentiumi II 400計算機及2臺Epson彩色打印機組成。 （2） 控制原則控制原則 1) 依據(jù)依據(jù)PLCI/O模塊，涉及模塊，涉及PLC自控的設(shè)備，均可通過自控的設(shè)備，均可通過在機旁控制箱手在機旁控制箱手/自動轉(zhuǎn)換開關(guān)