典型給水處理系統(tǒng)第1頁，共31頁。2.城鎮(zhèn)給水處理廠設計原則

城鎮(zhèn)給水廠應按近期設計，考慮遠期發(fā)展的可能性。水處理構(gòu)筑物的生產(chǎn)能力，應以最高日供水量和水廠自備用水量之和進行設計，并以原水水質(zhì)在最不利情況下所需最大供水量進行校核。城鎮(zhèn)給水處理廠自備用水量一般采用供水量的5%～10%，必要時應通過計算確定。設計中應考慮對各水處理構(gòu)筑物或設備進行檢修、清洗及部分停止工作時，仍能滿足用水要求。水廠內(nèi)設備機械化和自動化程度，應根據(jù)實際生產(chǎn)要求，技術(shù)、經(jīng)濟合理性和設備供應情況，妥善確定，逐步提高。設計中必須遵守設計規(guī)范的規(guī)定。如果采用現(xiàn)行規(guī)范中尚未列入的新技術(shù)、新工藝、新設備和新材料，則必須通過科學論證，確證行之有效，方可付諸工程實際。第2頁，共31頁。22.1.2城鎮(zhèn)給水處理廠廠址選擇廠址選擇應在整個給水系統(tǒng)設計方案中全面規(guī)劃，綜合考慮，通過技術(shù)經(jīng)濟比較確定。廠址選擇時，一般應考慮以下幾個問題：（1）廠址應選擇在工程地質(zhì)和地形條件較好的地方。（2）水廠應盡可能應盡量設置在城市上游,選擇在不受洪水威脅的地方。（3）水廠應盡量減少拆遷，少占或不占良田，并留有適當?shù)陌l(fā)展余地。（4）水廠應盡量設置在交通方便、靠近電源的地方,并使管網(wǎng)的基建費用最省。（5）當取水地點距離用水區(qū)較近時，水廠一般設置在取水構(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較遠時，廠址選擇有兩種方案：一是將水廠設置在取水構(gòu)筑物附近；二是將水廠設置在離用水區(qū)較近的地方。方案應綜合考慮各種因素并結(jié)合其它具體情況，通過技術(shù)、經(jīng)濟比較來進行確定。第3頁，共31頁。22.2生活飲用水工藝與主要

構(gòu)筑物的選擇

22.2.1選擇工藝流程時應具備的基礎資料原水水質(zhì)資料出水水質(zhì)資料當?shù)仡愃扑此幚砉に嚨膽们闆r操作人員的經(jīng)驗和管理水平水廠場地的建設條件當?shù)亟?jīng)濟發(fā)展情況污染物的形成及其發(fā)展變化今后可能的發(fā)展。隨著水質(zhì)要求的提高，或者原水水質(zhì)的變化，可能會對今后凈水工藝提出新的要求，因此選擇的水處理工藝要求對今后的發(fā)展具有較大的適應性。第4頁，共31頁。22.2.2給水處理工藝流程的選擇原則總的原則：給水處理工藝應該在技術(shù)上是可行的、經(jīng)濟上是合理的、運行上是安全可靠和便于操作的，這樣才能使所選工藝達到最優(yōu)。給水處理工藝流程應通過試驗來檢驗。通過試驗，可以了解哪種工藝系統(tǒng)可以達到處理要求，優(yōu)化單元處理方法的組合，優(yōu)化工藝參數(shù)，了解各影響因素與水處理效果的關(guān)系等等，從而為水處理工藝系統(tǒng)的確定提供依據(jù)。參考相近的水處理工藝系統(tǒng)的運行經(jīng)驗。水處理工藝系統(tǒng)應適應水質(zhì)、水量的變化，即具有抗沖擊性能。在保證處理水質(zhì)滿足用戶要求的前提下，建設費用和運行費用之和為最低。第5頁，共31頁。22.2.3生活飲用水處理工藝流程的選擇1.地表水常規(guī)處理工藝系統(tǒng)以去除水中的懸浮物(濁度)和殺滅致病細菌為目標的常規(guī)水處理工藝系統(tǒng)，主要由混凝、沉淀、過濾、消毒組成。如下圖所示。

常規(guī)處理工藝適用于濁度幾十至幾百NTU的地面水。常規(guī)處理工藝面臨著提高處理水水質(zhì)，深度除濁，有效去除和殺滅水中的致病微生物，特別是病毒和致病原生動物，提高水中有機物的去除效果等亟待解決的問題。第6頁，共31頁。

在常規(guī)水處理工藝的基礎上，發(fā)展了多種多樣的給水處理工藝，給水工藝流程的選擇可參考下表。給水工藝流程適用條件1原水→混凝沉淀或澄清→過濾→消毒一般進水濁度不大于2000～3000NTU，短時間內(nèi)可達5000～10000NTU2原水→接觸過濾→消毒進水濁度一般不大于25NTU，水質(zhì)較穩(wěn)定且無藻類繁殖3原水→混凝沉淀→過濾→消毒（洪水期）原水→自然沉淀→接觸過濾→消毒（平時）山溪河流，水質(zhì)經(jīng)常清晰，洪水時含沙量較高4原水→混凝→氣浮→過濾→消毒經(jīng)常濁度較低，短時間不超過100NTU5原水→（調(diào)蓄預沉或自然沉淀或混凝沉淀）→混凝沉淀或澄清→過濾→消毒高濁度水二次沉淀（澄清）工藝，適用于含沙量大、沙峰持續(xù)時間較長的原水處理6原水→混凝→氣?。ɑ虺恋恚^濾→消毒經(jīng)常濁度較低，采用氣浮澄清，洪水期濁度較高時，則采用沉淀工藝第7頁，共31頁。

2.低濁度原水凈化工藝流程當原水濁度較低(一般在50NTU以下)，未受污廢水污染，水質(zhì)變化不大且無藻類繁殖時，可采用直接過濾。3.高濁度原水凈化工藝流程當原水濁度高、含沙量大時，為了減少混凝劑用量，應增設預沉池或沉砂池。

第8頁，共31頁。

4.微污染原水凈化工藝流程在常規(guī)處理工藝之前，采用預處理，如生物氧化去除水中有機物和氨氮。

也可在常規(guī)處理工藝之后，采用深度處理，如臭氧-活性炭處理工藝。

5.低濁度高藻類原水凈化工藝流程第9頁，共31頁。22.2.4生活飲用水處理構(gòu)筑物類型選擇選擇原則：處理構(gòu)筑物類型的選擇，應根據(jù)原水水質(zhì)、處理后水質(zhì)要求、水廠規(guī)模、水廠用地面積和地形條件等，通過技術(shù)、經(jīng)濟等各方面因素的比較，選擇最合適的構(gòu)筑物。選擇方法：根據(jù)設計運轉(zhuǎn)經(jīng)驗確定幾種構(gòu)筑物組合方案進行比較。但有的組合方式根本無需考慮。例如：平流沉淀池和無閥濾池的配合就無需考慮。另外，從水廠規(guī)模而言，小于1萬m3/d的小型水廠，平流沉淀池和移動罩濾池就無需考慮；大于10萬m3/d的大型水廠，水力循環(huán)澄清池和無閥濾池通常也無需考慮。第10頁，共31頁。比選方案：若水廠規(guī)模為10萬m3/d，根據(jù)具體情況和經(jīng)驗選定以下9個比選方案(見圖)：1-4-5；2-4-5；3-4-5；1-4-6；2-4-6；3-4-6；1-4-7；2-4-7；3-4-7。以年成本最低者為優(yōu)化方案。在方案比較時，濾池后的清水池均相同，故不參與比較。此外，平流沉淀池和斜管沉淀池前的絮凝池還可進行幾種方案比較。V型濾池適應于大、中水廠，凡是和普通快濾池相匹配的澄清池、沉淀池都可以和V型濾池相匹配。以上比較，僅考慮年成本方面，設計時還應考慮原水水質(zhì)變化、處理效果、操作管理水平和材料設備供應等。

第11頁，共31頁。構(gòu)筑物的優(yōu)化設計：在選定處理構(gòu)筑物型式組合以后，各單項構(gòu)筑物（常規(guī)處理主要指：絮凝池、沉淀池、澄清池、濾池）處理效率或設計標準也有一個優(yōu)化設計問題。在設計規(guī)范中每種構(gòu)筑物的設計參數(shù)均有一定的可變幅度，某一構(gòu)筑物處理效率或設計標準往往與后續(xù)處理構(gòu)筑物的處理效率密切相關(guān)。例如，設已選定平流沉淀池和普通快濾池相配合，若平流沉淀池設計停留時間長些，造價高些，但出水濁度低些，于是快濾池濾速可選用高些，濾池面積小些，沖洗周期長些，從而濾池造價和沖洗耗水量少些。如何通過數(shù)學方法進行水處理系統(tǒng)優(yōu)化設計，將是今后研究的課題之一。要做到這一點，必須積累大量而可靠的基礎資料。第12頁，共31頁。22.5城鎮(zhèn)給水處理廠的平面

及高程布置

22.5.1城鎮(zhèn)給水處理廠的平面布置水廠的基本組成包括兩部分①生產(chǎn)構(gòu)筑物和建筑物，包括處理構(gòu)筑物、泵房、風機房、清水池、二級泵房、藥劑間、變電所等；②輔助建筑物。輔助建筑物又分生產(chǎn)輔助建筑物和生活輔助建筑物兩種。前者包括化驗室、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、職工宿舍等。生產(chǎn)構(gòu)筑物和建筑物的個數(shù)和面積由設計計算確定。輔助建筑面積應按水廠規(guī)模、工藝流程、水廠管理體制、人員編制和當?shù)亟ㄖ藴蚀_定。

第13頁，共31頁。1.水廠平面布置主要內(nèi)容各種構(gòu)筑物和建筑物的平面定位；各種管道、閥門及管道配件的布置。管道包括生產(chǎn)管線、加藥加氯管線、反沖洗水管、氣管、放空排泥管線、水廠自用水及消防管線、廠區(qū)雨污水管線、電纜線、通信線路等，此外還有閥門井、流量儀等。排水管(渠)及窨井布置；道路、圍墻、綠化及供電線路的布置等。

2.水廠平面布置的幾點要求構(gòu)筑物間距宜緊湊，以減少水廠占地面積和連接管(渠)的長度，并便于操作管理。生產(chǎn)關(guān)系密切的應互相靠近，如沉淀池或澄清池應緊靠濾池；二級泵房盡量靠近清水池，但各構(gòu)筑之間應留出必要的施工和檢修間距和管(渠)道位置。各構(gòu)筑物的間距一般可取5～10m。充分利用地形，以減少填、挖土方量和施工費用。例如沉淀池或澄清池應盡量布置在地勢較高處，清水池盡量布置在地勢較低處。第14頁，共31頁。各構(gòu)筑物之間連接管(渠)應簡捷，盡量避免立體交叉，并考慮施工、檢修方便。此外，應設置必要的超越管道?？紤]構(gòu)筑物的放空及跨越，以便檢修，最好做到自流放空。要求沉淀池或澄清池排泥及濾池反沖洗廢水排除方便。力求重力排污，避免設置排污泵。廠區(qū)內(nèi)應有管、配件等露天堆場；濾池附近應留有堆砂和翻砂場；鍋爐房附近應有堆煤場。并考慮上述堆場運輸方便。建筑物布置應注意朝向和風向。如加氯間和氯庫應盡量設置在水廠主導風向的下風向，泵房及其他建筑物盡量布置成南北向。有條件時最好把生產(chǎn)區(qū)和生活區(qū)分開，盡量避免非生產(chǎn)人員在生產(chǎn)區(qū)通行和逗留，以確保生產(chǎn)安全?；炇?、辦公室遠離風機房、泵房，以保證良好的工作條件。設備布置，一般按水處理流程的先后次序，按設備的不同性質(zhì)分門別類進行布置，使整個站房分區(qū)明確，設備布置整齊合理，操作維修方便；第15頁，共31頁。應考慮水廠擴建的可能，留有適當?shù)臄U建余地。對分期建造的工程，應考慮分期施工方便。水廠內(nèi)應設置通向各構(gòu)筑物和附屬構(gòu)筑物的道路，一般可按下列要求設計：①水廠宜設置環(huán)形道路；②主要車行道的寬度，單車道為3.5m，雙車道為6m，支道和車間引道不小于3m；車行道盡頭處和材料裝卸處應根據(jù)需要設置回車道；車行道轉(zhuǎn)彎半徑6～10m；③人行道的寬度為1.5～2m。水廠應考慮綠化，新建水廠綠化占地面積不宜少于水廠總面積的30％。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。第16頁，共31頁。水廠平面布置舉例一第17頁，共31頁。水廠平面布置舉例二第18頁，共31頁。22.5.2城鎮(zhèn)給水處理廠的高程布置總體要求：原水經(jīng)取水泵站提升送到水廠后，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。

⑴處理構(gòu)筑物中的水頭損失處理構(gòu)筑物中的水頭損失與構(gòu)筑物型式和構(gòu)造有關(guān)，一般需通過計算確定，也可采用表22-15中數(shù)據(jù)進行估算。該水頭損失應包括構(gòu)筑物內(nèi)集水槽(渠)等水頭跌落損失在內(nèi)。

第19頁，共31頁。表22-15處理構(gòu)筑物中的水頭損失

構(gòu)筑物名稱水頭損失（m）構(gòu)筑物名稱水頭損失（m）進水井格網(wǎng)靜態(tài)混合器絮凝池(依池型計算而得)沉淀池(含出水跌落)機械攪拌澄清池(含水跌落)水力循環(huán)澄清池0.2～0.30.3～0.40.4～0.50.2～0.40.4～0.65.0～7.0普通快濾池無閥、虹吸濾池移動罩濾池V型濾池直接過濾濾池壓力濾池2.0～2.51.5～2.01.2～1.82.02.0～2.55.0～6.0第20頁，共31頁。⑵構(gòu)筑物連接管（渠）的水頭損失各構(gòu)筑物之間的連接管（渠）的斷面尺寸由流量和流速確定。當?shù)匦斡羞m當坡度可利用時，可選用較大的流速；當?shù)匦纹教故?，宜選用較小的流速。在選定管（渠）道流速時，應適當留有水量發(fā)展的余地。因各構(gòu)筑物間距離不同，連接管渠的水頭損失（包括沿程和局部）應通過水力計算確定。估算時可采用表22-16數(shù)據(jù)。計量設備水頭損失按所選類型計算。

表22-16連接管中允許流速和水頭損失

連接管段允許流速(m／s)水頭損失（m）附注一級泵站至絮凝池絮凝池至沉淀池沉淀池或澄清池至濾池濾池至清水池濾池反沖洗水管濾池反沖洗排水管1.0～1.20.15～0.20.8～1.21.0～1.52.0～2.51.0～1.5視管道長度而定0.10.3～0.50.3～0.5根據(jù)管道長度計算根據(jù)管道長度計算應防止絮凝體破碎流速宜取下限留有余地第21頁，共31頁。構(gòu)筑物高程布置注意事項進行高程布置的水力計算時，要選擇一條距離較長、損失最大的流程，并按遠期最大流量進行計算。水力計算還應考慮某個構(gòu)筑物發(fā)生故障時，另一構(gòu)筑物及其連接管渠能通過全部流量。沉淀池(澄清池)的排泥和放空、濾池沖洗水的排除，在河流常水位時應能重力進行。高程布置中既要避免清水池埋入地下過深，又應避免絮凝沉淀池或澄清池在地面上抬高，應使水廠土方的挖填量趨于平衡。通常，當采用普通快濾池時，應考慮清水池地下埋深；當采用無閥濾池時，應考慮絮凝、沉淀池或澄清池是否會在地面上架高。高程設計時最后應定出每個構(gòu)筑物的絕對標高。高程布置圖(或處理流程圖)的橫向比例尺與平面布置圖相同，縱向比例為1：50～100。圖上標出構(gòu)筑物頂、底部標高，水面標高、管道軸心標高。第22頁，共31頁。水廠高程布置舉例一第23頁，共31頁。水廠高程布置舉例二第24頁，共31頁。22.6給水處理廠生產(chǎn)過程監(jiān)控

與自動控制生產(chǎn)過程檢控的重要性：利于生產(chǎn)監(jiān)視和合理調(diào)度，利于各種運行數(shù)據(jù)的積累分析，更為水廠自動化創(chuàng)造條件。水廠自動控制意義：節(jié)省人力，加強各自生產(chǎn)過程的合理運行，保證出水水質(zhì)、水量和水壓及生產(chǎn)安全，節(jié)省能耗和藥耗，實行科學管理。水廠要實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動控制，自動化儀表是必備前提。第25頁，共31頁。22.6.1水廠內(nèi)檢測儀表的設置水廠儀表分一次儀表和二次儀表。一次儀表包括感受器和變送器。前者測定運行參數(shù)，后者把感受到的參數(shù)值變?yōu)殡娏骰螂妷?，傳送到檢測中心或控制中心。二次儀表把測得的參數(shù)再顯示在盤面上或熒光屏上（CRT）。水廠所用的儀表一部分是通用儀表，如壓力、真空、液位、流量、溫度、電導率等儀表。一部分是水廠專用儀表，如濁度、余氯、PH值、溶解氧、氨氮等儀表。水廠儀表的設置標準，反映水廠操作管理的科學化水平和自動化程度。設置標準高低取決于水廠具體情況。第26頁，共31頁?！羲畯S應具備進行下列檢測項目的儀器和裝置

1.地表水取水時應檢測水位、流量、原水濁度、溫度等相關(guān)的水質(zhì)參數(shù)。2.出廠水應檢測流量、壓力、濁度、余氯及其他相關(guān)的水質(zhì)參數(shù)，并做好記錄。3.清水池應檢測水位，并能上、下限報警。4.濾池應檢測出水濁度，并根據(jù)濾池形式及沖洗方式檢測水位、水頭損失并上、下限報警。

5.泵站應檢測吸水井水位及水泵進出水壓力和電機工作的電流、電壓等有關(guān)參數(shù)，并應有檢測水泵流量的措施；變配電系統(tǒng)應有有關(guān)參數(shù)的指示和記錄；真空啟動時還應檢測真空裝置的真空度。6.參與控制和管理的機電設備的工作和事故狀態(tài)也應檢測。7.大中型水廠的配水管網(wǎng)應檢測特征點的流量、壓力，根據(jù)具體情況可檢測余氯、濁度等相關(guān)水質(zhì)參數(shù)。管網(wǎng)內(nèi)設有增壓泵站、調(diào)蓄泵站或高位水池等設施時，還應檢測水位、壓力、流量及其相關(guān)參數(shù)。第27頁，共31頁。22.6.2水廠自動化設計要求給水系統(tǒng)自動化程度可分成三級。第一級，水廠單項構(gòu)筑物(如沉淀池排泥、濾池反沖洗、加藥加氯、泵站等)自動控制；第二級，整個水廠集散型微機控制系統(tǒng)，實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動控制；第三級，城市自來水公司對整個城市給水系統(tǒng)運轉(zhuǎn)調(diào)度，控制各水廠的優(yōu)化運行。自動控制系統(tǒng)包括計算機和可編程控制器(PLC)以及相應的檢測儀表等。目前一般采用集中監(jiān)測、分散控制方式，在集中監(jiān)測、