L縣城市給水工程系統(tǒng)方案概述目錄TOC\o"1-3"\h\u10346L縣城市給水工程系統(tǒng)方案概述 11341.1供水系統(tǒng)方案 1256891.2水廠的選址 1199301.3取水工程 215631.4凈水工程 292101.4.1混凝工藝 3183421.4.2沉淀工藝 4126001.4.3過濾工藝 5208471.4.4深度處理 625521.4.5消毒工藝 6176651.5輸配水工程 6城市給水工程的主要任務(wù)就是進(jìn)行水的輸送，從原水水源點(diǎn)取出滿足城市需求的充足水量，然后通過取水泵房輸送到可以對原水進(jìn)行多種處理的給水處理廠，水質(zhì)不同，要經(jīng)過的處理工藝也不盡相同，給水處理廠能夠提供合理的水處理工藝流程，最大程度上將水過渡為達(dá)到國家衛(wèi)生健康標(biāo)準(zhǔn)的水，進(jìn)而通過城市輸配水管網(wǎng)輸送到萬千百姓的身邊。這個(gè)過程中有眾多的關(guān)系節(jié)點(diǎn)和制約因素，涉及到城市的整體規(guī)劃和預(yù)見發(fā)展，需要在統(tǒng)一協(xié)調(diào)下加以考量。1.1供水系統(tǒng)方案根據(jù)鹿邑縣水資源和城市總體規(guī)劃，加上綜合考慮未來城市的發(fā)展趨勢，采用地上河流為單一水源供水體系。1.2水廠的選址參考有關(guān)手冊及規(guī)定，水廠的選址是需要綜合考量多方面因素的，首先在防洪排澇這方面就必須有所保障，還包括當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)條件、水文信息和環(huán)境要求等一系列情況，整個(gè)系統(tǒng)的標(biāo)高和布局是最為關(guān)鍵考慮的環(huán)節(jié)之一，在確定這部分信息時(shí)，一定要結(jié)合供水設(shè)施情況、供水水源的定址以及輸水管線的分布情況進(jìn)行選擇和完善，地形標(biāo)高情況也是不可忽略的，最后要明確周邊可利用場地的情況。根據(jù)現(xiàn)有的鹿邑縣城市地圖，將水廠規(guī)劃至距離水源地較近的范圍內(nèi)，此處定在城市中心的偏南位置，保證輸水管線的便利性，當(dāng)然也考慮到了此處地勢較高的原因，地理優(yōu)勢顯而易見，有利于向城市加壓供水。具體優(yōu)勢主要有以下幾條：（1）選址在城郊，不會(huì)妨礙城市正常的居民生活，也沒有占用對城市發(fā)展有用的地塊，這對城市的擴(kuò)張和繁榮發(fā)展是有好處的；（2）該處的地理位置不僅足夠水廠的建設(shè)，而且留有足夠的發(fā)展空間，將來可以建設(shè)性地規(guī)劃水廠附屬設(shè)施的開發(fā)；（3）雖然水廠距離主要用水企業(yè)較遠(yuǎn)，但相關(guān)企業(yè)均在主要輸水干線上，有利于輸配水，節(jié)約能源與資源；（4）選的建廠地址周圍有多條道路，對人員和物質(zhì)運(yùn)輸都方便快捷，將來施工時(shí)就可以快速地輸送材料，而且也解決了日后水廠運(yùn)行時(shí)帶來的污泥排放問題。1.3取水工程要想獲取充足的自來水資源，首先就要想到取水構(gòu)筑物，作為水廠正常運(yùn)營的基礎(chǔ)保障，具有關(guān)鍵性的建設(shè)意義。取水構(gòu)筑物主要分為地表取水構(gòu)筑物與地下取水構(gòu)筑物。由于沒有充足的地下水資源，本設(shè)計(jì)采用地表水取水構(gòu)筑物。地表取水構(gòu)筑物又可分為四類，即。這次設(shè)計(jì)選擇，其優(yōu)勢如下：適合于河流地勢起伏較小，地質(zhì)條件較好的地方，雖然建設(shè)起來比較困難，但是建好之后布局上是緊湊的，節(jié)省一部分占地面積的同時(shí)也在泵吸水管的使用上有所節(jié)減，在日后的操作管理中也是省時(shí)省力的。1.4凈水工程隨著城市工業(yè)化進(jìn)程的加速，城市建設(shè)不斷加強(qiáng)，特別是由于不當(dāng)?shù)膼盒耘欧叛h(huán)，居民生活環(huán)境已經(jīng)出現(xiàn)急劇式的污染加重情況，城市河流也隨之改變，水質(zhì)情況愈發(fā)糟糕，對城市的可持續(xù)發(fā)展已造成一定影響，常規(guī)的取水模式無法滿足預(yù)期供水范圍內(nèi)的需求。城市居民的用水安全問題是刻不容緩的，因此要選擇一系列的水處理工藝來保障城市供水安全。依據(jù)《生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)GB5749-2006》的規(guī)定，本水廠采用常規(guī)水處理工藝與深度處理相結(jié)合的處理工藝，進(jìn)一步提高水廠的出水水質(zhì)。其工藝流程如圖2-1所示：圖2-1鹿邑縣給水廠工藝流程圖1.4.1混凝工藝給水處理中的凝聚以及絮凝是重要的步驟。水中的小顆粒會(huì)在混凝劑的作用下碰撞，產(chǎn)生凝結(jié)行為，形成大顆粒后在重力的作用下沉淀后被去除，在此過程中會(huì)用到無機(jī)鹽類和高分子類混凝劑?；炷齽┚褪峭ㄟ^破壞水中膠體的穩(wěn)定狀態(tài)來達(dá)到作用效果，可以用四種類別來解釋其作用機(jī)理：壓縮雙電層作用、吸附電中性作用、吸附架橋作用和網(wǎng)捕作用。在一般的混合過程中，由于混凝劑與水的性質(zhì)差異，會(huì)出現(xiàn)混合不均勻、顆粒凝結(jié)不到位等情況，這就造成了藥劑的浪費(fèi)，還增加了人力投入，導(dǎo)致混凝效率低下。這種情況的存在就需要混合設(shè)備來發(fā)揮作用，混合設(shè)備能夠幫助充分混合，在混合過程中不斷提供混合動(dòng)力，避免混合過程的停滯和缺漏，不同的混合設(shè)備決定了混合方式的差異性和適用范圍的區(qū)別，當(dāng)然每種設(shè)備都一定存在缺點(diǎn)，所以要綜合各個(gè)方面進(jìn)行比較，混合方式及其特點(diǎn)如下表：表2-1混合的特點(diǎn)及其適用條件種類優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)范圍機(jī)械攪拌混合損失小沒有局限分流隔板管理大中水量水泵攪拌管理復(fù)雜沒有局限管道混合管理穩(wěn)定流量動(dòng)力因素決定著絮凝池的區(qū)分，其一是依靠水流自身運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生水力特性的水力攪拌式，其二是依靠外部機(jī)械動(dòng)力進(jìn)行的機(jī)械攪拌式。鹿邑縣人口不多，總體城市用水量不是很大，水廠負(fù)擔(dān)是比較低的，屬于中小型水廠；而且城市用水量變化不明顯，絮凝池的處理效果和水量的變化關(guān)系不大，原水的水質(zhì)也是具有一定穩(wěn)定性的，不會(huì)輕易地對后續(xù)的處理流程造成影響。本設(shè)計(jì)采用管式混合的方式與折板絮凝池相搭配，充分利用折板絮凝池所處理水的水質(zhì)穩(wěn)定且優(yōu)良這一特點(diǎn)，可為后續(xù)水處理提供更好地水質(zhì)條件。1.4.2沉淀工藝通過水廠混和、絮凝這些工藝處理流程，70%的懸浮物質(zhì)和固態(tài)膠體都能夠被去除，這些水流入沉淀池進(jìn)行沉淀作用，在物理化學(xué)的共同作用下進(jìn)行緩慢下沉，下沉式需要一定時(shí)間的，沉淀效果和沉淀時(shí)間是一定程度上成正比的，所以可以利用一些方法讓水在池內(nèi)多停留一段時(shí)間，從而分離出一定量的雜質(zhì)，實(shí)現(xiàn)了出水水質(zhì)的進(jìn)一步保障。在沉淀池的選擇上，要根據(jù)沉淀池的性質(zhì)來區(qū)分不同沉淀池的不同特性，可分為四種類型，下面列出他們的特別之處和存在的制約因素。表2-2沉淀池及其特性類型沉淀池特性豎流式沉淀池水力條件好，排放污泥方便，占地面積小，但深度大，施工難度大，成本高。輻流式沉淀池使用機(jī)械排泥的方式，操作和管理十分方便，操作技術(shù)作技術(shù)更加成泥排放設(shè)備已固定模型，沉降效果好，但池面積較大。它很大并且對底部的構(gòu)造有很高的要求，并且它很難適應(yīng)水量的。它適用于中型和大型凈水廠，常用于高濁度水的沉降前處理。平流式沉流式對水質(zhì)、水量變化適應(yīng)性強(qiáng)，施工比較方便、成本低廉，但進(jìn)出水量不均勻，會(huì)造成人工排渣甚至刮板腐蝕。一般用于大中型凈水廠，地下水位高，地質(zhì)條件差的地區(qū)。斜管沉淀池利用層流來縮短顆粒之間的距離并增加沉淀池的面積。具有效果好，時(shí)間短，效率高的特點(diǎn)。它適用于大型、中型和小型凈水廠以及對廢水水質(zhì)有較高要求的地區(qū)。出水水質(zhì)是我們必須考慮的重要因素，在保證水質(zhì)的同時(shí)依然要堅(jiān)持占地面積最優(yōu)規(guī)劃原則，保障城市的發(fā)展不受硬性條件限制，本水廠采用斜管沉淀池。1.4.3過濾工藝沉淀工藝對原水的處理結(jié)果表現(xiàn)在較大顆粒的去除效果上，但是由于水質(zhì)的復(fù)雜性，經(jīng)過此前一系列處理的水中仍然存有一定量的物質(zhì)，這些物質(zhì)雖然是肉眼不可見的，但是它們對水質(zhì)的影響是非常大的。每種性質(zhì)、成分不同的濾料都對過濾有著不同的作用，這些作用的交叉疊加使得水與肉眼不可見的雜質(zhì)分離開來，讓水質(zhì)得到進(jìn)一步的提升。這個(gè)過程是十分必要的，因?yàn)樗写嬖诖罅康募?xì)菌和病原體，由于它們體積太微小，這些我們看不到，這些微生物對人體健康是有很大威脅的，去除這些之后才能給出水水質(zhì)的安全性帶來可靠的保證。濾料主要通過物理上的功能來發(fā)揮作用，因此選擇什么樣的濾料是比較重要的，直接關(guān)系著濾池的設(shè)計(jì)和運(yùn)行穩(wěn)定與否。因此，在濾池的幾種濾料的選擇上是有一些必要的要求的，如果濾料本身就會(huì)產(chǎn)生一定的危害，那就會(huì)對這一部分處理水的水質(zhì)造成影響，因此濾料的物理化學(xué)性質(zhì)要穩(wěn)定且溫和；濾料的外形也是影響過濾結(jié)果的因素之一，表面粗糙程度和相對面積比是需要考量的因素，總體上顆粒越接近球形越好，粗糙度要大，棱角的存在能夠增加接觸面積。常用的濾料有石英砂、無煙煤、顆?；钚蕴俊⑹袷忍烊徊牧?。常用濾池及其特性如表2-3：濾池形式特性普通快濾池長期使用普通快濾池的歷史使普通快濾池?fù)碛休^為成熟的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，運(yùn)行管理可靠，操作簡單；該濾池運(yùn)用大阻力配水系統(tǒng)，擁有出水水質(zhì)較好的特點(diǎn)；但是由于濾池運(yùn)行時(shí)阻力過大，需要配置全套沖洗設(shè)備，結(jié)構(gòu)繁瑣。無閥濾池因其自動(dòng)沖洗的優(yōu)勢，無閥濾池操作方便，并且在運(yùn)行過程中出現(xiàn)負(fù)水頭的概率微乎其微；但是這導(dǎo)致部分沉淀水浪費(fèi)，并且由于構(gòu)造繁瑣導(dǎo)致進(jìn)砂和出砂困難，整體施工面臨窘境。V型濾池反沖洗系統(tǒng)采用氣水反沖洗，濾料不會(huì)發(fā)生水力分級，整個(gè)濾層沿深度方向的粒徑分布均勻，為均質(zhì)濾料；濾池的水頭損失小，出水水質(zhì)好。但是需要增加配套的氣沖設(shè)備，且需要時(shí)時(shí)注意保持氣、水壓力穩(wěn)定。虹吸濾池虹吸原理省去了大量的控制設(shè)備，不需要設(shè)置沖洗水塔；不需要設(shè)置濾速控制裝置，不會(huì)產(chǎn)生負(fù)水頭。但面積過大的配水單元極易導(dǎo)致沖洗效果不理想。移動(dòng)沖洗罩濾池構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)簡單，造價(jià)適中，占用土地面積較小，施工困難較?。坏切枰ㄆ跈z查維修。根據(jù)本水廠的水量特點(diǎn)以及前方流程，本設(shè)計(jì)采用V型濾池。1.4.4深度處理深度處理的作用目標(biāo)主要是水中的有機(jī)污染物，利用強(qiáng)應(yīng)為主導(dǎo)，搭配高級生化反應(yīng)的大力配合，有效去除物。給水過程中的深度處理工藝面向三個(gè)維度發(fā)展，即強(qiáng)化混凝工藝、生物工藝、臭炭工藝。（1）。在凝中，腐殖質(zhì)(NOM)物質(zhì)主要混凝機(jī)理使而去除；溶解物（DOC）則通過水同或表面吸附非同類構(gòu)造分子而獲得去除。（2）生物工藝。生物體天然凈人工化，不添加化學(xué)藥劑，不產(chǎn)染。當(dāng)源水較高、較高，采用理后整個(gè)工藝就地去除，并使出水達(dá)標(biāo)。（3）。臭氧—臭氧氧化、活性炭解及臭氧消毒合工藝，對去除常有效。對多種因素進(jìn)行綜合考慮之后，最終是選擇了臭氧—活性炭工藝，因?yàn)檫@項(xiàng)工藝已經(jīng)有了比較多的研究成果，對工藝技術(shù)問題的探討也比較成熟，且在行業(yè)中得到了大力的推廣和應(yīng)用，預(yù)期風(fēng)險(xiǎn)很低。1.4.5消毒工藝水經(jīng)過一系列工藝之后已經(jīng)去除了90%的污染物，在水輸送到百姓身邊之前，還要經(jīng)過消毒處理，作為最重要的處理工序，水中的致生物一定要經(jīng)過消毒才能去除，物理和化學(xué)的方法都能夠消毒，但是考慮到水廠處理規(guī)模的大量性和處理結(jié)果的精確性，化學(xué)消毒法是水處理工藝的最優(yōu)選擇，具體操作就是投加化學(xué)藥劑。大多數(shù)工藝選擇的化學(xué)消毒法都是通過氯化、氯化物、臭氧等作為接觸藥劑，其中氯化消毒法是長久以來一直沿用的，在應(yīng)用的維度和廣度上都有一定的參考價(jià)值，數(shù)據(jù)顯示，有些藥劑的致癌物質(zhì)產(chǎn)生率是比較高的，所以在消毒效果上盡管氯化法不是最高的，但是安全性是可以保障的。而且氯化消毒的原料簡單，成本也不會(huì)很貴，非常滿足大型水廠的高性價(jià)比要求。相比之下雖然臭氧消毒在效果上呈現(xiàn)非常完美的表現(xiàn)，還兼顧循環(huán)污染性低的優(yōu)勢，但是它的不穩(wěn)定性依然是一個(gè)較大的排除因素，只有穩(wěn)定存在的藥劑才能照顧到管網(wǎng)末梢的作用效果。綜合考量下來，考慮到本設(shè)計(jì)的管網(wǎng)長度是比較長的，再加上綜合處理水量的任務(wù)量比較大，所以把液氯消毒方式定為最終方案。1.5輸配水工程完成上述工作之后，接下來就是輸配水工程的工作設(shè)計(jì)了，自來水廠處理后的水質(zhì)是滿足國家標(biāo)準(zhǔn)的水，不同區(qū)域的用戶用水需求是不盡相同的，經(jīng)過管網(wǎng)分配到不同區(qū)域。用戶的用水需求通常包括水的持續(xù)供給性和用水壓力穩(wěn)定性，正常的管網(wǎng)是不會(huì)在居民正常使用時(shí)間段內(nèi)出現(xiàn)斷斷續(xù)續(xù)供水不足