水廠參考凈水工藝

1、工藝部分一沉淀水廠凈水工藝，有常規(guī)工藝和先進工藝之分：常規(guī)工藝：沉淀一過濾；先進工藝：預(yù)處理+常規(guī)工藝+深度處理以前自來水凈水工藝處理的對象為水中的：膠體和懸浮物。由于環(huán)境的惡化和民眾對飲用水安全衛(wèi)生觀念的加強，國家提出了更為嚴格的凈水要求，各水廠處理對象在原來的基礎(chǔ)上添加了一項一一溶解性物質(zhì)的處理。這在對水廠工藝提出了新的要求同時成為了各水廠引進先進工藝的初始動因。關(guān)于濁度1度：1mg二氧化硅在一升水中所形成的渾濁度，是通過測定透射光強度來獲得其數(shù)值。1NTU：它是通過測定散射光強度來獲得其NTU值。所以濁度為1度的水與濁度為1NTU的水其所含雜質(zhì)的數(shù)量是不完全一樣的。1.沉淀池沉淀池大體可

2、分為：（1）平流式沉淀池（2）豎流式沉淀池（3）斜流式沉淀池（1）平流式沉淀池平流式沉淀池應(yīng)用廣泛，它具有構(gòu)造簡單，造價低，處理效果穩(wěn)定，操作管理方便等特點，并且對異重流有不錯的抵抗能力。但也有缺點，比如占地面積大?！舅^異重流是指進入較靜而具有密度差異的水體的一股水流。異重流重于池內(nèi)水體者，將下沉并以較高的流速沿著底部繞道前行；異重流輕于水體者，將沿水面徑流至出水口。密度的差別可能由于水溫，所含鹽分或懸浮固體量的不同所造成。若池內(nèi)水平流速相當高，異重流將和池中水流匯合，影響流態(tài)其微。這樣的沉淀池具有穩(wěn)定的流態(tài)。若異重流在整個池內(nèi)保持者，則具有不穩(wěn)定的流態(tài),這不利于絮凝體的下沉?！浚?）豎流式

3、沉淀池豎流式沉淀池其異重流比較嚴重，冬季在氣溫變化大時易泛池。該類型池于50年代從蘇聯(lián)引進，到了60年代已基本上不再建了。現(xiàn)在要做的話要往自動化方向發(fā)展，但這個困難還是挺大的。（3）斜流式沉淀池斜流式乂分為斜板式和斜管式兩種。根據(jù)理論，在沉淀池有效溶積一定的條件下，增加沉淀面積，可使顆粒去除率提高。為此過去曾經(jīng)把普通平流式沉淀池改建成多層多格子的池子，使沉淀面積增加。但由于排泥問題沒有得到解決，因此無法推廣。為解決排泥問題，斜板和斜管沉淀池才逐漸發(fā)展起來。我國使用較多的使斜管沉淀池。斜流式沉淀池在70年代到80年代中期比較盛行，日本在這塊做的比較多。2.澄清池絮凝和沉淀屬于兩個單元過程：水中脫

4、穩(wěn)雜質(zhì)通過碰撞結(jié)合成相當大的絮凝體，然后在沉淀池內(nèi)下沉。澄清池則將兩個過程綜合于一個構(gòu)筑物中完成，主要依靠活性泥渣層達到澄清的目的。當脫穩(wěn)雜質(zhì)隨水流與泥渣層接觸時，便被泥渣層阻留下來，使水獲得澄清。泥渣層的形成方法，通常是在澄清池開始運轉(zhuǎn)時，在源水中加入較多的凝聚劑，并適當降低負荷，經(jīng)過一定時間運轉(zhuǎn)后，逐步形成。從泥渣充分利用的角度而言，平流式沉淀池單純?yōu)榱祟w粒的沉降，池底沉泥還具有相當?shù)慕佑|絮凝活性未被利用。澄清池則充分利用了活性泥渣的絮凝作用。澄清池形式很多，基本上可分為兩大類：（1）泥渣懸浮型澄清池，包括懸浮澄清池，脈沖澄清池等。（2）泥渣循環(huán)型澄清池，包括機械攪拌澄清池，水力循環(huán)澄清等

5、。到90年代，澄清池的發(fā)展已逐漸不能滿足現(xiàn)代水廠的發(fā)展要求。一方面，它操作過于復(fù)雜，而且很多操作乂不能用自動化機械代替。這就使得池子的運行效果要受到一定的人為因素的影響。另一方面，澄清池在電耗上要比其他類型的池高。澄清池池高在89米，而平流式沉淀池池高僅在34米，這無形中就提高了澄清池的耗電量。二過慮1 .慢濾池：過濾水流速：0.10.3米/秒。慢濾池出水水質(zhì)好。大概在運行3個月左右后將表層沙刮掉，無需反沖洗。2 .快濾池：過濾水流速：1012米/秒?？鞛V池有兩種配水系統(tǒng)（在反沖洗時提供沖洗水的系統(tǒng)）：大阻力配水系統(tǒng)和小阻力配水系統(tǒng)。關(guān)于配水系統(tǒng)，其主要作用在于保證進入濾池的沖洗水，能夠均勻分

6、布在整個濾池面積上，但在過濾時，它也起了均勻集水的作用，因此配水系統(tǒng)是濾池構(gòu)造的關(guān)鍵問題。當配水系統(tǒng)不能起均勻配水作用時，會產(chǎn)生兩個不利的現(xiàn)象：一個現(xiàn)象是由于沖洗水沒有均勻分布在整個濾池面積上，在沖洗水量小的地方就沖洗得不干凈，這些不干凈的濾料，逐漸會膠結(jié)起來，長大成團。形成“泥球”或“泥餅”。“泥球”和“泥餅”乂進一步影響沖洗的效果，將會影響過濾的水質(zhì)，甚至被迫將整個砂層運出濾池進行清洗。另一個現(xiàn)象是在沖洗水量大的地方，流速很大，會使承托層發(fā)生沖動，引起濾料和承托層混合現(xiàn)象，使砂子漏入過濾水中，產(chǎn)生“走砂”現(xiàn)象。這個現(xiàn)象還同樣會對水的不均勻分布起惡性循環(huán)的作用。上述兩個現(xiàn)象所引起的嚴重問題是

7、很明顯的，因此，配水系統(tǒng)的設(shè)計必須考慮沖洗時配水均勻的條件。要解決這個問題有兩種途徑：第一，加大配水管孔眼的阻力系數(shù)，其結(jié)果是通過孔眼的水流速度提高。第二，減小管道的水力阻抗使配水系統(tǒng)上所有孔眼處的壓力近于相等。（1）大阻力配水系統(tǒng)大阻力配水系統(tǒng)在生產(chǎn)實踐中，工作可靠，采用最廣，是主要的配水型式。不過現(xiàn)在的趨勢使傾向發(fā)展小阻力配水系統(tǒng)。（2）小阻力配水系統(tǒng)小阻力配水系統(tǒng)優(yōu)點是配水均勻性好，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜；，孔口水頭損失大，沖洗動力消耗大；管道易結(jié)垢。此外沖洗手頭有限的虹吸濾池和無閥濾池，大阻力配水系統(tǒng)不能采用，小阻力配水系統(tǒng)可以克服上述缺點。3 .V型濾池V型濾池現(xiàn)在在大面積推廣。其水流速在68米

8、/秒。V型濾池的主要特點是：（1）可采用較粗濾料及較厚濾層以增加過慮周期。由于反沖洗時濾層不膨脹，顧整個濾層在深度方向的粒徑分布基本均勻，不發(fā)生水力分級現(xiàn)象，使濾料含污能力提高。（低膨脹率意味著單位體積中砂顆粒更多，這使得砂摩擦次數(shù)增多，摩擦多也就意味著沖洗時污泥更不易附著。大小阻力配水系統(tǒng)在沖洗時都是高膨脹率）（2）氣水反沖再加始終存在的橫向表面掃洗，沖洗效果好，沖洗水量大大減少。三預(yù)處理和深度處理對于不受污染的天然地表水而言，飲用水的處理對象主要是去除水中懸浮物、膠體和致病微生物：對此，常規(guī)處理工藝是十分有效的。但對于污水源而言,水中溶解性有毒有害物質(zhì)，特別是具有致癌、致畸、致突變的有機污

9、染物（簡稱“三致物質(zhì)”）或三致前體物（如腐植酸等）是常規(guī)處理方法難以解決的。于是,便在常規(guī)處理基礎(chǔ)上增加預(yù)處理和深度處理。1.預(yù)處理我們工藝上講的預(yù)處理這一概念的提出大部分是源自于廢水處理。預(yù)處理方法主要有：粉末活性炭吸附法（成本大）；臭氧或高鎰酸鉀氧化法;生物氧化法等。他們在去除有機物的同時也具有除味、除臭及除色作用。除此一些方法外還有生物曝氣法、氧化塘法（大面積水塘）。臭氧有一定毒性，使用臭氧到底有多安全，現(xiàn)在還沒有定論。國外使用臭氧的水廠并不多，70%水廠還是采用液氯。這可能與他們源水水質(zhì)較好無需臭氧有一定的關(guān)系。2,深度處理深度處理方法主要有：粒狀活性炭炭吸附法；臭氧一粒狀活性炭聯(lián)用法

10、或生物活性炭法；化學氧化法；光化學氧化法及超身波一紫外線聯(lián)用等物理化學氧化法；膜過慮法等。下面簡要談?wù)劤粞跻涣罨钚蕴柯?lián)用法?；钚蕴课椒绞接校毫鲃哟参胶凸潭ù参?，現(xiàn)在應(yīng)用主要為后者?；钚蕴砍司哂形阶饔猛?，隨著炭的使用而在炭表面滋生的微生物還具有生物講解作用。由于這一作用，使得采用了活性炭濾池工藝后就不能再投加前道氯。因為投加前道氯會對炭濾池中微生物的生長構(gòu)成威脅。炭濾池也有氣沖、水沖。但沒有氣水反沖（因為這會將炭沖出）。沖洗周期可以是10天、15天，這與濾池的運行情況有關(guān)。四排放問題相城水廠設(shè)計要求是零排放。排泥水到污泥濃縮池：；反沖洗水可作為源水進行重新凈化。排泥水一污泥濃縮池f污

11、泥平衡一脫水機房污泥脫水形式：（1）帶式（擠干），含固率20%左右。該形式的作業(yè)機房臭味中，袋子清洗起來比較麻煩。（2）板框式（相城現(xiàn)在所用），含固率35%50%。（3）離心機式，含固率30%左右，噪聲大。成本：帶式離心機式V板框式原理部分一.混凝當前，看法比較一致的是，混凝劑對水中膠體離子的混凝作用主要有3種：（1）電性中和簡單講就是投加的帶正電荷金屬離子壓縮了膠體雙電層一一為保持膠體電中性所要求的擴撒層厚度，從而使膠體失去穩(wěn)定性（既脫穩(wěn)）發(fā)生聚集作用。（2）吸附架橋不僅帶異性電荷的高分子物質(zhì)與膠粒具有強烈吸附作用，不帶電其至帶有與膠粒同性電荷的高分子物質(zhì)與膠粒也有吸附作用：當高分子鏈的一端

12、吸附了某一膠粒后，另一端乂吸附另一膠粒，形成“膠粒一高分子一膠?！钡男跄w。（3）網(wǎng)捕或卷掃當鋁鹽或鐵鹽混凝劑投加量很大而形成大量氫氧化物沉淀時，可以網(wǎng)捕、卷掃水中膠粒以致產(chǎn)生沉淀分離。這種作用，基本上是一種機械作用，所需混凝劑量與源水雜質(zhì)含量成反比。天然水的pH值一般在6.57.8之間，鋁鹽的混凝作用主要是吸附架橋和電性中和。影響混凝的因素很多，如：濁度、溫度、pH值、氨氮、好氧量等。（1）pH水的pH值對混凝效果的影響程度，視混凝劑品種而異。對硫酸鋁而言，水的pH值直接影響鋁鹽水解產(chǎn)物的存在形態(tài)。鋁鹽投加水體最佳pH值范圍為：6.57.5,三氯化鐵投加水體最佳pH值范圍為：6.。8.4。（

13、2）水溫水溫對混凝效果有明顯影響。無機鹽混凝劑水解是吸熱反應(yīng)，低溫水混凝劑水解困難。特別是硫酸鋁，水溫降低10度，水解速度常數(shù)約降低24倍，當水溫在15度左右時，硫酸鋁水解速度已及其緩慢。同時水溫降低還會導(dǎo)致水粘度增大、膠粒水化作用增強、水pH升高等不利混凝因素作用的增強。（3）水力條件混凝過程為：脫穩(wěn)一絮凝一凝聚。脫穩(wěn)時，在投研的控制上，除了對投加量有要求外，還要求磯投下去后能快速分散到水體中去，這就需要要有一定的水力強度。絮凝是形成細小帆花的過程，此時需要恰當?shù)乃l件。凝聚時要求要較慢的水力條件。判斷磯花形成的好壞，可以從下面三方面來觀察判斷：（1）磯花的極限是否明顯（顆粒與顆粒是否分清

14、楚），界限明顯為好。（2）顆粒間的水色是否透明，透明為好。（3）顆粒的外圍是否包圍著一層水，包著為好。二.沉淀沉淀：水中的固體由于重力作用在水中沉降的過程。沉淀分為：自然沉淀和混凝沉淀下面以使用廣泛的平流池為為例。平流式沉淀池多位矩形，上部為沉淀區(qū)，下部為污泥區(qū)，池前部有進水區(qū)，池后部有出水區(qū)。為便于討論，先從理想沉淀池出發(fā)。所謂理想沉淀池，有幾個假定：（1）顆粒處于自由沉降狀態(tài)。（2）水流沿著水平方向流動。（3）顆粒沉到池底即認為已被除去，不再返回水中。則顆粒在池中的停留時間t為：Lht=-=-Vu其中：L沉淀區(qū)長度；V水平流速；h沉淀區(qū)水深；u顆粒的截留沉降速度。三.過慮濾池過濾機理：（1

15、）沉降作用（2）隔濾作用（3）接觸絮凝隔濾其實就相當于機械篩的作用，阻止水中顆粒透過濾池。但隔濾作用解釋不了濾后水細菌數(shù)的減少，其實細菌的減少主要是靠接觸絮凝的生物作用。以前使用的濾石的尺寸在：中0.5L2mm之間，現(xiàn)在的觀點是趨向于使用大顆粒濾石。相城水廠使用的濾石尺寸在：60.951.4mm間。關(guān)于雙層濾料過慮，以前公司也采用過。濾料分為兩層，上層為無煙煤，下層為石英砂。這種雙層濾料在沖洗時存在問題，煤和砂都能沖洗干凈，但是在煤和砂的結(jié)合處卻難以沖洗干凈。快濾池濾料的厚度，相城為0.7米。對于V型濾池，其濾料厚度要比快濾池厚點，其厚度在1.351.5米左右。四.消毒氯溶于水，其發(fā)生的反應(yīng)有

16、：C/2+H2o-HOCl+HCIHOClH+OCl-HCIO-O+HCI消毒作用的機理，一般認為主要通過次氯酸HQO起作用。HC1O為很小的中性分子，只有它才能擴散到帶負電荷的細菌表面，并通過細菌的細胞壁穿透到細菌內(nèi)部。當HQO分子到達細菌內(nèi)部時，能起氧化作用破壞細菌的酶系統(tǒng)而使細菌死亡。加氯消毒在有機物存在時會生成三至物質(zhì)，即致癌、致畸、致突變物質(zhì)。水力學一.靜力學P=P（）+Pgh1MPa=10g公斤力/厘米2=ioO米水柱。一個大氣壓數(shù)值上相當于33米水柱產(chǎn)生的壓力大小。_日常所講管道內(nèi)水的流速，這個流速指的是平均流速，U二11儂/2。而啟動流速是指能將管道中臟東西帶動的水流速。啟動流

17、速一般0.4米/秒，不沉流速一般0.7米/秒。經(jīng)濟流速，顧名思義就是指管網(wǎng)內(nèi)水在這個流速下，整輸送水成本能最省。這個成本包括管道施工費用、管道運行費用。一下為幾種管徑所對應(yīng)的經(jīng)濟流速:DN2000mm1.8-2.0m/sDN1000mm1.5ni/sDN100mm1.0m/s二.動力學伯努利方程：H+彳f+鳥J'wHi-+ri1+P2g一夕2gHi：位能；Pi/P：壓力能；V'/2g:動能：力卬:局部損失和沿程損失。在管道水力計算時所分的長管計算與短管計算，其中長短并非僅指管道的長度。具體為：長管計算，指以沿程損失為主的水力計算。短管計算，指以局部損失為主的水力計算。三.二泵房變頻技術(shù)的作用：（1）平衡調(diào)度，變頻技術(shù)在生產(chǎn)上的應(yīng)用不但可以減少水對管網(wǎng)的沖擊，還可以減少開車的次數(shù)。（2）衡壓供水。國內(nèi)外凈水工藝的現(xiàn)狀及趨勢一.混凝沉淀工藝上國內(nèi)源水較差，因此國內(nèi)在預(yù)處理上的研究比較多。投加藥劑上沒有太大不同。國內(nèi)在新型混凝劑研究上比較滯后；沉淀