給水工藝流程和給水構筑物的工藝選擇大作業(yè)

1、給水處理廠設計內容包括設計規(guī)模的確定，廠址選擇，水處理工藝選擇，處理構筑物選擇與計算，處理用藥劑選擇與用量確定，二級泵站設計與計算，藥劑(包括混凝劑，助凝劑,消毒劑等)配制與投加方式選擇和計算附屬構筑物設計，水廠平面和高程布置，廠區(qū)道路，管線綜合布置，廠區(qū)綠化布置。設計原則(1)水處理構筑物的生產(chǎn)能力，應以最高日供水量加水廠自用水量進行設計，并按原水水質最不利情況進行校核。水廠自用水量取決于所采用的處理方法、構筑物類型及原水水質等因素，城鎮(zhèn)水廠自用水量一般采用供水量的5310%必要時可通過計算確定。(2)水廠應按近期設計，并考慮遠期發(fā)展。根據(jù)使用要求及技術經(jīng)濟合理等因素，對近期工程亦可做分期建

2、設的可能安排。對于擴建、改建工程，應從實際出發(fā)，充分發(fā)揮原有設施的效能，并應考慮與原有構筑物的合理配合。(3)水廠設計中應考慮各構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、主要設備應有備用量；處理構筑物一般不設備用量，但可通過適當?shù)募夹g措施，在設計允許范圍內提高運行負荷。(4)水廠自動化程度，應本著提供水水質和供水可靠性，降低能耗、藥耗，提高科學管理水平和增加經(jīng)濟效益的原則，根據(jù)實際生產(chǎn)要求，技術經(jīng)濟合理性和設備供應情況，妥善確定。(5)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、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

3、。但對與確實行之有效、經(jīng)濟效益高、技術先進的新工藝、新設備和新材料，應積極采用，不必受現(xiàn)行設計LJrrU!：、??！.lJ規(guī)范的約束。設計規(guī)模給水廠處理構筑物設計規(guī)模按最高日平均時流量計，即：(m/h)式中：Q為水廠最高日供水量，為自用水系數(shù)，取決于處理工藝、構筑物類型、原水水質及水廠是否設有回收水設施等因素，一般在之間，T為一級泵站每天工作小時數(shù)。水處理構筑物的設計，應按原水水質最不利情況時所需供水量進行校核。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，通過技術經(jīng)濟比較確定。在選擇廠址時，一般應考慮以下幾個問題：廠址應選擇在工程地質條件較好的地方，一般選在地下水位低，承載力較

4、大，濕陷性等級不高，巖石較少的地層，以降低工程造價和便于施工。水廠盡可能選擇在不受洪水威脅的地方，否則應考慮防洪措施。水廠應盡量設置在交通方便、靠近電源的地方，以利于施工管理和降低輸電線路的造價，并考慮沉淀池排泥及濾池沖洗水排除方便。（4）當取水地點距離用水區(qū)較近時，水廠一般設置在取水構筑物附近，通常與取水構筑物建在一起，當取水地點距離用水區(qū)較遠時，廠址選擇有兩種方案，一是將水廠設置在取水構筑物附近；另一是將水廠設置在離用水區(qū)較近的地方。前一種方案主要優(yōu)點是：水廠和取水構筑物可集中管理，節(jié)省水廠自用水（如濾池沖洗和沉淀池排泥）的輸水費用并便于沉淀池排泥和濾池沖洗水排除，特別對濁度較高的水源而言

5、。但從水廠至主要用水區(qū)的輸水管道口徑要增大，管道承壓較高，從而增加了輸水管道的造價，特別是當城市用水量逐時變化系數(shù)較大及輸水管道較長時；或者需在主要用水區(qū)增設配水廠（消毒、調節(jié)和加壓），凈化后的水由水廠送至配水廠，再由配水廠送入管網(wǎng)，這樣也增加了給水系統(tǒng)的設施和管理工作。后一種方案優(yōu)缺點與前者正相反。對于高濁度水源，也可將預沉構筑物與取水構筑物建在一起，水廠其余部分設置在主要用水區(qū)附近。以上不同方案應綜合考慮各種因素并結合其他具體情況，通過技術經(jīng)濟比較確定。水廠工藝流程選擇給水處理方法和工藝流程的選擇，應根據(jù)原水水質及設計生產(chǎn)能力等因素，二通過調查研究，必要的實驗并參考相似條件下處理構筑物的運

6、行經(jīng)驗，經(jīng)技術經(jīng)濟比較后確定。由于水源不同，水質各異，飲用水處理系統(tǒng)的組成和工藝流程有多種多樣。方案1以地表水作為水源時，處理工藝流程中通常包括混合、絮凝、沉淀或澄清、過濾及消毒。工藝流程如圖：源水一混凝劑投入混合一絮凝沉淀一過濾一消毒一清水池一二泵站一用戶（澄清）方案2當原水濁度較低（一般在50度以下），不受工業(yè)廢水污染且水質變化不大者，可省略混凝沉淀（或澄清）構筑物，原水采用雙層濾料或多層濾料池直接過濾，也可在過濾前設一微絮凝池，稱微絮凝過濾。工藝流程如圖：源水一混凝劑投入混合一直接過濾一消毒一清水池一二泵站一用戶高分子助凝劑方案3當原水濁度較高、含沙量大時，為了達到預期的混凝沉淀（或澄清

7、）效果，減少混凝劑用量，應增設預沉池或沉砂池，工藝流程如圖:源水一預沉池或沉砂池一混凝劑投入混合一絮凝沉淀一過濾一消毒一清水池一二泵站一用戶（澄清）本設計以地表水為水源，水源水質較好，少許異臭味，所以采用工藝流程如圖：源水一混凝劑投入混合一絮凝沉淀一過濾一消毒一清水池一二泵站一用戶。處理構筑物的選擇4.5.1混凝劑1）混凝劑的選擇與投加（1）精制硫酸鋁Al3（SO4）2-I8H2O制造工藝復雜，水解作用緩慢；含無水硫酸鋁50*52%適用于水溫為20-40C當PH=4-7時，主要去除有機物；PH=M,主要去除懸浮物；PH時，處理濁度高，色度低（小于30度）的水。（2）粗制硫酸鋁Al3（SO4）2

8、18H2O制造工藝簡單，價格低；設計時，含無水硫酸鋁一般可采用20325%含有20330%不溶物，其他同精制硫酸鋁（3）硫酸亞鐵FeSO7屋O絮體形成較快，沉淀時間短；使用于堿度高、濁度高，PH=混凝作用好，但原水色度較高時不宜采用；當PH較低時，常用氯氧化物使鐵氧化成三價，腐蝕性較高（4）三氯化鐵FeCl36HO不受水溫影響，絮體大，沉淀速度快，效果好。易溶解，易混合，殘渣少。對金屬（尤其對鐵）腐蝕性大，對混凝土亦腐蝕，對塑料會因發(fā)熱而引起變形n原水PH=-之間為宜，當原水堿度不足時應加適量石灰；處理低濁水時效果不顯著（5）聚合氯化鋁簡稱PAC凈化效率高，用藥量少，出水濁度低，色度小，過濾性

9、能好，原水濁度高時尤為顯著溫度適應性高，PH值使用范圍寬（PH=5-9）,因而可調PH值。操作方便，腐蝕性小，勞動條件好，成本低（6）聚丙烯酰胺又名三號絮凝劑，簡寫PAM處理高濁度水池效果顯著，既可保證水質，又可減少混凝劑用量和沉淀池容積，目前被認為是處理高濁水最有效的絮凝劑之一，適當水解后，效果提高，常與其他混凝劑配合使用或作助凝劑，其單體丙烯酰胺有毒，用于飲用水凈化應控制用量。2)混凝劑投加方式選擇(1)水泵投加采用計量泵投加，不需另設計量設備(2)水射器投加采用水射器投加，設備簡單，使用方便，但水射器效率較低，且易磨損(3)重力投加將溶液池架高，利用重力將藥液投入水泵壓水管或混合設施入口

10、處，這種投加方式安全可靠，但溶液池位置較高結合上述優(yōu)缺點，采用計量泵投加混凝劑綜上所述，PAM有機高分子混凝劑有毒性，不易控制用量，由于在投混凝劑前加液氯進行預處理，如用硫酸亞鐵作混凝劑，易被氧化成三價鐵。本設計采用精制硫酸鋁混凝劑，配合使用活化硅酸作為助凝劑。無機高分子混凝劑操作方便，腐蝕性小，勞動條件好，成本低，凈化效率高，用藥量少，溫度適用性高。采用水射器壓力投加，因為其使用方便，操作簡單，工作可靠，廣泛應用于加藥系統(tǒng)，即混凝劑采用精制硫酸鋁水射器壓力投加。3)加藥間尺寸為:LXBXH=8m8亦|1混合設備人、n11cii)混合方式混合的主要作用是讓藥劑迅速而均勻地擴散到水中，使其水解產(chǎn)

11、物與原水中的膠體顆粒充分作用完成脫體脫穩(wěn)，以便進一步去除，對混合的基本要求是快速與均勻，一般混合時間10-30S,混合方式基本分為兩大類：水力混合和機械混合，水力混合簡單，但不能適應流量的變化，機械混合可進行調節(jié)，能適應各種流量的變化，具體采用何種混合方式，應根據(jù)凈水工藝布置、水質、水量、投加藥劑品種及數(shù)量以及維修條件等因素確定。(1)管式混合管道混合優(yōu)點：混合簡單，無需建混合設施。缺點：當混合效果不穩(wěn)定，流速低時混合不充分。靜態(tài)混合器優(yōu)點：構造簡單，無運動部件，安裝方便，混合快速均勻。缺點：當流量降低時，混合效果下降。(2)水泵混合優(yōu)點：混合效果好，不需增加混合設施，節(jié)省動力。缺點：使用腐蝕

12、性藥劑時對水泵有腐蝕作用。(3)機械混合優(yōu)點：混合效果好，且不受水量變化影響，適用于各種規(guī)格的水廠。缺點：需增加混合設備和維修工作。綜上所述，因為水廠水量變化不大，以整體經(jīng)濟效益而言是最具有優(yōu)勢的，本設計采用管式靜態(tài)混合器。2)尺寸靜態(tài)混合器直徑為DN120Q絮凝設備1)絮凝池形式的選擇絮凝池形式的選擇和絮凝時間的采用，應根據(jù)原水水質情況和相似條件下的運行經(jīng)驗或通過試驗確定。(1)隔板式絮凝池往復式隔板絮凝池優(yōu)點：絮凝效果好，構造簡單，施工方便。.LI:,.%,.L缺點：容積較大，水頭損失較大，轉折處磯花易破碎。適用條件：水量大于30000mi/d的水廠，水量變動小者?；剞D式隔板絮凝池優(yōu)點：絮

13、凝效果好，水頭損失小，構造簡單，管理方便。缺點：出水流量不易分配均勻，出口處易積泥。適用條件：水量大于30000m7d的水廠，水量變動小者，改建和擴建舊池時適用。(2)旋流式絮凝池優(yōu)點：容積小，水頭損失較小。缺點：池子較深，地下水位高處施工較困難，絮凝效果較差。適用條件：一般用于中小型水廠。(3)折板絮凝池優(yōu)點：絮凝效果好，絮凝時間短，容積較小。缺點：構造較隔板絮凝池復雜，造價較高。適用條件：流量變化較小的中小型水廠。(4)渦流式絮凝池優(yōu)點：絮凝時間短，容積小，造價較低。缺點：池子較深，錐底施工較困難，絮凝效果較差。適用條件：水量小于30000mi/d的水廠。(5)網(wǎng)格、柵條絮凝池優(yōu)點：絮凝池

14、效果好，水頭損失小，凝聚時間短。缺點：末端池底易積泥。(6)機械絮凝池優(yōu)點：絮凝效果好，水頭損失小，可適應水質、水量變化。缺點：需機械設備和經(jīng)常維修。適用條件：大小水量均適用，并能適應水量變動較大者。(7)懸浮絮凝池加隔板絮凝池優(yōu)點：絮凝效果好，水頭損失較小，造價較低。缺點：斜擋板在結構上處理較困難，重顆粒泥砂易堵塞在斜擋板底部。綜上所述，由于水廠水量變化不大，水量大于50000n3/d,故采用往復式隔板絮凝池。2)尺寸采用兩座絮凝池，每座尺寸為：LXBXH=X22mx,每座一進水管DN1200，水流通過穿孔花墻進入沉淀池。4.5.4沉淀設備1)沉淀池類型的選擇選擇沉淀池類型時，應根據(jù)原水水質

15、、設計生產(chǎn)能力、處理后水質要求，并考慮原水水濕變化、處理水量均勻程度以及是否連續(xù)運轉等因素，結合當?shù)貤l件通過技術經(jīng)濟比較確定沉淀池的個數(shù)或能夠單獨排空的分格數(shù)不宜少于2個。經(jīng)過混凝沉淀的水，在進入濾池前的渾濁度一般不宜超過10度，遇高濁度原水或低濕低濁度原水時，不宜超過15度。設計沉淀池時需要考慮均勻配水和均勻集水，沉淀池積泥區(qū)的容積，應根據(jù)進出水的懸浮物含量、處理水量、排泥周期和濃度等因素通過計算確定。當沉淀池排泥次數(shù)較多時，宜采用機械化或自動化排泥裝置，應設取樣裝置。(1)平流式沉淀池優(yōu)點：造價較低，操作管理方便，施工較簡單；對原水濁度適應性強，處理效果穩(wěn)定，采用機械排泥設施時，排泥效果好

16、缺點：采用機械排泥設施時，需要維護機械排泥設備；占地面積大，水力排泥時，排泥困難適用條件：一般適用于大中型水廠(2)斜管(板)沉淀池優(yōu)點：沉淀效率高，池體小，占地小缺點：斜管(板)耗材多，對原水濁度適應性較平流池差；不設排泥裝置時，排泥困難,設排泥裝置時，維護管理麻煩適用條件：尤其適用于沉淀池改造擴建和挖潛(3)豎流式沉淀池優(yōu)點：排泥較方便，占地面積小缺點：上升流速受顆粒下沉速度所限，出水量小，一般沉淀效果較差，施工較平流式困難適用條件：一般用于小型凈水廠，常用于地下水位較低時(4)輻流式沉淀池優(yōu)點：沉淀效果好缺點：基建投資大，費用高，刮泥機維護管理較復雜，金屬耗量大，施工較困難適用條件：一般

17、用于大中型凈水廠，在高濁度水地區(qū)，作預沉淀池結合優(yōu)缺點，本設計采用平流式沉淀池。3)排泥方法(1)人工排泥優(yōu)點：池底結構簡單，不需要其他設備；造價低；缺點：勞動強度大，排泥歷時長；耗水量大；排泥時需要停水；適用條件：原水終年很清，每年排泥次數(shù)不多；一般用于小型水廠；池數(shù)不少于2個,交替使用；(2)多斗底重力排泥優(yōu)點：勞動強度較小，排泥歷時較短；耗水量比人工排泥少；排泥時可不停水；缺點：池底結構復雜，施工較困難；排泥不徹底；適用條件：原水渾濁度不高；每年排泥次數(shù)不多；地下水位較低；一般用于中小型水廠；(3)穿孔管排泥優(yōu)點：勞動強度小，排泥歷時較短；耗水量少；排泥時不停水；池底結構較簡單；缺點：孔

18、眼易堵塞，排泥效果不穩(wěn)定；檢修不便；原水渾濁度較高時，排泥效果差；適用條件：原水渾濁度適應范圍較廣；每年排泥次數(shù)較多；地下水位較高；新建或改建的水廠多采用。(4)機械排泥吸泥機優(yōu)點：排泥效果好；可連續(xù)排泥；池底結構較簡單；勞動強度小，操作方便；缺點：耗用金屬材料多；設備較多；n適用條件：原水渾濁度較；排泥次數(shù)較多；地下水位較高；一般用于大、中型水廠平流沉淀池；刮泥機優(yōu)點：排泥徹底，效果好；可連續(xù)排泥；勞動強度小，操作方便；缺點：耗用金屬材料及設備多；池底結構要配備刮板裝置，結構較復雜；適用條件：原水渾濁度高；排泥次數(shù)較多；一般用于大、中型水廠輻流式沉淀池及加速澄清池。吸泥船優(yōu)點：排泥效果好；可

19、連續(xù)排泥；操作方便；缺點：操作管理人員多，維護較復雜；設備較多；適用條件：原水渾濁度較高，含砂量大；一般用于大型水廠預沉淀池中。綜上所述，本設計采用斜管沉淀池，和穿孔排泥管排泥。3)尺寸采用兩座沉淀池，每座尺寸為：LXBXH=x22mx。進水穿孔花墻總有156個孔洞，孔洞尺寸為LXH=X，出水管為DN100Q過濾設備1)過濾形式的選擇供生活飲用水的濾池出水水質經(jīng)消毒后應符合現(xiàn)行生活飲用水衛(wèi)生標準的要求；供生產(chǎn)用水的過濾池出水水質，應符合生產(chǎn)工藝要求；濾池形式的選擇，應根據(jù)設計生產(chǎn)能力、原水水質和工藝流程的高程布置等因素，結合當?shù)貤l件，通過技術經(jīng)濟比較確定。(1)普通快濾池單層砂濾料優(yōu)點：材料易

20、得，價格低；大阻力配水系統(tǒng)，單池面積較大，可采用減速過濾，水質好；缺點：閥門多，價格高，易損壞，需設有全套沖洗設備；適用條件：一般用于大中水廠，單池面積不宜大于100R2。無煙煤石英砂雙層濾料優(yōu)點：含污能力大，可采用較大濾速；可采用減速過濾，水質好，沖洗用水少；缺點：濾料價格高，易流失；沖洗困難，易積泥球；適用條件：使用于大中型水廠，宜采用大阻力配水系統(tǒng)，單池面積不宜大于100品，需要采用助沖設施。砂煤重質礦石三層濾料優(yōu)點：含污能力大，可采用較大濾速；可采用減速過濾，水質好，沖洗用水少；缺點：濾料價格高，易流失；沖洗困難，易積泥球；適用條件：使用于中型水廠，宜采用中阻力配水系統(tǒng)，單池面積不宜大

21、于50-60m2,需要采用助沖設施。(2)V型濾池優(yōu)點：采用氣水反沖洗，有表面橫向掃洗作用，沖洗效果好，節(jié)水；配水系統(tǒng)一般采用長柄濾頭沖洗過程自動控制；缺點：采用均質濾料，濾層較厚，濾料較粗，過濾周期長；適用條件：適用于大中型水廠。(3)虹吸濾池優(yōu)點：不需大型閥門，易于自動化操作，管理方便；缺點：土建結構復雜，池深大單池面積小，沖洗水量大；等速過濾，水質不如變速過濾；適用條件：適用于中型水廠，單池面積不宜大于25-30m2(4)雙閥濾池(單層砂濾料)優(yōu)點：材料易得，價格低，大阻力配水系統(tǒng)，單池面積可大，可采用減速過濾，水質好，減少兩只閥門；缺點：必須有全套沖洗設備，增加形成虹吸的抽氣設備適用條件：適用于中型水廠，單池面積不宜大于25-30m2。(5)移動罩濾池(單層砂濾料)優(yōu)點：造價低，不需要大型閥