18典型给水处理系统 一教学内容及学时分配(2学时) 18.1给水处理工艺系统的选择原则：18.2地面水的常规处理工艺系统：183受污染水源水处 理工艺系统 二教学目的及要求 掌握给水处理设计步骤、要求和设计原则、水厂半面和高程布置原则：正确进行厂址、 水厂工艺流程、处理构筑物的选择。 18.1给水处理工艺系统的选择原则 18.11给水处理的任务 给水处理的任务，是将不符合用户婴求的原水加以处理，使之符合用户对水质的要求。 18.12给水处理工艺系统的选择 给水处理工艺系统应该在技术上足可行的，在经济上是合理的，在运行上是安全可靠和 便于操作的。 给水处理工艺系统应通过试验来检验。强调试验检验的重要性，是山于每一原水水质 都不尽相同，原则上应该不存在完全相同的水处理工艺系统，通过试验，可以了解哪种工艺 系统可以达到处理要求，可以优化单元处甲方法的组合，可以优化工艺参数，以及了解客影 响因素与水处理效果的关系等等，从而为水处理工艺系统的确定提供依据。水处理试验对新 的水处理工艺系统特别重要，因为新的工艺系统的实践比较少，对原水 质的适应性 试验来检验。水处理试验对大型水厂工艺系统的选并也尤为重要，因为大型水厂出水水质的 优劣对用户的影响比较大，并月无论建设总费用还是运行总费用也都比较高，所以通过试验 可得优化工艺组合和优化工艺参数，能节省大量资金。 给水处理工艺系统的经济合理性，是在保证处理水质满足用户要求的前提下，使在资 金偿还期限内建设费用和运行费用之和为最低 18.2地面水的常规处理工艺系统 地面水常规处理工艺，主要是指在以天然地面水为原水的城市自来水厂中采用最广的 一种工艺系统，主要是以去除水中的悬浮物和杀灭致病细菌为目标而设计的。它形成于21 世纪初，并在整个20世纪甲不断得到完善。 以除悬浮物（浊度）为日标的常规水处理工艺系统，主要山混凝、沉淀和过滤二个单元处 理方法组成，如图18一1所示。 混凝剂 原水上一湿合装置一累餐池一沉淀池一过谜治清水花一出水 图181地面水常规处理工艺系统 原水中的悬浮物，特别是难于沉降的胶体，与投入水中的混凝剂混合接触脱稳后，在 絮凝池中生成足够大的絮凝体，进而在沉淀池中被沉淀除去，利余的细小絮凝体进一步在滤 池中被过滤除去，从而得到浊度符合要求的处理水。一般常规处理工艺比较适用于浊度几 全几百NTU的地面水， 当原水浊度较低（一般在50度以下）、不受工业废水污染且水质变化不大者，可省略 混凝沉淀（或沉淀）构筑物，原水采用双层滤料或多层滤料滤池直接过滤，也可在过滤前设
微絮凝池，称为微絮凝过滤。工艺流程见（图18-2）。 混剂。 消毒剂 原水+8合应接过冲地*清二吸原房用户 图18一2地表水一次净化工艺流程 当原水浊度高，含沙量大时，为了达到预期的混凝沉淀（或澄消）效果，减少混凝剂用 量，应增设预沉池，工艺流程见（图18-3） 混剂 图18一3高浊度处理工艺流程 若水源受到较严重的污染，按目前行之有效的方法，可在砂滤池后再加设臭氧/活性 炭处理，如图18一4。 报凝利 原水上合一逸精电]一注烟A教任能间 用户：复系网一精水信，西性哭法可 图18-4受污染水源处理工艺(D 受污染水源还有其它处理工艺，例有的在常规处理工艺前增加生物预处理（包括预氧 化、粉术活性炭吸附、生物处理等)：有的在常规处理工艺中投加粉木活性炭等。图18 为增生物预处理工艺图。 观凝射 消率剂 原水一生物处国一思合一沉定一注打清木地一上聚有一用户 图18一5受污染水源处理工艺() 以地下水作为水源时，山于水质较好，通常不需任何处理 ,仪经消毒即可，工艺简单 当地下水含铁锰量超过饮用水水质标准时，则应采取除铁除锰指施。 18.3水处理构筑物选择 水处理物植物米型的洗。成根根原水水质，处甲后水质严求、水脚模、水厂用地面 积和地形条件等，通过技术经济比较确定。通常根据设计运转经验确定几种构筑物组合方案 进行比较。常规处理构筑物的组合主要是指：“混凝沉淀池（澄消池）一过滤池一清水池 阶段的配合，因为水厂中这二种构筑物在经济上和技术上占主要地位。有的组合方式根本无 需考虑。例：平流沉淀池和无阀滤池的配合，不仪在各自适用水量大小上不相配，在高程 上的配合也有因难。从水厂规模而言，小于1力m/的小水厂，平流沉淀池和移动罩滤 池就无需考虑：大于10万m/d的大水厂，水力循环澄清池和无阀滤池通常也无需考虑
这样，组合方案就可减少。设水厂规模10力m/d,根据具体情况和经验选定以下6个可 行方案：14—5：2—45：3.45：1—46：2—46：34.6：147：2—4一7 3一4一7（见图18一6）。然后分别求其终值，从经济上考虑，年成本最低者为优化方案。在以 方案比较中 滤池后的清水池均相同，故个参与比较。此外，半流沉淀池和斜管沉淀池前 的絮凝池还可进行几种方案比较 移的地池 一3 通快游 图18-6 以上比较，仪考虑年成本方面，设计时还应考虑原水水质变化，处理效果，操作管理 水半，材料设备供应等等因素。 在选定处理构筑物型式组合以后，各单项构筑物（常规处理主要指：絮凝池，沉淀池、 语洁池、滤池)处甲激率或设计标准也有一个优化设计问颗。因为设计规范中每种构镇物的 设计参数均有一定的可变幅度。某一构筑物处理效率或设计标准往往与后续处理构筑物的处 理效率常切相关，例如：设已选定平流沉淀池和普通快滤池相配合，若平流沉淀池设计停 时间长些，造价高些，但出水浊度低些，于是快滤池滤速可选用高些，滤池面积小些，冲洗 周期长些，从而滤池造价和冲洗耗水量少些。反之亦然。 以上只是简单介绍一下处理构筑物选型的分析比较方法，而且经验占有相当重要地位 如何通过数学方法进行水处理系统优化设计，将是今后研究的课题之一。要做到这一点，必 须积累大量而可靠的资料才行 18.4水厂平面和高程布置 18.41平面布置 水厂的某本组成分为两部分：1)生产构筑物和建销物。句活处匣构箭物、洁水池。 级梨站、药剂间等 (2)辅助建筑物。 其中又分生 物和生活辅助建筑物两种。前 者包括化验室、修理部们、仓库、车库及值班宿合等：后者包括办公楼、食堂、浴室、职工 宿含等 生产构筑物及建筑物平面尺)小山设计计算确定。生活辅助建筑面积应按水厂管理体制、 人员编制和当地建筑标准确定。生产辅助定筑物面积根据水厂规模、工艺流程和当地具体情 况确定。 当各构筑物和建筑物的个数和面积确定之后，根据工艺流程和构筑物及建筑物的功能 要求，结合地形和地质条件。进行平面布置。 处理构筑物一般均分散露天布骨。北方寒冷地区需有采暖设备的，可采用室内集中布 置。集中布置比较紧凑，占地少，便于管理和实现自动化保作，但结构复杂，管道立休交叉 多。沿价校高 一半面布胃主要内容有：各种构筑物和建筑物的平面定位：各种管道、阀门及管道 配件的布置：排水管（架）及窖井布置：道路、围墙、绿化及供电线路的布置等 作水厂平面胃时，应考忠下述几点要求： (1)布置紧凑，以减少水厂占地面积和连接管（架）的长度，并便于燥作管理。如沉淀池或
澄清池应紧靠滤池：二级泉房尽量靠近清水池。但各构筑物之间应出必要的施工和检修间 距和管渠道地位 (2)充分利用地形 ,力求挖填土方半衡以减少填、挖土方量和施工费用。例如沉淀池或 澄清池应尽量布置在地势较高处，清水池尽量布胃在地势较低处。 (3)各构筑物之连接管（渠）应简单、短捷，尽量避兔立体交叉，并者虑施工，检修方便 此外，有时也需设置必要的超越管道，以便某一构筑物停产检修时，为保证必须供应的水量 采取应点措施 (④建筑物布应注意朝向和风向。如加氯间和氯库应尽量设管在水厂主导风向的下以 向：泉房及其它建筑物尽量布置成南北向 (⑤)有条件时（尤共大水厂）最好把生产区和生活区分开，尽量避免非生产人员在生产区通 行和逗留，以确保生产安全。 合公时公雾德物仁一情程考老近用脑定超作。又要考建运肛建成后整体6日的 关于水厂内道路、绿化，堆场等设计要求见（室外给水设计规范） 水厂平面布置一般均需提出几个方案进行比较，以使确定在技术经济上较为合理的方 案。图18一7为水厂半面布胃一例。该水厂设计水量为10万m,分两期建造。第一期和 第二期工程各5力m。第一期工程建一座隔板絮凝加平流沉淀池和一座普通快滤池（双排 置，共6个池)，冲处水箔置干滤油慢作宝层面上。第一期丁程同第一相丁积。主体构销 物分期建造，水厂其余部分 次排成 全厂占地面积约25333m(38)。生产区和生活区分 开。水处理构筑物按工艺流程呈直线置，整齐、紧湊。 水池 -141. 图18-7水厂Ψ面布图 18.42高程布置 在处理工艺流程中，各构筑物之间水流应为重力流。两构筑物之间水面高差即为流程 中的水头损失，包括构筑物本身，连接管道、计量设备等水头损失在内 当各项水头损失确定之后，便可进行构筑物高程布置。构筑物高程置与厂区地形 地质条件及所采用的构筑物型式有关。当地形有自然坡度时，有利于高程布置：当地形平 时讠高程布置中既要避免清水池埋入地下过深，又应避免絮凝沉淀池或澄清池在地面上抬高 而增加造价，尤其当地质条件差、地下水位高时。通常，当采用普通快滤池时，应考虑清水 池地下埋深：当采用无阀滤池时，应考虑絮凝、沉淀池或澄清池是否会拾高
图18一8为图18一7中构筑物高程布胃图。各构筑物之间水面高差山计算确定 图18-8木厂高程布置