典型给水处理系统

设计要点

第二十三章 典型给水处理系统 水厂的厂址选择 给水处理厂工艺流程与主要构筑 物的选择 水厂的平面及高程布置 水厂的生产过程监控与自动控制 给水处理工艺系统设计计算实例

设计要点

23.1水厂的厂址选择厂址选择应在整个给水系统设计方案中全面规划，综 合考虑，通过技术经济比较确定。在选择厂址时，一般应 考虑以下几个问题： (1)厂址应选择在工程地址条件较好的地方。 (2)水厂应尽可能选择在不受洪水威胁的地方。 (3) 水厂应尽量设置在交通方便、靠近电源的地方，以 利于施工管理和降低输电线路的造价。 (4)当取水地点距离用水区较近时，水厂一般设置在取水 构筑物附近，通常与取水构筑物建在一起；当取水地点距 离用水区较远时，厂址选择有两种方案：一是将水厂设置 在取水构筑物附近；二是将水厂设置在离用水区较近的地 方。

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23.2给水处理厂工艺流程与主要构 筑物的选择23.2.1生活饮用水处理工艺 由于水源不同，水质 各异，饮用水处理系统的组 成和工艺流程由多种多样。以地表水作为水源时，处 理工艺流程中通常包括混合、絮凝、沉淀或澄清、过 滤及消毒。工艺流程见图23-1。消毒剂 原水 混合 絮疑沉淀池 滤池 清水池 二级泵房 用户

澄清池

图23-1 地表水常规处理工艺流程

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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 在过滤前设一微絮凝池，称为微絮凝过滤。 工艺流程见图23-2。混合剂 高分子助滤剂 消毒剂

原水

混合

直接过滤池

清水池

二级泵房

用户

图23-2 地表水一次净化工艺流程

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当原水浊度高，含沙量大时，为了达到预 期的混凝沉淀(或澄清)效果，减少混凝 剂用量，应增设预沉池，工艺流程见图23 -3。混凝剂 原水 预沉池或沉沙池 混合 絮疑沉淀池 滤池 消毒剂 清水池 二级泵房 用户

澄清池

图23-3 高浊度水处理工艺流程

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23.2.2工业用水处理工艺 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23-4。混凝剂 原水 混合 澄清池 砂滤池

O3 臭氧接触池

用户

二级泵房

砂滤池 CL2

活性碳滤池

图23-4 受污染水源处理工艺(Ⅰ)

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受污染水源还有其他处理工艺。例如有的 在常规处理工艺前增加生物预处理；有的 在常规处理工艺中投加粉末活性炭等。图 23-5为增加生物预处理工艺图。

混凝剂 原水 生物处理 混合 絮疑沉淀 过滤

消毒剂 清水池 二级泵房 用户

图23-5 受污染水源处理工艺(Ⅱ)

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23.2.3生

活污水回用工艺回用水处理工艺流程 1.优质杂排水水和杂排水为回用水水源的 水处理工艺流程(1)物理化学处理混凝剂 消毒剂

原水

格栅

调节池

絮凝沉淀或气浮 污泥

过滤

消毒

中水

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(2)生物处理与物理化学处理消毒剂

原水

格栅

调节池

生物处理 污泥

过滤

消毒

中水

2. 生活排水为回用水水源的水处理工艺流程 (1)二段生物处理

原水

格栅

调节池

一段生物处理

沉淀池 污泥

二段生物处理

沉淀池

过滤

消毒

中水

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(2)生物处理与物化处理结合

原水

格栅

调节池

生物处理

过滤

混凝剂

消毒剂

混凝沉淀或气浮 污泥

消毒

中水

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23.3水厂的平面及高程布置1.水厂的平面布置 水厂的基本组成分为两部分：(1)生产构筑物 和建筑物，包括处理构筑物、清水池、二级泵站、 药剂间等；(2)辅助建筑物。其中又分生产辅助建 筑物和生活辅助建筑物两种。前者包括化验间、修 理部门、仓库、车库及值班宿舍等；后者包括办公 楼、食堂、浴室、职工宿舍等。 作水厂平面布置时，应考虑下述几点要求：

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(1)布置紧凑，以减少水厂占地面积和连接管 (渠)的长度，并便于操作管理。 (2)充分利用地形，力求挖填土方平衡以减少 填、挖土方量和施工费用。 (3)各构筑物之间连接管(渠)应简单、短 捷，尽量避免立体交叉，并考虑施工、检修方便。 (4)建筑物布置应注意朝向和风向。 (5)又条件时(尤其是大水厂)最好把生产区 和生活区分开，尽量避免非生产人员在生产去通行 和逗留，以确保生产安全。 (6)对分歧建造的工程，既要考虑近期的完整 性，又要考虑远期工程建成后整体布局的合理性。

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水厂平面布置一般均需提出几个方案进行 比较，以便确定在技术经济上较为合理的 方案。图23-6为水厂平面布置一例。56.3m 综 合 楼163.7 m

公 路

小桥

机 修 二 级 泵 房

警 卫 室 仓 库

69.7m

车 库

北

取 水 干 渠

159.5m 喷水池 清水池快 滤 池

加氯加药间药剂库

翻砂场 平流沉淀池 隔板絮凝池快 滤 池

吸水井 配 电 室 清水池

排 水 泵

平流沉淀池

二 级 泵 房

图23-6 水厂平面布置

92.3m

吸水井

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2.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。水头损失应通过 计算确定，并留有余地。 图23-7为图23-6中构筑物高程布置图。各构筑物之间 水面高差由计算确定。17.70 17.00

13.70 12.80 设计地面标高 10.00 10.60 10.00 10.30 6.50 8.60 8.20 5.10 二级泵房 吸水井 清水池 快滤池 絮凝沉淀池 一级泵

房 8.15 7.85 9.20 取水干渠 5.78 吸水井 10.40 最高水位9.12 最低水位7.56

图23-7 水厂高程布置

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23.4水厂的生产过程监控与自动控制 水厂内检测仪表的设置 水厂自动化设计要求

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23.5给水处理工艺系统设计计算实例23.5.1 水厂工艺流程选择 根据源水水质情况和该市自来水公司现有水厂的生产运 转经验，决定近期和二期仍采用常规处理工艺，远期考虑增 加生物预处理和深度处理工艺。同时，为了节约投药量，提 高水厂自动化水平，决定采用已较成熟的自动加矾、加氯技 术。在常规处理工艺中，注意选择适合水源水质、水厂规模 和地形特点，并有利于提高出厂水水质的处理构筑物。这些 构筑物主要包括：隔板、折板组合式絮凝地、新型平流式沉 淀池和V型滤池。此外，为了保护湘江水源，沉淀池排泥水 和滤池反冲洗水均进入回收水池浓缩，上清液回收，下部沉 泥用来回填水厂及其周围洼地。

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23.5.2 水厂主要构筑物设计1. 混合 2. 絮凝与沉淀池排水管 排至污水回收泵房 穿孔排泥管 DN300 26000

2800 2800 2800 2800 2800 3100 2800 2800 2800 2800 2800

下 下 上 下 上 下 上 下 上 上 上 下 下

虹 吸 式 排 泥 机

集水槽 导流墙

虹 吸 式 排 泥 机

排泥管 DN3001800

配水花墙 28002800 2800 9600 2000 10000 27000 27000 27000 10000 1500

500

图23-8 絮凝沉淀池平面图

3625 3500 3500 3625 3760 3625 3500 3500 3625

上

33560

2000

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3. 滤池及反冲洗系统

5.40

3.35 3.20 3.40 2.10 0.80 3.100.72

3.40 1.70

3.80 2.35 1.90 0.85 0.28 0.05

3.54 2.10 0.80

-0.63~-0.80150 150 1400 300 1000

2-2300 10010

-0.30 -2.00300

0.00

300 10010 1400

150

150

图23-9 V型滤池剖面图图4-21 V型滤池剖面图

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4. 清水池 清水池有效容积按设计规模的10%计算， 近期设10000 m3清水池1座，采用钢筋砼结 构，有效水深取4.2m。 5. 送水泵房 土建设计规模为30万m3/d,近期设备安 装按10万m3/d考虑。时变化系数取1.36,出 厂压力取20.0~28.0m,一期安装卧式离心泵 机组3套，1大2小，其中1台为调速水泵。 6. 加矾、加氯系统

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23.5.3 水厂总体布置1 构筑物布置孔室折板絮凝池 加 药 间 平流沉淀池 V 型 滤 池 清 水 池 综 合 办 公 楼 大门

砂

吸 水 井

配 水 泵 房 配 电 间

场

机 修 车 间

回收 水池 回 泵 收 房 露天堆场 远期污泥处理及深度处理预留用地 浴 室 食堂

图23-10 四水厂平面布置图

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67.95预加氯 加矾

68.30 67.80 67.50 66.79 69.09 64.50 67.48 63.70 64.00 63.69 60.32 64.00 63.70 59.50 57.40 63.30 63.00

加氯

44.05(P=1%)

45.50 42.00 36.00

64.00

59.90

27.93(P=97%) 21.50取水头部 取水泵 房

24.00

孔 室 折板 絮凝 池

平流 沉 淀 池

V 型滤 池

清水池

吸水 井

送 水 泵房

图23-11 四水厂高程布置图