【正文】 題研究內(nèi)容 取水 工程：取水方案位置的確定、取水構(gòu)筑物的形式和設(shè)備的設(shè)計(jì)計(jì)算并繪圖。 給水處理工程：凈水廠場址的選擇、水處理方案的比較與選擇、工藝流程、總平面布置，各構(gòu)筑物的形式、尺寸及設(shè)備選擇 、構(gòu)筑物的原理及效果的設(shè)計(jì)計(jì)算并繪圖。 三、 水處理的發(fā)展趨勢 隨著飲用水源污染的加劇，對于受到微 污染的飲用水源的預(yù)處理技術(shù)也顯得越來越必要，而生物處理技術(shù)自身所擁有的特點(diǎn)，使得這類技術(shù)在飲用水的預(yù)處理領(lǐng)域得到了較大的發(fā)展。 已經(jīng)從 物理化學(xué)處理 過渡到 生物處理法 ， 生物化學(xué)處理法： 城市給水水源、生活污水以及工業(yè)廢水含有懸浮物質(zhì)，水處理中的物理處理技術(shù)就是要去除這些水中的懸浮物質(zhì)，這類處理技術(shù)主要有沉淀、浮選、膜分離、吸附等。在城市給水水源、生活污水以及工業(yè)廢水中含有含量不等的各種有機(jī)物質(zhì)，化學(xué)處理技術(shù)就是為了去 除水中的這類污染物質(zhì)，這類化學(xué)處理技術(shù)主要有萃取、離子交換、光照、電化學(xué)、還原法和氧化法等。 根據(jù)物理化學(xué)處理技術(shù)專利申請的總量來看，存在一個明顯的分界：在 1990 年代以前，物理化學(xué)技術(shù)專利的申請量比較少， 1990 年代以后專利申請的數(shù)量有了大幅度的提高，這說明在 1990 年代以后，物理化學(xué)處理技術(shù)在中國有了很大的發(fā)展。其中實(shí)用新型專利的申請數(shù)量在 1990 年代以前比發(fā)明專利數(shù)量少， 1990年代以后則遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過發(fā)明專利，這說明了在物理化學(xué)處理技術(shù)領(lǐng)域中，有相當(dāng)一部分處理技術(shù)在中國處于發(fā)展階段，處于技術(shù)改進(jìn)階段。 生 物處理發(fā)： 生物處理技術(shù)主要是去除生活污水、工業(yè)廢水中的有機(jī)污染物，相對于物理化學(xué)處理技術(shù)而言，這類技術(shù)的運(yùn)行成本要低得多，因此這類技術(shù)在近 20年中在中國有了很大的發(fā)展。此外隨著飲用水源污染的加劇，對于這些受到微污染的飲用水源的預(yù)處理技術(shù)也顯得越來越必要，而生物處理技術(shù)自身所擁有的特點(diǎn)，使得這類技術(shù)在飲用水的預(yù)處理領(lǐng)域也得到了較大的發(fā)展。生物處理技術(shù)根據(jù)是否需要氧氣可以分為好氧處理技術(shù)，主要包括活性污泥法和生物膜處理技術(shù)；厭氧處理技術(shù)；以及好氧和厭氧聯(lián)合處理技術(shù)等。根據(jù)生物處理技術(shù)專利申請的總量來看，這項(xiàng)技術(shù) 在近 20 年中發(fā)展的速度非常快，所申請的發(fā) 7 明專利從 1990 年以前平均每年 16 項(xiàng)左右發(fā)展到了最近三年平均 80 項(xiàng)左右，所申請的實(shí)用新型專利從 1990 年以前的平均每年 8 項(xiàng)左右發(fā)展到了最近三年平均80項(xiàng)左右。從發(fā)明專利和實(shí)用新型專利申請的數(shù)量對比來看，這兩類專利相差并不多，基本一致，這說明了這項(xiàng)技術(shù)在污水處理中在當(dāng)前階段處于蓬勃發(fā)展的階段，在不斷的創(chuàng)新和技術(shù)改進(jìn)。 8 第一章 概況 設(shè)計(jì)任務(wù) 工程名稱： 40000m3/d 自來水廠處理工程設(shè)計(jì)（地表水源） 工程類型：市政供水工程 設(shè)計(jì)原則 （ 1） 水源 水質(zhì)良好，水量充沛 ，便于衛(wèi)生防護(hù)。水質(zhì)良好，要求原水水質(zhì)符合 GB38— 2020 標(biāo)準(zhǔn)要求；水量充沛要求地下水取水量小于等于允許開采量，地表水取水量小于等于其枯水期的可取用水量。水源可取用水量既要保證近期用水量，也要滿足遠(yuǎn)期用水量；便于衛(wèi)生防護(hù)，要求所選水源衛(wèi)生防護(hù)地 帶設(shè)置符合 GB3838— 2020 中的有關(guān)規(guī)定。 （ 3） 所選水源可使取水，輸水，凈化設(shè)施安全經(jīng)濟(jì)和維護(hù)方便。 （ 4） 所選水源有條件時應(yīng)集中與分散取水，地下水與地表水相結(jié)合。 （ 5） 所選水源具有施工條件 ： 該城市南面有一個水量充沛，水質(zhì)良好的百脈泉系，經(jīng)勘測和檢驗(yàn)，作 為生活飲用水水源，該城市的地勢比較平坦，沒有較大的起伏變化，城市的街區(qū)分布比較均勻，城市中各工業(yè)、企業(yè)和公共建筑等用戶對水質(zhì)水壓沒有特殊要求。經(jīng)綜合比較，決定采用統(tǒng)一給水系統(tǒng)，城市給水管網(wǎng)的布置取決于城市的平面布置、水源、調(diào)節(jié)構(gòu)筑物的位置、大用戶的分布等。 設(shè)計(jì)任務(wù)與要求 （ 1）工程規(guī)模： 根據(jù)綜合考慮和要求預(yù)計(jì)水廠總規(guī)模為 4000 m3/d。 （ 2）水質(zhì)： 水源 水質(zhì) 為 中華人民中和國國家標(biāo)準(zhǔn)《生活飲用水衛(wèi)生二級標(biāo)準(zhǔn)》（ GB 57492020） . （ 3）水質(zhì)要求： 1. 為防止介水傳染病的發(fā)生和傳播，要 求生活飲用水不含病原微生物。 ，要求水中的 化學(xué)物質(zhì)及放射性物質(zhì)不引起急性和慢性中毒及潛在的遠(yuǎn)期危害（致癌、致畸、致突變作用）。 3．水的感官性狀是人們對飲用水的直觀感覺，是評價水質(zhì)的重要依據(jù)。生活飲用水必須確保感官良好，為人民所樂于飲用。 。經(jīng)常規(guī)凈化處理（如絮凝、沉淀、過濾、消毒等），其水質(zhì)即可達(dá)到 GB5749 規(guī)定，可供生活飲用者 。 （ 4）應(yīng)用成熟且適合本項(xiàng)目情況的工藝、技術(shù)。工藝合理，布局緊湊、設(shè)備運(yùn)行經(jīng)濟(jì)可靠，便于操作。設(shè)計(jì)說明 書調(diào)理清晰、層次通順、格式規(guī)范。 9 （ 5）水質(zhì) 二 標(biāo)準(zhǔn)的限值見表 : 色 不應(yīng)有明顯的其他異，色渾濁度（度） ≤3 嗅和味 應(yīng)有明顯的異臭、異味 pH值 ~ 總硬度（以碳酸鈣計(jì)） （ mg/L） ≤ 450 溶解鐵 （ mg/L） ≤ 錳 （ mg/L） ≤ 銅 （ mg/L） ≤ 鋅 （ mg/L） ≤ 揮發(fā)酚（以苯酚計(jì) （ mg/L） ≤ 陰離子合成洗滌劑 （ mg/L） ≤ 硫酸鹽 （ mg/L） 250 氯化物 （ mg/L） 250 溶解性總固體 （ mg/L） 1000 氟化物 （ mg/L） ≤ 氰化物 （ mg/L） ≤ 砷 （ mg/L） ≤ 硒 （ mg/L） ≤ 汞 （ mg/L） ≤ 鎘 （ mg/L） ≤ 鉻（六價） （ mg/L） ≤ 鉛 （ mg/L） ≤ 銀 （ mg/L） ≤ 鈹 （ mg/L） ≤ 氨氮（以氮計(jì)） （ mg/L） ≤ 硝酸鹽（以氮計(jì)） （ mg/L） ≤ 20 耗氧量（ KMnO4 法） （ mg/L） ≤ 6 苯并（α）芘 （μ g/L） ≤ 滴滴涕 （μ g/L） ≤ 1 六六六 （μ g/L） ≤ 5 百菌清 （ mg/L） ≤ 總大腸菌群 （個 /L） ≤ 10000 總α放射性 （ bq/L） ≤ 總 223。 放射性 ≤ 1 10 第二章 供水方案的選擇 水源選擇 設(shè)計(jì)中水源選擇一般考慮一下原則： 1． 所選水源水質(zhì)良好，水量充沛，便于衛(wèi)生防護(hù)。 2． 所選水源可使取水，輸水，凈化設(shè)施安全經(jīng)濟(jì)和維護(hù)方便。 3． 所選水源具有施工條件。 凈水工藝的要求 城鎮(zhèn)水廠凈水處理的目的是去除原水中懸浮物質(zhì)，膠體物質(zhì)、細(xì)菌、病毒以及其他有害萬分，使凈化后水質(zhì)滿足生活飲用水的要求。 生活飲用水水質(zhì)應(yīng)符合下列基本要求： ① 水中不得含有病原微生物。 ② 水中所含化學(xué)物質(zhì)及放射性 物質(zhì)不得危害人體健康。 ③ 水的感官性狀良好。 廠址選擇原則 凈水廠 廠址的選擇，應(yīng)符合城市總規(guī)劃和相關(guān)專項(xiàng)規(guī)劃，并根據(jù)一下因素，通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定： （ 1） 給水系統(tǒng)布局合理； （ 2） 不受洪水威脅； （ 3） 有較好的工程地質(zhì)條件； （ 4） 有良好的工程地質(zhì)條件； （ 5） 有便于遠(yuǎn)期發(fā)展控制用地的條件； （ 6） 有良好的衛(wèi)生環(huán)境，便于設(shè)立護(hù)地帶； （ 7） 少拆遷，不占或少占良田； （ 8） 施工，運(yùn)行和維護(hù)方便。 根據(jù)以上原則，具體廠址選在 邳州大 河流旁邊，建造一座再來水廠。 11 一般水源凈水工藝流程選擇參考 給水處理工藝流程的選擇與原水水質(zhì)和處理后的水質(zhì)有關(guān) 。結(jié)合給水水質(zhì)的特點(diǎn)，水處理工藝流程間表 。 凈水工藝流程 適用條件 Ⅰ 原水→簡單處理（如用篩網(wǎng)過濾） 水質(zhì)要求不高，如某些工業(yè)冷卻用水， 只要求去除粗大雜質(zhì)。 Ⅱ 原水→混凝沉淀或澄清→過濾→消毒 一般進(jìn)水濁度不大于 2020~3000NTU，短時間內(nèi)可達(dá) 5000~10000NTU Ⅲ 原水→接觸過濾→消毒 進(jìn)水濁度一般不大于 25NTU，水質(zhì)較穩(wěn)定且無藻內(nèi)繁殖 Ⅳ 原水→混凝沉淀→過濾→消毒（洪水期） 原水→自然預(yù)沉→接觸過濾→消毒（平時） 山溪河流。水質(zhì)經(jīng)常清晰，洪水時含泥沙量較高 Ⅴ 原水→混凝→氣浮→過濾→消毒 經(jīng)常濁度較低，短時間不超過 100NTU Ⅵ 原水→（調(diào)蓄預(yù)沉或自然預(yù)沉或混凝預(yù)沉）→混凝沉淀或澄清→過濾→消毒 高濁度水二級沉淀（澄清）工藝，適用于含沙量大、砂峰持續(xù)時間較長的原水處理 Ⅶ 原水→混凝→氣?。ǔ恋恚^濾→消毒 經(jīng)常濁度較低，采用氣浮澄清；洪水期濁度較高，則采用沉淀工藝 12 水廠工藝流程確定 凈水工藝方案： 在來水廠工藝選擇考慮的重點(diǎn)影視去除濁度、藻類及殺菌。根據(jù)上述凈水工藝分析，先采用預(yù)處理 +常規(guī)處理的工藝的流程。本工藝的設(shè)計(jì)重點(diǎn)在于 經(jīng)濟(jì)合理的組合構(gòu)筑物、優(yōu)化設(shè)備選擇型，以期凈水工藝達(dá)到投資經(jīng)濟(jì)合理、運(yùn)行安全可靠、節(jié)能將耗、便于運(yùn)行、維護(hù)和管理的工程建設(shè)目的?，F(xiàn)設(shè)計(jì)提出 三種工藝方案： 方案一： 方案二： 方案三： 13 方案比較 （一）消毒 水的消毒處理是生活引用水處理工藝中的首要工序也是最后一道工序，其目的在于殺滅水中有害微生物（病原菌、病毒），防止水質(zhì)傳染的危害。 化學(xué)物質(zhì)的比較如下表所示： 化學(xué)物質(zhì) 優(yōu)缺點(diǎn)點(diǎn) 適用條件 液氯 優(yōu)點(diǎn)： 消毒效果穩(wěn)定； 設(shè)備簡單，造價和運(yùn)行費(fèi)用低 ； 余氯保持時間長。 缺點(diǎn)： 加氯量較大時，能導(dǎo)致水味不良 適用于處理站和病房，居民區(qū)保持一定的距離，處理站必須設(shè)置安全報(bào)警及安全防護(hù)裝置。 二氧化氯 優(yōu)點(diǎn)： 消毒能力較強(qiáng)； 能在管網(wǎng)中保持時間長。 缺點(diǎn)： 價格昂貴； 化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定，氣態(tài)二氧化氯易爆炸。 適用于傳染病醫(yī)院 漂白粉 優(yōu)點(diǎn)： 具有液氯的持續(xù)消毒作用； 投加設(shè)備簡單。 缺點(diǎn)： 價格高； 容易分解； 漂白粉有效含氯量，只有 20%~30%， 導(dǎo)致調(diào)制不變； 計(jì)量投配困難。 只適用于消毒比較集中小型水廠 根據(jù)比較和現(xiàn)實(shí)水廠運(yùn)行選擇液氯可以滿足水廠運(yùn)行。 （二 ） 混合設(shè)備 在給排水處理過程中原水與混凝劑，助凝劑等藥劑的充分混合是使反應(yīng)完善，從而使得后處理流程取得良好效果的最基本條件。混合是取得良好絮凝效果的重要前提，影響混合效果的因素很多，如藥劑的品種、濃度、原水溫度、水中顆粒的性質(zhì)、大小等?；炷巹┩度朐螅瑧?yīng)快速、均勻的分散于水中?；旌戏绞接兴没旌?、管道混合、靜態(tài)混合器、機(jī)械攪拌混合、擴(kuò)散混合器、跌水混合器等。 14 混合方式的 特點(diǎn)如表所示。 方式 優(yōu)缺點(diǎn) 適用條件 水泵混合 優(yōu)點(diǎn)： 設(shè)備簡單 混合充分，效果較好 不另消耗動能 缺點(diǎn)： 吸水管較多時，投藥設(shè)備要增加，安裝、管理較麻煩 配合加藥自動控制較困難 G 值相對較低 適用于一級泵房離處理構(gòu)筑物 120m 以內(nèi)的水廠 靜態(tài)混合器 優(yōu)點(diǎn)： 設(shè)備簡單，維護(hù)管理方便 不需土建構(gòu)筑物 在設(shè)計(jì)流量范圍，混合效果較好 缺點(diǎn) ： 運(yùn)行水量變化影響效果 水頭損失較大 混合器構(gòu)造太 復(fù)雜 適用于水量變化不大的各種規(guī)模的水廠 擴(kuò)散混合器 優(yōu)點(diǎn)： 不需外加動力設(shè)備 不需土建構(gòu)筑物 不占地 缺點(diǎn)：混合效果受水量變化有一定的影響 適用于中等規(guī)模的水廠 跌水混合 優(yōu)點(diǎn)： 利用水頭的跌落擴(kuò)散藥劑 受水量變化影響較小 不需外加動力設(shè)備 缺點(diǎn)： 藥劑的擴(kuò)散不易完全均勻 需建混合池 容易夾帶氣泡 適用于各種規(guī)模的水廠，特別當(dāng)重力流進(jìn)水水頭有富余時 由于水廠的的水量變化不大，根據(jù)比較，我們可以選擇靜態(tài)混合器作為本廠的混合設(shè)備。 15 （二） 絮凝池的選擇 絮凝過程就是在外力作用下，使具有絮凝性能的微絮粒相互接觸碰撞，而形成更大具有良好沉淀性能的大的絮凝體。目前國內(nèi)使用較多的是各種形式的水力絮凝及其各種組合形式，主要有隔板絮凝、折板絮凝、柵條（網(wǎng)格）絮凝、和穿孔旋流絮凝。