【正文】 炭的空隙分為大孔、過渡孔和微孔，大孔主要分布在活性炭表面，對(duì)有機(jī)物的吸附甚微，過渡孔是水中大分子有機(jī)物的吸附場(chǎng)所和小分子有機(jī)物進(jìn)入微孔的通道，而微孔則是活性炭吸附有機(jī)物的主要區(qū)域，微孔構(gòu)成的比面積占總面積的95%，活性炭對(duì)有機(jī)物的去除受有機(jī)物特性的影響，主要是有機(jī)物的極性和分子大小的影響，同樣大小的有機(jī)物，溶解度愈大，親水性愈強(qiáng)，活性炭對(duì)其吸附性愈差。常見深度處理技術(shù)還有：化學(xué)氧化、空氣攪拌、生物法、膜技術(shù)[14]及新型合成吸附劑等。其他新型消毒技術(shù)還有光氧化技術(shù)、光催化氧化技術(shù)、超臨界水氧化、超聲氧化法（UltrasonicIrradiation，UI）、微波消毒、高錳酸鉀氧化、高鐵酸鉀氧化、磁化消毒、表面接觸消毒技術(shù)、膜消毒技術(shù)、Fenton反應(yīng)、電化學(xué)氧化（ElectrochemicalOxidation）、凝效果、生物活性碳技術(shù)等。國際上已普遍應(yīng)用，特別是法國普及率很高?？蓪⑶杌铩⒎拥扔卸居泻ξ镔|(zhì)氧化為無害物質(zhì)；可氧化嗅味和致色物質(zhì)，從而減少嗅味，降低色度；可氧化溶解性鐵、錳，形成不溶性沉淀，通過過濾去除；可將生物難分解的大分子有機(jī)物氧化分解為易于生物降解的小分子有機(jī)物[8]。但成本較氯高；不易壓縮儲(chǔ)存，只能在使用現(xiàn)場(chǎng)制造。但自20世紀(jì)70年代發(fā)現(xiàn)氯消毒產(chǎn)生/三致物質(zhì)以后，人們開始重新審視消毒問題，并進(jìn)行了大量的研究工作。我國目前新建水廠較多采用的是“V”型濾池，其他型式的濾池如移動(dòng)罩濾池等連續(xù)過濾型式的濾池在小的水廠也有所應(yīng)用。不同國家選用不同的池型，主要是根據(jù)這些國家的不同水源條件所選擇的。進(jìn)入80年代，加強(qiáng)混合才成為給水界的共識(shí)，現(xiàn)常用的混合設(shè)備有：水力隔板混合、水泵混合、機(jī)械混合、靜態(tài)混合器、混合池、槽等?？焖賱×业幕旌希诨炷巹U(kuò)散和水中膠體的脫穩(wěn)。 飲用水處理工藝技術(shù)的研究進(jìn)展飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的不斷提高以及市政給水水源日益被污染，這對(duì)常規(guī)給水處理技術(shù)提出嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，許多水廠的出水水質(zhì)達(dá)不到飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的要求，面對(duì)這樣的情況，不得不對(duì)常規(guī)水處理進(jìn)行技術(shù)改造或技術(shù)革新[3]。這些方法，如化學(xué)氧化、活性炭吸附和強(qiáng)化混凝處理等，在過去的十多年里一直是主要的研究方向。因此，在這段時(shí)期里，研究出了許多比較經(jīng)濟(jì)的凈水技術(shù)和工藝，這些研究包括改進(jìn)沉淀池設(shè)計(jì)，出現(xiàn)了斜管沉淀池、斜板沉淀池和氣浮池等快速澄清工藝，還有快速過濾工藝和將絮凝、沉淀和過濾工藝組合在一起的專用集成設(shè)備。隨著科學(xué)技術(shù)和國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人民生活水平不斷提高，人們的保健意識(shí)不斷增強(qiáng)，對(duì)生活飲用水水質(zhì)的要求也有所提高；隨著我國加入WTO，面臨與國際接軌和對(duì)外開放的進(jìn)一步擴(kuò)大，城鎮(zhèn)供水與人民生活及城市發(fā)展息息相關(guān)。我國目前的給水處理技術(shù)從總體上、宏觀上講還停留在常規(guī)處理工藝階段，但具體看已有很大的變化；同樣一個(gè)沉淀或過濾工藝已衍生出許多種形式和新技術(shù)，這些新技術(shù)逐步改變了水處理工藝的面貌[1]。然而，到了20世紀(jì)80和90年代，新的問題出現(xiàn)了，即飲用水中存在的微量有機(jī)物對(duì)人體健康具有長期潛在的危害。根據(jù)我國現(xiàn)有經(jīng)濟(jì)和技術(shù)條件，在優(yōu)先考慮強(qiáng)化常規(guī)工藝的前提下，增加預(yù)處理和深度處理將是今后我國水廠進(jìn)行改造的主要方向。目前改善飲用水水質(zhì)有兩條途徑：一是控制污水的排放量及提高污水處理率，以保護(hù)飲用水源；二是強(qiáng)化處理工藝對(duì)受污染水源進(jìn)行深度處理[4]?；炷に囍饕コ械膽腋☆w粒、濁度和消毒副產(chǎn)物（DBPS）的前驅(qū)物質(zhì)—天然有機(jī)物（NOM）。 沉淀沉砂池去除污水中泥砂等粗大顆粒，有平流沉砂池和曝氣沉砂池；沉淀池除去有機(jī)和無機(jī)可沉懸浮物和膠體混凝物。 過濾集常規(guī)過濾、顆?；钚蕴课脚c生物膜氧化技術(shù)于一體的生物過濾[5]，可有效去除水中氨氮、鐵錳、有機(jī)物及濁度，改善和提高了飲用水的生物穩(wěn)定性和安全性，且運(yùn)行可靠、投資省、運(yùn)行費(fèi)用低。另外，在水源條件允許的情況下，直接過濾濾池也有應(yīng)用的實(shí)例。由于氯消毒產(chǎn)生/三致物質(zhì)，并且不能有效殺滅隱孢子蟲及其孢囊，因此消毒技術(shù)不斷被研究開發(fā)出來，如二氧化氯、臭氧、光催化消毒、紫外線及相關(guān)復(fù)合技術(shù)等[7]。常用于代替預(yù)氯處理或（混凝沉淀）前加氯，即作為第一次消毒及氧化。通過臭氧與其它消毒劑比較研究后得出以下結(jié)論：從消毒效果看，臭氧＞二氧化氯＞氯＞氯胺。但由于臭氧對(duì)細(xì)菌有顯著的后增長效果，因此近來人們注意將臭氧與其它凈水技術(shù)結(jié)合使用：如臭氧—氯、臭氧—紫外線消毒、臭氧與生物活性炭（O3各種新技術(shù)的問世，給人們帶來了新的希望，可是由于價(jià)格、性能或產(chǎn)品水生物穩(wěn)定性等方面的制約，這些新技術(shù)還不能替代氯消毒[12]。原水水質(zhì)是選擇飲用水深度處理工藝的依據(jù)[15]?；钚蕴繉?duì)水中氯化產(chǎn)生的“三致”物質(zhì)不能有效去除，特別是對(duì)鹵代烴前驅(qū)物和分子量大于3000的物質(zhì)去除效果更差。臭氧的強(qiáng)氧化性也造成它在水中不穩(wěn)定，容易失效，在管網(wǎng)中殺菌效果不能持久，因此臭氧很少在水深度處理工藝中單獨(dú)使用，在此基礎(chǔ)上發(fā)展了臭氧與活性炭聯(lián)用技術(shù)。[117]。為此，國外城市給水處理技術(shù)采取了一系列有效措施，確保了供水水質(zhì)的安全。其平流沉淀池短而寬，對(duì)出水設(shè)計(jì)要求不高，多用指形槽、溢流堰、淹沒孔口等形式。濾料多為2～3層，美國多為表面輔助沖洗多層濾池。給水處理的任務(wù)是通過必要的處理方法去除水中雜質(zhì)，使之符合生活引用或工業(yè)使用所要求的水質(zhì)。長期以來，給水工藝仍然是混合、絮凝、沉淀、過濾和消毒幾個(gè)階段，宏觀上理論上尚無重大突破，然而在微觀上，凈化工藝卻不斷地改進(jìn)，對(duì)給水處理的認(rèn)識(shí)也不斷地更新。對(duì)于不同的地區(qū)和水質(zhì)應(yīng)具體分析，不能盲目照抄照搬國外工藝。對(duì)于原水水質(zhì)較差的水廠，不能采取預(yù)氯化工藝，同時(shí)推廣新型的消毒劑。供水系統(tǒng)是城市不可缺少的基礎(chǔ)設(shè)施，供水的質(zhì)量與價(jià)格關(guān)系到國計(jì)民生。為此，本設(shè)計(jì)對(duì)給水處理廠的工藝進(jìn)行設(shè)計(jì)，并就實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)進(jìn)行探討。 黃河流域重點(diǎn)斷面水質(zhì)狀況表pHDO(mg/L)COD(mg/L)NH3N(mg/L)國家《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB5749—2006）。⑵ 沉砂池出水部分設(shè)計(jì)沉砂池出水采用薄壁溢流堰，渠道斷面采用矩形。污泥斗頂寬4m，污泥斗深h1=，采用HX814型車式吸泥機(jī)。堿式氯化鋁在我國從七十年代初開始研制應(yīng)用，因效果顯著，發(fā)展較快，目前應(yīng)用較普遍，具用使膠粒吸附電性中和和吸附架橋的作用。 混凝劑的配置和投加 混凝劑的溶解和溶液的配置常用的藥劑投加方法有干投法和濕投法兩種，濕投法是將混凝劑溶解后再配成一定濃度的溶解定量投加；干投法是將固體藥劑破碎成粉末后驚醒定量投加，由于試投法在實(shí)際中用較多，藥劑易于原水充分混合，不易堵塞入口，計(jì)量管理方便，且投量少，易于調(diào)節(jié)，因此本設(shè)計(jì)采用濕投法投藥。⑵ 溶解池的容積W1的計(jì)算 （4—2）設(shè)計(jì)中取W1=11m3。溶解池?cái)嚢柙O(shè)備采用中心固定式平槳板攪拌機(jī)，兩池材料都采用鋼筋混凝土，內(nèi)壁涂襯聚乙烯板。面積為119=99 m178。管式靜態(tài)混合氣直徑D混合： （4—3）式中：D——靜態(tài)混合器直徑，；Q——設(shè)計(jì)水量，m3/s；v——水流速度。本設(shè)計(jì)即采用垂直軸式機(jī)械絮凝池。則反應(yīng)池的水深H為： （5—3）。槳板寬度取b=，每根軸上槳板數(shù)為8塊，內(nèi)外各4塊。槳板旋轉(zhuǎn)時(shí)克服水的阻力所消耗的功率為： （5—7）式中：N0——槳板旋轉(zhuǎn)時(shí)克服水的阻力消耗的功率，kg 機(jī)械絮凝池平面示意圖6 沉淀池的設(shè)計(jì)固體顆粒在重力作用下從水中分離出來的過程即為沉淀。；⑷ ~，較高的清水區(qū)有助于出水均勻和減少日照影響和藻類繁殖；⑸ ，為使布水均勻，在沉淀池進(jìn)口處應(yīng)設(shè)穿孔墻或格柵等整流措施；⑹ 積泥區(qū)高度應(yīng)根據(jù)沉泥量，沉泥濃縮程度和排泥方式等確定；⑺ 斜管沉淀池采用側(cè)面進(jìn)水時(shí)，斜管傾斜以反向進(jìn)水為宜；⑻ 為了防止水流短路，應(yīng)在池壁和池管的空隙間安裝阻流墻等；⑼ 斜管沉淀池的出水系統(tǒng)應(yīng)與一般澄清池相同，可采用穿孔管或穿孔集水槽集水。； d——斜管的內(nèi)徑或邊距，d=25mm。 集水系統(tǒng)采用兩側(cè)淹沒孔口集水槽集水。⑵ 集水槽的寬度和高度計(jì)算① 假設(shè)穿孔集水槽的起端水流截面為正方形，也即寬度等于水深，則： （6—12）式中：B2——穿孔集水槽的寬度，m；Q2——穿孔集水槽的流量，m3/s。則集水槽高度H2為： （6—15）⑶ 集水干槽的計(jì)算集水干槽流量為Q1/2，則集水干槽實(shí)際流量Q3為： （6—16）由此可進(jìn)行以下計(jì)算：① 槽寬B3： （6—17）② 干槽起端水深h起： （6—18）③ 干槽終端水深h終： （6—19）設(shè)計(jì)中取B3=，h起=，h終=。取孔徑d4=25mm，則孔口面積f4為： （6—21）取孔距s=，則孔眼數(shù)目N為： （6—21）孔眼總面積∑f4為： （6—22）查表得kw=，則穿孔管斷面面積w為： （6—23）穿孔管直徑D4為： （6—24）取直徑D4=160mm，孔眼向下，與中垂線成45176。時(shí)，γ=。斜管沉淀池平面示意圖見附圖3。此工藝步驟是保護(hù)生活飲用水衛(wèi)生安全的重要措施。m2，表面掃洗用原水，~ L/s單池面積普遍設(shè)計(jì)為70~90m2，甚至可達(dá)100m2以上。m2）沖洗時(shí)間（min）第一步（氣沖）3第二步（氣水同時(shí)沖洗）空氣：15；水：44第三步（水沖）55由上表確定：總沖洗時(shí)間t=12min=；沖洗周期T=48h；~ L/(s⑵ 單座濾池面積F設(shè)計(jì)中設(shè)置四座濾池（即N=4），則每座濾池的面積F為： （7—2）⑶ 濾池的分格為了節(jié)省占地，選雙格V型濾池，池底板用混凝土，確定單格尺寸為：長（L）寬（B）=15m8m，單格面積f為120m2。⑸ 濾池高度的確定設(shè)計(jì)中?。簽V板下布水區(qū)高度H1=；濾板厚度H2=；濾層厚度H3=；濾池的水深H4=；濾池超高H5=。水封井出水堰總高⊿H水封為： （7—6）因?yàn)槊扛駷V池過濾水量Q單為： （7—7）所以水封井出水堰上水頭由矩形堰的流量公式： （7—8）式中：b——水封井寬度，b=； h水封——水封井出水堰上水頭的矩形堰高度，m。m2)，則： （7—10）V型濾池反沖洗時(shí)，表面掃洗同時(shí)進(jìn)行，q表水= L/(s⑶ 反沖洗用氣量Q反氣的計(jì)算充氣采用鼓風(fēng)機(jī)直接充氣，采用兩組，一用一備。反沖洗配氣支管流速為v氣支=左右，則配氣支管的截面積A氣支為： （7—16）A氣支為總面積，每個(gè)布?xì)庑】酌娣e為A氣孔=。m2)，q氣=15 L/(s② 排水集水槽，則排水集水槽起端高H起為： （7—22）式中HHH3為