【正文】 細(xì)小、輕松，不易下沉，使絮凝沉淀和過濾效果很差，濾后水濁度一般在7～10NTU以上，有的竟高達(dá)20NTU。試驗(yàn)表明，水溫每升高10℃，絮凝速率要增高2倍，在冬季水溫低至0～2℃時(shí)，凝聚與絮凝效果很差。這主要是由于微粒的布朗運(yùn)動(dòng)、膠體顆粒間的靜電斥力和膠體顆粒表面的水化作用所造成的，因而水中膠體微粒能否相互接近直至結(jié)合成絮體，主要取決于動(dòng)力、斥力和引力這三種力的綜合作用，其中布朗運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能主要同水溫有關(guān)，靜電斥力和范德華引力的勢(shì)能卻與微粒間距成反比關(guān)系，所以從混凝沉淀理論上看，水溫低對(duì)絮凝沉淀的影響是很大的?；谏鲜龇治?，要解決低溫、低濁度水處理的技術(shù)難題，就應(yīng)從改變凝聚劑的性質(zhì)、促進(jìn)絮體形成、提高濁度促進(jìn)泥渣吸附等方面著手，提高混凝沉淀效果，才能從根本上解決問題。為此，應(yīng)選擇合適的構(gòu)筑物，投藥除投加凝聚劑外，還應(yīng)投加某些輔助藥劑以改善絮凝效果，這類藥劑稱為助凝劑。使用時(shí)，各有一定的工藝要求，并且與原水水質(zhì)有密切關(guān)系，必須因地制宜，通過實(shí)踐確定投加率和投加點(diǎn)。在這方面具體措施有兩個(gè)，一個(gè)是將過濾反沖洗廢水回流到混合池內(nèi)與原水混合，另一個(gè)是將沉淀（或澄清池）泥渣回流到絮凝池內(nèi)。③選擇適宜、高效的絮凝方法絮凝效果對(duì)低溫低濁水處理尤為重要，以往的絮凝池，如隔板絮凝池、穿孔旋流絮凝池等，在處理低溫低濁水時(shí)不夠理想。預(yù)處理預(yù)處理包括生物預(yù)處理和化學(xué)預(yù)處理等。該工藝是隨飲用水水源污染的加劇而發(fā)展起來的，常作為絮凝、沉淀、過濾等常規(guī)處理工藝的前處理。生物預(yù)處理填料上生長(zhǎng)著細(xì)菌、原生動(dòng)物、后生動(dòng)物等微生物，構(gòu)成生物膜，在與水接觸中，生物膜上的微生物攝取、分解水中的有機(jī)物、氮、磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，從而使水得到凈化。①預(yù)臭氧處理臭氧是一種常溫下不穩(wěn)定的氣體，可溶于水。臭氧在水中的保持能力，隨水的濁度而定，它既和水中雜質(zhì)反應(yīng)，自身也發(fā)生衰變，20～25℃時(shí)在蒸餾水中的半衰期為165min，在空氣中為12h，具有刺激性氣味，強(qiáng)腐蝕性。預(yù)臭氧處理的目的是利用臭氧的強(qiáng)氧化能力，對(duì)常規(guī)處理工藝進(jìn)行強(qiáng)化，以提高出廠水水質(zhì)。但是氯與水中致突變前驅(qū)物質(zhì)相作用，使水的致突變活性強(qiáng)度增加，影響人的身體健康。各種工藝去除效果比較詳見下表：各種工藝去除效果比較表 表73序號(hào)工藝作用機(jī)理功能去除效果（%）有機(jī)物CODMn氨氮亞硝酸鹽色嗅味AOCAmes突活性1常規(guī)工藝混凝、接觸凝聚除濁、消毒2010～20負(fù)增長(zhǎng)一定少量負(fù)增長(zhǎng)2活性炭吸附物理吸附、部分生物降解去除有機(jī)物20～50少量少量很有效部分很有效3臭氧活性炭化學(xué)氧化、物理吸附、生物降解去除有機(jī)物20～5080～9080～90很有效很有效很有效4生物預(yù)處理生物降解、吸附、絮凝去除氨氮、亞硝酸鹽氮、有機(jī)物10～2585～9090部分有效不明顯5強(qiáng)化混凝創(chuàng)造良好水力條件、吸附架橋充分發(fā)揮混凝作用增加8～10基本無基本無少量少量不明顯6強(qiáng)化過濾生物降解、絮凝吸附、物理吸附去除氨氮、亞硝酸鹽氮、部分有機(jī)物10～1580～89少量部分少量根據(jù)原水水質(zhì)分析，對(duì)比出水水質(zhì)指標(biāo)，目前，不能滿足現(xiàn)行《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB5749－2006）需要加以處理的項(xiàng)目主要是濁度。隨著社會(huì)的發(fā)展、生活水平的提高、人們對(duì)水中有害物質(zhì)認(rèn)識(shí)的進(jìn)一步深化，飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)將可能進(jìn)一步提高。為此，現(xiàn)階段某區(qū)自來水廠凈水工藝不僅需要考慮降低出水濁度，同時(shí)還要考慮對(duì)原水中大量有機(jī)物的處理。 凈水工藝選擇常規(guī)凈水工藝選擇考慮的重點(diǎn)應(yīng)是進(jìn)一步降低出水濁度。根據(jù)原水水質(zhì)分析，對(duì)比出水水質(zhì)指標(biāo)，不能滿足《城市供水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》和《生活飲用水衛(wèi)生規(guī)范》需要加以處理的項(xiàng)目有濁度、總大腸菌群等。工藝流程如下：某渠——取水頭部——取水泵房——混合——絮凝沉淀池——濾池——清水池——吸水井——送水泵房——城區(qū)管網(wǎng)根據(jù)以上工藝流程，設(shè)計(jì)提出以下兩個(gè)凈水構(gòu)筑物組合方案：方案一：取水泵房——管式混合——網(wǎng)格絮凝池、平流沉淀池——?dú)馑礇_洗V型濾池——清水池——吸水井——送水泵房方案二：取水泵房——機(jī)械混合——折板絮凝池、斜管沉淀池——翻板濾池——清水池——吸水井——送水泵房?jī)蓚€(gè)組合的優(yōu)缺點(diǎn)比較如下：混合混合是整個(gè)絮凝過程的重要環(huán)節(jié)，目的在于使投入水中的混凝劑能迅速而均勻的擴(kuò)散于水體，使水中的膠體脫穩(wěn)，提高凝聚效果。管式靜態(tài)混合器因其安裝容易、不需維修，無需動(dòng)力，在國(guó)內(nèi)水廠中被廣泛使用。適用于中小水廠凈水工藝。其優(yōu)點(diǎn)是混合效果不受水量變化的影響，在進(jìn)水流量變化過程中都能獲得良好的混合效果，缺點(diǎn)是需要?jiǎng)恿ν苿?dòng)，需要維護(hù)管理，并需土建配合建設(shè)混合池，投資大，適用于大型水廠及原水濁度變化較大的地方。絮凝絮凝是指水中的膠體顆粒脫穩(wěn)后，在絮凝設(shè)施中形成粗大密實(shí)且沉降性能良好的絮體顆粒。高速、高效的絮凝效果是最終出水水質(zhì)的有力保障。常用絮凝池主要依靠水流紊動(dòng)促使微絮凝體相互碰撞聚集成絮凝體，如各種類型的隔板反應(yīng)、折板反應(yīng)、機(jī)械攪拌反應(yīng)、旋流反應(yīng)和渦流反應(yīng)器。各格之間的隔墻上、下交錯(cuò)開孔。前端為密網(wǎng)，中段為疏網(wǎng)，末端不安裝網(wǎng)格。水流通過格間空洞流速及過網(wǎng)流速逐漸減小。網(wǎng)格具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，節(jié)省材料、水頭損失小及絮凝效果較好等優(yōu)點(diǎn)，在中小型規(guī)模水廠中應(yīng)用較廣泛。水流在異波折板之間縮、放流動(dòng)、在同波折板之間曲折流動(dòng)，形成眾多的小漩渦，提高了顆粒碰撞絮凝效果。在總的水流能量消耗中，有效能量消耗比例提高，所需絮凝時(shí)間縮短，池子體積減小。綜上所述，考慮本工程凈水廠設(shè)計(jì)規(guī)模3萬m3/d一組，規(guī)模相對(duì)較小，故本可研報(bào)告確定采用網(wǎng)格絮凝池。①平流沉淀池目前沉淀池國(guó)內(nèi)應(yīng)用較多的主要有斜管沉淀池和平流沉淀池。平流沉淀池是全國(guó)大中型水廠最推薦的池型，構(gòu)造簡(jiǎn)單，處理效果好，礬耗低，對(duì)水量和水質(zhì)變化的適應(yīng)性好，運(yùn)行管理方便。②斜管沉淀池斜管沉淀池的斜管部分容易形成藻類繁殖，帶來管理困難和影響水質(zhì)；斜管沉淀池由于使用塑料管，存在老化問題，使用8～10年后須更換，此外，因斜管沉淀池停留時(shí)間短，要求配套的絮凝池亦具有良好的效果。過濾給水處理中的過濾一般是指通過過濾介質(zhì)的表面或?yàn)V層截留水體中懸浮固體和其他雜質(zhì)的過程。在常規(guī)水處理過程中,過濾一般是指以石英砂等粒狀濾料層截留水中懸浮雜質(zhì)，從而使水獲得澄清的工藝過程。為了充分發(fā)揮濾料截留雜質(zhì)的能力,沖洗更干凈，節(jié)省沖洗水量，普快濾池逐漸被新出現(xiàn)的氣水反沖的單、雙層濾料濾池所取代。①“V”型濾池“V”型濾池是法國(guó)德格雷蒙公司設(shè)計(jì)的一種快濾池，進(jìn)水為“V”型槽，采用氣水反沖洗。一般采用均粒砂濾料，有效粒徑d10=～，不均勻系數(shù)K60=,～。②CTE翻板型濾池CTE翻板型濾池是瑞士蘇爾壽（Sulzer）公司下屬的技術(shù)工程部（現(xiàn)稱瑞士CTE公司）的研究成果?！?0176。濾池反沖洗時(shí)先關(guān)進(jìn)水閥門，然后按氣沖、氣水沖、水沖三個(gè)階段開關(guān)相應(yīng)的閥（板）。該型濾池具有出水水質(zhì)明顯提高、反沖洗水量少、反沖洗時(shí)間短、反沖周期長(zhǎng)。我國(guó)僅昆明自來水總公司與瑞士蘇黎世市供水局聯(lián)合試驗(yàn)研究處理滇池水時(shí)，（模型池）?！癡”型濾池與CTE翻板濾池優(yōu)、缺點(diǎn)比較詳見下表。，濾料微膨脹，可減少濾池深度，土建費(fèi)用較一般濾池省。，CTE濾池特別適合用作活性炭濾池；，便于管理；缺點(diǎn)土建施工技術(shù)要求高；，設(shè)備投資略大；，布水不均勻從上表可以看出，“V”型濾池自動(dòng)化程度高，管理簡(jiǎn)單，盡管土建施工技術(shù)質(zhì)量要求高，但設(shè)計(jì)、施工及生產(chǎn)管理經(jīng)驗(yàn)成熟；而CTE翻板濾池過濾機(jī)理與“V”型濾池相同，技術(shù)經(jīng)濟(jì)綜合比較相當(dāng)，從試驗(yàn)情況看處理效果也較好，但由于缺乏成熟的經(jīng)驗(yàn)，且在沖洗控制上較難把握，其程序調(diào)整也較困難。凈水工藝方案綜合比較表 表75序 號(hào)項(xiàng) 目方案一方案二1設(shè)備要求低較高（翻版濾池要求高）2自控要求高高3操作管理方便方便4施工進(jìn)度快一般5水頭損失一般一般6反沖洗耗水量小較小7運(yùn)行、維護(hù)費(fèi)用低高（斜管經(jīng)常更換）8出水水質(zhì)更好更穩(wěn)定一般9耐沖擊負(fù)荷性能強(qiáng)低10占地稍高低11總投資較高低根據(jù)上述綜合比較，方案一具有出水水質(zhì)好、運(yùn)行穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單、維護(hù)量少、應(yīng)用廣泛、運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)成熟等優(yōu)點(diǎn)，推薦采用方案一。首先，所選混凝劑必須符合衛(wèi)生質(zhì)量要求，對(duì)水質(zhì)不會(huì)造成污染。本工程混凝劑推薦采用聚合氯化鋁（PAC），投加點(diǎn)在配水混合井內(nèi)。投加點(diǎn)在配水混合井內(nèi)。飲用水水源容易受到糞便和生活污水等的污染，管網(wǎng)水在輸送過程中也可能由于各種原因受到污染，會(huì)使水中微生物增加，其中的致病菌可能引起多種水致疾病，如賈第蟲病、隱孢子蟲病、肝炎、脊髓灰質(zhì)炎、細(xì)菌性痢疾等，一旦發(fā)作，便會(huì)引起某個(gè)地區(qū)爆發(fā)性流行，涉及人數(shù)多，影響大。消毒是飲用水處理中必不可少的?；瘜W(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、有一定的持續(xù)作用、毒副作用小、能有效控制生成消毒副產(chǎn)物少的消毒劑是水處理工作者的理想選擇。同時(shí)，在凈水廠設(shè)計(jì)中也應(yīng)采用相應(yīng)的措施，防范于未然。當(dāng)原水出現(xiàn)輕度藻類現(xiàn)象，出水嗅閾值增高時(shí)，投加粉末活性炭。為使粉末活性炭吸附工藝在飲用水處理中更好地應(yīng)用，設(shè)計(jì)方案推薦采用粉末炭自動(dòng)投加成套設(shè)備。濕式投加是將粉末炭配成乳液，需要建立混合池、攪拌機(jī)及投加計(jì)量泵等設(shè)備，投資和占地面積相對(duì)較大。干式投加給料均勻、運(yùn)轉(zhuǎn)可靠、驅(qū)動(dòng)功率和占地面積小、操作管理方便、易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，水射器設(shè)備簡(jiǎn)單、使用方便、工作可靠。（2）投加點(diǎn)多數(shù)情況下，水廠設(shè)置的活性炭應(yīng)急投加點(diǎn)選擇在原水管道啟端或與混凝劑同時(shí)投加在混合池內(nèi)。故本次設(shè)計(jì)粉末活性炭投加點(diǎn)設(shè)置于反應(yīng)沉淀池前的配水混合井內(nèi)。 深度處理工藝選型隨著社會(huì)的發(fā)展、生活水平的提高、人們對(duì)水中有害物質(zhì)認(rèn)識(shí)的進(jìn)一步深化，飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)將可能進(jìn)一步提高。為此，在水廠的平面布置中，預(yù)留深度處理工藝用地。預(yù)O3+常規(guī)處理工藝流程投加預(yù)臭氧在水處理過程中的主要作用是消毒殺藻、氧化有機(jī)物質(zhì)、去除水中的嗅味及改善色度等。根據(jù)我院在某水廠進(jìn)行的試驗(yàn)研究結(jié)果，該工藝流程對(duì)有機(jī)物等去除效率不理想。常規(guī)+GAC處理工藝對(duì)色度、TON、高錳酸鹽指數(shù)、THMs的要求可以達(dá)到，并可使TOC、TOX降至微量，使出水水質(zhì)全面改善，但由于GAC濾池基本以吸附為主，生物作用較弱，故對(duì)氨氮的去除率低。因此從滿足水質(zhì)方面考慮該工藝仍具有一定的局限性。生物預(yù)處理+常規(guī)處理+O3BAC工藝流程生物預(yù)處理+常規(guī)處理+臭氧生物活性炭（O3BAC）工藝是處理受微污染水源水并保證高質(zhì)量出水水質(zhì)的一種有效方法。作為常規(guī)處理的預(yù)處理使整個(gè)工藝流程能夠得到更好的處理效果。該工藝主要是在常規(guī)處理前先進(jìn)行生物預(yù)處理，后經(jīng)過常規(guī)處理的出水再投加臭氧后，由活性炭濾池過濾后出水。根據(jù)國(guó)內(nèi)部分水廠的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，生物預(yù)處理+常規(guī)處理+ O3BAC工藝流程能夠有效地去除溶解性有機(jī)物，可以滿足氨氮、亞硝酸鹽氮的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，處理水質(zhì)可全面提高，而且出水穩(wěn)定、管理方便；尤其是臭氧生物活性炭的生物作用增強(qiáng)，減輕了活性炭吸附負(fù)荷，充足的溶解氧為好氧微生物提供了優(yōu)質(zhì)條件，生物活性炭利用微生物吸收被活性炭吸附的污染物，客觀上起到了使活性炭再生的作用，可以使活性炭的壽命大大延長(zhǎng)，從而降低運(yùn)行費(fèi)用。因此，本次預(yù)留的深度處理部分推薦采用臭氧生物活性炭過濾工藝。 廠區(qū)總圖方案 廠區(qū)布置原則（1）流程力求簡(jiǎn)短，避免迂回重復(fù)，使凈水過程中的水頭損失最??；（2）構(gòu)筑物盡量靠近，便于操作管理和聯(lián)系活動(dòng)；（3）盡量適應(yīng)地形，因地制宜地考慮流程，力求減少土石方；（4）注意構(gòu)筑物的朝向：濾池的操作廊、送水泵房、檢修間、辦公樓等有朝向要求，一般接近南北向較為合適；（5）考慮近遠(yuǎn)期的協(xié)調(diào)：當(dāng)水廠明確分期進(jìn)行建設(shè)時(shí)，流程布置應(yīng)統(tǒng)籌兼顧，既要有近期的完整性，又要求有分期的協(xié)調(diào)性，布置時(shí)應(yīng)避免近期占地過早過大；（6）有分期實(shí)施的的計(jì)劃時(shí)，各凈水構(gòu)筑物系統(tǒng)應(yīng)盡量采用平行布置。廠區(qū)選址處現(xiàn)狀為自然丘陵山地，規(guī)劃用地性質(zhì)為公園綠地。由于本次選擇凈水工藝為取水泵房——管式混合——網(wǎng)格絮凝、平流沉淀池——?dú)馑礇_洗V型濾池——清水池——吸水井——送水泵房，由于取水泵房位于廠區(qū)外部，廠區(qū)內(nèi)主工藝為管式混合、網(wǎng)格絮凝平流沉淀池、氣水反沖洗V型濾池、清水池和二級(jí)泵房等主要構(gòu)建筑物。由于平流沉淀池構(gòu)筑物較長(zhǎng)，工藝呈U型布置，南進(jìn)西出，進(jìn)出廠管道布置流暢。其中廠區(qū)預(yù)留遠(yuǎn)期生物前處理構(gòu)筑物和清水池前預(yù)留后期活性炭及臭氧深度處理構(gòu)筑物的空間。輔助生產(chǎn)區(qū)位于廠區(qū)的西北部，生產(chǎn)區(qū)位于廠區(qū)的東南部。廠區(qū)主入口與新園大道銜接，次入口與創(chuàng)新大道銜接；主入口位于廠區(qū)西側(cè)，次入口位于廠區(qū)北側(cè)，交通較為方便。2）根據(jù)城區(qū)供水壓力需求及供水范圍大小，合理確定供水分區(qū)。4）管網(wǎng)最不利點(diǎn)可以放大管徑，可以超經(jīng)濟(jì)流速，對(duì)于管網(wǎng)末梢自由水頭超28m可以減小管徑，降低投資。6）盡量利用原有給水管道，對(duì)于小于DN200的給水管道，考慮到其對(duì)整個(gè)管網(wǎng)的水力條件影響不大，并且有相當(dāng)多的管道不在規(guī)劃道路之上，故不參與管網(wǎng)計(jì)算，而將其作為配水支管考慮。供水必須安全可靠，當(dāng)局部管網(wǎng)發(fā)生事故時(shí)，斷水范圍為最小。a）結(jié)合城區(qū)發(fā)展，城區(qū)及工業(yè)供水管網(wǎng)按單一水源統(tǒng)一進(jìn)行設(shè)計(jì)；b）供水管網(wǎng)系統(tǒng)采用生活—生產(chǎn)—消防供水管網(wǎng)系統(tǒng)；c）供水管網(wǎng)按最高日最大時(shí)進(jìn)行設(shè)計(jì)?！?，～，管網(wǎng)末梢最不利點(diǎn)的流速可相對(duì)減??；2）、。 給水管材比較對(duì)于配套管網(wǎng)改擴(kuò)建工程來說，管材的選擇是很重要的，它直接關(guān)系著供水的安全性和經(jīng)濟(jì)性。（2）水密性，它是保證管網(wǎng)有效而經(jīng)濟(jì)地工作的重要條件。同時(shí)，管網(wǎng)漏水嚴(yán)重時(shí)也會(huì)沖刷地層引起嚴(yán)重事故。（4）價(jià)格較低，使用年限較長(zhǎng)，并且有較強(qiáng)的防止水和土壤的侵蝕能力。此外，還要考慮到水管承受的水壓、外部荷載、埋管條件、供應(yīng)情