净水工艺及水厂

图5－5
2.斜板斜管沉淀池
在沉淀池有效容积一定的条件下，增加沉淀面积，可使去
除率提高。 斜板沉淀池实际上是把多层沉淀池底板做成一定倾斜度， 以利排泥。斜板与水平面成600角，放置于沉淀池中，水从下向 上流动(或从上向下、或水平方向流动)，颗粒则沉于斜板底部。 当颗粒累积到一定程度时，便自动滑下。 斜管沉淀池实际上是把斜板沉淀池再进行横向分隔，形成 管状(矩形或六角形)。
必须用消毒方法将其杀死
当溶解于地下水中的铁、锰含量超过生活饮用水卫生标准时，
需采用除铁、除锰措施
如果水中钙、镁离子含量较高，则需要进行软化处理
对于高含盐量的水如海水及“苦咸水”则要进行淡化处理

二、城镇常用水处理构筑物
常规的净水工艺包括混凝、沉淀、过滤、消毒等，每种方法可用多种不同形式的净水
／m3，是世界上著名的高浑浊度水，长江最高浑浊度为23000
毫克／升
色度低，含盐量及硬度不大 细菌含量较多 水温变幅较大。此外，河流易受污染而含有各种有害物质。
3．湖泊及水库水
水浑浊度较低
藻类较多，使水产生色、臭、味
易受废水污染 含盐量比河水高。按含盐量分，有淡水湖、微咸水湖和咸
水湖三种。这与湖的形成历史、水的补给来源及气候条件有 关。咸水湖的水不宜生活饮用。我国大的淡水湖主要集中在
微生物
为了鉴别水源中杂质成分、含量及其变化规律，必须 进行水的物理，化学及细菌分析，有时还须进行水生物分 析。
水的物理分析包括：水温、浑浊度、悬浮固体，色度，
嗅和味等。
水的化学分析包括：pH值、碱度、硬度、硫酸盐、
氯化物、氨氮、亚硝酸盐、硝酸盐、耗氧量、溶解氧、
铁和锰以及铅、汞、氰化物、酚类化合物等各种有害或
到澄清。
当原水浊度较低(一般在150度以下)，且水质较好时，也可采
用原水直接过滤。过滤的作用，不仅能进一步降低水的浊度，而且
水中有机物、细菌乃至病毒等将随浊度的降低而被去除。残留于滤 后水中的细菌、病毒等在失去浑浊物的保护或依附时，在滤后消毒 过程中也将容易被杀灭，这就为滤后消毒创造了良好条件。 在生活饮用水的净化工艺中，有时沉淀池或澄清池可以省略，
（二）沉淀与澄清
沉淀就是水中的悬浮颗粒依靠重力作用从水中分离出来的
过程。完成沉淀过程的构筑物称为沉淀池。
目前中小城镇水厂常用的沉淀池有两种，即平流式沉淀池
和斜板斜管沉淀池。
1.平流式沉淀池
平流式沉淀池是应用较早，比较简单的一种沉淀池。它是 用砖石或钢筋混凝土建造的矩形水池。既可用于自然沉淀，也 可用于混凝沉淀。
1)硫酸铝[Al2(SO4)3· 18H20]：此产品有精制和粗制两种。
明矾是硫酸铝和硫酸钾的复盐Al2(SO4)3· K2SO4· 24H20，为无色 或白色结晶体，属天然矿物。 2)三氯化铁[Fecl3· 6H2O]：三氯化铁通常是具有金属光泽的褐 色结晶体。处理低温水效果较铝盐好。它具有不受温度的影响， 易溶解、易混合的优点，但同时也有易潮、腐蚀性强、不易保管 等缺点。 3)硫酸亚铁[FeSO4· 7H2O]：是废硫酸和废铁屑加工制成的半透 明绿色结晶体，俗称“绿矾”。硫酸亚铁的适用条件同三氯化铁， 但使用时pH值在8.1～9.6为宜。
第二节
给水处理基本方法
城市给水处理的目的是去除原水中悬浮物质、胶
体、病菌以及水中其他有害人体身体健康和影响工业 生产的有害杂质，使处理后水质满足现行生活饮用水 质标准和工业生产用水水质的要求。
一、给水处理方法
水处理方法应根据水源水质和用水对象对水质的要求确定。
1）当生活饮用水采用地面水时，需要进行混凝、沉淀(或澄
4)聚合氯化铝[Al2(OH)nCl6-n]m：也称聚氯化铝，是一种高 效无机高分子混凝剂。聚合氯化铝一般对各种水质以及水的pH 值适应性较强；絮凝体形成较快，且颗粒大而重；投量比硫酸 铝要低，目前应用比较广泛。
在选用混凝剂时要因地制宜，一般情况下可选用硫酸铝；
低温时可选用铁盐混凝剂；在货源和质量有保证的条件下，应 尽可能地选用聚合氯化铝。
斜板斜管沉淀池之所以能提高生产能力，主要是因为增加
了沉淀面积和改善了水力条件。根据浅层理论：当流量和颗粒
的沉降速度一定时，沉降效率与沉降面积成正比，与池深和池
的容积无关。即沉淀面积越大，沉降效率越高。在沉降池中加
设了斜板，增加了沉淀面积，同时使颗粒沉降距离大大缩短， 另外，过水断面的水力半径因湿周的增大而减小，从而改善了 水力条件，有利于提高沉淀效率。
絮凝池：
絮凝中必须控制一定的流速，创造适宜的水力条件。
絮凝池的种类较多，常用的有隔板絮凝池、旋流式
絮凝池等。考虑到设计需要，在城镇水厂中可采用网格 絮凝池。
网格絮凝池：是应用紊流理论的絮凝池。絮凝池分成许多面积相等的方格，水流 上下交错流动，直至出口，在全池约三分之二的分格内，垂直水流方向放置网格 或栅条，在水流通过时，形成了良好的絮凝效果。
管、配水槽、絮凝室、
分离区、集水区、污 泥浓缩室、搅拌设备 等组成，见图5－8。
图5－8
(2)水力循环澄清池
图5－9为水力循环澄清池。
它主要由以下四部分组成： 进出水系统：进水管、出水槽、
出水管。
混凝系统：喷嘴、喉管、喇叭口、 第一絮凝室、第二絮凝室。
分离系统：分离室。
排泥系统：浓缩室、排泥管、放 空管。
凝聚产生细小矾花。这些细小矾花还需要通过絮凝池进一步形 成沉淀性能良好、粗大而密实的矾花，以便在沉淀池中去除。
管式静态混合器
• 管式静态混合器具有快速高效混合、结 构简单，节约能耗、体积小巧等特点， 在不需外动力情况下，水流通过管道混 合器会产生分流、交叉混合和反向旋流 三个作用，使加入的药剂迅速、均匀地 扩散到整个水体中，达到瞬间混合的目 的，混合效率高达90~95%，可节省药 剂用量约20~30%，对提高水处理效果 ，节约能源具有重大意义。
斜板斜管沉淀池按水流的流向，一般可分为上向流、侧向 流和下向流三种，如图5－6所示。上向流的水流方向与沉泥滑 动的方向相反，通常称为异向流。斜管沉淀池均属异向流。 下向流的水流方向
则与沉泥的滑动方向相
同，通常称为同向流。 与异向流相比，同向流 构造复杂，容易堵塞。
图 5－ 6
(1)机械搅拌澄清池。 机械搅拌澄清池 的结构，主要由进水
（2）混凝剂的配制和投加 1）配制 城镇小水厂中通常采用溶解缸和溶液缸进行配制。
2）投加
根据投药点的不同而决定，一般分为重力投加和压力 投加两种。
重力投加是百度文库靠重力作用把混凝剂加入原水中的投加方法。
当投加点选择在水泵的吸水管或吸水管喇叭口时，称为泵前投 加。如图5－1所示。泵前重力投加是利用水泵叶轮的高速转动 使混凝剂迅速地分散到原水中。这种方法安全可靠，节省混凝 剂，一般适用于取水泵距水厂较近者。但这种投加方式对水泵
水源水质及用户对水质要求
泥砂，粘土、水草， 藻类、原生动物、细 菌和病原菌等 硅酸胶体、腐植质胶 体等
颗粒大小 存在形态
悬浮物质
杂质分类
胶
体
溶解物质
钙、镁盐和其他盐类， 氧、二氧化碳等溶解 气体以及其他溶解有 机物等
表5－1
第一节
一、原水水质
水源水质及用户对水质要求
杂质 性质
无机物
杂质分类
有机物
图 5－ 9
（三）过滤
经过混凝沉淀或澄清后，原水中颗粒较大而易于下沉的杂质
已被截流于沉淀池或澄清池中。但仍有细小杂质及细菌留在水中，
还需要进一步用过滤的方法进行处理。 滤池通常置于沉淀池或澄清池之后，滤出水浊度必须达到生活 饮用水水质标准。 水的过滤处理是让原水通过具有孔隙的粒状滤料层，利用滤料
与杂质间吸附、筛滤、沉淀等作用，截留水中的细微杂质，使水得
净 水 工 程
水源水质及用户对水质要求 给 水 处 理 基 本 方 法
净水工程
工 艺 流 程 及 选 择
水厂厂 址选 择及布置
第一节
一、原水水质
水源水质及用户对水质要求
地面水和地下水均含有各种不同杂质。
地层矿物质溶解
自然过程
水中微生物繁殖 水流对地表冲刷 工业废水
杂质来源
人为因素
生活污水
第一节
一、原水水质
雨水丰富的东南地区。
4．海水
海水含盐量高，而且所含各种盐类或离子的重量比例基本
一定，这是与其它天然水源所不同的一个显著特点。 海水一般需经淡化处理才可作为居民生活用水。
三、水质标准
水质标准是指用户所要求的各项水质参数应达到的指标。 水质标准随着“饮用水与健康”科学研究的深入，工业工 艺过程的发展所引起的水质新要求，以及水质检验技术的进步 而不断修改。 《生活饮用水卫生标准》（GB 5749-2006）
构筑物。因此，为了选择切合城镇实际情况、投资少、运行费用低、管理简单的工艺流程， 必须对各种净水方法有所了解。 由于本次设计要求的原因，采用以下工艺流程：
加矾 ↓ 源水 → 配水井 → 静态混合器 → 网格絮凝池→平流式沉淀池→ 加氯 ↓ 虹吸滤池→清水池→ 二级泵站 →城市管网
（一）混凝
1、混凝概述 微粒变成絮粒并由小变大的物理化学反应过程就是混凝过程。 混凝过程由投药、混合、絮凝几个阶段完成。 混凝效果的好坏，即生成的矾花是否结实粗大，对沉淀、过滤
叶轮有一定的腐蚀作用，尤其是采用铁盐作混凝剂时。
重力投加 当取水泵房距水厂
较远时，如有地形
可以利用或有条件 建造高架溶液池， 则可利用药液重力 投入水泵压水管上，
见图5－2。
图 5－ 2
压力投加 采用水射器在水泵出
水管上用压力投药的
方式，见图5－3。水 射器效率较低，易磨 损，但设备简单，使 用方便，溶液池高度
等后续处理影响很大。因此，应根据原水水质，选用好的凝聚剂和
最佳投量，则是保证良好混凝效果的关键。
2、混凝剂和助凝剂 （1）混凝剂 应用于水质净化中的混凝剂应符合以下基本要求：混凝效
果良好；对人体健康无害；使用方便；货源充足；价格低廉。
混凝剂种类较多，归纳起来有两大类，即金属盐类混凝剂 和高分子混凝剂。
四、用户对水质的要求
(一)生活饮用水水质标准 生活饮用水水质应无色、无臭，无味、不浑浊、无有害物 质，特别是不含传染病菌。供给城市、城镇的生活饮用水水质 必须符合现行《生活饮用水水质标准》（GB5749-2006）规定。
(二)生产用水水质要求
各种工业企业对水质有不同要求。 在确定生产用水的水质标准时，应进行调查研究，按生产 实际情况加以确定。
但过滤是不可缺少的，它是保证生活饮用水卫生安全的重要措施。
滤料层能截留杂质使水变清的主要原因是： 1)机械筛滤作用。滤料层一般由砂粒组成，砂粒之间的孔 隙能截留比孔隙尺寸大的杂质，当孔隙因截留杂质变小后，较
小的杂质也随着被截留下来。
2)接触凝聚作用。经沉淀或澄清处理后的水，在通过滤层 与砂粒接触时，由于分子引力的作用，水中细微杂质被表面积 较大的砂粒所吸附，使水澄清。
图5－3
不受太大的限制。
（3）助凝剂 当单独使用混凝剂不能取得良好的效果时，则需要投加某些 辅助药剂以提高或改善混凝效果，这种辅助药剂称为助凝剂。 目前，城镇水厂常用的助凝剂有：生石灰、氯气、活化水玻 璃及高分子化合物等。
3、混合和絮凝
混合：凝聚剂与原水进行充分混合的过程。
絮凝：当药剂与原水充分混合后，水中胶体和悬浮物质发生
清)、过滤、消毒等处理工艺过程。 2）如果采用没有受到污染的地下水源，当水质清澈透明时，
只要经过消毒，便可符合生活饮用水水质要求。
3）当要求的水质较高时，则需作进一步的专门净化处理，如 除铁、除锰、软化、淡化以及其它方面的特殊处理。
混凝、沉淀和过滤的主要目的是去除水中的悬浮物和胶体杂质 消毒通常在过滤以后进行，对于某些未被去除的致病微生物，
滤池按滤速的大小可分为快滤池和慢滤池两种。
慢滤池由于生产率低已较少使用。随着过滤技术的发
展、快滤池型式日益增多，可分为普通快滤池、无阀
滤池、虹吸滤池、移动冲洗罩滤池等。
1.虹吸滤池
虹吸滤池一般由6～8格滤池组成一个整体，平面形状可为圆形、
矩形或多边形，而以矩形为多。其主要优点有：无需大型阀门
及相应的开、闭控制设备；无需冲洗水池、箱或冲洗水泵；不
有毒物质，必要时还应测定水中放射性物质。 水的细菌分析包括：细菌总数和大肠菌群检验。
二、水源的水质特点
1．地下水
水质清澈，水质、水温较稳定 地下水含盐量通常高于地表水 地下水含铁、锰量超过生活饮用水卫生标准时，需经过
除铁除锰处理后才可使用
2．江河水
浑浊度高，随季节变化大；例如，黄河最高含砂量达300Kg