大学水质第18章+典型给水处理系统

过滤
污泥
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
消毒剂
消毒
中水
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
• （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
混凝沉淀或气浮 污泥
消毒剂
消毒
中水
五 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：
PLC站之间通过ETHERWAY通讯联络实现资源共享，各 PLC站之间通过FIPWAY联络除了对本站设备进行操作显示 外，还可了解其他站的情况。所用监控软件为INTOUCH， 该软件人机界面好，能根据需要画链接，比较直观。中控室 监控计算机设有取水泵房、加矾间、加氯间、反应沉淀池、 回收泵房、V型滤池、公共冲洗泵房、送水泵房、自动化总 览、10kV一次系统、660V一次系统、低压系统等窗口。另 外INTOUCH软件还具有实时、历史趋势功能，能够了解生 产参数的动态情况，便于生产调度管理。此外在中控室设有 打印机，用于实时报警打印及生产报表打印。
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
地表水一次净化工艺流程
• 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。
混凝剂
原水 预沉池或沉沙池
混合
絮疑沉淀池
消毒剂
滤池
清水池 二级泵房 用户
澄清池
高浊度水处理工艺流程
三 工业用水处理工艺
2 水厂主要构筑物设计
33560 280028002800 28002800 3100 2800 28002800 28002800
2000 3625 3500 3500 3625 3760 3625 3500 3500 3625
1. 混合
2. 絮凝与沉淀池
排水管 排至污水回收泵房
上
下
下
下
上
下
上
上
二 给水处理厂工艺流程与 主要构筑物的选择
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。
消毒剂
原水
混合wenku.baidu.com
絮疑沉淀池
滤池
清水池
二级泵房
用户
澄清池
地表水常规处理工艺流程
• 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。
5 运行结果与设计特点
1、运行结果 水厂运行已几年，取水泵房、回收泵房、送水
泵房水泵机组能完全按程序自动开/停；V型滤池的 各项控制指标均能达到技术要求，当滤池进水浊度 在10NTU以下时，可保证滤后水浊度在0.7NTU以 下，同时反冲洗配水、配气均匀；加矾、加氯系统 能在不同水质、水量情况下正常工作，实现自动化 控制，出厂水浊度、余氯等卫生指标均能按要求控 制系统运行良好，实现全厂工艺自动化，车间无值 守，保证了优质、低耗、安全供水。
混凝剂
原水 生物处理
混合
絮疑沉淀
消毒剂
过滤
清水池
二级泵房
用户
受污染水源处理工艺（Ⅱ）
四 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
过滤
污泥
消毒
中水
（2）生物处理与物理化学处理
原水
格栅
调节池
生物处理
2.10
3.10
0.80
3.40 1.70
0.72
3.80
2.35 1.90
0.85
•
2-2
-0.63~-0.80
150 150
300
1000 1400
10010
0.28
-0.30
0.00
-2.00
300
300
10010
V型滤池剖面图
Í ¼4-21 VÐ Í ˳ ØÆÊà æÍ ¼
3.54 2.10
七 给水处理工艺系统设计计算实例
1 水厂工艺流程选择 根据源水水质情况和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。
2 设计特点
1) 主要仪器设备从国外引进 2) 采用先进合理的工艺流程 3) 水厂自动化程度高 4) 采用潜水泵站取代离心泵站 5) 对生产废水进行回收处理
• 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。
混凝剂
原水
混合
澄清池
O3
砂滤池
臭氧接触池
用户
二级泵房
砂滤池
活性碳滤池
CL2
受污染水源处理工艺（Ⅰ）
• 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。
• 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。
56.3m
取
综
车
北
水
合
库
干
楼
渠
163.7m 69.7m
92.3m
药剂库
公 路 小桥
排 水 泵
警
卫
室 喷水池
机仓
修
库
二
清水池
级
泵
吸水井
房
配
电 清水池
室
159.5m 加氯加药间
翻砂场
快
滤
平流沉淀池
池
隔板絮凝池
快
二
滤
房与反应沉淀池、V型滤池和送水泵房等5个PLC （可编程逻辑控制器）子站，考虑到系统尽可能分 散的原则，在滤池单池设有PLC控制台。
各PLC站均由一块电源模块，一块CPU（中央 处理器）模块，一块通讯模块以及若干块输入输出 （I/O）模块组成。
中控室由2台分别用于生产管理与监控的Pentiumi II 400 计算机及2台Epson彩色打印机组成。
平流沉淀池
级 泵
池
房
吸水井
水厂平面布置
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。
各构筑物之间水面高差由计算确定。
17.70
设计地面标高 10.00
10.60
36.00
42.00
27.93(P=97%) 21.50
24.00
64.00
孔室 折板絮凝 池
平流沉 淀池
66.79
69.09 67.48
加氯
63.70
64.00
63.30 63.00
63.69
63.70
60.32
64.00
59.50
59.90
57.40
V 型滤 池
清水池 吸水井 送 水泵房
取水 头部
上
下
下
上
上
下
穿孔排泥管 DN300
虹
吸
式
导流墙
排
泥
机
26000 集水槽
排泥管 DN300
1800 28002800 2800 500
9600
虹 吸 式 排 泥 机
配水花墙
2000 10000
27000
27000
27000
10000 1500
絮凝沉淀池平面图
3. 滤池及反冲洗系统
5.40
3.35 3.20 3.40
第18章 典型给水处理系统
1. 水厂的厂址选择 2. 给水处理厂工艺流程与主要构筑物的选择 3. 水厂的平面及高程布置 4. 水厂的生产过程监控与自动控制 5. 给水处理工艺系统设计计算实例
一 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。
8.60 8.20
10.30 6.50
5.10
二级泵房 吸水井 清水池
17.00
12.80
8.15
7.85
13.70 10.00
快滤池
絮凝沉淀池
水厂高程布置
10.40
9.20 5.78
一级泵房 吸水井
最高水位9.12 最低水位7.56
取水干渠
六 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
3) 每个PLC站均设置2个复们按钮（警铃复位、故障复 位）、1个警铃、1个故障指示灯。任何自控设备故障由该 PLC站的警铃、故障指示灯报警。在故障解除后，方可通过 PLC站XBT、中控室监控计算机复位，若未复位故障报警 ，该设备不能运行。
3 中控室计算机监控系统 中控室监控计算机采用Windows NT 操作系统，与各
取水泵 房
水厂高程布置图
2 厂内排水 • 厂内生活污水与雨水采用分流制，雨水就
近排入水体，污水近期排入化粪池，溢流 水进入农灌系统。待城市下水道形成以后 改道排入城市下水道。
• 生产废水(滤池反冲洗水及沉淀池排泥水)排 入回收水池，其上清液回收，下部沉泥用 来回填洼地。
4 自控系统设计
1、控制系统的组成 全厂设中控室及取水泵房、加矾加氯、回收泵
0.80 0.05
300
150 150
1400
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
2 控制原则 1) 依据PLCI/O模块，涉及PLC自控的设备，均可通过
在机旁控制箱手/自动转换开关、在PLC站操作面板XBT上 Local/Remote设置来实现机旁控制箱、PLC站XBT、中控 室监 控计算机三地控制。
2) PLC站XBT上均能够显示与设置该站现场操作所涉 及到的所有自控设备、仪表等运行参数上下限报警值，同时 这些参数均可通过网络线传输到中控室监控计算机，由它来 进行控制。
3 水厂总体布置
1 构筑物布置
孔室折板絮凝池
加
药
平流沉淀池
间
砂
场
回收 水池 回泵 收房
远期污泥处理及深度处理预留用地
V 型 滤 池
露天堆场
清水 池
综
合
大门
办
公
楼
吸 水
配 水
机
井泵
修
房
车
间
配 电 间
食堂
浴 室
水厂平面布置图
67.95
预加氯 加 矾
68.30 67.80 67.50
64.50
45.50 44.05(P=1%)
（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。