第22章 典型给水处理系统汇总

第22章典型给水处理系统随着社会与经济的发展，以及人们生活水平的提高，人们对饮用水水质的要求越来越高，部分工业用水对供水水质的要求也更为苛刻，如高精密仪器制造工业，只有高纯水才能满足其要求；而有的工业，则需将出水回用，像热电厂等。

因此，根据用水目的不同，及经济、技术条件的限制，也就演变出了各种给水处理工艺，本章主要介绍一些典型的给水处理工艺及其相关的设计方面的内容。

22.1城镇给水处理厂的设计内容及厂址选择22.1.1城镇给水处理厂设计1. 城镇给水处理厂的设计内容给水厂的设计内容一般包括：根据给水规划要求确定设计规模和厂址；根据原水水质即用水要求确定给水处理工艺流程和水处理构筑物的型式；选定药剂（混凝剂、助凝剂、消毒剂）种类、投加量和投加设备；设计布置附属构（建）筑物及编制水厂定员；进行水厂的总体布置（平面与高程）及厂区道路、绿化和管线综合布置；按照要求进行给水厂的自动控制设计等。

在完成上述工作过程中，应根据设计要求收集资料，进行设计、计算和绘图。

2. 城镇给水处理厂设计原则有关城镇给水处理厂的设计原则，在设计规范中已作了全面规定。

这里主要介绍以下几点：（1）水处理构筑物的生产能力，应以最高日供水量和水厂自备用水量之和进行设计，并以原水水质在最不利情况（如沙峰、低温、低浊等）下所需最大供水量进行校核。

水厂自备用水量主要用于滤池反冲洗及沉淀池或澄清池排泥等方面。

自备用水量取决于所采用的处理方法、水处理构筑物类型及原水水质等因素。

城镇给水处理厂自备用水量一般采用供水量的5%～10%，必要时应通过计算确定。

（2）城镇自来水厂应按近期设计，考虑远期发展的可能性。

根据使用要求和技术、经济合理性等因素，对近期工程亦可作分期建设的安排。

对于扩建、改建工程，应从实际出发，充分发挥原有设施的效能，并应考虑与原有构筑物的合理配合。

（3）城镇自来水处理厂内设备机械化和自动化程度，应本着提高科学管理水平和增加经济效益的原则，根据实际生产要求，技术、经济合理性和设备供应情况，妥善确定，逐步提高。

（4）城镇自来水处理厂设计中应考虑对各水处理构筑物或设备进行检修、清洗及部分停止工作时，仍能满足用水要求。

例如，主要设备（如水泵机组）应有备用设备。

城镇自来水处理厂内处理构筑物一般不设备用设备，但通过适当的技术措施，可在设计允许范围内提高运行负荷。

（5）设计中必须遵守设计规范的规定。

如果采用现行规范中尚未列入的新技术、新工艺、新设备和新材料，则必须通过科学论证，确证行之有效，方可付诸工程实际。

但对于确实行之有效、经济效益高、技术先进的新工艺、新设备和新材料，应积极采用，不必受现行设计规范的约束。

22.1.2城镇给水处理厂厂址选择城镇自来水处理厂厂址选择应在整个给水处理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。

在选择时要结合城市或工厂的总体规划、地形、管网布置、环保要求等因素，进行现场勘察，进行多方案比较。

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质条件比较好的地方。

一般选在地下水位较低、承载力较大、湿陷性等级不高、岩石较少的地层，以降低工程造价和便于施工。

2.水厂尽可能选择在不受洪水威胁的地方，否则应考虑防洪措施。

3.水厂应尽量减少拆迁，少占或不占良田，并留有适当的发展余地。

考虑周围环境卫生条件，给水处理厂应布置在城镇上游，并满足“生活饮用水水质标准”中的卫生防护要求。

4.尽量设置在供电安全、可靠的地方，以便于施工管理和降低输电线路造价，并使管网的基建费用最省。

还应考虑沉淀池排泥及滤池冲洗水排除方便等因素。

5.考虑交通和运输方便、防火距离、卫生防护距离、环保措施，应靠近主要用水点，远离污染源（大气、粉尘、噪声等）。

6. 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；另一是将水厂设置在离用水区较近的地方。

前一种方案主要优点是：水厂和取水构筑物可集中管理，节省水厂自用水(如滤池反冲洗和沉淀池排泥)的输水费用并便于沉淀池排泥和滤池反冲洗水的排除，对于浊度较高的水源，更是如此。

但从水厂至主要用水区的输水管道口径要增大，管道承压较高，从而增加了输水管道的造价，特别是当城市用水量逐时变化系数较大及输水管道较长时；或者需在主要用水区增设配水厂（消毒、调节和加压），处理后的水由水厂送至配水厂，再由配水厂送入城市给水管网。

这样也增加了给水系统设施和管理工作。

后一种方案优缺点与前者正好相反。

对于高浊度水源，也可将预沉构筑物与取水构筑物建在一起，水厂其余部分设置在主要用水区附近。

以上几种不同方案应综合考虑各种因素并结合其它具体情况，通过技术、经济比较来进行确定。

7.考虑发展扩建可能。

城镇给水处理厂所需要的占地面积如表22-1所示，在选择自来水厂厂址时仅供参考。

给水处理厂建设时所需要的占地面积表22-l22.2生活饮用水工艺与主要构筑物的选择在选择城镇给水处理工艺流程和水处理构筑物时，应针对原水水质的特点，使基建投资和运行费用最低，并达到出水水质要求。

在选择工艺流程及水处理构筑物前，必须认真、全面地展开调查研究，掌握设计所需的全部原始资料，在采用新的处理工艺时，往往还需要进行小型或中型试验，取得可靠的设计参数，做到适用、经济、安全。

22.2.1选择给水处理工艺流程时应具备的基础资料1. 原水水质资料首先，必须确定采用哪一种水源，其供水保证率如何，它决定着水源的取舍；其次，该水源水质是否良好，这关系着处理的难易程度及运行费用的高低。

对确定的水源水质应有长期的观测资料，对于地表水来说，要认真分析及比较丰水期和枯水期的水质、受潮汐影响河流的涨潮和落潮水质、表层与深层的水质等。

2. 出水水质资料不同的供水对象，对出水水质的要求也不尽相同，因此，所采用的工艺也就不同，在确定出水水质目标的同时，还要考虑今后可能对水质标准的提高所采取的相应规划措施，以适应今后发展的需要。

3. 当地类似水源水处理工艺的应用情况了解当地已建成投产运行的给水处理厂（站）水处理工艺的应用情况，分析所采用的处理工艺及其处理效果，为本处理工艺的选择提供参考。

4. 操作人员的经验和管理水平对操作人员和管理人员应进行严格的培训，使其熟悉所选择的工艺流程，并能正确操作和管理，以使工艺运行达到预期效果。

5. 水厂场地的建设条件工艺不同，对场地面积和地基承载要求也不相同，因此在工艺选择时要有相关的自然资料、地质资料，以保证生产的安全性，并为今后扩建留有可能。

6. 当地经济发展情况当地经济发展情况决定了所选择的水处理工艺是否能够正常发挥其作用。

根据当地经济条件，选择合适的基建投资和运行费用，是水处理工艺选择的重要因素之一。

7. 污染物的形成及其发展变化对产生污染物的原因进行分析，寻找污染源，分析污染物的成分，对潜在的污染对水处理工艺的影响和今后发展的趋势也应做出分析和判断。

8. 今后可能的发展随着水质要求的提高，或者原水水质的变化，可能会对今后净水工艺提出新的要求，因此选择的水处理工艺要求对今后的发展具有较大的适应性。

22.2.2给水处理工艺流程的选择原则给水处理工艺流程应通过试验来检验。

强调试验检验的重要性，是由于每一原水水质都不尽相同，原则上应该不存在完全相同的水处理工艺系统。

通过试验，可以了解哪种工艺系统可以达到处理要求，优化单元处理方法的组合，优化工艺参数，了解各影响因素与水处理效果的关系等等，从而为水处理工艺系统的确定提供依据。

水处理试验对新的水处理工艺系统特别重要，因为新的工艺系统的实践比较少，对原水水质的适应性应通过试验来检验。

水处理试验对大型水处理厂工艺系统的选择也尤为重要，因为大型水处理厂出水水质的优劣对用户的影响比较大，并且建设总费用和运行总费用也都比较高，所以通过试验可得优化工艺组合和工艺参数，以便节省大量资金。

所选给水处理工艺应该在技术上是可行的，在经济上是合理的，在运行上是安全可靠和便于操作的，这样才能使所选工艺达到最优。

给水处理工艺流程的技术可行性，除了通过试验验证以外，也可重点参考已建的原水水质相近的水处理工艺系统的运行经验。

即使在两种原水水质相近的情况下，相同的水处理工艺系统的组成和工艺参数，也不可能同时都是最适用和最优化的，所以不同水厂的水处理工艺在技术上有差别应是一种普通现象，这也是给水处理的一个特点。

由于原水水质和水量常常是不断变化的，水处理工艺系统对水质、水量变化的适应性，即抗冲击性能，也是评价技术可行性的重要指标，并且也是评价其安全性和可靠性的内容之一。

给水处理工艺流程的经济合理性，是指在保证处理水质满足用户要求的前提下，使在资金偿还期限内建设费用和运行费用之和为最低。

它所涉及的因素很多，和许多具体条件有关，如水资源、用地、环境、交通、供电、工程地质条件、节水、节药、节能等等以及它们在该项目中需要优先考虑的排序，所以是比较复杂的问题，这在水工程经济中有专门论述。

总之，给水处理方法和工艺流程的选择，应根据原水水质及设计生产能力等因素，通过调查研究、必要的试验并参考相似条件下处理构筑物的运行经验，经技术、经济比较后确定。

以下介绍几种典型的给水处理工艺流程以供参考。

22.2.3生活饮用水处理工艺流程的选择地表水处理常规处理工艺，主要是指在以天然地表水为水源水的城市自来水厂中采用最广的一种工艺系统，主要是以去除水中的悬浮物和杀灭致病细菌为目标而设计的。

它形成于20世纪初，并在整个20世纪里不断得到完善。

以去除悬浮物(浊度)为目标的常规水处理工艺系统，主要由混凝、沉淀和过滤三个单元处理方法组成，如图22-l所示。

图22-1地表水常规处理工艺系统在常规水处理工艺的基础上，发展了多种多样的给水处理工艺，因此，在选择时应慎重考虑，给水工艺流程的选择可参考表22-2表22-2 一般水源给水工艺流程给水工艺流程适用条件1原水→混凝沉淀或澄清→过滤→消毒一般进水浊度不大于2000~3000NTU，短时间内可达5000~10000NTU2原水→接触过滤→消毒进水浊度一般不大于25NTU，水质较稳定且无藻类繁殖3 原水→混凝沉淀→过滤→消毒（洪水期）原水→自然沉淀→接触过滤→消毒（平时）山溪河流，水质经常清晰，洪水时含沙量较高4 原水→混凝→气浮→过滤→消毒经常浊度较低，短时间不超过100NTU5原水→（调蓄预沉或自然沉淀或混凝沉淀）→混凝沉淀或澄清→过滤→消毒高浊度水二次沉淀（澄清）工艺，适用于含沙量大、沙峰持续时间较长的原水处理6原水→混凝→气浮（或沉淀）→过滤→消毒经常浊度较低，采用气浮澄清，洪水期浊度较高时，则采用沉淀工艺原水中的悬浮物，特别是难于沉降的胶体。

与投入水中的混凝剂混合接触脱稳后，在絮凝池中生成足够大的絮凝体，进而在沉淀池中被沉淀除去，剩余的细小絮凝体进一步在滤池中被过滤除去，从而得到浊度符合要求的处理水。