水质净化工艺设计解读

《水质净化工艺设计》大作业

姓名叶嘉爵

学号

成绩

时间 2014.12.12

《水质净化工程设计》大作业任务书

在完成《水质净化工程设计》课程学习后，要求学生掌握给水处理和污水处理的新工艺设计计算，对于构筑物的设计达到或接近施工图设计。为此，要求学生独立完成以下设计内容：

1.完成给水处理之深度处理臭氧-活性炭的工艺设计计算和构筑物施工图设计。

2.完成污水处理之生化处理的新工艺设计计算和构筑物的施工图设计。

要求编写计算书和绘制A3的设计图纸。设计图纸按施工图的深度完成。以A4大小装订。

给水处理厂及污水处理厂的设计资料分别如下：

给水处理厂：

1.水厂净产水量为 24.5 万m3/d。

2.水源为河水，原水水质如下所示：

4.气象资料：年平均气温22℃，最冷月平均温度4℃，最热月平均温度34℃，最高温度39℃，最低温度1℃。常年风向东南。

5.地质资料：净水厂地区高程以下0～3米为粘质砂土，3～6米为砂石堆积层，再下层为红砂岩。地基允许承载力为2.5～4公斤/厘米。

6.厂区地形平坦，平均高程为70.00米。

污水处理厂设计资料：

1.污水处理厂处理规模为 24.5 万m3/d。

2.城市污水的水质如下表所示：（除pH外，其余项目单位为mg/ L）

3.污水处理厂出厂水水质应执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级A标准。确定的污水处理厂出水水质如下：BOD5≤10mg/L ，COD≤50mg/L，SS≤10mg/L，NH3-N ≤5mg/L，PO43--P≤0.50mg/L。

4. 污水处理厂厂区地形拟为平坦地形，标高为7

5.00米。

5. 全年平均气温21.8℃，最冷平均月气温9.7℃，最热月平均气温32.6℃，最高温度38.7℃，最低温度0.0℃。

7. 夏季主风向：东南风。

第一部分给水处理厂

——臭氧活性炭工艺

设计说明书

一、概述

1.水厂净产水量为 24.5 万m3/d。

2.水源为河水，原水水质如下所示：

4.气象资料：年平均气温22℃，最冷月平均温度4℃，最热月平均温度34℃，最高温度39℃，最低温度1℃。常年风向东南。

5.地质资料：净水厂地区高程以下0～3米为粘质砂土，3～6米为砂石堆积层，再下层为红砂岩。地基允许承载力为2.5～4公斤/厘米。

6.厂区地形平坦，平均高程为70.00米。

二、净水工艺流程的确定

根据《地面水环境质量标准》（GB3838－02），原水水质符合地面水Ⅲ类水质标准，除浊度，色度和菌落总数偏高外，其余参数均符合《生活饮用水卫生标准》（GB5749－06）的规定。水厂以地表水作为水源，工艺流程如图1所示。

三、臭氧活性炭工艺构筑物及设备形式选择

臭氧活性炭工艺的流程为原水经臭氧预氧化后经过常规处理，然后滤池出水由提升泵房提升至臭氧接触池，在接触池内和臭氧接触反应后进入活性炭滤池，经活性炭滤池处理后进入清水池，然后由二泵房供给管网。因此除常规处理外，需增加臭氧化工艺和活性炭吸附两大系统。新建构筑物应包括预臭氧接触池、砂滤水提升泵房、后臭氧接触池、活性炭滤池、臭氧制备车间、反冲洗泵房、变配电间及炭库等。

1、臭氧化工艺系统

臭氧化法工艺系统由气源系统、臭氧发生系统、臭氧-水接触系统、尾气处理系统组成。

1.1气源系统

臭氧发生装置的气源可采用空气或氧气。氧气的供应方式可以在现场利用空气制取（V-GOX），或采购高浓度液态氧（LOX）现场储存、经蒸发向发生器提供氧气。本设计以空气为主要气源现场制氧，并设置液氧为备用气源。

主要设备：空气压缩机、储气罐、气体过滤设备、气体除湿干燥设备以及消声设备。

1.2臭氧发生系统

臭氧发生装置应包括臭氧发生器、供电及控制设备、冷却设备以及臭氧和氧气泄露探测及报警设备。臭氧发生装置必须设置在室内，尽可能设置在离臭氧接触池较近的位置，其产量应满足最大臭氧加注量的要求，并应考虑备用能力。在设有臭氧发生器的建筑内，用电设备必须采用防爆型。

主要设备：臭氧发生器、供电设备（调压器、升压变压器、控制设备等）及发生器冷却设备（水泵、热交换器等）。

1.3臭氧接触池

臭氧接触池的个数或能够单独排空的分格数不宜少于2个；臭氧接触池的接触时间，应根据不同的工艺目的和待处理水的水质情况，通过试验或参照相似条件下的运行经验确定；臭氧接触池必须全封闭，池顶应设置尾气排放管和自动气压释放阀，池内水面与池内顶宜保持0.5～0.7m的距离；臭氧接触池宜采用竖向流，可在池内设置一定数量的竖向导流隔板；接触池出水宜采用薄壁堰跌水出流。

预臭氧接触池宜符合下列要求：

（1）接触时间为2～5min；

（2）臭氧气体宜通过水射器抽吸后注入设于进水管上的静态混合器，注入点宜设1个；（3）抽吸臭氧水射器的动力水不宜采用原水，接触池设计水深宜采用4～6m，导流隔板净间距不小于0.8m；

（4）接触池出水末端应设置余臭氧监测仪。

主臭氧接触池宜符合下列要求：

（1）接触池由2-3段接触室串联而成，由竖向隔板分开；

（2）每段接触室由布气区和后续反应区组成，并由竖向导流隔板分开；

（3）总接触时间应根据工艺目的确定，宜控制在6~15min之间，其中第一段接触室的接触时间宜为2min；

（4）臭氧气体宜通过设在布气区底部的微孔曝气盘直接向水中扩散，气体注入点数与接触室设置的段数一致；

（5）曝气盘的布置应能保证布气均匀，其中第一段布气区的布气量占总布气量的50%左右。接触池设计水深宜采用5.5~6m，布气区的深度与总长度之比宜大于4，导流隔板宜净距不小于0.8m。接触池出水末端应设置余臭氧监测仪；

（6）接触池可采用钢筋混凝土结构，内涂耐臭氧腐蚀的防腐层。扩散设备国内常采用微孔钛板、陶瓷滤棒、刚玉微孔扩散板等。

1.4尾气处理系统

尾气中残余臭氧的量随臭氧同水的接触方法和处理水中维持的臭氧浓度有关，一般约占臭氧总投量的1%～15%。臭氧尾气消除装置应包括尾气输送管、尾气中臭氧浓度检测仪、尾气除湿器、抽气风机、剩余臭氧消除器，以及排放气体臭氧浓度监测仪及报警设备等。臭氧尾气消除宜采用电加热分解消除、催化剂接触催化分解消除或活性炭吸附分解消除等方式，以氧气为气源的臭氧处理设施中的尾气不应采用活性炭消除方式。本设计采用活性炭吸附法消除尾气。

主要设备：臭氧尾气除湿器、剩余臭氧消除器等。

2、活性炭吸附系统

活性炭吸附池可分为重力式和压力式。活性炭吸附池选择的一般规则是：当处理规模小于320m3/h时，采用普通压力滤池；当处理规模≥320m3/h时，一般采用重力式，如普通快滤池、虹吸滤池、双阀滤池等；当处理规模≥2400m3/h时，炭吸附池形式与过滤池形式配套为宜。目前，国内已建成水厂活性炭池型多采用普通快滤池，近年计划新建的活性炭池型有V形滤池，此外，已在国外得到广泛应用的翻板滤池也被引进国内，这三种滤池的特点比