上海理工大学 给水处理设厂计
第二章 给水厂处理工艺的选择
2.1 设计资料 2.1.1城市现状
某市地处东南中部，属亚热带，东南季风气候，年平均气温16℃，最冷月平均温度2℃，最热月平均温度34℃，最高温度39℃，最低温度-3℃。年平均降雨量1125mm，80%以上的降雨发生在6月至9月的四个月中，多年平均最大时降雨量为54.45mm，最大日降雨量为
147.2mm，常年最大风速为2.9m/s，主导风向为西北风。该市水源主要为河流。拟建一给水厂，以某一河流为水源。水厂近期净产水量为30万m3/d。
2.1.2水文及水文地质资料
1. 河水洪水位标77.15米，枯水位65.90米，常年平均水位标高70.20米。 2. 地质资料：给水厂地区高程以下0～3.2米为粘质砂土，3.2～6米为砂
石堆积层，再下层为红砂岩。地基允许承载力为2.80公斤/厘米。 3. 厂区地形平坦，平均高程为71.00米，水源取水口位于水厂西北60米，
水厂位于城市北面1km。
4. 二级泵站扬程（至水塔）为40米。 2.1.3水源水质资料
分析项目 水温 色度 浑浊度 pH值 细菌总数 大肠菌群 BOD5 CODmn 氨氮 总硬度 酚 铜 6
单位 ℃ 测定值 最大 19.5℃ 51 702 7.8 1010 >3 7.64 6 3 19 0 0.65 最小 3.3℃ 3 小于60 7.0 45 <3 1.26 4.2 0.5 5.04 0 0 度 度 个/毫米 个/ml mg/L mg/L mg/L 度 mg/L mg/L 上海理工大学 给水处理设厂计
铁 锰 砷 锌 硒 氰化物 汞 铬 镉 2.2给水处理流程的选择 2.2.1 一般净水工艺流程
mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L 0.3 0.1 - 0.24 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1. 原水→混凝、沉淀或澄清
适用条件：一般进水悬浮物含量应小于2000-3000mg/L，短时间内允许到5000-10000mg/L，出水浊度约为10-20度，一般用于水质要求不高的工业用水。 2. 原水→混凝沉淀或澄清→过滤→消毒
一般地表水广泛采用的常规流程，进水悬浮物允许含量同上，出水浊度小于2NTU。
3. 原水→接触过滤→消毒
1) 一般可用于浊度和色度低的湖泊水或水库水处理。 2) 进水悬浮物含量一般小于100mg/L，水质稳定、变化较小且无藻类繁殖。 4. 原水→调蓄预沉、自然预沉或混凝预沉→混凝沉淀或澄清→过滤→消毒
高浊度水二级沉淀（澄清），适用于含砂量大，砂峰持续时间较长时，预沉后原水含砂量可降低到1000mg/L以下。 2.2.2 本设计净水处理工艺流程
图2-1 水厂处理工艺流程
7
上海理工大学 给水处理设厂计
图2-2 水厂处理工艺流程框图（含构筑物）
2.3 给水处理构筑物与设备型式选择 2.3.1 加药间
1．药剂溶解池
设计药剂溶解池时，为便于投置药剂，溶解池的设计高度一般以在地平面以下或半地下为宜，池顶宜高出地面0.20m左右，以减轻劳动强度，改善操作条件。
溶解池的底坡不小于0.02，池底应有直径不小于100mm的排渣管，池壁需设超高，防止搅拌溶液时溢出。由于药液一般都具有腐蚀性，所以盛放药液的池子和管道及配件都应采取防腐措施。溶解池一般采用钢筋混凝土池体，若其容量较小，可用耐酸陶土缸作溶解池。 2． 混凝剂药剂的选用与投加 1) 混凝药剂的选用
混凝剂选用:碱式氯化铝[Aln(OH)mCL3n-m]简写PAC. 碱式氯化铝在我国从七十年代初开始研制应用，因效果显著，发展较快，目前应用较普遍，具用使胶粒吸附电性中和和吸附架桥的作用。本设计水厂混凝剂最大投药量为30mg/l。其特点为：
a) 净化效率高，耗药量少除水浊度低，色度小、过滤性能好，原水高浊度
时尤为显著；
b) 温度适应性高：PH值适用范围宽（在PH=5～9的范围内，而不投加碱
剂）；
c) 使用时操作方便，腐蚀性小，劳动条件好； d) 设备简单、操作方便、成本较三氯化铁低； e) 无机高分子化合物。 2) 混凝剂的投加
混凝剂的湿投方式分为重力投加和压力投加两种类型,重力投加方式有泵前投加和高位溶液池重力投加;压力投加方式有水射投加和计量泵投加。计量设备有孔口计量，浮杯计量，定量投药箱和转子流量计。本设计采用耐酸泵和转子流量计配合投加。耐酸泵型号25FYS-20选用2台，一备一用。 3． 加氯间
1) 靠近加氯点，以缩短加氯管线的长度。水和氯应充分混合，接触时间不少于30min。为管理方便，和氯库合建。加氯间和氯库应布置在水厂的下风向。
8
上海理工大学 给水处理设厂计
2）加氯间的氯水管线应敷设在地沟内，直通加氯点，地沟应有排水设施以防积水。氯气管用紫铜管或无缝钢管，氯水管用橡胶管或塑料管，给水管用镀锌钢管，加氨管不能用铜管。
3）加氯间和其他工作间隔开，加氯间应有直接通向外部、且向外开的门，加氯间和值班室之间应有观察窗，以便在加氯间外观察工作情况。
4）加氯机的间距约0.7m，一般高于地面1.5m左右，以便于操作，加氯机（包括管道）不少于两套，以保证连续工作。称量氯瓶重量的地磅秤，放在磅秤坑内，磅秤面和地面齐平，使氯瓶上下搬运方便。有每小时换气8-12次的通风设备。加氯间的给水管应保证不断水，并且保持水压稳定。加氯间外应有防毒面具、抢救材料和工具箱。防毒面具应防止失效，照明和通风设备应有室外开关。
设计加氯间时，均按以上要求进行设计。 2.3.2 混合设备
混合是原水与混凝剂或助凝剂进行充分混合的工艺过程，是进行絮凝和沉淀的重要前提。混合是将药剂充分、均匀地扩散于水体的工艺过程，对于取得良好的混凝效果具有重要作用。混合问题的实质就是药剂水解产物在水中的扩散问题。
混合的方式有很多种，常用的有水泵混合、管式混合、机械混合。 1. 水泵混合
水泵混合是将药剂投加在取水泵吸水管或吸水喇叭口处，利用水泵叶轮高速旋转以达到快速混合的目的。它适用于一级泵站距处理构筑物较近（120m以内），优点是设备简单；混合充分，效果较好；不另消耗动能。缺点是安装管理较复杂；配合加药自动控制较难。
2. 管式混合
目前广泛采用的管式混合器是静态管式混合器，是利用水厂进水管的水流，通过管道或管道零件产生局部阻力，使水流发生涡旋，从而使水体和药剂混合。管式混合的优点是设备简单；不占地；在设计流量范围，混合效果好。缺点是当流量过小时效果下降。但从总体经济效果而言还是具有优势的。
3. 机械混合
机械混合是依靠外部机械供给能量，使水流产生紊流。它的优点是水头损失较小，适应各种流量变化，能使药剂迅速而均匀的分布在原水胶体颗粒上，同时使胶体颗粒脱稳，具有节约投药量等特点。缺点是增加相应的机械设备，需消耗电能，同时也增加了机械设备的维修及保养工作，管理维修比较复杂。
通过以上的分析与比较，管式静态混合器是处理水与混凝剂、助凝剂、消毒剂实行瞬间混合的理想设备, 管式混合具有占地极小、投资省、设备简单、混合效果好和管理方便等优点，故本设计采用管式静态混合器对药剂与水进行混合。 2.3.3絮凝池
絮凝过程是将投加混凝剂并充分混合的原水，在水流作用下使絮凝粒相互接触碰撞，以形成更大的絮粒，以适应沉淀分离的要求。
絮凝的方式有很多种，可分为机械和水力两大类，常用的有机械絮凝池、隔板絮凝池、折板絮凝池、网格（栅条）絮凝池等。
1. 机械絮凝池
9
上海理工大学 给水处理设厂计
机械絮凝池絮凝效果好，水头损失小，反应时间12～15分钟，可适应水质、水量的变化，但机械设备维护量大，管理比较复杂。
2. 隔板絮凝池
隔板絮凝池的优点是构造简单，管理方便，当水量变化不大时，絮凝效果好。缺点是絮凝时间较长（15～24分钟），絮凝池容积大，且当水量变化大时，絮凝效果不稳定。它适用于水量大于30000m3/d的水厂。
3. 折板絮凝池
折板絮凝池利用在池中加设一些扰流单元以达到絮凝所要求的紊流状态，使能量损失得到充分利用，能耗与药耗有所降低，停留时间缩短。折板絮凝池的优点为絮凝时间短，絮凝效果好，容积较小。缺点是构造较复杂，水量变化影响絮凝效果。它适用于水量变化不大的水厂。
根据以上各种絮凝池的特点以及实际情况并进行比较，本设计选用机械絮凝池。 2.3.4 沉淀池
给水处理中的沉淀工艺是指在重力的作用下，悬浮固体从水中分离出来的过程。它担负着去除80～99%以上的悬浮固体，其设备的运行状况直接影响着出水水质。常见各种形式沉淀池的性能特点及适用条件见如下的各种形式沉淀池性能特点和适用条件。
表2-1 各种形式沉淀池性能特点和适用条件表
型式 性能特点 优点： 1、可就地取材，造价低； 2、操作管理方便，施工较简单； 3、适应性强，潜力大，处理效果稳定； 平流式 4、带有机械排泥设备时，排泥效果好 缺点： 1、不采用机械排泥装置，排泥较困难 2、机械排泥设备，维护复杂； 3、占地面积较大 优点： 1、排泥较方便 1、一般用于小型净水厂； 适用条件 1、 一般用于大中型净水厂； 2、原水含砂量大时作预沉池 2、一般与絮凝池合建，不需建絮凝池； 2、常用于地下水位较低时 竖流式 3、占地面积较小 缺点： 1、上升流速受颗粒下沉速度所限，出水流量小，一般沉淀效果较差； 2、施工较平流式困难 优点：1、沉淀效果高；2、池体小，占地少 斜管（板）缺点：1、斜管（板）耗用材料多，且价格较式 高； 2、排泥较困难 10
1、 宜用于大中型厂 2、宜用于旧沉淀池的扩建、改建和挖槽
给水厂设计总说明书
