第三章-物理化学处理课件4.ppt

1、消 毒v消毒定义：消毒定义：v将水体中的病原微生物将水体中的病原微生物(pathogenic organisms)灭活，使之减少到可以接受的程度。灭活，使之减少到可以接受的程度。v消毒与灭菌消毒与灭菌(sterilization)不同：灭菌是消灭所不同：灭菌是消灭所有活的生物。有活的生物。v评价指标：生活饮用水卫生规范，（卫生部评价指标：生活饮用水卫生规范，（卫生部,2001.6）细菌总数：细菌总数：9，OCl-接近接近100%。vpH0.5mg/L污水消毒的特点：污水消毒的特点：一般氨氮含量高，因此一般为化合性余氯一般氨氮含量高，因此一般为化合性余氯有机氯化物的产生问题。有机氯化物的产生问题

2、。一般采用氯消毒一般采用氯消毒：典型给水处理系统与水厂设计给水处理的任务，是将不符合用户要求的原水加以处理，使之符合用户对水质的要求。一.给水处理的任务选择给水处理工艺的依据，就是原水水质与用户对水质要求两者的差别。找出原水中不符合用水要求的水质项目，选择一种或几种水处理方法，将不符合要求的水质项目处理到符合用水水质标准。二.水厂设计步骤、要求和设计原则水厂设计和其它工程设计一样，一般分两阶段进行：扩大初步设计和施工图设计。p可行性研究是提出工程建设的科学依据，主要内容包括（1）城市概况和供水现状分析；（2）工程目标；（3）工程方案和评价；（4）投资估算和资金筹措；（5）工程效益分析等。可行性

3、研究经有关专家评估并获得主管部门批准后，方可进行下一步工作初步设计。p设计说明书的内容一般包括：工程项目和设计要求概述，方案比较情况，各构筑物及建筑物的形式、尺寸和结构形式，工程概算，主要材料（钢筋、水泥、木材等）、管道及设备（水泵、电动机、真空泵、大型阀门、起重设备、运输车辆、电器设备等）规格、尺寸和数量，工程进度要求，人员编制，以及设计中尚存在的问题等。有关设计资料也应附在说明书内。附图数量应按工程具体情况决定，但至少应包括：取水工程布置图，流程图，水厂总平面布置图，电气设计系统图及主要处理构筑物简图等。p 设计原则（1）水处理构筑物的生产能力，应以最高日供水量加水厂自用水量进行设计，并以

4、原水水质最不利情况进行校核。（2）水厂应按近期设计，考虑远期发展。（3）水厂设计中应考虑各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。（4）水厂自动化程度，应本着提高供水水质和供水可靠性，降低能耗、药耗，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，妥善确定。（5）设计中必须遵守设计规范的规定。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

5、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。三.厂址的选择四.给水处理工艺系统的选择给水处理工艺系统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。l给水处理工艺系统应通过试验来检验。l给水处理工艺系统的技术可行性，除了通过试验验证以外，已建的原水水质相近的水处理工艺系统的运行经验，也可作为重要的参考。l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，即抗冲击能力，也是评价技术

6、可行性的重要指标。l给水处理系统的经济合理性，是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最低。(一)地面水的常规处理工艺系统地面水常规处理工艺，主要是指在以天然地面水为原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。原水混合装置混凝剂絮凝池沉淀池过滤池Cl2清水池出水五五.水厂的平面及高程布置水厂的平面及高程布置 （一）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

7、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：（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）有条件时（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区通行和逗留，以确保生产安全。（6）对分期建造的工程，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。水厂流程布置，有三种基本类型：直线型、

8、折角型、回转型。（1）按流程顺序排列，而且流程与供水方向一致；（2）有关构筑物或建筑物组合或靠近，归纳为“三个组合”，“两个靠近”即：絮凝池沉淀池组合加矾间矾 库组合加氯间氯 库组合二泵房清水池靠近沉淀池过滤池靠近v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。图6为水厂平面布置一例。二 级 泵房加氯加药间北排水泵小桥公路图23-6 水厂平面布置159.5m56.3m92.3m69.7m163.7m二 级 泵房机修车库综合楼喷水池警卫室仓库配电室吸水井清水池快滤池清水池快滤池翻砂场平流沉淀池平流沉淀池隔板絮凝池药剂库吸水井取水干渠1、内容水面高程池顶高程池底高程

9、（二）水厂高程布置管线高程给水管以管中为准 排水管以管底为准地面高程 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。gvilh222、依据（1）地形标高设计底面高程（2）构筑物及连接管路水头损失 净水构筑物水头损失构筑物名称构筑物名称水头损失水头损失（m）构筑物名称构筑物名称水头损失水头损失（m）水力絮凝池水力絮凝池机械絮凝池机械絮凝池沉淀池沉淀池澄清池澄清池普通快滤池普通快滤池0.40.50.050.10.150.30.60.82.02.5均质滤料滤池均质滤料滤池接

10、触滤池接触滤池无阀滤池、虹吸滤池无阀滤池、虹吸滤池移动罩滤池移动罩滤池活性炭滤池活性炭滤池2.02.52.53.01.52.01.21.50.40.6连接管中设计流速连接管段连接管段设计流速设计流速（m/s）备注备注一级泵房至混合池一级泵房至混合池混合池至絮凝池混合池至絮凝池絮凝池至沉淀池絮凝池至沉淀池混合池至澄清池混合池至澄清池沉淀池或澄清池至滤池沉淀池或澄清池至滤池滤池至清水池滤池至清水池滤池冲洗水的压力管道滤池冲洗水的压力管道排水管道（排除冲洗水）排水管道（排除冲洗水）1.01.21.01.50.10.151.01.50.61.00.81.22.02.51.01.2防止絮体破坏防止絮体破

11、坏流速宜取下限以留有余地流速宜取下限以留有余地流速宜取下限以留有余地流速宜取下限以留有余地因间歇运用，流速可大些因间歇运用，流速可大些各构筑物之间的连接管（渠）断面尺寸由流速决定。3、定高程 有了以上各项水头损失，就可以确定。各构筑物水面高程各构筑物各部分高程。一般从絮凝池水面开始（也可从清水池水面开始）其他构筑物水面高程，然后由超高池顶高程；由有效水深池底高程。水厂的高程布置应根据地形、地质条件、周围环境及进水水位标高确定。有高架式、低架式、斜坡式、阶梯式四种。2.2.高程布置高程布置 下图为构筑物高程布置图。各构筑物之间水面高差由计算确定。最高水位9.12最低水位7.56取水干渠5.781

12、0.409.2017.0013.7010.007.8512.808.156.5010.3010.605.108.208.6010.0017.70二级泵房 吸水井清水池快滤池絮凝沉淀池一级泵房吸水井设计地面标高图23-7 水厂高程布置清水池的有效容积：W=W1+W2+W3+W4W1调节容积，m3，按最高日用水量的10%20%估算。W2消防贮水量，m3，按2h火灾延续时间计算。W3水厂冲洗滤池和沉淀池排泥等生产用水，m3，等于最高日用水量的5%10%。W4安全贮存，m3。清水池应有相等容积的两只，如仅有一只，则应分格或采取适当措施，以便清洗或检修时不间断供水。六六.水厂的生产过程监控与自动控制水厂

13、的生产过程监控与自动控制v水厂内检测仪表的设置水厂生产过程中各工艺参数的连续检测，有利于生产监视和合理调度，有利于各种运行数据的积累分析，更为水厂自动化创造条件。水厂要实现生产过程自动控制，自动化仪表是必备前提。水厂所用仪表有一次仪表和二次仪表。一次仪表包括感受器和变送器。前者测定运行参数，后者把感受到的参数变为电流或电压，传递到检测中心或控制中心。二次仪表把测得的参数再显示出来。v水厂自动化设计要求水厂自动化程度分为三级。第一级，水厂单项构筑物（如泵房、沉淀、澄清池、滤池、加药系统等）自动控制；第二级，全厂自动控制。第三级为整个供水系统的运行调度。七七.水厂绿化及道路水厂绿化及道路绿化是水厂

14、设计中的一个组成部分，它是美化水厂环境的重要手段。水厂绿化通常由绿地、花坛、绿带、行道树、绿篱、建筑小品等组成。水厂道路一般分为主厂道、车行道、步行道。主厂道宽度一般为46m；车行道一般为单车道，宽度为4m左右，常布置成环状；步行道宽度一般采用1.52.0m。八八.给水处理工艺系统设计计算实例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该市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

15、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 水厂主要构筑物设计水厂主要构筑物设计 (1).混合混合 (2).絮凝与沉淀池絮凝与沉淀池 v图图8 絮凝沉淀池平面图絮凝沉淀池平面图362528009600排 泥 管280028001800500DN30028002800280028002800配 水 花 墙270001000020002700010000270001500泥机吸排式虹35003625350

16、0DN300穿 孔 排 泥 管上2800280031003356028002800下下下上下上上上上2800排 至 污 水 回 收 泵 房下下下上排 水 管吸3500机泥排式导 流 墙3625200037603500虹26000集 水 槽3625 (3).滤池及反冲洗系统滤池及反冲洗系统 v 图9 V型滤池剖面图0.002.353.8014003.203.35150-0.63-0.800.802.103.4015010003.102-2300100100.72图4-21 V型 滤 池 剖 面 图-2.001.703.40300-0.305.403000.28100100.851.9030014

17、000.051500.802.103.54150(4).(4).清水池清水池 清水池有效容积按设计规模的清水池有效容积按设计规模的10%10%计算，计算，近期设近期设10000 m10000 m3 3清水池清水池1 1座，采用钢筋砼结座，采用钢筋砼结构，有效水深取构，有效水深取4.2m4.2m。(5).(5).送水泵房送水泵房 土建设计规模为土建设计规模为3030万万mm3 3/d/d，近期设备安，近期设备安装按装按1010万万mm3 3/d/d考虑。时变化系数取考虑。时变化系数取1.361.36，出，出厂压力取厂压力取20.020.028.0m28.0m，一期安装卧式离心泵，一期安装卧式离心

18、泵机组机组3 3套，套，1 1大大2 2小，其中小，其中1 1台为调速水泵。台为调速水泵。6.6.加矾、加氯系统加矾、加氯系统 3 水厂总体布置水厂总体布置(1)构筑物布置构筑物布置图图10 四水厂平面布置图四水厂平面布置图吸水井配水泵房机修车间清 水 池孔室折板絮凝池平流沉淀池综合办公楼加药间砂场回收水池远期污泥处理及深度处理预留用地露天堆场V型滤池配电间食堂浴室回收泵房大门 图11 水厂高程布置图45.5036.00水44.05(P=1%)21.5027.93(P=97%)部水头取取60.3242.0064.0024.00房泵絮凝折室孔板池沉平流池淀滤型V池59.90泵59.50池水清水送

19、57.40水吸井房69.0968.30氯预加64.0067.95加矾64.5067.8067.5063.6966.7963.3064.0063.7067.48加氯63.7063.00(2)厂内排水v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。v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

20、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。(2)控制原则控制原则 1)依据依据PLC I/O模块，涉及模块，涉及PLC自控的设备，均可通过自控的设备，均可通过在机旁控制箱手在机旁控制箱手/自动转换开关、在自动转换开关、在PLC站操作面板站操作面板XBT上上Local/Remote设置来实现机旁控制箱、设置来实现机旁控制箱、PLC站站XBT、中控、中控室监室监 控计算机三地控制。控计算机三地控制

21、。2)PLC站站XBT上均能够显示与设置该站现场操作所涉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。进行控制。3)每个每个PLC站均设置站均设置2个复们按钮（警铃复位、故障复个复们按钮（警铃复位、故障复位）、位）、1个警铃、个警铃、1个故障指示灯。任何自控设备故障由该个故障指示灯。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，方可通过站的警铃、故障指示灯报警。在故障解除

22、后，方可通过PLC站站XBT、中控室监控计算机复位，若未复位故障报警、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。，该设备不能运行。(3)中控室计算机监控系统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、66

23、0V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。5 运行结果与设计特点运行结果与设计特点(1)、运行结果、运行结果 水厂运行已几年，取水泵房、回收泵房、送水水厂运行已几年，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泵房水泵机组能完全按程序自动开/停；停；V型滤池的型滤池的各项控制指标均能达到技术要求，当滤池进水浊度各项控制指标均能达到技术要求，当滤池进水浊度在在10NTU以下时，可保证滤后水浊度在以下时，可保证滤后水浊度在0.7NTU以以下，同时反冲洗

24、配水、配气均匀；加矾、加氯系统下，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。守，保证了优质、低耗、安全供水。(2)设计特点设计特点 1)主要仪器设备从国外引进主要仪器设备从国外引进 2)采用先进合理的工艺流程采用先进合理的工艺流程 3)水厂自动化程度高水厂自动化程度高 4)采用潜水泵站取代离心泵站采用潜水泵站取代离心泵站 5)对生产废水进行回收处理对生产废水进行回收处理