第九章 水厂设计及典型给水处理工艺

耗、安全供水。
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，如图 23－4。
混凝剂 O3 混合 澄清池 砂滤池 臭氧接触池
原水
用户
二级泵房
砂滤池 CL2
活性碳滤池
图23-4 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。图 23－5为增加生物预处理工艺图。
混凝剂 原水 生物处理 混合 絮疑沉淀 过滤
消毒剂 清水池 二级泵房 用户
图23-5 受污染水源处理工艺（Ⅱ）
10.3.3 生活污水回用工艺
回用水处理工艺流程 1.优质杂排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 污泥
过滤
消毒
中水
（2）生物处理与物理化学处理
67.95
预加氯 加矾
68.30 67.80 67.50 66.79 69.09 64.50 67.48 63.70 64.00 63.69 60.32 64.00 63.70 59.50 57.40 63.30 63.00
加氯
44.05(P=1%)
45.50 42.00 36.00
64.00
59.90
6. 加矾、加氯系统
10.6.3 水厂总体布置
1 构筑物布置
孔室折板絮凝池 加 药 间 平流沉淀池
V 型 滤 池
清 水 池
综 合 办 公 楼
大门
砂
吸 水 井
配 水 泵 房 配 电 间
场
机 修 车 间
回收 水池 回 泵 收 房 露天堆场 远期污泥处理及深度处理预留用地 浴 室 食堂
图23-10 四水厂平面布置图
10.2 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。
澄清池
图23-1 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。 工艺流程见图23-2。
混合剂 高分子助滤剂 消毒剂
原水
混合
直接过滤池
10.3 给水厂工艺流程与主要构筑物的选择
10.3.1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。工艺流程见图23-1。
消毒剂 原水 混合 絮疑沉淀池 滤池 清水池 二级泵房 用户
第10章 典型给水处理系统

10.1 设计步骤、要求和设计原则 10.2 水厂的厂址选择 10.3 给水处理厂工艺流程与主要构筑 物的选择 10.4 水厂的平面及高程布置


10.5 水厂的生产过程监控与自动控制
10.6 给水处理工艺系统设计计算实例
10.1 设计步骤、要求和设计原则
项目建议书 可行性研究 初步设计 扩初设计 施工图设计
-0.30 -2.00
300
0.00
300 10010 1400
150
150
1000
图23-9 V型滤池剖面图
图4-21 V型滤池剖面图
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 0.0～28.0m，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。

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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23－6 为水厂平面布置一例。
56.3m 综 合 楼
163.7 m
公 路
小桥
机 修 二 级 泵 房
警 卫 室 仓 库
69.7m
车 库
北
取 水 干 渠
159.5m 喷水池 清水池
快 滤 池
加氯加药间
药剂库
翻砂场 平流沉淀池 隔板絮凝池
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。
10.6.5 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，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

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。
10.6.4 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
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 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
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entiumi II 400计 算机及2台Epson彩色打印机组成。
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) 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。
集水槽 导流墙
虹 吸 式 排 泥 机
排泥管 DN300
1800
配水花墙 28002800 2800 9600 2000 10000 27000 27000 27000 10000 1500
500
图23-8 絮凝沉淀池平面图
3625 3500 3500 3625 3760 3625 3500 3500 3625
消毒剂
原水
格栅
调节池
生物处理 污泥
过滤
消毒
中水
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
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
消毒剂
混凝沉淀或气浮 污泥
消毒
中水
10.4 水厂的平面及高程布置
（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。
清水池
二级泵房
用户
图23-2 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，工艺流程见图23－3。
混凝剂 原水 预沉池或沉沙池 混合 絮疑沉淀池 滤池
消毒剂 清水池 二级泵房 用户
澄清池
图23-3 高浊度水处理工艺流程
10.3.2 工业用水处理工艺
10.6.2 水厂主要构筑物设计
1. 混合 2. 絮凝与沉淀池
排水管 排至污水回收泵房 穿孔排泥管 DN300 26000
2800 2800 2800 2800 2800 3100 2800 2800 2800 2800 2800
下 下 上 下 上 下 上 下 上 上 上 下 下
虹 吸 式 排 泥 机
图23-7 水厂高程布置
10.5 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
10.6 给水处理工艺系统设计计算实例
10.6.1 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。
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：
17.70 17.00
2. 高程布置
13.70 12.80 设计地面标高 10.00 10.60 10.00 10.30 6.50 8.60 8.20 5.10 二级泵房 吸水井 清水池 快滤池 絮凝沉淀池 一级泵房 8.15 7.85 9.20 取水干渠 5.78 吸水井 10.40 最高水位9.12 最低水位7.56
快 滤 池
吸水井 配 电 室 清水池
排 水 泵
平流沉淀池
二 级 泵 房
图23-6 水厂平面布置
92.3m
吸水井
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。 图23－7为图23－6中构筑物高程布置图。各构筑物之 间水面高差由计算确定。
27.93(P=97%) 21.50
取水头部 取水泵 房
24.00
孔 室 折板 絮凝 池
平流 沉 淀 池
V 型滤 池
清水池
吸水 井
送 水 泵房
图23-11 四水厂高程布置图

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。
上
33560
2000
3. 滤池及反冲洗系统
5.40
3.35 3.20 3.40 2.10 0.80 3.10
0.72
3.40 1.70
3.80 2.35 1.90 0.85 0.28 0.05
3.54 2.10 0.80

-0.63~-0.80
150 150 1400 300
2-2
300 10010