給水廠的設(shè)計(jì)

1、第二十三章第二十三章 典型給水處理系統(tǒng)典型給水處理系統(tǒng)水廠的廠址選擇水廠的廠址選擇給水處理廠工藝流程與主要構(gòu)筑給水處理廠工藝流程與主要構(gòu)筑 物的選擇物的選擇水廠的平面及高程布置水廠的平面及高程布置水廠的生產(chǎn)過程監(jiān)控與自動(dòng)控制水廠的生產(chǎn)過程監(jiān)控與自動(dòng)控制給水處理工藝系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算實(shí)例給水處理工藝系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算實(shí)例20.1水廠的廠址選擇水廠的廠址選擇 廠址選擇應(yīng)在整個(gè)給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案中全面規(guī)劃，綜合考慮，通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定。在選擇廠址時(shí)，一般應(yīng)考慮以下幾個(gè)問題： （1）廠址應(yīng)選擇在工程地址條件較好的地方。 （2）水廠應(yīng)盡可能選擇在不受洪水威脅的地方。 （3） 水廠應(yīng)盡量設(shè)置在交通方便、靠近電源的地方

2、，以 利于施工管理和降低輸電線路的造價(jià)。 （4）當(dāng)取水地點(diǎn)距離用水區(qū)較近時(shí)，水廠一般設(shè)置在取水 構(gòu)筑物附近，通常與取水構(gòu)筑物建在一起；當(dāng)取水地點(diǎn)距 離用水區(qū)較遠(yuǎn)時(shí)，廠址選擇有兩種方案：一是將水廠設(shè)置 在取水構(gòu)筑物附近；二是將水廠設(shè)置在離用水區(qū)較近的地 方。 20.2給水處理廠工藝流程與主要構(gòu)給水處理廠工藝流程與主要構(gòu)筑物的選擇筑物的選擇20.2.1生活飲用水處理工藝生活飲用水處理工藝 由于水源不同，水質(zhì)由于水源不同，水質(zhì) 各異，飲用水處理系統(tǒng)的組各異，飲用水處理系統(tǒng)的組成和工藝流程由多種多樣。以地表水作為水源時(shí)，處成和工藝流程由多種多樣。以地表水作為水源時(shí)，處理工藝流程中通常包括混合、絮凝、沉

3、淀或澄清、過理工藝流程中通常包括混合、絮凝、沉淀或澄清、過濾及消毒。工藝流程見圖濾及消毒。工藝流程見圖201。原 水混 合絮 疑 沉 淀 池澄 清 池濾 池消 毒 劑清 水 池二 級(jí) 泵 房用 戶圖 2 3 - 1 地 表 水 常 規(guī) 處 理 工 藝 流 程 當(dāng)原水濁度較低（一般在50度以下）、不受工業(yè)廢水污染且水質(zhì)變化不大者，可省略混凝沉淀（或沉淀）構(gòu)筑物，原水采用雙層濾料或多層濾料濾池直接過濾，也可在過濾前設(shè)一微絮凝池，稱為微絮凝過濾。工藝流程見圖202。原水混合直接過濾池清水池二級(jí)泵房混合劑高分子助濾劑消毒劑用戶圖2 0 - 2 地表水一次凈化工藝流程 當(dāng)原水濁度高，含沙量大時(shí)，為了達(dá)到

4、預(yù)期的混凝沉淀（或澄清）效果，減少混凝劑用量，應(yīng)增設(shè)預(yù)沉池，工藝流程見圖203。原 水混 合絮 疑 沉 淀 池澄 清 池濾 池消 毒 劑清 水 池二 級(jí) 泵 房用 戶混 凝 劑預(yù) 沉 池 或 沉 沙 池圖 2 0 - 3 高 濁 度 水 處 理 工 藝 流 程20.2.2工業(yè)用水處理工藝工業(yè)用水處理工藝 若水源受到較嚴(yán)重的污染，按目前行之有效的方法，可在砂濾池后再加設(shè)臭氧/活性炭處理，如圖204。CL2O3混凝劑砂濾池二級(jí)泵房活性碳濾池用戶臭氧接觸池砂濾池澄清池混合原水圖20-4 受污染水源處理工藝（） 受污染水源還有其他處理工藝。例如有的在常規(guī)處理工藝前增加生物預(yù)處理；有的在常規(guī)處理工藝中投

5、加粉末活性炭等。圖205為增加生物預(yù)處理工藝圖。原水生物處理絮疑沉淀過濾消毒劑清水池二級(jí)泵房用戶混合混凝劑圖2 0 - 5 受污染水源處理工藝（）20.2.3生活污水回用工藝生活污水回用工藝 回用水處理工藝流程 1.優(yōu)質(zhì)雜排水水和雜排水為回用水水源的 水處理工藝流程（1）物理化學(xué)處理原水格柵調(diào)節(jié)池絮凝沉淀或氣浮過濾消毒中水混凝劑消毒劑污泥 （2）生物處理與物理化學(xué)處理 2. 生活排水為回用水水源的水處理工藝流程 （1）二段生物處理原水格柵調(diào)節(jié)池生物處理過濾消毒中水消毒劑污泥原水格柵調(diào)節(jié)池一段生物處理過濾消毒中水污泥二段生物處理沉淀池沉淀池 （2）生物處理與物化處理結(jié)合 原 水格 柵調(diào) 節(jié) 池生

6、 物 處 理消 毒中 水混 凝 劑混 凝 沉 淀 或 氣 浮過 濾污 泥消 毒 劑20.3水廠的平面及高程布置水廠的平面及高程布置 1.水廠的平面布置 水廠的基本組成分為兩部分：（1）生產(chǎn)構(gòu)筑物和建筑物，包括處理構(gòu)筑物、清水池、二級(jí)泵站、藥劑間等；（2）輔助建筑物。其中又分生產(chǎn)輔助建筑物和生活輔助建筑物兩種。前者包括化驗(yàn)間、修理部門、倉庫、車庫及值班宿舍等；后者包括辦公樓、食堂、浴室、職工宿舍等。 作水廠平面布置時(shí)，應(yīng)考慮下述幾點(diǎn)要求： （1）布置緊湊，以減少水廠占地面積和連接管（渠）的長度，并便于操作管理。 （2）充分利用地形，力求挖填土方平衡以減少填、挖土方量和施工費(fèi)用。 （3）各構(gòu)筑物之

7、間連接管（渠）應(yīng)簡單、短捷，盡量避免立體交叉，并考慮施工、檢修方便。 （4）建筑物布置應(yīng)注意朝向和風(fēng)向。 （5）又條件時(shí)（尤其是大水廠）最好把生產(chǎn)區(qū)和生活區(qū)分開，盡量避免非生產(chǎn)人員在生產(chǎn)去通行和逗留，以確保生產(chǎn)安全。 （6）對(duì)分歧建造的工程，既要考慮近期的完整性，又要考慮遠(yuǎn)期工程建成后整體布局的合理性。 水廠平面布置一般均需提出幾個(gè)方案進(jìn)行比較，以便確定在技術(shù)經(jīng)濟(jì)上較為合理的方案。圖206為水廠平面布置一例。二 級(jí) 泵房加氯加藥間北排水泵小橋公路圖23-6 水廠平面布置159.5m56.3m92.3m69.7m163.7m二 級(jí) 泵房機(jī)修車庫綜合樓噴水池警衛(wèi)室倉庫配電室吸水井清水池快濾池清水池

8、快濾池翻砂場平流沉淀池平流沉淀池隔板絮凝池藥劑庫吸水井取水干渠2.高程布置 在處理工藝流程中，各構(gòu)筑物之間水流應(yīng)為重力流。兩構(gòu)筑物之間水面高差即為流程中的水頭損失，包括構(gòu)筑物本身，連接管道、計(jì)量設(shè)備等水頭損失在內(nèi)。水頭損失應(yīng)通過計(jì)算確定，并留有余地。 圖207為圖206中構(gòu)筑物高程布置圖。各構(gòu)筑物之間水面高差由計(jì)算確定。最 高 水 位 9 . 1 2最 低 水 位 7 . 5 6取 水 干 渠5 . 7 81 0 . 4 09 . 2 01 7 . 0 01 3 . 7 01 0 . 0 07 . 8 51 2 . 8 08 . 1 56 . 5 01 0 . 3 01 0 . 6 05 .

9、1 08 . 2 08 . 6 01 0 . 0 01 7 . 7 0二 級(jí) 泵 房吸 水 井清 水 池快 濾 池絮 凝 沉 淀 池一 級(jí) 泵 房吸 水 井設(shè) 計(jì) 地 面 標(biāo) 高圖 2 0 - 7 水 廠 高 程 布 置20.4水廠的生產(chǎn)過程監(jiān)控與自動(dòng)控制水廠的生產(chǎn)過程監(jiān)控與自動(dòng)控制 水廠內(nèi)檢測儀表的設(shè)置 水廠自動(dòng)化設(shè)計(jì)要求20.5給水處理工藝系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算實(shí)例給水處理工藝系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算實(shí)例 20.5.1 水廠工藝流程選擇 根據(jù)源水水質(zhì)情況和該市自來水公司現(xiàn)有水廠的生產(chǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)經(jīng)驗(yàn)，決定近期和二期仍采用常規(guī)處理工藝，遠(yuǎn)期考慮增加生物預(yù)處理和深度處理工藝。同時(shí)，為了節(jié)約投藥量，提高水廠自動(dòng)化水平，決定采

10、用已較成熟的自動(dòng)加礬、加氯技術(shù)。在常規(guī)處理工藝中，注意選擇適合水源水質(zhì)、水廠規(guī)模和地形特點(diǎn)，并有利于提高出廠水水質(zhì)的處理構(gòu)筑物。這些構(gòu)筑物主要包括：隔板、折板組合式絮凝地、新型平流式沉淀池和V型濾池。此外，為了保護(hù)湘江水源，沉淀池排泥水和濾池反沖洗水均進(jìn)入回收水池濃縮，上清液回收，下部沉泥用來回填水廠及其周圍洼地。20.5.2 水廠主要構(gòu)筑物設(shè)計(jì) 1. 混合 2. 絮凝與沉淀池 圖20-8 絮凝沉淀池平面圖362528009600排 泥 管280028001800500DN30028002800280028002800配 水 花 墻2700010000200027000100002700015

11、00泥機(jī)吸排式虹350036253500DN300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機(jī)泥排式導(dǎo) 流 墻3625200037603500虹26000集 水 槽3625 3. 濾池及反沖洗系統(tǒng) 圖20-9 V型濾池剖面圖0.002.353.8014003.203.35150-0.63-0.800.802.103.4015010003.102-2300100100.72圖4-21 V型濾池剖面圖-2.001.703.40300-0.305.403000.28100100.851.9

12、030014000.051500.802.103.541504. 清水池 清水池有效容積按設(shè)計(jì)規(guī)模的10%計(jì)算，近期設(shè)10000 m3清水池1座，采用鋼筋砼結(jié)構(gòu)，有效水深取4.2m。 5. 送水泵房 土建設(shè)計(jì)規(guī)模為30萬m3/d，近期設(shè)備安裝按10萬m3/d考慮。時(shí)變化系數(shù)取1.36，出廠壓力取20.028.0m，一期安裝臥式離心泵機(jī)組3套，1大2小，其中1臺(tái)為調(diào)速水泵。6. 加礬、加氯系統(tǒng) 20.5.3 水廠總體布置水廠總體布置1 構(gòu)筑物布置圖20-10 四水廠平面布置圖吸水井配水泵房機(jī)修車間清水池孔 室 折 板 絮 凝 池平 流 沉 淀 池綜合辦公樓加藥間砂場回 收水 池遠(yuǎn) 期 污 泥 處

13、 理 及 深 度 處 理 預(yù) 留 用 地露 天 堆 場V型濾池配電間食 堂浴室回收泵房大 門 圖20-11 四水廠高程布置圖45.5036.00水44.05(P=1%)21.5027.93(P=97%)部水頭取取60.3242.0064.0024.00房泵絮凝折室孔板池沉平流池淀濾型V池59.90泵59.50池水清水送57.40水吸井房69.0968.30氯預(yù)加64.0067.95加礬64.5067.8067.5063.6966.7963.3064.0063.7067.48加氯63.7063.00 2 廠內(nèi)排水 廠內(nèi)生活污水與雨水采用分流制，雨水就近排入水體，污水近期排入化糞池，溢流水進(jìn)入農(nóng)灌

14、系統(tǒng)。待城市下水道形成以后改道排入城市下水道。 生產(chǎn)廢水(濾池反沖洗水及沉淀池排泥水)排入回收水池，其上清液回收，下部沉泥用來回填洼地。20.5.4自控系統(tǒng)設(shè)計(jì)自控系統(tǒng)設(shè)計(jì)1、控制系統(tǒng)的組成 全廠設(shè)中控室及取水泵房、加礬加氯、回收泵房與反應(yīng)沉淀池、V型濾池和送水泵房等5個(gè)PLC（可編程邏輯控制器）子站，考慮到系統(tǒng)盡可能分散的原則，在濾池單池設(shè)有PLC控制臺(tái)。 各PLC站均由一塊電源模塊，一塊CPU（中央處理器）模塊，一塊通訊模塊以及若干塊輸入輸出（I/O）模塊組成。 中控室由2臺(tái)分別用于生產(chǎn)管理與監(jiān)控的Pentiumi II 400計(jì)算機(jī)及2臺(tái)Epson彩色打印機(jī)組成。 2 控制原則控制原則

15、1) 依據(jù)依據(jù)PLCI/O模塊，涉及模塊，涉及PLC自控的設(shè)備，均可通過自控的設(shè)備，均可通過在機(jī)旁控制箱手在機(jī)旁控制箱手/自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)、在自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)、在PLC站操作面板站操作面板XBT上上Local/Remote設(shè)置來實(shí)現(xiàn)機(jī)旁控制箱、設(shè)置來實(shí)現(xiàn)機(jī)旁控制箱、PLC站站XBT、中控、中控室監(jiān)室監(jiān) 控計(jì)算機(jī)三地控制?？赜?jì)算機(jī)三地控制。 2) PLC站站XBT上均能夠顯示與設(shè)置該站現(xiàn)場操作所涉上均能夠顯示與設(shè)置該站現(xiàn)場操作所涉及到的所有自控設(shè)備、儀表等運(yùn)行參數(shù)上下限報(bào)警值，同時(shí)及到的所有自控設(shè)備、儀表等運(yùn)行參數(shù)上下限報(bào)警值，同時(shí)這些參數(shù)均可通過網(wǎng)絡(luò)線傳輸?shù)街锌厥冶O(jiān)控計(jì)算機(jī)，由它來這些參數(shù)均可通過網(wǎng)絡(luò)

16、線傳輸?shù)街锌厥冶O(jiān)控計(jì)算機(jī)，由它來進(jìn)行控制。進(jìn)行控制。 3) 每個(gè)每個(gè)PLC站均設(shè)置站均設(shè)置2個(gè)復(fù)們按鈕（警鈴復(fù)位、故障復(fù)個(gè)復(fù)們按鈕（警鈴復(fù)位、故障復(fù)位）、位）、1個(gè)警鈴、個(gè)警鈴、1個(gè)故障指示燈。任何自控設(shè)備故障由該個(gè)故障指示燈。任何自控設(shè)備故障由該P(yáng)LC站的警鈴、故障指示燈報(bào)警。在故障解除后，方可通過站的警鈴、故障指示燈報(bào)警。在故障解除后，方可通過PLC站站XBT、中控室監(jiān)控計(jì)算機(jī)復(fù)位，若未復(fù)位故障報(bào)警、中控室監(jiān)控計(jì)算機(jī)復(fù)位，若未復(fù)位故障報(bào)警，該設(shè)備不能運(yùn)行。，該設(shè)備不能運(yùn)行。 3 中控室計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)中控室計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng) 中控室監(jiān)控計(jì)算機(jī)采用Windows NT 操作系統(tǒng)，與各PLC站之間通

17、過ETHERWAY通訊聯(lián)絡(luò)實(shí)現(xiàn)資源共享，各PLC站之間通過FIPWAY聯(lián)絡(luò)除了對(duì)本站設(shè)備進(jìn)行操作顯示外，還可了解其他站的情況。所用監(jiān)控軟件為INTOUCH，該軟件人機(jī)界面好，能根據(jù)需要畫鏈接，比較直觀。中控室監(jiān)控計(jì)算機(jī)設(shè)有取水泵房、加礬間、加氯間、反應(yīng)沉淀池、回收泵房、V型濾池、公共沖洗泵房、送水泵房、自動(dòng)化總覽、10kV一次系統(tǒng)、660V一次系統(tǒng)、低壓系統(tǒng)等窗口。另外INTOUCH軟件還具有實(shí)時(shí)、歷史趨勢功能，能夠了解生產(chǎn)參數(shù)的動(dòng)態(tài)情況，便于生產(chǎn)調(diào)度管理。此外在中控室設(shè)有打印機(jī)，用于實(shí)時(shí)報(bào)警打印及生產(chǎn)報(bào)表打印。20.5.5運(yùn)行結(jié)果與設(shè)計(jì)特點(diǎn)運(yùn)行結(jié)果與設(shè)計(jì)特點(diǎn)1、運(yùn)行結(jié)果、運(yùn)行結(jié)果 水廠運(yùn)行已

18、幾年，取水泵房、回收泵房、送水水廠運(yùn)行已幾年，取水泵房、回收泵房、送水泵房水泵機(jī)組能完全按程序自動(dòng)開泵房水泵機(jī)組能完全按程序自動(dòng)開/停；停；V型濾池的型濾池的各項(xiàng)控制指標(biāo)均能達(dá)到技術(shù)要求，當(dāng)濾池進(jìn)水濁度各項(xiàng)控制指標(biāo)均能達(dá)到技術(shù)要求，當(dāng)濾池進(jìn)水濁度在在10NTU以下時(shí)，可保證濾后水濁度在以下時(shí)，可保證濾后水濁度在0.7NTU以以下，同時(shí)反沖洗配水、配氣均勻；加礬、加氯系統(tǒng)下，同時(shí)反沖洗配水、配氣均勻；加礬、加氯系統(tǒng)能在不同水質(zhì)、水量情況下正常工作，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化能在不同水質(zhì)、水量情況下正常工作，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制，出廠水濁度、余氯等衛(wèi)生指標(biāo)均能按要求控控制，出廠水濁度、余氯等衛(wèi)生指標(biāo)均能按要求控制系統(tǒng)運(yùn)行良好，實(shí)現(xiàn)全廠工藝自動(dòng)化，車間無值制系統(tǒng)運(yùn)行良好，實(shí)現(xiàn)全廠工藝自動(dòng)化，車間無值守，保證了優(yōu)質(zhì)、低耗、