典型給水處理系統(tǒng)

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筑給水處理廠工藝流程與主要構筑 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)控與自動控制水廠的生產(chǎn)過程監(jiān)控與自動控制給水處理工藝系統(tǒng)設計計算實例給水處理工藝系統(tǒng)設計計算實例23.1水廠的廠址選擇水廠的廠址選擇 廠址選擇應在整個給水系統(tǒng)設計方案中全面規(guī)劃，綜合考慮，通過技術經(jīng)濟比較確定。在選擇廠址時，一般應考慮以下幾個問題： （1）廠址應選擇在工程地址條件較好的地方。 （2）水廠應盡可能選擇在不受洪水威脅的地方。 （3） 水廠應盡量設置在交通方便、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。 （4）當取水地點距離用水區(qū)較近時，水廠一般設置在取水 構筑物附近，通常與取水構筑物建在一起；當取水地點距 離用水區(qū)較遠時，廠址選擇有兩種方案：一是將水廠設置 在取水構筑物附近；二是將水廠設置在離用水區(qū)較近的地 方。 23.2給水處理廠工藝流程與主要構給水處理廠工藝流程與主要構筑物的選擇筑物的選擇23.2.1生活飲用水處理工藝生活飲用水處理工藝 由于水源不同，水質由于水源不同，水質 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，處成和工藝流程由多種多樣。以地表水作為水源時，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231。原 水混 合絮 疑 沉 淀 池澄 清 池濾 池消 毒 劑清 水 池二 級 泵 房用 戶圖 2 3 - 1 地 表 水 常 規(guī) 處 理 工 藝 流 程 當原水濁度較低（一般在50度以下）、不受工業(yè)廢水污染且水質變化不大者，可省略混凝沉淀（或沉淀）構筑物，原水采用雙層濾料或多層濾料濾池直接過濾，也可在過濾前設一微絮凝池，稱為微絮凝過濾。工藝流程見圖232。原 水混 合直 接 過 濾 池清 水 池二 級 泵 房混 合 劑高 分 子 助 濾 劑消 毒 劑用 戶圖 2 3 - 2 地 表 水 一

4、 次 凈 化 工 藝 流 程 當原水濁度高，含沙量大時，為了達到預期的混凝沉淀（或澄清）效果，減少混凝劑用量，應增設預沉池，工藝流程見圖233。原 水混 合絮 疑 沉 淀 池澄 清 池濾 池消 毒 劑清 水 池二 級 泵 房用 戶圖 2 3 - 3 高 濁 度 水 處 理 工 藝 流 程混 凝 劑預 沉 池 或 沉 沙 池23.2.2工業(yè)用水處理工藝工業(yè)用水處理工藝 若水源受到較嚴重的污染，按目前行之有效的方法，可在砂濾池后再加設臭氧/活性炭處理，如圖234。原 水混 合圖 23-4 受 污 染 水 源 處 理 工 藝 （ ）澄 清 池砂 濾 池臭 氧 接 觸 池用 戶活 性 碳 濾 池二 級

5、 泵 房砂 濾 池混 凝 劑O3CL2 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處理；有的在常規(guī)處理工藝中投加粉末活性炭等。圖235為增加生物預處理工藝圖。原水生物處理絮疑沉淀過濾消毒劑清水池二級泵房用戶圖2 3 - 5 受污染水源處理工藝（）混合混凝劑23.2.3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）物理化學處理原水格柵調節(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節(jié)池生物處理過濾消毒中水消

6、毒劑污泥原水格柵調節(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合 原 水格 柵調 節(jié) 池生 物 處 理消 毒中 水混 凝 劑混 凝 沉 淀 或 氣 浮過 濾污 泥消 毒 劑23.3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)構筑物和建筑物，包括處理構筑物、清水池、二級泵站、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，應考慮下述幾點要求： （1）布置緊湊，以減少水廠占

7、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、挖土方量和施工費用。 （3）各構筑物之間連接管（渠）應簡單、短捷，盡量避免立體交叉，并考慮施工、檢修方便。 （4）建筑物布置應注意朝向和風向。 （5）又條件時（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）對分歧建造的工程，既要考慮近期的完整性，又要考慮遠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方案進行比較，以便確定在技術經(jīng)濟上較為合理的方案。圖236為水廠平面布置一例。二 級 泵房加氯加藥間北排水泵小橋公路圖23-6 水廠平面

8、布置159.5m56.3m92.3m69.7m163.7m二 級 泵房機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，各構筑物之間水流應為重力流。兩構筑物之間水面高差即為流程中的水頭損失，包括構筑物本身，連接管道、計量設備等水頭損失在內。水頭損失應通過計算確定，并留有余地。 圖237為圖236中構筑物高程布置圖。各構筑物之間水面高差由計算確定。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 .

9、 7 01 0 . 0 07 . 8 51 2 . 8 08 . 1 56 . 5 01 0 . 3 01 0 . 6 05 . 1 08 . 2 08 . 6 01 0 . 0 01 7 . 7 0二 級 泵 房吸 水 井清 水 池快 濾 池絮 凝 沉 淀 池一 級 泵 房吸 水 井設 計 地 面 標 高圖 2 3 - 7 水 廠 高 程 布 置23.4水廠的生產(chǎn)過程監(jiān)控與自動控制水廠的生產(chǎn)過程監(jiān)控與自動控制 水廠內檢測儀表的設置 水廠自動化設計要求23.5給水處理工藝系統(tǒng)設計計算實例給水處理工藝系統(tǒng)設計計算實例 23.5.1 水廠工藝流程選擇 根據(jù)源水水質情況和該市自來水公司現(xiàn)有水廠的生產(chǎn)

10、運轉經(jīng)驗，決定近期和二期仍采用常規(guī)處理工藝，遠期考慮增加生物預處理和深度處理工藝。同時，為了節(jié)約投藥量，提高水廠自動化水平，決定采用已較成熟的自動加礬、加氯技術。在常規(guī)處理工藝中，注意選擇適合水源水質、水廠規(guī)模和地形特點，并有利于提高出廠水水質的處理構筑物。這些構筑物主要包括：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，為了保護湘江水源，沉淀池排泥水和濾池反沖洗水均進入回收水池濃縮，上清液回收，下部沉泥用來回填水廠及其周圍洼地。23.5.2 水廠主要構筑物設計 1. 混合 2. 絮凝與沉淀池 圖23-8 絮凝沉淀池平面圖362528009600排 泥 管2800280018005

11、00DN30028002800280028002800配 水 花 墻270001000020002700010000270001500泥機吸排式虹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機泥排式導 流 墻3625200037603500虹26000集 水 槽3625 3. 濾池及反沖洗系統(tǒng) 圖23-9 V型濾池剖面圖0.002.353.8014003.203.35150-0.63-0.800.802.103.4015010003.102-23001

12、00100.72圖4-21 V型濾池剖面圖-2.001.703.40300-0.305.403000.28100100.851.9030014000.051500.802.103.541504. 清水池 清水池有效容積按設計規(guī)模的10%計算，近期設10000 m3清水池1座，采用鋼筋砼結構，有效水深取4.2m。 5. 送水泵房 土建設計規(guī)模為30萬m3/d，近期設備安裝按10萬m3/d考慮。時變化系數(shù)取1.36，出廠壓力取20.028.0m，一期安裝臥式離心泵機組3套，1大2小，其中1臺為調速水泵。6. 加礬、加氯系統(tǒng) 23.5.3 水廠總體布置水廠總體布置1 構筑物布置圖23-10 四水廠平

13、面布置圖吸水井配水泵房機修車間清水池孔 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 期 污 泥 處 理 及 深 度 處 理 預 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23-11 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氯預加64.0067.95加礬64.5067.8067.5063.6966.7963.3064.0063.706

14、7.48加氯63.7063.00 2 廠內排水 廠內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，溢流水進入農灌系統(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。23.5.4自控系統(tǒng)設計自控系統(tǒng)設計1、控制系統(tǒng)的組成 全廠設中控室及取水泵房、加礬加氯、回收泵房與反應沉淀池、V型濾池和送水泵房等5個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，在濾池單池設有PLC控制臺。 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。

15、 中控室由2臺分別用于生產(chǎn)管理與監(jiān)控的Pentiumi II 400計算機及2臺Epson彩色打印機組成。 2 控制原則控制原則 1) 依據(jù)依據(jù)PLCI/O模塊，涉及模塊，涉及PLC自控的設備，均可通過自控的設備，均可通過在機旁控制箱手在機旁控制箱手/自動轉換開關、在自動轉換開關、在PLC站操作面板站操作面板XBT上上Local/Remote設置來實現(xiàn)機旁控制箱、設置來實現(xiàn)機旁控制箱、PLC站站XBT、中控、中控室監(jiān)室監(jiān) 控計算機三地控制?？赜嬎銠C三地控制。 2) PLC站站XBT上均能夠顯示與設置該站現(xiàn)場操作所涉上均能夠顯示與設置該站現(xiàn)場操作所涉及到的所有自控設備、儀表等運行參數(shù)上下限報警值

16、，同時及到的所有自控設備、儀表等運行參數(shù)上下限報警值，同時這些參數(shù)均可通過網(wǎng)絡線傳輸?shù)街锌厥冶O(jiān)控計算機，由它來這些參數(shù)均可通過網(wǎng)絡線傳輸?shù)街锌厥冶O(jiān)控計算機，由它來進行控制。進行控制。 3) 每個每個PLC站均設置站均設置2個復們按鈕（警鈴復位、故障復個復們按鈕（警鈴復位、故障復位）、位）、1個警鈴、個警鈴、1個故障指示燈。任何自控設備故障由該個故障指示燈。任何自控設備故障由該PLC站的警鈴、故障指示燈報警。在故障解除后，方可通過站的警鈴、故障指示燈報警。在故障解除后，方可通過PLC站站XBT、中控室監(jiān)控計算機復位，若未復位故障報警、中控室監(jiān)控計算機復位，若未復位故障報警，該設備不能運行。，該設

17、備不能運行。 3 中控室計算機監(jiān)控系統(tǒng)中控室計算機監(jiān)控系統(tǒng) 中控室監(jiān)控計算機采用Windows NT 操作系統(tǒng)，與各PLC站之間通過ETHERWAY通訊聯(lián)絡實現(xiàn)資源共享，各PLC站之間通過FIPWAY聯(lián)絡除了對本站設備進行操作顯示外，還可了解其他站的情況。所用監(jiān)控軟件為INTOUCH，該軟件人機界面好，能根據(jù)需要畫鏈接，比較直觀。中控室監(jiān)控計算機設有取水泵房、加礬間、加氯間、反應沉淀池、回收泵房、V型濾池、公共沖洗泵房、送水泵房、自動化總覽、10kV一次系統(tǒng)、660V一次系統(tǒng)、低壓系統(tǒng)等窗口。另外INTOUCH軟件還具有實時、歷史趨勢功能，能夠了解生產(chǎn)參數(shù)的動態(tài)情況，便于生產(chǎn)調度管理。此外在中控室設有打印機，用于實時報警打印及生產(chǎn)報表打印。23.5.5運行結果與設計特點運行結果與設計特點1、運行結果、運行結果 水廠運行已幾年，取水泵房、回收泵房、送水水廠運行已幾年，取水泵房、回收泵房、送水泵房水泵機組能完全按程序自動開泵房水泵機組能完全按程序自動開/停；停；V型濾池的型濾池的各項控制指標均能達到技術要求，當濾池進水濁度各項控制指標均能達到技術要求，當濾池進水濁度在在10NTU以下時，可保證濾后水濁度在以下時，可保證濾后水濁度在0.7NTU以以下，同時反沖洗配水、配氣均勻；加礬、加氯系統(tǒng)下，同時反沖洗配水、配氣均勻；加礬、加氯系統(tǒng)能在不同水質、水量情況下正常工作，實