给水厂的设计

1、第二十三章第二十三章 典型给水处理系统典型给水处理系统水厂的厂址选择水厂的厂址选择给水处理厂工艺流程与主要构筑给水处理厂工艺流程与主要构筑 物的选择物的选择水厂的平面及高程布置水厂的平面及高程布置水厂的生产过程监控与自动控制水厂的生产过程监控与自动控制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20.1水厂的厂址选择水厂的厂址选择 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

2、，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。 20.2给水处理厂工艺流程与主要构给水处理厂工艺流程与主要构筑物的选择筑物的选择20.2.1生活饮用水处理工艺生活饮用水处理工艺 由于水源不同，水质由于水源不同，水质 各异，饮用水处理系统的组各异，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

3、淀或澄清、过理工艺流程中通常包括混合、絮凝、沉淀或澄清、过滤及消毒。工艺流程见图滤及消毒。工艺流程见图201。原 水混 合絮 疑 沉 淀 池澄 清 池滤 池消 毒 剂清 水 池二 级 泵 房用 户图 2 3 - 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202。原水混合直接过滤池清水池二级泵房混合剂高分子助滤剂消毒剂用户图2 0 - 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

4、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203。原 水混 合絮 疑 沉 淀 池澄 清 池滤 池消 毒 剂清 水 池二 级 泵 房用 户混 凝 剂预 沉 池 或 沉 沙 池图 2 0 - 3 高 浊 度 水 处 理 工 艺 流 程20.2.2工业用水处理工艺工业用水处理工艺 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204。CL2O3混凝剂砂滤池二级泵房活性碳滤池用户臭氧接触池砂滤池澄清池混合原水图20-4 受污染水源处理工艺（） 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

5、加粉末活性炭等。图205为增加生物预处理工艺图。原水生物处理絮疑沉淀过滤消毒剂清水池二级泵房用户混合混凝剂图2 0 - 5 受污染水源处理工艺（）20.2.3生活污水回用工艺生活污水回用工艺 回用水处理工艺流程 1.优质杂排水水和杂排水为回用水水源的 水处理工艺流程（1）物理化学处理原水格栅调节池絮凝沉淀或气浮过滤消毒中水混凝剂消毒剂污泥 （2）生物处理与物理化学处理 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生物处理过滤消毒中水消毒剂污泥原水格栅调节池一段生物处理过滤消毒中水污泥二段生物处理沉淀池沉淀池 （2）生物处理与物化处理结合 原 水格 栅调 节 池生

6、 物 处 理消 毒中 水混 凝 剂混 凝 沉 淀 或 气 浮过 滤污 泥消 毒 剂20.3水厂的平面及高程布置水厂的平面及高程布置 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： （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

7、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。 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206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

8、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2.高程布置 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207为图206中构筑物高程布置图。各构筑物之间水面高差由计算确定。最 高 水 位 9 . 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 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 2 0 - 7 水 厂 高 程 布 置20.4水厂的生产过程监控与自动控制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20.5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 20.5.1 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

10、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。20.5.2 水厂主要构筑物设计 1. 混合 2. 絮凝与沉淀池 图20-8 絮凝沉淀池平面图362528009600排 泥 管280028001800500DN30028002800280028002800配 水 花 墙2700010000200027000100002700015

11、00泥机吸排式虹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机泥排式导 流 墙3625200037603500虹26000集 水 槽3625 3. 滤池及反冲洗系统 图20-9 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-2.001.703.40300-0.305.403000.28100100.851.9

12、030014000.051500.802.103.541504. 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20.028.0m，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。6. 加矾、加氯系统 20.5.3 水厂总体布置水厂总体布置1 构筑物布置图20-10 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

13、 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20-11 四水厂高程布置图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 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

14、系统。待城市下水道形成以后改道排入城市下水道。 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。20.5.4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

15、1) 依据依据PLCI/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。 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

16、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

17、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、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。20.5.5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

18、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、