第18章 水厂设计-12-13-2

第18章水厂设计水厂设计要求和原则

水厂厂址选择给水处理厂工艺流程与主要构筑物的选择水厂的平面及高程布置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18.1水厂设计要求和原则

水厂设计要求：

(1)基本建设程序

(2)各设计阶段要求（可行性研究、初步设计、施工图设计）

设计原则：

(1)水处理构筑物的生产能力；

(2)按近期设计，考虑远期发展；

(3)检修或事故时仍能满足用水要求（主要设备备用、处理构筑物可在设计允许范围内提高运行负荷）；

(4)妥善确定水厂自动化程度（保证供水水质、降低药耗和能耗）；

(5)合理设置排泥管、放空管、溢流管、压力冲洗设备等；

(6)考虑安全、防冻等问题。

厂址选择应通过方案比较，即

技术上：供水安全、管理方便经济上：造价与管理费用最低一般应考虑以下几点:(1)最好有自然坡度，这样有利于构筑物高程布置。18.2水厂厂址选择清水池二泵房反应沉淀池过滤(2)有良好的地基，承载能力大，地下水位低。这样可以降低工程造价和便于施工。(3)安全：不受洪水威胁，以战备角度看，不要设在目标显著的地方（如大桥附近）。(4)卫生条件好：为防止污染，一般建在城市上游，并位于工业区主导风的上方。(5)排污方便。为此水厂应设在地势较高并靠近河道的地方。(6)交通方便；靠近电源，以利于施工管理和降低输电费用。(7)不占良田或少占良田。(8)有发展余地。(9)布置合理1）当水源离用户较近时，水厂设在水源附近；2）当水源和用户相距较远时，有三种布置：

①水厂靠近水源优点：便于管理；节约水厂自用水源的输水费用；排泥方便。缺点：水厂至用户管径较大（因按最大日最大时计算），承受的压力较高，从而使管道造价高。适用于：输水管不太长的情况。

②水厂靠近用户，其优缺点与①相反。适用于：输水管较长的情况。

③水厂位于中途。当地形可以利用时，可采用此种情况。18.3给水处理厂工艺流程与主要构筑物的选择选择依据用水对水质的要求；设计规模；自然条件：地形、地质；供应与施工条件;运行经验与管理水平。18.3.1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18－1。原水混凝剂混合絮凝沉淀池滤池消毒剂清水池二级泵房用户澄清池图18－1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18－2。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18－3。18.3.2受污染水源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18－4。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18－5为增加生物预处理工艺图。18.3.3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

（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（2）生物处理与物化处理结合

18.3.4构筑物选型1.小型水厂（3万m3/d以下）斜管沉淀池→普通快滤池（或双阀滤池）水力循环澄清池→无阀滤池2.中型水厂（3～10万m3/d）机械搅拌澄清池或脉冲澄清池斜管沉淀池→普快滤池（双阀滤池）虹吸滤池3.大型水厂（10万m3/d以上）

平流沉淀池→

脉冲澄清池→虹吸滤池普快滤池（双阀滤池）V型滤池移动罩滤池18.4.1平面布置（一）内容：1.构筑物、建筑物定位：(1)生产性构筑物和建筑物，包括处理构筑物（反应、沉淀或澄清、过滤池），清水池，二泵房、加氯间等。(2)辅助建筑物生产性：包括化验室、修理间、仓库、车库等。生活性：包括办公楼、食堂、浴室、职工宿舍等。18.4水厂的平面及高程布置2.管线定位：连接线——构筑物之间的连接线给水管——水厂本身用水管排水管——水厂本身排水管雨水管加矾、加氯管3.道路、围墙、绿化、供电线路布置（二）布置要求1.布置紧凑、便利管理（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2.充分利用地形，这样可以减少挖填方及施工费用。如：沉淀池应布置在高处，清水池应布置在低处3.各构筑物连接管（渠）应简捷、顺直，同时也要考虑到检修、施工方便。此外，还要设置必要的超越管，以利安全生产。4.厂内排污力争重力排除（如条件不允许，也可采用排污泵排除）。5.生产区与生活区应分开，以便安全生产。6.建筑物布置应注意朝向、风向。7.应考虑露天堆放场，堆砂场，堆煤场8.留有扩建余地9.厂内交通方便通往仓库、修理间、堆砂场、泵房等应设车行道，宽3.5～4m，转弯半径6m。通过一般建筑物，应设人行道，宽1.5～2m。10.厂容美观，充分绿化。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18－6为水厂平面布置一例。（一）内容水面高程池顶高程池底高程给水管以管中为准排水管以管底为准设计地面高程管线高程18.4.2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。（二）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（1）构筑物水头损失，与其形式构造有关，查表（2）连接管水头损失，应通过水力计算求得

估算可查表。

（三）确定高程有了以上各项水头损失，就可以确定高程。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。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。18.5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18.6给水处理工艺系统设计计算实例

18.6.1水厂工艺流程选择根据水源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