蘭州交通大學畢業(yè)設計（論文）摘要隨著人口增長、經濟發(fā)展及人類生活水平的提高，人類對水的需求日益增長，對水質、水量的要求越來越高 本設計的內容是深圳市筆架山水廠——20萬噸/天自來水廠初步設計橋頭鎮(zhèn)南面為東江，原水就是取自東江，目前東江作為香港、深圳及東莞的供水水源，江面寬闊，河岸地質條件良好，水量豐富，受污染較輕，可作為取水水源 水源：采用地表水取水方式：岸邊合建式取水構筑物取水凈水工藝流程為：原水→取水泵站→預臭氧接觸池→折板絮凝池→平流式沉淀池→后臭氧接觸池→生物活性碳濾池→普通快濾池→液氯消毒→清水池→送水泵站→用戶根據(jù)原水水質及水溫，混凝劑選用三氯化鐵選液氯消毒劑，采用濾后加氯水廠綠化面積占水廠總面積的35%出水水質符合《生活飲用水衛(wèi)生標準》根據(jù)用戶分布情況和水質要求，城市給水管網采用統(tǒng)一供水，管網水壓、水質、水量均滿足用戶用水要求關鍵詞：岸邊式取水構筑物；平流式沉淀池；普通快慮濾池；生物活性炭濾池第一部分 設計說明書第一章 概述第一節(jié) 設計題目 深圳市筆架山凈水廠初步設計—20萬噸/天自來水廠初步設計第二節(jié) 取水水源水質概況 表1.1 水質資料 項 目實測值(Max.) GHZB1－1999(II類)生活飲用水水源水質標準(二級)氨氮 (以氮計)2.38≤0.5≤1.0亞硝酸鹽 (以氮計)0.784≤ 0.1生化需氧量(BOD5)12.4≤ 3.0耗氧量(KMnO4法)或高錳酸鹽指數(shù)16.7或5.13高錳酸鹽指數(shù)≤4≤6總磷0.142≤ 0.1溶解氧Min.3.95≥ 6第三節(jié) 城市概況深圳市是我國現(xiàn)代產業(yè)協(xié)調發(fā)展的綜合性經濟特區(qū)，珠江三角洲地區(qū)區(qū)域性經濟中心，是現(xiàn)代化的國際性城市。

深圳市位于廣東省南部珠江口東岸，南與香港陸地接壤全市土地面積2020 km2深圳市地處北回歸線以南，屬南亞熱帶海洋性季風氣候多年平均氣溫22°C，極端最高氣溫38.7°C，極端最低氣溫0.2°C雨量充沛，但降水相對集中在汛期5~9月，多年平均降雨量1933.3 mm，汛期雨量約占全年降雨量的80%年平均風速2.6m/s，極端最大風速大于40m/s，風力超過12級深圳市地勢東南高、西北低，地貌類型包括丘陵、臺地和平原第二章 凈水廠設計第一節(jié) 凈水廠廠址的選擇凈水廠，一般應設在工程地質條件比較好、地下水位底、 承載力較大、濕陷性不高、巖石較少的地層以降低工程造價，且便于施工水廠還應該考慮防洪措施同時盡量把水廠設在靠近電源、交通方便的地方以便于減小輸電線路的造價和便于管理設計中水源選擇一般要按以下原則進行考慮：1 所選的水源水質良好水量充沛便于衛(wèi)生防護；2 所選的水源可使取水、輸水、凈化設施維護方便和安全經濟；3 所選的水源具有施工條件市區(qū)南面為湘江，江面寬闊，河岸地質條件良好，水量豐富，受地面污染較輕，可作為取水水源根據(jù)水文資料：東江水面標高：最高水位18m，最低水位10.5m，變化不大；東江河岸較穩(wěn)定，河岸較陡，有足夠水深。

設計選擇岸邊式取水構筑物，并且集水間和取水泵房合建第二節(jié) 工藝流程的選擇根據(jù)水源水質分析結果和《生活飲用水質標準》的對照，擬采用以下幾種工藝流程方案：方案一：采用活性炭預前處理，在加城市自來水廠常規(guī)工藝原水→粉末活性炭→絮凝沉淀→砂慮→消毒→出水方案二：生物法組合工藝原水→生物接觸氧化→常規(guī)處理→出水方案三：深度處理，臭氧活性炭工藝原水→絮凝沉淀→砂濾→臭氧+生物活性炭→消毒→出水方案四：預處理加深度處理原水→預臭氧→絮凝沉淀→砂濾→臭氧→活性炭→消毒→出水深圳市筆架山水廠原水有機物含量高，氨氮含量更是達到2.38mg/L,方案一和方案二所處理水氨氮含量一般為0.65~1.2，該水廠不適用，故在方案三和方案四中選取，考慮到方案三方案四出水都可滿足水質標準，方案四采用臭氧預處理后，不但可以降低其常規(guī)工藝中各處理構筑物的負荷，而且因后面深度處理要制備臭氧所以預處理使用臭氧成本不高，不用專門制備，也可以減輕深度處理的難度，所以經過比選，選擇方案四作為最終方案常規(guī)處理方案的選擇：表1 混合池的類型及特點類 型特點適用條件水泵混合優(yōu)點：混合效果好，節(jié)省動力；缺點：投量大，對水泵葉輪有腐蝕，以過早在管中形成絮凝體大中小型水廠均可采用管式混合優(yōu)點：混合效果好，不需另建設備，簡單易行；水頭損失??；缺點：流量小時效果下降中小型水廠機械混合優(yōu)點：混合效果好，不受水量影響；缺點：增加機械設備及維修工作各種規(guī)模水廠根據(jù)以上各種混合池的特點以及我國的實際情況并進行比較，本設計選用管式（靜態(tài)）混合器。

表2 絮凝池的類型及特點類 型特點適用條件隔板式絮凝池往復式優(yōu)點：絮凝效果好，構造簡單，施工方便；缺點：容積較大，水頭損失較大，轉折處釩花易破碎水量大于30000m3/d的水廠；水量變動小者回轉式優(yōu)點：絮凝效果好，水頭損失小，構造簡單，管理方便；缺點：出水流量不宜分配均勻，出口處宜積泥水量大于30000m3/d的水廠；水量變動小者；改建和擴建舊池時更適用旋流式絮凝池優(yōu)點：容積小，水頭損失較?。蝗秉c：池子較深，地下水位高處施工較難，絮凝效果較差一般用于中小型水廠折板式絮凝池優(yōu)點：絮凝效果好，絮凝時間短，容積較?。蝗秉c：構造較隔板絮凝池復雜，造價高流量變化較小的大中型水廠網格絮凝池優(yōu)點：絮凝效果好，水頭損失小，絮凝時間短；缺點：末端池底易積泥一般用于中小型水廠根據(jù)以上各種絮凝池的特點以及實際情況并進行比較，本設計選用豎流式折板絮凝池沉淀池:常見各種形式沉淀池的性能特點及適用條件見如下的各種形式沉淀池性能特點和適用條件表3 各種形式沉淀池性能特點和適用條件型式性能特點適用條件平流式優(yōu)點： 1、可就地取材，造價低；2、操作管理方便，施工較簡單；3、適應強，潛力大，處理效果穩(wěn)定； 4、有機械排泥設備時，排泥效果好缺點： 1、不用機械排泥裝置，排泥較困難2、機械排泥設備，維護復雜；3、占地面積較大1、一般用于大中型凈水廠；2、原水含砂量大時作預沉池豎流式優(yōu)點：1、排泥較方便2、與絮凝池合建，不需建絮凝池；3、占地面積較小缺點： 1、上升流速受顆粒下沉速度所限，出水流量小，沉淀效果較差；2、施工較平流式困難1、一般用于小型凈水廠；2、常用于地下水位較低時輻流式優(yōu)點： 1、沉淀效果好；2、有機械排泥裝置時，排泥效果好；缺點： 1、基建投資及費用大；2、刮泥機維護復雜，金屬耗量大；3、施工較平流式困難用于大中型凈水廠；2、高濁度水地區(qū)作預沉池斜管（板）式優(yōu)點：1、沉淀效果高；2、池體小，占地少缺點：1、斜管（板）耗用材料多，價格高；2、排泥較困難1、宜用于大中型廠2、宜用于舊沉淀池的擴建、改建和挖槽原水經投藥、混合與絮凝后，水中懸浮雜質已形成粗大的絮凝體，要在沉淀池中分離出來以完成澄清的作用。

設計采用平流式沉淀池相比之下，平流式沉淀池雖然具有適應性強、處理效果穩(wěn)定和排泥效果好等特點，綜上，根據(jù)實際情況并比較，此工藝采用平流式沉淀池表4 濾池的類型及特點類 型特點普通快濾池優(yōu)點：運轉成熟，運行穩(wěn)定，出水水質好缺點:閥門較多，管理較為不便，造價略微偏高雙閥濾池與普通快濾池類似無閥濾池優(yōu)點：構造簡單，價格低廉，且能自動進行反沖洗；缺點：清砂換砂不便，反沖洗配水不均勻用于小型水廠 移動罩濾池設備維修量較大，要求較高，難于控制，國內已很少使用虹吸濾池缺點：占地面積大、池較深、處理效果不穩(wěn)定、濾料沖洗頻率大、耗能高等；用于中型水廠V型濾池優(yōu)點：V型濾池采用均質深層濾料，不均勻系數(shù)很小，過濾周期延長（比一般濾池長2～3倍），濾料層利用率高，且濾后水質好，高效節(jié)能，高度自動化程序控制；缺點：造價高，管理技術水平需求高，維護費用高且難度大綜上，此設計選擇普通濾池經過比較，可以得出水廠常規(guī)工藝流程如下：原水→管式靜態(tài)混合→豎流式折板絮凝池→平流式沉淀池→普通快濾池→清水池→二級泵房→管網水廠總工藝流程：原水→預臭氧→管式靜態(tài)混合→往復式隔板絮凝池→斜管沉淀池→后臭氧接觸池→活性炭濾池→普通快濾池→清水池→二級泵房→管網第三節(jié) 藥劑的選擇一、混凝劑選擇及其投加方式1、硫酸鋁 硫酸鋁有固、液兩種形態(tài)我國常用的是固態(tài)硫酸鋁。

其價格較低，運輸方便；精制產品純度較高；使用方便對水溫要求高，當水溫較低時，硫酸鋁水解較困難，形成的絮凝體比較松散效果不及鐵鹽混凝劑；混凝效果較好2、三氯化鐵三氯化鐵是鐵鹽混凝劑中最常用的一種三氯化鐵的混凝機理與硫酸鋁相似但是混凝特性與硫酸鋁又略有區(qū)別一般三甲鐵使用的ph值范圍較寬；形成的絮凝體比鋁鹽絮凝體要密實；處理低溫或低濁水的效果優(yōu)于硫酸鋁但三氯化鐵腐蝕性較強且固體產品易吸水潮解不宜保管3、硫酸亞鐵硫酸亞鐵固體產品是半透明的綠色結晶體俗稱綠礬硫酸亞鐵，在水中離解出的是鐵離子水解產物只是單核配合物故不具有的優(yōu)良混凝效果故采用硫酸亞鐵作混凝劑時，應將氧化成4、聚合氯化鋁聚合氯化鋁是一種無機高分子混凝劑聚合氯化鋁作為混凝劑處理水時，有下列優(yōu)點：(1)對污染嚴重或低濁度、高濁度、高色度的原水都可達到好的混凝效果2)水溫低時，仍可保持穩(wěn)定的混凝效果，因此在我國北方地區(qū)更適用3)礬花形成快；顆粒大而重，沉淀性能好，投藥量—般比硫酸鋁低4)適宜的pH值范圍較寬，在5—9間，當過量投加時也不會像硫酸鋁那樣造成水渾濁的反效果5)其堿化度比其他鋁鹽、鐵鹽為高，因此藥液對設備的侵蝕作用小，且處理后水的pH值和堿度下降較小。

為保證穩(wěn)定的出水效果選用堿式聚合氯化鋁作為混凝劑，最大投藥量a=20mg/L本設計采用耐酸泵和轉子流量計配合投加計量泵每小時投加藥量:，耐酸泵型號25FYS-20選用2臺，一備一用.二、消毒消毒并非要把水中的微生物全部消滅只是要消除水中致病微生物的致病作用消毒的方法很多分為物理法和化學法兩種前者在水中不加化學劑，而進行加熱消毒、紫外線消毒等，后者在水中加化學劑如氯、臭氧、重金屬、其它氧化劑等下面就幾種消毒方法作一簡單的比較1、液氯消毒因液氯消毒，操作過程簡單，價格較低并且經濟有效，使用歷史悠久安全可靠，在管網中有持續(xù)殺菌消毒作用，是目前國內外應用最廣泛的消毒劑它除具有消毒作用外，還具有氧化作用但氯和有機物發(fā)生反應可生成對健康有害的物質，有被其它消毒劑取代的趨勢2、二氧化氯消毒二氧化氯在常溫常壓下是一種黃綠色的氣體，具有和氯相似的刺激性氣味，沸點110C，凝固點-590C極不穩(wěn)定，氣態(tài)和液態(tài)均易爆炸所以必須以水溶液的形式現(xiàn)場制取，即使使用二氧化氯消毒的主要優(yōu)點是：消毒能力比氯的要強，故在同等的條件下投加量比氯少且二氧化氯在管網中保持的時間較長，二氧化氯在水中以溶解氣體的形式存在不發(fā)生水解反應，消毒效果受PH值的影響很小，二氧化氯還具有很強的氧化性能有效地降低或去除水的色、嗅及鐵、錳、酚等物質，但是采用二氧化氯消毒或者作為氧化劑也存在很大的問題，二氧化氯本身和產生的副產物CLO2-對人體的血紅細胞有損害，還對。