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人们对含藻类类水的处理日益关注，尤其对藻毒素的重视。

目前国内外对臭氧除藻，加氯除藻的原理及作用，取得较大的进步，但臭氧除藻造价高，加氯除藻副产物危害大。

普及工艺等方面还存在一些有些滞后和不合理的因素，有待于进一步改进。

近些年来，我国给水事业无论在科学理论或生产工艺各方面都有了飞跃的发展与进步，并取得丰硕的成果，这些成果有的已经接近或达到国际先进水平，有力地推动了国民经济的发展。

但从总体看我国给水工艺与世界先进技术相比还有一定距离。

近年来，由于工业的日益发展，人类生活水平不断发展提高，以及活动范围的逐渐扩大，各国的水体都出现了不同程度的污染。

目前已知的有机化合物达400万种，人工合成有机物达4万之多。

现已能用现代检测技术从原水中检测出来的已达2千2百余种。

我国一直使用混合、絮凝、沉淀、过滤等组成的常规水处理工艺，这种工艺在广泛的实践应用中被证实为可行的，并为世界各国所接受，该工艺虽以去除浊度为主要目的，但是随着浊度的降低，吸附于胶体颗粒的有机物也相应降低，各种微生物和病毒也能随浊度的去除而减少，从而满足用水水质的各项要求。

不过该工艺仅是一种给水处理的通式具有一定的局限性，特别是对某些特殊水质的处理能力有限，如：

低温低浊水、高浊度水、有机污染物过多的水等等。

即使对常规水质的处理在供水水质标准日趋严格的情况下也变得力不从心。

因此，对给水常规工艺的优化处理已经成为一个重要的课题。

（1）混凝技术

絮凝效果如何关键在于絮凝剂的选择上，加强混合、絮凝就是指采用高效混凝剂、采用合理助凝剂等措施来提高絮凝效果。

在絮凝技术发展史上，60年代开发了无机盐类的絮凝剂（如硫酸铝、氯化铝、氯化铁等），但其处理效果不理想；

进而研制的高分子聚合无机盐型絮凝剂（如聚合氯化铝、聚合硫酸铁等）在水处理中收到了很好的效果，但在其使用过程中会对环境产生一定的二次污染，尤其是铝离子。

在这种情况下，其有用量少，絮凝速度快的有机高分子絮凝剂得到了较广泛应用，如聚丙烯酰胺。

但其残留物不易被生物降解，造成二次污染，使其应用范围广，易生物降解、对环境安全、无二次污染的新型的被称为第三代絮凝剂的微生物絮凝剂就成为必然，且因微生物絮凝剂可以采取生物工程的手段实现产业化，因而具有广阔的应用前景。

80年代中后期加强混合才成为给水界最强调的观点，因而也陆续出现了多种混合设备。

有水力隔板混合、水泵混合、机械混合、混合池、槽等以及近几年应用于给水行业上的静态混合器。

（2）沉淀技术

沉淀工艺之所以被广泛采用主要是由于沉淀截留的污泥量大，而且构造简单，管理方便以及经营费用低。

对于悬浮物质含量较多的原水，沉淀则是净水中必不可少的手段。

在一般情况下，沉淀池在整个净水系统中担负着去除80％～90％的悬浮固体。

随着技术的发展，沉淀池出现了多种形式。

1平流式沉淀池

平流式沉淀池是净水厂设计中应用较早也是较普遍的一种沉淀形式，它既可用作虑前沉淀处理，也可用作预沉或最终沉淀处理。

主要特征是构造简单，池深较浅，造价低，沉淀效果稳定，操作管理方便。

主要缺点是平面面积较大，池深较浅，因而常限制后续滤池的选用。

平流沉淀池一般适宜用作大、中型水厂的混凝沉淀，尤以大型水厂更为经济、合适。

对于沉淀作为最终处理的工业用水，常可根据出水水质的要求来控制加药量，节省药耗。

2斜管沉淀池

由于平流沉淀池存在着许多缺点和不足，80时年代后期出现了斜管（板）沉淀池。

斜管（板）沉淀池是把与水平面成一定角度（一般为60°

左右）的众多斜管（板）放置于沉淀池中构成，水从下向上流动，颗粒则沉于斜管（板）底部或中部，当颗粒积累到一定程度时，便自动滑落下来。

斜管（板）沉淀源于英国人提出的浅层沉淀理论，其理论特征是颗粒的沉淀效率是沉淀面积的函数，面积越大，沉淀效率越高。

当沉淀池流量与颗粒沉降速度一定时，其沉降速率与水平沉降面积成正比。

在池中装置了斜管（板）以后，斜管（板）的水平投影面积就是所增加的沉淀面积，因此可以大幅度地提高沉淀效率；

装置了斜管（板）以后，颗粒的沉淀距离大大缩短了，由原来的池深缩短到两相邻斜管（板）的垂直距离，从而大大减少了沉淀时间；

在池中装置了斜管（板）以后，水流从管（板）间通过，由于加大了过水断面的湿周，减小水力半径，在同样的流速下，可以降低雷诺数，从而提高了水流的稳定性，促进了矾花颗粒从水中分离，有利于矾花的稳定。

（3）过滤技术

过滤在水处理上一般称为二级处理，通常是设于沉淀、澄清、气浮等一级设备之后，用来进一步降低水中浊度。

最早的过滤是使用慢滤池。

这是利用生物膜过滤工艺。

慢滤池出水水质高，但生产效率低。

当前国内外过滤过程多使用快滤池以提高生产效率。

快滤池的过滤机理是接触絮凝。

快滤池发展历史已百余年，创造出多种池型，有四阀滤池、双阀滤池、虹吸滤池、无阀滤池、压滤罐等。

大型水厂多使用四阀滤池及其改型的双阀滤池。

从滤料上看，使用单层砂滤料和砂、煤双层滤料的较多，三层滤料及三层以上滤料应用较少。

国外先进国家的过滤设备与我国相比在三个方面有较大改进：

①滤料品种、级配的改进；

②辅助冲洗的普遍应用；

③自用水的降低。

滤料品种和级配的改进方面，我国使用的砂滤料，粒径一般在0.45～1.1毫米，不均匀系数K80一般选在1.6～2.0，无烟煤滤料一般作为双层滤池的轻质滤料，粒径多为1.0～2.0，不均匀系数K80多为2.0左右。

（4）消毒技术

传统的消毒剂如氯气、次氯酸钠、氯胺等在消毒过程中容易产生消毒副产物从而给人类的健康带来不良的影响。

因此，水处理工程师们一致致力于寻找一种更加安全可靠的消毒剂。

研究表明：

二氧化氯是一种比氯气更加优良的消毒剂。

它具有以下一些优点：

①二氧化氯在水体中是氧化剂而不是氯化剂，它不与水体中有机物发生取代或加成反应而生成对人体健康有危害的各种致癌物。

②二氧化氯的氧化能力是氯气的5倍，在达到同样消毒效果的前提下，所需的二氧化氯的剂量比氯气少得多。

③二氧化氯在广泛的pH值范围内都具有良好的杀菌能力。

④在一定的范围内，二氧化氯的杀菌能了随着温度而升高。

⑤对病毒、芽孢，二氧化氯均能迅速有效地去除。

⑥二氧化氯能氧化水中的有机物，降低水体的BOD值。

我国给水工艺与世界先进技术相比还有一定距离，相信有差距才会有进步。

作为一名给水工作者，我感觉身上担子更重了，我会认真独立的完成本次设计，熟练的掌握专业知识，带着过硬的专业知识走向工作岗位，为我国给水事业的发展贡献一份力量。

二、研究方案及预期结果

（一）研究内容

1.取水工程

包括取水构筑物和取水泵站。

确定取水方案及位置、取水构筑物形式和设备设计计算并绘图。

2.输配水工程

包括二级泵站，输水管。

设计计算输水管道工程并绘图。

3.净水工程

包括水处理构筑物和清水池。

确定水处理方案与选择构筑物型的尺寸及设备选择计算并绘图。

（2）研究方案

1.取水构筑物的设计

取水构筑物的选择原则

1）设置在水质较好的地点

2）具有稳定的河床河岸、靠近主流、有足够的水深

3）具有良好的地质地形及施工条件

4）靠近主要用水地区

5）应注意河流上的人工构筑物或天然构筑物

取水构筑物分类有固定式和活动式。

固定式又分为岸边式，河床式，斗槽式。

目前在国内的取水构筑的建设中活动式运用的极少,其不利于管理维护。

一般均采用固定式。

固定式在运行起来比较稳定，对环境的适应性强，使用寿命长久，以此优点被广泛使用。

根据本地的地质资料及国内趋势，故本设计中取水构筑物也采用固定式

根据该市的地质资料，选择固定式合建式的取水构筑物

合建式的优势:

布置紧凑，占地面积小,水泵吸水管路短，运行管理方便.

考虑到长远的发展，及本地的实际情况。

地基承载力完全可以承受，克服施工困难是一时的,而由此带来的方便是长远的，合理的。

故选择岸边合建式取水构筑物。

2.方案比较：

本次设计是对本溪净水厂设计，设计本着安全可靠、管理方便的原则，为了达到预期的混凝沉淀（或澄清）效果，设计优选了三套处理方案进行比较。

三套待选方案工艺流程如下：

方案一：

原水→一级泵站→稳压塔→预氧化→混合→絮凝→沉淀→过滤→消毒→清水池→二级泵站→管网

方案二：

原水→预处理→一级泵站→稳压塔→混合→絮凝→沉淀→过滤→消毒→清水池→二级泵站→管网

方案三：

原水→一级泵站→稳压塔→预氧化→沉淀→过滤→消毒→清水池→二级泵站→管网

方案一与方案二比较：

预氧化是利用氧化剂来氧化水中的有机污染物，达到去除水中污染物的一种方法。

常用的预氧化剂有氯、臭氧、高锰酸钾等。

预氧化是去除水源水中藻类的常用方法。

由于原水为含藻量比较低，所以方案一与方案二比较，方案二较合理。

方案二与方案三比较：

混合和絮凝统称为混凝，混合是将药剂充分、均匀地扩散于水体的工艺过程，投加混凝剂并经充分混合后的原水，在水流作用下使微絮粒相互接触碰撞，以形成更大絮粒的过程称作絮凝，原水经过混合和絮凝工艺，原水中的杂质会形成大颗粒的矾花，有利于沉淀。

所以方案二与方案三比较，方案二比较合理。

综合比较三种方案特点，采用方案二较为合理。

工艺流程为：

原水→一级泵站→稳压塔→混合→絮凝→沉淀→过滤→消毒→清水池→二级泵站→管网

3.水厂的构筑物的设计方案

根据已经拟定的水处理工艺方案以及《给水排水设计手册》第三册《城镇给水》来选择水厂的构筑物。

以下是各个构筑物的选择及其可行性分析。

（1）混凝药剂的选择

根据当地实际情况,当地能提供混凝剂硫酸铝、三氯化铁、聚合氯化铝。

硫酸铝有固液两种形式，我国常用固态硫酸铝，其价格较贵，其使用方便但在水温低时形成的絮凝体不稳定。

一般在水厂附近有生产该物的厂家最好，可以节约浓缩和结晶的费用。

氯化铁其混凝机理与硫酸铝相似，形成的絮凝体比铝系絮凝体稳定。

比较密实不易破碎，尤其在低温低浊度水的处理上明显优于铝系混凝剂。

该物价格较低，可以使得运行成本降低，而且处理效果很好。

聚合氯化铝（PAC）

净化效率高，耗药量少，出水浊度低，色度小，过滤性能好，原水高浊度时尤为显著；

温度适应性高，pH适用范围宽（5~9），因而可不投加碱剂；

使用时操作方便，腐蚀性小，劳动条件好；

设备简单，操作方便，成本较三氯化铁低；

是无机高分子化合物。

经上述分析比较，考虑我区经济条件与原水的水质情况，可知PAC的性价比较高，故本设计选用PAC作为混凝剂。

（2）药剂的混合方式选择

药剂的混合可以采用管式静态混合器、水泵混合及机械混合。

但管式静态混合器因为如下优点，被广泛使用。

其优点如下：

1）设备简单、运行管理方便

2）无活动部件

3）混合效果好

4）不增加维修工作量

管式静态混合器适合各种大小的水厂，其混合效果好的特点决定了在目前的水处理混合设备中实用非常广泛，而水泵及机械混合都在成本经济上及运行管理上与管式静态混合器无法相比。

根据以上分析，本设计混合设备采用管式静态混合器。

（3）絮凝构筑物

根据《给水排水设计手册》第三册、本地提供的水源水资料。

可选择隔板絮凝池和折板絮凝池。

隔板式絮凝池的优缺点如下

优点：

构造简单、管理方便，当水量变化不大时絮凝效果好。

缺点：

絮凝时间较长，絮凝池容积较大，且当水量变化大时，絮凝效果不稳定。

特

别是该种絮凝池不适应小型水处理厂采用。

因为水量过小时，廊道过小或过浅，不利于絮凝池的建造、管理和维修。

折板式絮凝池优缺点

折板絮凝池是在隔板絮凝池基础上发展起来的，与隔板絮凝池相比，水流条件大大改善，亦即在总的水流能量消耗中，有效能量消耗比例提高，故所需絮凝时间可以缩短，池子体积减小。

因板距小，安装维修较困难，折板费用较高。

综上，结合本设计分析，采用隔板絮凝池。

（4）沉淀池的选择与可行性分析

根据《给水排水设计手册》第三册以及当地的水源水资料。

本次可供选择的沉淀池有平流式沉淀池、斜板斜管式沉淀池

其优缺点如下所示

平流式沉淀池优点是构造简单、管理方便，出水水质好，且能抗冲击负荷。

缺点是占地面积大。

一般适用于大中型水处理厂。

斜板（管）式沉淀池优缺点分析

优点是占地面积小，沉淀效率高，出水水质好，能适应于大中小型水处理厂。

缺点是造价高、排泥机维修较麻烦。

综合以上条件分析，故本次设计选择斜管沉淀池。

（5）滤池的选择及其可行性

根据《给水排水设计手册》第三册本地的水质资料可选择的滤池有：

普通快滤池、V型滤池

其优缺点比较如下所示：

普通快滤池优点是运转效果良好，运行稳定可靠，出水水质好。

可建成大中小型各种规模的滤池。

缺点是管配件及阀门较多，操作较其他滤池稍复杂。

V型滤池采用均质滤料，不均匀系数K80很小，此举能大大提高滤料层的孔隙率，使滤速得以提高，过滤周期长，且水质好。

其二气、水反冲再加始终存在的横向表面扫洗，冲洗效果好，冲洗水量大大减少。

缺点是控制系统复杂，造价较高。

根据本地的基本资料及以上对比分析，本设计选用普通快滤池。

（6）消毒方案的选择及可行性分析

液氯消毒优缺点分析：

优点：

具有余氯持续的消毒作用，成本较低、材料易得，操作简单、投加量准确。

缺点：

原水有机物高时会产生有机氯化物，氯气有毒，使用与储存的时候要小心。

二氧化氯消毒优缺点分析：

具有余氯的持续消毒作用，消毒能力等于或高于游离氯，消毒能力等于或高于游离氯，消毒副产物生成量小

费用过高，是氯消毒的数倍，二氧化氯不稳定，使用时需要现场制备，设备复杂，使用不便，产生对人体有害的亚氯酸盐。

紫外线消毒优缺点分析：

杀菌速度快，管理简单，无需向水中投加化学药剂，产生的消毒副产物少，不存在剩余消毒剂所产生的味道。

没有持续的消毒作用，易受二次污染，费用较高，灯管寿命有限，消毒效果不易控制。

综上分析，本设计采用液氯消毒

4.论文框架

三、研究进度

毕业设计总的时间为11周

毕业设计进度安排大致如下：

起讫日期

设计（论文）各阶段工作内容

备注

3.5—3.18

（第四、五周）

熟悉任务书、整理所收集的资料、撰写开题报告

3.19-4.1

（第六、七周）

确定城市用水量、供水方案及厂址选择

4.2-4.15

（第八、九周）

一级泵站的设计与图纸绘制

4.16-4.29

（第十周）

工艺流程的选择与确定

4.30-5.13

（第十一、十三周）

构筑物的设计与计算

5.14-5.27

（第十四周）

二泵站设计与图纸绘制

5.28-6.10

（第十五、十六周）

绘制平面图、高程图及构筑物纵剖面图

6.11-6.17

（第十七周）

根据指导教师修改意见，完善毕业设计内容、完成英文翻译

6.18-6.24

（第十八周）

毕业答辩

四、主要参考文献

[1]《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）

[2]《室外给水工程设计规范》（GB50013-2006）

[3]《城镇给水厂附属建筑和附属设备设计标准》（CJJ41-91）

[4]《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2005）

[5]《地下水质量标准》（GB/T14848-9）

[6]《城市供水水质标准》（CJ/T206-2005）

[7]《生活饮用水卫生规范》（GB/T5750-2001）

[8]《给水排水设计手册》1、3、11册

[9]《给水工程主要构筑物及设备工艺计算》

五、指导教师意见

指导教师签字：