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1、第二十三章 典型给水处理系统 水厂的厂址选择 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 23.1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， 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
2、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。 23.2给水处理厂工艺流程与主要构 筑物的选择 23.2.1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231。 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232。 当原水浊度高
3、，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23 3。 23.2.2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 234。 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 235为增加生物预处理工艺图。 23.2.3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
4、物处理 （2）生物处理与物化处理结合 23.3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）各构筑物之间连接管（渠）应简单、短 捷，尽量避免立
5、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236为水厂平面布置一例。 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23
6、7为图236中构筑物高程布置图。各构筑物之 间 水面高差由计算确定。 23.4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 23.5给水处理工艺系统设计计算实例 23.5.1 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
7、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。 23.5.2 水厂主要构筑物设计 1. 混合 2. 絮凝与沉淀池 图23-8 絮凝沉淀池平面图 3. 滤池及反冲洗系统 图23-9 V型滤池剖面图 4. 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，
8、1大2小，其中1台为调速水泵。 6. 加矾、加氯系统 23.5.3 水厂总体布置 1 构筑物布置 图23-10 四水厂平面布置图 图23-11 四水厂高程布置图 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。 23.5.4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
9、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 1) 依据PLCI/O模块，涉及PLC自控的设备，均可通过 在机旁控制箱手/自动转换开关、在PLC站操作面板XBT上 Local/Remote设置来实现机旁控制箱、PLC站XBT、中 控 室监 控计算机三地控制。 2) PLC站XBT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 这些参数
10、均可通过网络线传输到中控室监控计算机，由它 来 进行控制。 3) 每个PLC站均设置2个复们按钮（警铃复位、故障 复 位）、1个警铃、1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 PLC站XBT、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。 3 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
11、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。 23.5.5运行结果与设计特点 1、运行结果 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/停；V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 在10NTU以下时，可保证滤后水浊度在0.7NTU以 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 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 守，保证了优质、低耗、安全供水。 2 设计特点 1) 主要仪器设备从国外引进 2) 采用先进合理的工艺流程 3) 水厂自动化程度高 4) 采用潜水泵站取代离心泵站 5) 对生产废水进行回收处理
