第十七章地表水给水处理系统-甘肃建筑职业技术学院

第十七章地表水给水处理系统给水处理的主要任务和目的是通过必要的处理方法去除水中杂质，以价格合理、水质优良安全的水供给人们使用，并提供符合质量要求的水用于各个行业。到本世纪初，地表水给水处理技术已基本形成了现在被普遍称之为常规处理工艺的处理方法，即混凝、沉淀或澄清、过滤和消毒。这种常规处理工艺至今仍被世界大多数国家采用，是目前给地表水给水处理的主要工艺。第十七章地表水给水处理系统第一节给水处理工艺系统的选择原则一、水处理工艺选择时必需的基础资料1．原水水质分析确定水源，找出产生污染物的原因及污染源。对潜在的污染影响和今后的发展趋势，做出正确的分析判断。2．出水水质要求确定水质目标，考虑以后水质标准的提高所采取的相应的规划措施。3．当地或类似水源水处理工艺的应用情况4．操作人员的经验和管理水平第十七章地表水给水处理系统5．场地的建设条件6．当地经济发展情况二、水处理工艺选择时必需的试验1．搅拌试验目的：分析絮凝过程的效果，选择合适的混凝剂品种、投加量、投加次数及次序2．多嘴沉降管沉淀试验目的：通过在不同深度设置取样管嘴，在不同沉淀时间和不同深度，取样测定其剩余浊度。绘制沉降曲线对比分析出颗粒在沉降过程中继续絮凝的情况。第十七章地表水给水处理系统3．泥渣凝聚性能试验目的：分析泥渣接触型澄清池澄清分离性能及絮凝剂对澄清的影响。4．滤柱试验目的：通过模拟滤柱试验，对不同过滤介质的过滤性能进行比较，选择合适的滤料规格和厚度。第十七章地表水给水处理系统第二节一般地表水处理系统一般地表水处理系统是指对一般浊度的原水采用混凝、沉淀、过滤、消毒的净水过程，去除浊度、色度、细菌和病毒为主。根据原水水质的不同，可分为以下几种工艺流程：一.采用简单消毒处理工艺未受污染，水质优良的原水，除细菌外各项指标均符合出水水质指标。二.采用直接过滤处理工艺第十七章地表水给水处理系统当原水浊度较低，经常在15NTU以下，最高不超过25NTU，色度不超过20度。直接过滤工艺又可以分为在过滤前设置絮凝设施和不设置两种情况。三、混凝、沉淀、过滤、消毒处理工艺经过混凝、沉淀、过滤、消毒处理后，如果出水水质pH值不能满足水质稳定要求时，应在最后投加pH调整剂，使出水水质达到稳定。第十七章地表水给水处理系统第三节高浊度水处理系统一、高浊度水的水质特点及工艺选择因素高浊度水是指浊度较高的含砂水体，并且具有清晰的界面分选沉降。通常情况下指粒径不太于0.O25mm为主组成的含砂量较高的水体。1．水文和泥砂（1）水砂典型年和多年最大断面平均含砂量（2）砂峰延续时间和间隔时间第十七章地表水给水处理系统（3）泥砂粒径（4）脱流和断流（5）冰凌2．药剂使用情况目前在水处理工艺中使用较多的是聚丙烯酰胺。3．排泥二、高浊度水处理的工艺流程选择1．不设调蓄水库时的处理工艺第十七章地表水给水处理系统K第十七章地表水给水处理系统2．设浑水调蓄水库时的处理工艺第十七章地表水给水处理系统3．设清水调蓄水库的处理流程第十七章地表水给水处理系统⒋一次沉淀（澄清）处理工艺第十七章地表水给水处理系统第四节微污染水处理系统一、微污染水源水的水质特点1．水源受排放污水影响，使水质发生不良变化，水质波动。2．有机物含量高，生产过程中的氯消毒副产物明显。3．水质标准提高，有害微生物较难去除.4．内分泌干扰物质的去除效率不高。二、微污染水源水处理技术（一）预处理技术第十七章地表水给水处理系统1.化学氧化预处理技术（1）预氯化氧化（2）臭氧氧化（3）高锰酸钾及高锰酸盐复合剂氧化2．生物氧化预处理技术目前饮用水净化中采用的生物反应器大多数是生物膜类型的。（1）生物接触氧化法;（2）塔式生物滤池;（3）生物转盘;（4）淹没式生物滤池。（5）生物流化床第十七章地表水给水处理系统3.吸附法利用物质强大的吸附性能、交换作用或改善混凝沉淀效果来去除水中污染物，主要有粉末活性炭吸附和沸石吸附等.（二）深度处理技术1．生物活性炭深度处理技术2．膜法深度处理技术3．臭氧－活性炭联用深度处理技术4．光催化氧化技术5．紫外光和臭氧联用技术第十七章地表水给水处理系统（三）传统工艺强化处理技术1．强化混凝投加新型有机及无机高分子助凝剂，改善混凝条件，提高混凝效果.2．强化沉淀3．强化过滤（四）新型组合工艺处理技术1．臭氧、沸石、活性炭的组合工艺;2．高锰酸钾与粉末活性炭联合除污染技术;3．微絮凝直接过滤工艺处理微污染水库水源;4．气浮－生物活性炭微污染水处理技术.第十七章地表水给水处理系统三、微污染水源水处理技术的发展趋势1．强化常规处理包括强化混凝、强化沉淀、强化过滤的各环节2．改善氧化和消毒3．组合工艺进一步深化4．排泥水处理和污泥处置5．膜处理技术第十七章地表水给水处理系统第五节优质饮用水处理系统一、优质饮用水的概念最大程度地去除原水中的有毒有害物质，同时又保留原水中对人体有益的微量元素和矿物质的饮用水。优质饮用水包括的意义:1．去除了水中的病毒、病原菌、病原原生动物（如寄生虫）的卫生安全的饮用水2．去除了水中的多种多样的污染物3．尽可能地保持一定浓度的人体健康所必须的各种矿物第十七章地表水给水处理系统质和微量元素.二、优质饮用水的水质饮用水水质指标是一定发展阶段的产物，它与一定的水处理水平和分析检测水平是相互适应的，是随着人们生活水平和科学技术水平的提高而发生变化。优质饮用水的指标体系应该不同于目前的《生活饮用水卫生标准》。三、优质饮用水处理工艺1．活性炭吸附深度处理工艺美国环保局认为活性炭是控制合成有机物、THMs和第十七章地表水给水处理系统卤代乙酸等有机污染物的有效方法之一活性炭吸附净水技术是利用活性炭的高效吸附性能，去除水中的臭味、有机物、酚、烷基苯磺酸盐、消毒副产物、重金属离子和其他微量有害物质，其用于水的深度处理工艺流程见图17－5第十七章地表水给水处理系统2.臭氧－生物活性炭（O3–BAC）处理技术臭氧氧化和生物活性炭联用工艺可以使水中的TOC、CODMn，UV254、THMFP、NH3－N等有明显的降低,可以使Ames实验阳性的原水变为阴性，出水水质良好。O3－BAC处理工艺对去除水中的COD、色度与臭味、酚、硝基苯、氯仿、六六六、DDT、氨氮、氰化物等均有明显效果。第十七章地表水给水处理系统3．精密过滤处理技术精密过滤器在水处理中常用的有滤芯过滤器和预涂膜过滤器。滤芯过滤器的滤芯元件常用的是多孔陶瓷和聚丙烯纤维，能去除2～5ptm以上的颗粒。预涂膜过滤器常用的有硅藻土过滤，它是在过滤前首先对滤元预涂硅藻土形成2～3mm厚的过滤膜，能够去除胶体颗粒、细菌和部分病毒及大分子有机物。精密过滤在优质饮用水处理中应用时一般应与活性炭吸附相结合，流程见图17－7。水质比图17－1、图17－2要好。第十七章地表水给水处理系统4．膜分离处理技术膜处理技术是水经过滤膜后，将水中杂质截留。膜分离分为微滤、超滤和反渗透。微滤是水通过由中空聚丙烯纤维等组成的微滤膜，微滤膜孔径在0.1～0.26μm之间，因此能截留水中0.1～0.2μm以上的杂质，可去除浊度、臭味、色度及较大的病毒和部分有机物，其工作压力在0.15～0.2MPa之间。用于优质饮用水的处理流程见图17－8，图中微滤前的活性炭处理可视实际水质设置或取消。第十七章地表水给水处理系统超滤是水通过2.0～20μm孔径的超滤膜，因而能去除大部分有机物，并能将病毒全部去除，其工作压力为0.5MPa。反渗透是水通过半透膜，能截留水中的小分子、离子，其工作压力达5～10MPa。超滤和反渗透处理技术在水处理中一般用于纯水的生产，其处理工艺见图17－9。第十七章地表水给水处理系统5．生物预处理生物预处理可部分除去水中的有机污染物、氨氮、亚硝酸盐以及三氯甲烷前驱物质（如富里酸、苯酚、苯胺等），减轻后续工艺的有机负荷，提高整体处理流程的处理效果。6．氧化工艺它包括臭氧、二氧化氯、双氧水、高锰酸钾氧化、光催化氧化以及紫外线和臭氧、双氧水相结合的高级氧化技术。一般地说，单纯的氧化工艺相对来说需要的能量和第十七章地表水给水处理系统费用较高，不太适合大规模的优质饮用水的制备。它只是有选择地将危害性较大的有毒有害物质变为危害较小的物质、或与其他的处理单元如活性炭吸附等作适当的结合，才有可能广泛地用于实践。7．其他处理工艺水的深度处理方法还有其他一些处理工艺，如蒸馏法、电渗析法、离子交换法等。第十七章地表水给水处理系统第六节净水厂工艺设计一、原始资料（一）有关设计任务的资料1．设计范围和设计项目。2．城镇发展现状和总体发展规划的资料。3．近期、远期的处理规模与水质标准。城镇发展有个过程，投资也有一定限制，设计时需考虑分期建设，远期可适当提高处理规模与标准。(二）有关水量、水质的资料水源水量情况，是否适合取水，其供水保证率如何；水质情况，处理过程难易以及程度大小。第十七章地表水给水处理系统（三）有关自然条件的资料1．气象资料。历年最热月或最冷月的平均气温，多年土壤最大冰冻深度，多年平均风向玫瑰图，雨量资料等。2．水文资料。当地河流百年一遇的最大洪水量、洪水位，枯水期95％保证率的月平均最小流量、最低水位，各特征水位时的流速，水体水质及污染情况。3．水文地质资料。地下水的最高、最低水位、运动状态、流动方向及其综合利用资料。第十七章地表水给水处理系统4.地质资料。厂区地质钻孔柱状图，地基的承载力，有无流沙，地震等级等。5．地形资料。厂区附近1：5000地形图，厂址和取水口附近1：500地形图。（四）有关编制概算和施工方面的资料1．当地建筑材料，设各的供应情况和价格。2．施工力量（技术水平，设各，劳动力）的资料。3．编制概算的定额资料，包括地区差价，间接费用定额，运输等。4．租地、征税、青苗补偿、拆迁补偿等规章和办法。第十七章地表水给水处理系统二、厂址选择1．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。2．厂址应选择在地形及地质条件较好、不受洪水威胁的地方。有利于处理构筑物的平面与高程的布置和施工。同时应考虑防洪措施。3．少占和尽可能不占良田。4．考虑周围环境卫生条件，给水厂应布置在城镇上游，并满足“生活饮用水水质标准”中的卫生防护要求。第十七章地表水给水处理系统5．尽量设置在靠近电源的地方，以方便施工和降低输电线路造价，并使管网的基建费用最省。当取水地点距用水区较近时，给水厂一般设置在取水构筑物附近；当距用水区较远时，给水厂选址通过技术经济比较后确定；对于高浊度水有时也可将预沉池与取水构筑物合建，而水厂其余部分设置在主要用水区附近。6．考虑交通和运输方便、防火距离、卫生防护距离、环保措施，应靠近主要用水点，远离污染源（大气、粉尘噪声等）。7．考虑发展扩建可能。给水厂所需要的面积如表17－1所示，供选择厂址时参考。第十七章地表水给水处理系统三、工艺流程选择1．原水水质不同时的工艺流程选择第十七章地表水给水处理系统（1）取用地面水水质较好时，一般经过混凝→沉淀→过滤→消毒常规处理，水质即可达到生活饮用水标准。（2）当原水浊度较低（如150mg／L以下），可考虑省略沉淀构筑物，原水加药后直接经双层滤料接触过滤。（3）取用湖泊、水库水时，水中含藻类较多，可考虑采用气浮代替沉淀或用微滤机预处理及多加点氯，以延长滤池工作周期。（4）取用高浊度水，为了达到顶期混凝沉淀效果，减少混凝剂用量，应增设预沉池。2．用水对象不同时的工艺流程选择第十七章地表水给水处理系统用水对象不同，要求的工艺流程不同，在选择时根据具体情况进行合理确定。四、水处理厂平面和高程布置（一）平面布置净水厂的基本组成包括生产性构筑物和辅助性建筑物两部分。生产性构筑物包括处理构筑物、泵房、风机房、加药间、消毒间、变电所等；辅助建筑物，包括化验室、修理车间、仓库、车库、办公室、浴室、食堂、厕所等。第十七章地表水给水处理系统生产构筑物和建筑物的个数和面积由设计计算确定。辅助建筑面积应按水厂规模、工艺流程、水厂管