[PPT]四川自来水厂工艺解析（图文高清）

1、四川项目水厂工艺解析 2011年X月X日主讲：XXXXPPT制作者：YY目录1234背景介绍水厂常规构筑物软水站设备水厂其他设备总结5背景介绍目前世界上大多数的供水水源都是淡水，海水处理难度大，考虑到这个因素，海水很难大规模的用作饮用水源。常用的淡水水体按来源可以分为地表水和地下水。地表水占全球淡水资源的0.3易于开发，但是容易受到人为活动和其他因素的影响遭到污染。其补给水为降水，水质与流经的区域地貌及水量大小都有直接关系。距地表800m以内的地下水占全球淡水资源的20以上，地下水含水层按埋藏状态可分为上层滞水、潜水和承压水。上层滞水易受环境因素和人为因素影响，潜水较好，但补给水仍然为地表径流

2、和降水，易受影响。承压水水质较潜水好，是较好的供水水源。生活饮用水水源应该符合什么标准？拥有软水处理能力的水厂1水厂2水厂3水厂无软水处理能力的水厂：3水厂4水厂5水厂6水厂7水厂水厂的组成1、生产构筑物指直接与生产有关的构筑物，如预沉池、反应池、沉淀池、澄清池、滤池、清水池、二级泵房、变配电房和投药间等。2、辅助及附属构筑物指辅助生产的建筑物，如化验室、检修车间、材料仓库、危险品仓库、控制室、值班室、锅炉房和车库等，还包括食堂、浴室等生活设施。3、各类管道构筑物间的生产管道、加药管道、水厂自用水管、雨水管、排污沟等。4、其他设施厂区道路、绿化布置、照明系统、围墙和大门等。地下水处理流程（以天

3、府水厂为例）如下图所示：地下水沉砂池砂滤池软水站加氯间清水池泵房用户深井泵小结水厂的设计根据水源不同而不同，地表水厂设计一般都需要混凝沉淀过程，且水中铁锰及硬度指标不会太高，不需要专门的除铁锰构筑物和软水站。四川项目的水厂水井均为地下40m到50m的深度，所采水源为潜水层的水，水质基本不会受到人为因素的影响，且补给水也很充足，是很好的供水水源。第一部分 水厂常规构筑物深井泵沉砂池除铁锰砂滤罐二氧化氯发生器清水池出水泵房1234561.1深井泵的位置深井泵，在水厂设计中又叫取水构筑物。对于以地下水为水源的水厂，管线铺设成本及生产方便，所以水厂设置在水区附近。深井泵一般设置在水厂范围以内。1.2深

4、井泵原理离心力离心其实是物体惯性的表现，比如雨伞上的水滴，当雨伞缓慢转动时，水滴会跟随雨伞转动，这是因为雨伞与水滴的摩擦力做为给水滴的向心力使然。但是如果雨伞转动加快，这个摩擦力不足以使水滴在做圆周运动，那么水滴将脱离雨伞向外缘运动，就象用一根绳子拉着石块做圆周运动，如果速度太快，绳子将会断开，石块将会飞出.这个就是所谓的离心力。 离心泵的主要部件是一个蜗壳形的泵壳、一个固定在泵轴上的叶轮，叶轮上有612片叶片。泵壳上有两个接口，一个在泵壳轴线方向，为吸液口，与吸入管路相连，另一个在泵壳的切线方向，为排液口，与排出管路相连。 离心泵一般由电动机带动，在启动泵前，泵体及吸入管路内充满液体。当叶轮

5、高速旋转时，叶轮带动叶片间的液体一道旋转，由于离心力的作用，液体从叶轮中心被甩向叶轮外缘（流速可增大至1525m/s），动能也随之增加。当液体进入泵壳后，由于蜗壳形泵壳中的流道逐渐扩大，液体流速逐渐降低，一部分动能转变为静压能，于是液体以较高的压强沿排出口流出。与此同时，叶轮中心处由于液体被甩出而形成一定的真空，而液面处的压强Pa比叶轮中心处要高，因此，吸入管路的液体在压差作用下进入泵内。叶轮不停旋转，液体也连续不断的被吸入和压出。由于离心泵之所以能够输送液体，主要靠离心力的作用，故称为离心泵。 1.3图例2.1沉砂池地下水中的砂如果不预先沉降分离去除，则会影响后续处理设备的运行。最主要的是磨

6、损机泵、堵塞管网，干扰甚至破坏某些处理工艺过程。温江水厂中，仅天府水厂建有折流沉砂池，主要的作用是用于去除原水中的泥沙及大颗粒物质。沉淀的原理。水中的悬浮颗粒物，例如泥沙，依靠重力作用从水中分离开来的过程叫沉淀。只有比水重的颗粒才能沉淀，比水轻的颗粒往往悬浮在水中或者向上浮动。为什么要设置沉砂池？2.2沉砂池排泥原理如果不及时排泥，污泥越积越多，就会减少沉淀区的容积，改变池内水流的状态，影响沉淀效果。更有甚者，会因污泥腐化产生气味，影响净水的效果。折流沉淀池排泥利用的是重力排泥原理，主要是靠池内水位产生的压力，将池底积泥排出池外。常用的有穿孔管排泥和斗底排泥两种形式。穿孔管排泥是在沉砂池前部1

7、/21/3范围内设置穿孔管，穿孔管可以直接放在池底上或池底的排泥槽内。穿孔管一头封住，另一头伸出池外接排泥阀，当打开排泥阀时，存泥被水挟带，经过孔眼进入排泥管内，再排出池外。为什么要排泥？3.1曝气除铁锰砂滤罐饮用水中的铁和锰含量对健康不会产生太大的影响，但是水中的铁和锰含量高的话，会使水的色度升高，含量很高时水体呈黑色或红色，产生铁腥味，影响口感和外观。且它们的沉积物在配水管网中沉积，会促使细菌生长，增加水流阻力，冲刷后会引起水表堵塞。曝气的目的是除铁和锰，由于部分地区的地质问题，导致水中的铁和锰离子含量较高，地下水中的含氧量少，所以很多不溶解的铁盐和锰盐被还原为不溶解的离子，导致铁锰含量升

8、高。曝气就是使水中的离子和氧气充分接触，同时去除二氧化碳，形成氢氧化铁（脱水后形成氧化铁，即铁锈）和二氧化锰等不溶物质。易于除去。为什么要除去铁和锰？3.2原理穿孔管曝气其实就是为了增大水和空气的接触面积，提高曝气效率。曝气除铁锰砂滤罐就是采用上部曝气氧化，下部滤池除去铁锰沉积物。滤料采用锰砂，刚开始投产的时候除铁锰效果不明显，但是经过数周后，滤料表面形成一层氢氧化物膜，这些膜具有催化氧化作用，增加氧化效率。同时滤料空隙中的微生物也可以加速形成氢氧化物活性滤膜。滤膜能进一步向有效地氧化铁和锰离子，提高了除铁锰的效率。3.3反冲洗过滤时，水中杂质逐渐截留在滤料层中，滤料层的空隙不断减小，增加水流

9、阻力，使水头损失不断增大。最终滤料就会产生板结。原水从地下石灰岩中通过。水里的钙(Ca+)离子的浓度很高，易形成碳酸钙沉淀，引起板结。正确的反冲洗能有效缓解板结的产生。操作时，水流经底部排水系统反向通过滤池，以冲洗掉滤料中的堵塞物质，并减少产生水头损失等因素。反冲洗要有足够的冲洗强度和水头。如果有难以洗掉的附着物，需加合适的清洗剂。反冲洗的水要迅速排除，可以回流至污水来路。如果有有害物质存在，需慎重处理。反冲洗的时间要根据实际情况确定，不能太长，以免冲散滤料。 3.4无阀自动反冲洗的过滤器水厂的滤池是混凝土建筑的无阀自动反冲洗的过滤器。4.1二氧化氯4.2二氧化氯发生器水厂消毒剂选用的是二氧化

10、氯。二氧化氯具有强氧化性，附着在细菌细胞壁表面，抑制氨基酸合成，并使之氧化失活。达到消灭戏菌和病毒的目的。因为清水池体积较大，能保证很充足的二氧化氯接触时间。所以采用滤后加氯的方法。水厂现有消毒设备是二氧化氯投放装置，成分为A药剂氯酸钠粉（塑料袋）与B药剂酸（塑料罐）的专利保密药品按比例通过流量泵混合生产二氧化氯。反应方程式为NaClO3 + R + HCl ClO2 + NaCl + H2O4.3消毒剂投加注意事项1、二氧化氯投加过多，会使自来水生产成本增加，同时过多的二氧化氯意味着副产物亚氯酸盐和氯酸盐很多，对人体有害，且伴随有刺激性气味。2、二氧化氯投加过少，可能导致清水池微生物含量不达

11、标，且在管道输水过程中，管道内仍可能含有一定的微生物需要过量的二氧化氯灭活，从而使得水质不达标。合理的剂量可以通过模拟实验和经验总结来设计。5.1清水池清水池是为了贮存水厂中净化后的清水，同时作为调节水厂制水量与供水量之间产差额，并为满足加氯接触时间而设置的水池。 清水池具有高峰供水低峰储水的功能。 清水池一般分为两个，如只有一个也要分格。以便在维修和清洗时不间断供水。清水池通风孔需要覆盖，并且不宜过大过多，会影响消毒剂的消耗量。清水池有效容积5.2清水池抗浮作用。常用于埋地式或半埋地式水池，如自来水厂的清水池、吸水井和一些污水处理构筑物等。采用此法，可充分利用池顶覆土种植绿化或作为活动场地，

12、但池顶压重会大大增加池顶板和底板的荷载，使顶、底板的结构厚度和配筋都相应增加。美观并保护池顶水泥钢筋遭到雨水侵蚀，并有一定的保温作用。为什么清水池顶部有覆土并种植植物？6.1出水泵站泵站建成半地下式，主要是为了减低噪音，有利于管道布置和水泵吸水，但设计施工时要考虑地坪积水问题，因为泵在运行时，水泵轴封处必须保持少量滴水，以润滑和冷却轴封，水泵在小修、大修时难免会有水流到地面上，以及平时卫生打扫用水冲洗等，因此在设计施工中应注意地面坡度提出要求，并考虑相应的排水沟槽或集水坑。 泵房的控制可以通过变频控制器来调节，在最低能量消耗情况下顺序开停水泵，从而降低运行成本。泵房供水一般以压力为控制单位，在

13、用水量大时需要调节供水压力，保证输水能力。第二部分 软水站设备软化水工艺设备自清洗过滤器钠离子交换器交换器再生工艺设备软水池和盐池盐过滤器和盐计量罐水射器12软水站处理流程如下图所示：原水原水池自清洗过滤器钠离子交换器清水池软水池再生水泵水射器盐池溶盐泵盐过滤器盐计量罐交换器再生工艺流程软化水工艺流程软化水工艺设备 1.1自清洗过滤器原水池是一个蓄水池，软水站进水一部分进入原水池，一部分进入自清洗过滤器。自清洗过滤器是一种利用滤网直接拦截水中的杂质，去除水体悬浮物、颗粒物，降低浊度，净化水质，减少系统污垢、菌藻、锈蚀等产生,以净化水质及保护系统其他设备正常工作的精密设备，水由进水口进入自清洗过

14、滤器机体， 由于智能化（PLC、PAC）设计，系统可自动识别杂质沉积程度，给排污阀信号自动排污。1.2.1硬水带来的危害水的硬度的高低与人体的关系极大。高硬度的水中的钙、镁离子能与硫酸根结合，使水产生苦涩味，还会使人的胃肠功能紊乱，出现暂时的腹胀、排气多、腹泻等现象。我国北方不少地方饮用硬度较高的地下水，所以久居南方的人初到北方，开始一段时间会出现所谓“水土不服”的现象 。用硬水加工食品，会造成蛋白质沉淀，较难煮熟；在酿酒中，如果水质较硬，酒浑浊且味道不好。硬水加热会在锅炉内结成坚硬的水垢，是的锅炉内的水不直接跟炉壁接触，导热性变低，增加能耗。脱落时容易导致水壶碎裂，影响寿命。硬水还会导致肥皂

15、和清洁剂的去污能力大大降低，而增加的消耗等。 1.2.2硬度去除的方法水的硬度：水中离子沉淀的能力，一般指水中Ca2+、Mg2+盐类的含量。由于水中含有重碳酸钙与重碳酸镁而形成的硬度，经煮沸后可把硬度去掉，这种硬度称为暂时性硬度，又叫碳酸盐硬度，水中含硫酸钙和硫酸镁等盐类物质而形成的硬度，经煮沸后不能去除的硬度，称为永久性硬度。以上两种硬度合称为总硬度。 除去硬度？1.2.3钠离子交换器工作原理离子交换即借助于固体离子交换剂中的离子与稀溶液中的离子进行交换,以达到提取或去除溶液中某些离子的目的,是一种属于传质分离过程的单元操作。离子交换是可逆的等当量交换反应。软水站中采用的是特定的阳离子交换树

16、脂，用钠离子将水中的钙镁离子置换出来。由于采用的多为钠离子交换树脂，所以也多称为钠离子交换器。离子交换树脂是一种由化工原料苯乙烯和二乙烯基苯人工合成的高分子聚合物，表面有一层活性的磺酸基团。一般情况下，常规的钠离子交换树脂带有大量的钠离子。当水中的钙镁离子含量高时，离子交换树脂可以释放出钠离子，功能基团与钙镁离子结合，这样水中的钙镁离子含量降低，水的硬度下降。 1.2.3钠离子交换器工作原理当树脂上的大量功能基团与钙镁离子结合后，树脂的软化能力下降，可以用氯化钠溶液流过树脂，此时溶液中的钠离子含量高，功能基团会释放出钙镁离子而与钠离子结合，这样树脂就恢复了交换能力，这个过程叫作“再生”。软化过

17、程Ca2+ 2RNa 2Na+ R = CaMg2+ 2RNa 2Na+ R = Mg再生过程R=Mg2NaCl 2RNaMgCl2R=Ca2NaCl2RNaCaCl21.2.4钠离子交换器的工作步骤1、工作：这个阶段，硬水完成软化过程，通过树脂将钙镁离子转化为钠离子。2、反洗：工作一段时间后的设备，会在树脂上部拦截很多由原水带来的污物，把这些污物除去后，离子交换树脂才能完全曝露出来，再生的效果才能得到保证。反洗过程就是水从树脂的底部洗入，从顶部流出，这样可以把顶部拦截下来的污物冲走。这个过程一般需要5-15分钟左右。3、吸盐(再生)：即将盐水注入树脂罐体的过程，传统设备是采用盐泵将盐水注入，

18、全自动的设备是采用专用的内置喷射器将盐水吸入(只要进水有一定的压力即可)。在实际工作过程中，盐水以较慢的速度流过树脂的再生效果比单纯用盐水浸泡树脂的效果好，所以软化水设备都是采用盐水慢速流过树脂的方法再生，这个过程一般需要30分钟左右，实际时间受用盐量的影响。4、慢冲洗(置换)：在用盐水流过树脂以后，用原水以同样的流速慢慢将树脂中的盐全部冲洗干净的过程叫慢冲洗，由于这个冲洗过程中仍有大量的功能基团上的钙镁离子被钠离子交换，根据实际经验，这个过程中是再生的主要过程，所以很多人将这个过程称作置换。这个过程一般与吸盐的时间相同，即30分钟左右。5、快冲洗：为了将残留的盐彻底冲洗干净，要采用与实际工作

19、接近的流速，用原水对树脂进行冲洗，这个过程的最后出水应为达标的软水。一般情况下，快冲洗过程为5-15分钟。交换器再生工艺设备2.1软水池和盐池软水池是类似于清水池一样的贮水池，在软水站钠离子交换器再生过程中作为再生水供给盐池。盐池分为溶盐池和浓盐池，即一个池子通过挡板分格为两个联通的池子，主要用于配制氯化钠溶液。2.2盐过滤器和盐计量罐压力式滤盐器又称盐溶解器，是制备钠离子交换器还原需用盐溶液过滤用的。在滤盐的底部设有排水盘和石英砂滤层。制备盐溶时，先将盐装入滤盐器内，用具有压力的水通过食盐和石英砂过滤层过滤。经过过滤的盐水，从下部出水管引出。 该设备内衬胶，防腐性能高、占地面积小、操作方便。

20、盐计量罐是用来计量再生所需氯化钠溶液用量的容器，其主要原理是改进的连通器。计量罐外的刻度盘和计量罐连通，由于压强的作用，使得内外液面高度保持一致。2.3水射器水射器又称射流器，它是由喷嘴、吸入室、扩压管三部分组成 。2.3.1水射器工作原理高压水通过水射器中的喷嘴射向水射器中喉管时,高速流动的水会与周围的流体产生压差,流速越快,压强越低,真空度越高,抽吸力越强。在高压水的作用下,水射器将氯化钠溶液抽吸出来投加到钠离子交换器中。水射器采用科学射流技术设计，射流技术一项自动控制技术。在压力作用下从喷嘴喷射出来的气流或液流称为射流。以此原理制造不同功能的射流元件，和辅件组成控制线路，使射流的方向改变，可以达到自动控制的目的，例如自动切换、时间程序控制、行程程序控制等。第三部分 水厂其他设备PLC流量计液位计压力计12343.1PLCPLC主要是指数字运算操作电子系统的可编程逻辑控制器，用于控制机械的生产过程。 软水站的PLC系统控制的生产设备包括软水站原水流量计钠离子交换器入口流量计软水站再生流量计软水站原水压力计软水站原水池液位计软水站软水池液位计软水站稀盐池液位