江建院水处理工程技术课件02地表水处理-6地表水处理运行与管理

单元3地表水处理运行与管理任务1地表水厂工艺系统任务2地表水厂站平面与高程布置任务3地表水厂站运行与管理任务1地表水厂工艺系统一、地表水处理工艺系统的选择原则二、原始资料三、厂址选择四、工艺流程选择五、一般地表水处理系统六、高浊度水处理系统七、微污染水处理系统八、优质饮用水处理系统地表水水处理的主要任务

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。地表水处理的方法一般根据水源水质和用水对象对水质的要求而确定。地表水给水处理技术已形成了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，是目前地表水给水处理的主要工艺。推荐净水厂工艺流程徐州丁楼水厂40万吨浙江临海方溪水厂2万吨一、地表水处理工艺系统的选择原则

地表水处理工艺选择的原则，主要是针对原水水质的特点，以最低的基建投资和经常运行费用，达到出水水质要求。给水处理工艺设计一般按扩大初步设计、施工图两阶段进行。工程规模大的可分初步设计、技术设计、施工图三阶段进行。在设计开始前，必须认真、全面地展开调查研究，掌握设计所需的全部原始资料。在采用新的处理工艺时，往往需要进行小型或中型试验，取得可靠的设计参数，做到适用、经济、安全。1.水处理工艺选择时必需的基础资料（1）原水水质分析（2）出水水质要求（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（5）场地的建设条件（6）当地经济发展情况2.水处理工艺选择时必需的试验

（1）搅拌试验：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：分析出颗粒在沉降过程中继续絮凝的情况。（3）泥渣凝聚性能试验：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;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。

二、原始资料1.有关设计任务的资料2.有关水量、水质的资料3.有关自然条件的资料4.有关编制概算和施工方面的资料1.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。2.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。3.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。（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。4.有关编制概算和施工方面的资料

（1）当地建筑材料，设备的供应情况和价格。（2）施工力量（技术水平，设备，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。三、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。在选择时要结合城市或工厂的总体规划、地形、管网布置、环保要求等因素，进行现场踏勘，进行多方案比较。（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，例如一般选择地下水位低、承载能力大、湿陷性等级不高、岩石较少的地层。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；（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。表1给水厂所需要的面积处

理

水

量（m3/d）用

地（m2/m3/d）地面水沉淀净化工程（1）20万以上0.1~0.2（2）5万~20万0.2~0.4（3）2万~5万0.5~0.7（4）5千~2万0.8~1.0（5）5千以下1.2~1.8地面水过滤净化工程（1）20万以上0.2~0.4（2）5万~20万0.3~0.5（3）2万~5万0.8~1.2（4）5千~2万1.0~1.5（5）5千以下2~3地下水除铁工程5万以下0.3~0.6扬州市一水厂15万吨

扬州第五水厂宁波毛家坪水厂50万吨，2009年底建成强化混凝、沉淀、过滤

四、工艺流程选择

处理方法和工艺流程和的选择，应根据原水水质、用水水质要求等因素，通过调查研究、必要的试验，并参考相似条件下处理构筑物的运行经验，经技术经济比较后确定。另外，还要考虑当地的电力、地形、地质、场地面积等情况，以免影响处理工艺流程及处理构筑物类型的选择。例如地下水位高，地质条件较差的地方，不宜选用深度大、施工难度高的处理构筑物。1.原水水质不同时的工艺流程选择

（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点加氯，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

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。例如要求浊度在1000mg／L以下的热电站冷却水，由一次沉淀池处理供给；要求浊度为20～50mg／L的化工厂冷却水，由混凝沉淀供给；生活饮用水，由过滤消毒水供给；软化水由用水单位用过滤消毒水自行软化。图为某大型水厂的处理流程，综合反映了以地面水为水源，分别供水的典型处理流程。其中饮用水流程为地面水处理典型工艺流程。某大型水厂的处理流程五、一般地表水处理系统

一般地表水处理系统，指的是常规水处理，即被处理原水在水温、浊度（含砂量）以及污染物含量方面均在常见的范围内。因此，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，以去除浊度、色度、细菌和病毒为主处理工艺，在水处理系统中是最常用、最基本的方法。1.采用简单消毒处理工艺对于没有受到污染，水质优良的原水，如果除细菌以外各项指标均符合出水水质要求时，采用简单的消毒处理工艺即可满足净水水质要求的标准。这种方法在一般地表水系统中很难应用，而更多地用于处理优质地下水。2.采用直接过滤处理工艺

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，一般在过滤前省去沉淀工艺，而直接采用过滤工艺。直接过滤工艺分为在过滤前设置絮凝设施和不设置两种情况。过滤前设置絮凝设施，是在原水加注混凝剂后，经快速的混合而流入絮凝池，在池中形成一定的大小的絮凝体，之后进入快滤池。不设置絮凝设施的情况是，采用煤、砂双层滤料，原水加注混凝剂并经快速混合后，直接进入滤池。这种情况中的絮凝过程是在滤层中进行的。加注混凝剂的原水悬浮物在煤层中一方面完成絮凝过程，同时也被部分截除，而在砂层中被充分去除掉。3.混凝、沉淀、过滤、消毒处理工艺

由于人类对环境的影响，一般地表水浊度均超过了直接过滤所允许的范围，所以要求在过滤前设置混凝反应池、沉淀池，以去除大部分悬浮物质。原水在投加混凝剂并经快速混合后进入絮凝反应池，在絮凝池中形成分离沉降所需要的絮状体。为有效提高絮状体的沉降性能，在快速混合后可以再投加高分子絮凝剂，通过架桥和吸附作用形成较易沉降的絮状体。

根据原水的水质情况，在进入混合前可投加pH调正剂和氧化剂。当原水碱度不能满足混凝要求的最佳pH值时，需要投加pH调正剂。例如原水碱度较低时，投加石灰或氢氧化物，为了去除有机物需要形成较低pH值时，则加酸处理。投加氧化剂的目的，是改善混凝性能，氧化部分有机物和保持净水处理构筑物的清洁，避免藻类滋生。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调正剂，使出水水质达到稳定。六、高浊度水处理系统1.高浊度水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大于0.025mm为主组成的含砂量较高的水体。在我国，以黄河流域和长江上游各江河采用的处理工艺较为典型。在工艺流程选择时一般要考虑以下几个方面的因素。（1）水文和泥砂（2）药剂使用情况（3）排泥2.高浊度水处理的工艺流程选择

与一般水处理工艺流程不同，高浊度水处理工艺受河道泥砂影响大，一般设有调蓄水库。在沉淀过程中，往往采用二次沉淀。七、微污染水处理系统1.微污染水源水的水质特点微污染水源水是指受到有机物污染，部分指标超过饮用水源卫生标准的地表饮用水水源。这类水中所含的污染物种类较多、性质较复杂，但浓度比较低。微污染水源水中主要是有机污染物，一部分是属于天然的有机化合物，例如水中动、植物分解而形成的产物如腐殖酸等，再就是人工合成的有机物，包括农药、重金属离子、氨氮、亚硝酸盐氮及放射性物质等有害污染物。微污染水源水的水质特点表现在以下几个方面：（1）水源受排放污水影响,使水质发生不良变化，水质波动。微污染水源水的水质主要受排入的工业废水和生活污水影响，在江河水源上表现为氨氮，总磷，色度，有机物等指标超出生活饮用水源卫生标准。在湖泊水库水源上，表现为水库和湖泊水体的富营养化，并在一定时期藻类滋生，造成水质恶化，腐烂时腥臭逼人。（2）有机物含量高，导致生产过程中的氯消毒副产物明显。水中溶解性有机物大量增加，特别是自来水出厂水、管网水经常于春末夏初、夏秋之交出现明显异味，氯耗季节性猛增。水中有机物多带负电，增大了混凝剂和消毒剂投量，腐蚀管壁，降低管网寿命。（3）水质标准提高，有害微生物较难去除。2002年国家卫生部颁布的《生活饮用水卫生规范》，提出了更高的水质标准。而目前已发现的一些有害微生物较难去除，如贾第氏鞭毛虫、隐孢子虫、军团细菌、病毒等。（4）内分泌干扰物质的去除效率不高。内分泌干扰物质又称环境荷尔蒙，指某些化学品不仅具有“三致”作用，还会严重干扰人类和动物的生殖功能。2.微污染水源水处理技术针对微污染水源水的水质特点，国内外进行大量的研究和应用。按照作用原理，可以分为物理、化学、生物净水工艺；按照处理工艺的流程，可以分为预处理、常规处理、深度处理；按照工艺特点，可以分为传统工艺强化技术、新型组合工艺处理技术。现就处理工艺的流程和特点不同，对微污染水源水处理技术研究现状加以综述。（1）预处理技术预处理技术是指附加在传统净化工艺之前的处理工序，可分为氧化法和吸附法，氧化法又可分为化学氧化法和生物氧化法。（2）深度处理技术一般把附加在传统净化工艺之后的处理工序称为深度处理技术。在常规处理工艺以后，采用适当的处理方法，将常规处理工艺不能有效去除的污染物或消毒副产物的前驱物加以去除，以提高和保证饮用水质。应用较广泛有生物活性炭、臭氧-活性炭联用和膜技术等。（3）传统工艺强化处理技术改进和强化传统净水处理工艺是目前控制水厂出水有机物含量最经济最具实效的手段。对传统净化工艺进行改造、强化，可以进一步提高处理效率，降低出水浊度，提高水质。包括强化混凝、强化沉淀和强化过滤等。（4）新型组合工艺处理技术采用新型组合工艺，可以有效去除水质标准要求的各种物质。如生物接触氧化—气浮工艺、臭氧—砂滤联用技术、生物活性炭—砂滤联用技术、臭氧—生物活性炭联合工艺、生物预处理－常规处理－深度处理组合工艺。利用生物陶粒预处理能有效去除氨氮、亚硝酸盐氮、锰和藻类，并能降低耗氧量、浊度和色度；强化混凝处理能提高有机物与藻类的去除率，降低出厂水的铝含量；活性炭处理对有机污染物有显著的去除效果，使Ames卫生毒理学试验结果由阳性转为阴性。各种微污染水源水预处理和深度处理工艺技术在有着广阔的发展前景，由于这些技术目前的投资或运行操作费用较大，在我国经济还欠发达、居民生活水平和消费能力还不高的情况下，较难普遍地使用这些技术。八、优质饮用水处理系统1.优质饮用水的概念优质饮用水是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。优质饮用水应仅仅局限于供人们直接饮用和做饭等那一部分直接入口的专门饮用水。城市供水中只有2～5%用于生活饮用，其余95～98%的水适用于生产、绿化和消防等方面。优质饮用水包括三个方面的意义：（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。在目前不断发现新的病原微生物(如贾第鞭毛虫、军团菌、隐把子囊虫等)这一形势下，人们不再对消毒工艺抱有绝对信心。（2）去除了水中的多种多样的污染物，特别是重金属和微量有机污染物等对人体有慢性、急性危害作用的污染物质。这样可保证饮用水的化学安全性。（3）在上述基础上尽可能地保持一定浓度的人体健康所必须的各种矿物质和微量元素。优质饮用水是安全性、合格性、健康性三者的有机统一。在三个层次上相互递进、相互统一构成了优质饮用水的实际意义。其中安全性是第一位的。2.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》。由于水的浊度一定程度上反应了水质的优劣和安全程度，我国2000年供水规划要求—类自来水公司浊度达到lNTU，作为优质饮用水水质对浊度指标要求应更高，《饮用净水水质标准》建议定为0.5NIU。Ames致突变试验是综合检验水中污染物导致基因突变的一种遗传毒理学方法，在美、日、法等国较普遍地用于水质处理的评价，所以Ames试验应作为评价优质饮用水的水质指标。3.优质饮用水处理工艺（1）活性炭吸附深度处理工艺以活性炭为代表的吸附工艺是目前对付有机污染物的首选工艺，其他吸附剂如多孔合成树脂、活性炭纤维等也正在推广应用当中。活性炭来源广泛，比表面积大，对色、臭、味、农药、消毒副产物、微量有机污染物等都具有一定的吸附能力，还可以有效去除铁、锰、汞、铬、砷等重金属，因此在研究和应用中使用广泛、效果较好。（2）臭氧-生物活性炭(O3—BAC)处理技术为了改善对有机物的处理效果和延长活性炭的使用寿命，1970年代欧洲开始应用臭氧-生物活性炭(O3—BAC)处理技术，具有优异的除有机污染物性能。该工艺将臭氧氧化、活性炭吸附、微生物降解统为一体，其中适量的臭氧氧化所产生的中间产物有利于活性炭的吸附去除，臭氧自降解产物氧气导致的活性炭中的好氧微生物活性提高和生物再生。由于O3无持续消毒能力，而CI2消毒会增加水中的消毒副产物THMs，因此作为优质饮用水供水系统．在出厂前可采用ClO2消毒，以维持管网中的杀菌能力。（3）精密过滤处理技术精密过滤是使用精密过滤器对水进行过滤，其能去除杂质短粒范围视精密过滤器的种类而不同。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2～5μm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的应用时一般应与活性炭吸附相结合。（4）膜分离处理技术反渗透膜、超滤膜、微滤膜和纳滤膜最初应用于工业用水、海水、苦咸水等的淡化和脱盐处理等，现在已经广泛地应用于去除水中的浊度、色度、嗅味、消毒副产物前驱物质、微生物、溶解性有机物等。选择合适的膜技术或膜技术组合，可以对饮用水进行深度净化处理，甚至可以将原水处理到所希望的任何水质水平。

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。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。（5）生物预处理生物预处理可部分地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。强化加氯点的选择和加氯量的控制，尽量选用二氧化氯或其他消毒剂，使用臭氧、Cl2、KMn04等进行预氧化等等，是控制出水有机物尤其消毒副产物的有效途径。（6）氧化工艺氧化工艺是饮用水深度净化的常用工艺之一。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。单纯的氧化工艺相对来说需要的能量和费用较高，不太适合大规模的优质饮用水的制取。它只是有选择的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。走进水厂视频单元3地表水处理运行与管理任务1地表水厂工艺系统任务2地表水厂站平面与高程布置任务3地表水厂站运行与管理任务2地表水厂站平面与高程布置一、总体布置二、平面布置三、高程布置地表水厂站平面与高程布置一、总体布置地表水厂，常称为给水厂或净水厂，其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。根据《室外给水设计规范》（GB50013-2006）规定，水厂总体布置应结合工程目标和建设条件，在确定的工艺组成和处理构筑物形式的基础上进行。平面布置和竖向设计应满足各建（构）筑物的功能和流程要求；水厂附属建筑和附属设施应根据水厂规模、生产和管理体制，结合当地实际情况确定。刘湾水厂改扩建工程40万吨2012年2月27日，刘湾水厂改扩建工程正式开工。工程总投资6.9亿元，日供水能力增加20万吨。

根据源水水质现状和新的国家水质标准要求，该工程采用当前国际先进的预处理和“臭氧—活性炭”深度处理工艺进行技术改造和扩建，将有效提升出厂水水质。工程建设主要内容是南、北取水口泵站改造；刘湾净水厂内新建20万吨/日深度处理制水单元，改造20万吨/日常规处理单元并对原有构（建）筑物进行改造，最终形成40万吨/日完整的“预臭氧＋常规处理＋臭氧—活性炭深度处理＋消毒”净水流程，污泥处理采用“重力浓缩+离心脱水”工艺；配套建设输配管网52公里。工程总投资6.9亿元，其中刘湾水厂改扩建工程投资4.9亿元，配套管网建设投资2亿元，工程建设期为2年。水厂生产构筑物的布置要求

（1）高程布置应充分利用原有地形条件，力求流程通畅、能耗降低、土方平衡；（2）在满足各构筑物和管线施工要求的前提下，水厂各构筑物应紧凑布置。寒冷地区生产构筑物应尽量集中布置。（3）生产构筑物间连接管道的布置，宜水流顺直、避免迂回。附属生产建筑物（机修间、电修间、仓库等）应结合生产要求布置。生产管理建筑物和生活设施宜集中布置，力求位置和朝向合理，并与生产构筑物分开布置。采暖地区锅炉房应布置在水厂最小频率风向的上风向。生产构筑物和建筑物平面尺寸由设计计算确定，而附属建筑物使用面积应根据水厂规模、工艺流程、管理体制、人员编制及城镇给水厂附属建筑和附属设备设计标准的规定来合理选取。建筑物名称水厂类别水厂规模（万m2/d）0.5～22～55～1010～2020～25生产管理地表水水厂100～150150～210210～300300～350350～400地下水水厂80～120120～150150～180180～250250～300化验室地表水水厂60～9090～110110～160160～180180～200地下水水厂30～6060～8080～100100～120120～150机修间小修车间面积地表水水厂50～7070～100100～120120～150150～190地下水水厂40～6060～9090～100100～130130～160辅助面积地表水水厂25～3535～4545～6060～7070～90地下水水厂20～3030～4040～5050～6060～80中修车间面积地表水水厂70～8080～110110～130130～160160～200地下水水厂60～7070～100100～120120～140140～180辅助面积地表水水厂25～3535～4545～6060～7070～90地下水水厂20～3030～4040～5050～6060～70电修间地表水水厂20～2525～3030～4040～5050～60地下水水厂20～3030～4040～5050～6060～70泥木工间地表水水厂—20～3535～4545～6060～80地下水水厂─20～2525～3030～4040～60仓库地表水水厂50～100100～150150～200200～250250～300地下水水厂40～8080～100100～150150～200200～350男女浴室地表水水厂20～4040～5050～6060～7070～80地下水水厂15～2525～3535～4545～5555～60水表修理间─20～3030～4040～50──管配件堆棚─30～5050～8080～100100～200200～250传达室─15～2015～2020～2525～3525～35食堂就餐人员面积定额（m2/人）2.6～2.42.4～2.22.22.02.0～1.91.9～1.8二、平面布置

当构筑物和建筑物个数和面积确定后，根据工艺流程和功能要求，综合考虑各类管线、道路等，结合厂内地形和地质条件，进行平面布置。水厂平面布置的主要内容包括各种构筑物和建筑物的平面定位，生产管线、厂区内给排水、供暖系统的管路、阀井布置，供电系统及道路、围墙、绿化布置。（1）基本要求①布置紧凑，以减少占地面积和连接管渠的长度，并便于管理。生产关系密切的应互相靠近，甚至组合在一起。各构筑物的间距一般可取5～10米，主要考虑它们中间的道路或铺建管线所需要的宽度以及施工要求，施工时地基的相互影响等。厂内车行道路面宽3～4m，转弯半径6m，人行道宽1.5～2.0m。处理厂平面图可根据处理规模采用1：200～1：500比例尺绘制。②各处理构筑物之间连接管渠简捷，应尽量避免立体交叉；水流路线简短，避免不必要的拐弯，并尽量避免把管线埋在构筑物下面。③充分利用地形，以节省挖、填方的工程量，使处理水或排放水能自流输送。有时地形条件会反过来要求构筑物的形状和布置做某些调整，使地面得到最大限度的利用。④考虑构筑物的放空及跨越，以便检修。最好做到自流放空。⑤考虑环境卫生及安全。例如把氯库、锅炉房布置在主导风向的下风位置；化验室、办公室远离风机房、泵房，以保证良好的工作条件。在大的处理厂，最好把生产区和生活区分开，尽量避免非生产人员在生产区通行和逗留，以确保生产安全。⑥设备布置，一般按水处理流程的先后次序，按设备的不同性质分门别类进行布置，使整个站房分区明确，设备布置整齐合理，操作维修方便；考虑留有适当通道及不同设备的吊装、组装净空和净距；水泵机组应尽可能集中布置，以便于管理维护和采取隔声、减振措施；酸、碱、盐等的贮存和制备设备也应集中布置，并考虑贮药间的防水、防腐、通风、除尘、冲洗、装卸、运输等；考虑地面排水明渠布置，保证运行场地干燥、整洁。⑦一种处理构筑物有多座池子时，要注意配水均匀性，为此在平面布置时，常为每组构筑物设置配水井；在适当位置上设置计量设备。⑧考虑扩建可能，留有适当的扩建余地。当水厂内的构筑物及建筑物的个数和面积确定后，根据工艺流程和构筑物及建筑物的功能要求，结合水厂的地形和地质条件，即可进行平面布置。水厂的平面布置是在水厂场地内将各项构筑物和建筑物进行合理安排和布置，便于生产管理及物料运输。（2）平面布置的内容①构筑物及建筑物的平面定位；

②工艺管道（包括原水管、加药管、沉淀水管、清水管、加氯管、排泥管、放空管等）的布置；

③厂区内给排水、供暖系统的管道、阀门及配件布置；

④道路、围墙、绿化及供电线路的布置。（3）给水处理厂平面布置形式

给水处理厂的厂址确定后，要依据地形的特征及进出水管的走向，布置处理构筑物单元，之后进行附属建筑物的布置。其平面布置的形式可分为直线式、折角式、回转式及组合式。

①直线式即净水处理构筑物根据流程布置成直线形式。该形式是采用较广泛的形式之一，大中型水厂采用较多。其优点是工艺流程合理，各构筑物间的水头损失小，易于远期扩建。但此种形式要求厂区有足够的长度，一般需超过300m。（如图

a、b）所示。

②折角式若由于厂址等因素的限制，不能采用直线式布置各构筑物时，可采用折角式式布置。即将沉淀池和滤池布置成直线，将清水池和二级泵房向另一个方向布置。虽然此种布置形式能够充分利用地形，但会对厂区的扩建带来困难，对远期发展的适应性也相对较差。如图（

c、d）所示。

③回转式该形式适用于进出水在同一方向的水厂。虽形式多样，但布置时近远期结合较困难，适用于小型水厂。如图

e）所示。水厂的布置通常需要提出多个方案进行比较，以确定最为经济合理的方案。1—沉淀池2—滤池3—清水池4—吸水井5—二级泵房直线式1—沉淀池2—滤池3—清水池4—吸水井5—二级泵房直线式1—沉淀池2—滤池3—清水池

4—吸水井5—二级泵房折角式1—沉淀池2—滤池3—清水池

4—吸水井5—二级泵房折角式1—沉淀池2—滤池3—清水池

4—吸水井5—二级泵房回转式水厂平面布置图三、高程布置（1）给水处理厂高程布置的任务

①确定各处理构筑物和泵房的标高；

②确定连接管渠的尺寸和标高；

③确定是否需提升及提升水泵扬程

（2）处理构筑物与连接管的水头损失处理构筑物中的水头损失与构筑物和构造有关，一般需要计算确定，并应适当留有余地，估算时可采用表的数据确定。名称水头损失（m）进水井格栅0.15～0.30配水井0.10～0.20混合池0.40～0.50絮凝池0.40～0.50沉淀池0.15～0.30澄清池0.60～0.80接触滤池2.5～3.0普通快滤池2.0～2.5压力滤池5～10慢滤池1.5～2.0无阀滤池，虹吸滤池1.5～2.0

各构筑物间的连接管断面尺寸由流速决定。当地形有适当坡度可利用时，可选择较大流速以减小管道直径及相应配件和阀门尺寸；但地形平坦时，宜采用较小流速，可避免增加填、挖土方量及构筑物等造价。连接管的水头损失（包括沿程和高程）应通过水力计算确定，估算时可采用表的数据确定。连接管的水头损失值连接管段允许流速（m/s）水头损失（m）附注一级泵房到混合池1.0～1.2视管道长度而定混合池到絮凝池1.0～1.50.10混合池到沉淀池1.0～1.50.30混合池到澄清池1.0～1.50.2～0.3絮凝池到沉淀池0.15～0.200.05～0.10防止絮凝体破碎沉淀池或澄清池到滤池0.60～1.00.3～0.5流速宜取下限滤池到清水池1.0～1.50.3～0.5流速宜取下限留有余地快滤池冲洗水管2.0～2.5视管道长度而定因间歇运行，流速可取大些快滤池冲洗水排水管1.0～1.5视管道长度而定（3）高程布置各项水头损失确定后，可进行构筑物高程布置。高程布置与厂区地形、地质条件及所采用的构筑物的形式有关。布置时应尽量利用地形坡度，既要避免清水池埋设过深，又要避免混合絮凝池、沉淀池或澄清池在地面上的抬高而增加造价。应进行整个流程的标高计算来确定各构筑物、管渠及泵房的标高。计算时要选择距离最长、损失最大的一条流程，并按最大流量进行计算。

水厂高程布置图单元3地表水处理运行与管理任务1地表水厂工艺系统任务2地表水厂站平面与高程布置任务3地表水厂站运行与管理任务3地表水厂站运行与管理一、运行管理质量控制二、药剂管理三、混合、反应、沉淀设施管理四、滤池管理五、清水池管理六、运行管理常见问题及处理徐州丁楼水厂40万吨浙江临海方溪水厂2万吨一、运行管理质量控制（一）预处理工序质量控制（1）当原水混浊度较高时，应采取预沉淀使高混浊度降到常规工艺可接受的混浊度标准。（2）当原水pH值偏离混凝剂适宜范围，或为去除某种污染物时，均应经实验确定合理的pH值调值量。pH值应能使混凝剂充分发挥其药效，并应使污染物去除效果达到最佳。（3）预氧化（包括预氯化、高锰酸钾和臭氧氧化）使用的各种氧化剂，应根据水源水质和试验结果确定药剂投加量、投加方式和投加地点。同时应定期监测消毒副产物的影响，当副产物有超标现象时应采取相应的措施。（4）粉末活性炭投加量、投加点和投加方式应符合要求。（5）生物预处理技术应根据水源水质、水温变化，按照设计要求，控制水力停留时间、运行水位、冲洗周期、气水比、生化水力负荷和排泥周期等工艺参数。（二）常规处理工艺、工序质量控制净水药剂投加工序质量控制（1）投加量应以当日原水的混凝搅拌试验推荐值为参考进行投加，并依据其混凝效果进一步调整，确定合理的加注率。（2）投加浓度按制水生产工艺、药剂种类和计量装置的需要进行配置、计量投加。（3）投加点应根据不同药剂的特点和对混合强度的要求及其在制水工艺中的作用进行选择。混凝剂应加在混合的最佳处，有机高分子助凝剂加在混合工序之后、絮凝工序的始端。（4）投加方式依据原水水质和混凝效果选择，因地制宜地选用流量比例投加或其它自动控制方式投加。2.混合工序质量控制（1）混合强度满足投加的净水药剂快速均匀扩散到水中。（2）利用进水泵进行混合的工艺，药剂投加点的设置应防止因代入气体而影响水泵及其后续的工作质量。3.絮凝工序质量控制（1）按设计要求和实际生产水量，通过调整絮凝工序设施和设备运行数量控制进出口流速、运行水位、停留时间等工艺参数。（2）对絮凝效果进行控制，可采用对投药后水样做烧杯试验、观察絮凝池出口絮体的形态及与水体的分离度来判断絮凝效果，并调整絮凝剂的投加量。（3）定期排除絮凝池的积泥。4.沉淀、澄清、气浮工序质量控制（1）严格控制沉淀、澄清、气浮工序的运行水位。（2）沉淀池应根据原水水质情况控制连续排泥周期。澄清池应根据泥渣的沉降比控制回流量、排泥和排泥时间。气浮池应根据浮渣厚度和出水水质确定清渣时间和周期。（3）定期停池清理池中死区积泥。（4）严格控制沉淀池、澄清池、气浮池出水水质，并使其符合工艺规程的要求。5.过滤工序质量控制（1）按生产实际情况并依据设计要求控制滤池滤速、运行水位、冲洗周期、冲洗时间、冲洗强度等工艺参数。（2）滤后水质应符合工艺规程的要求。滤后水浊度应优于出厂水浊度标准。（3）滤池冲洗后应采取措施控制投入运行时滤池的初滤水浊度符合工艺规程要求。（4）定期测定滤池滤料层、承托层的相关技术参数。（5）对定期测定的参数进行分析，对测定的技术参数严重偏离设计要求的应对滤池进行维修。6.消毒工序质量控制（1）化学法消毒剂的投加量应以消毒试验推荐值为参考进行投加，并依据处理水量、水的pH值、水温和接触时间等参数调整投加量。（2）氯消毒时可采用一点加氯法或多点加氯法，并严格控制游离氯与水体的接触时间大于30min,严禁将液氯向水体中直接投加。必须具备安全、可靠、启动有效的氯气吸收或中和的设施。（3）当采用次氯酸钠消毒时，将有效氯在水体中的浓度作为消毒的控制指标，有效氯与水体的接触时间大于30min。（4）当采用二氧化氯消毒时，应在使用现场制备并应严格控制制备原料的稀释浓度，同时应对水中二氧化氯含量建立快速、灵敏、适合现场操作的检测方法，实现对二氧化氯消毒工艺的有效控制。7.清水池工序质量控制（1）根据设计和生产实际的要求，严格控制清水池的水位，严禁超上、下限（最高、最低水位）运行。应装有在线连续检测水位计或固定式水尺。（2）当供水量低于最高设计负荷时，清水池应在24h内有最高水位和最低水位的运行过程。（3）定期对清水池进行清洗，地下式清水池排空时应按设计要求对其抗浮采取相应的措施。8.地下水铁锰去除工艺质量控制（1）当采用自然氧化法和接触氧化法时，在生产运行过程中必须保证曝气量。（2）当采用化学氧化法直接过滤时，应进行实验室试验确定投加量。二、药剂管理1.储存量药剂根据水厂的条件储存60天的药剂用量,药剂周转时要贯彻药剂以先进先出为原则,防止积压过期,合理投加使用药剂。盐酸储存15天用量，防止因氯化氢挥发影响其含量。氯酸钠30天用量，降低安全隐患及长时间储存板结。2.药剂的堆放堆放高度根据工人操作条件一般在2.0米,药剂之间要有适当的通道.3.药剂的检验(1)药剂的进厂检验，经公司器材站送检合格后方可投入使用.值班人员应对入库药剂外观、内外标志、包装及衬垫等进行感官检验。值班人员进行药剂批次称重检验,从总数中抽出本批次的1%,(不小于10袋)验收不符合规定的不得入库，通知送货方另行处理。合格的签收入库，填写进库记录。(2)库房应保持阴凉、干燥、通风、避光。库存药剂应避免阳光直射、曝晒，远离热源、电源、火源，与库存药剂性质相抵的禁止同库储藏。(3)定期对库房净水药剂进行检查，检查易燃物是否清理，有无异常现象,检查所用药剂包装有无损坏，药剂有无受潮失效。(4)进行药剂样品与标准样的烧杯对比试验(溶解、混凝等)。3.水处理加药系统某地表水厂稳压配水间设计流量5.5×104m3/d平面尺寸24m×21m，配水直径11m，高13.05m，两条DN1600管线，二期增加DN1400超越管道，并设有二氧化氯4个投加点,盐酸、高锰酸钾2个投加点、取样点1个。净水车间加药班设混凝剂投加池、助凝剂投加池共12座,设液态储药池4座,加药投加泵都是高性能隔膜式计量泵。（1）溶解混凝剂时机械搅拌15分钟确保充分溶解后静沉30分钟，方可提升置储药池。冬季药液配制浓度在15%，夏季配制浓度在20%。投加池的浓度不低于1%～5%，防止因pH值大于4.3时三氧化二铝水解成氢氧化铝沉淀，降低药效。（2）单池药剂的投加流量不低于280L/小时，便于药剂投加量调整及使投药器处于正常工作状态，泵压在0.2Mpa且较为稳定。（3）加药泵过滤器每季度清理1次。（4）转子流量计每季度清理1次。（5）储药池每年清理1次，投加池每半年清理1次，复配池每季度清理1次。三、混合、反应、沉淀设施管理1.混合设施混合设备采用微涡静态混合器，混合时间7～14秒。混合设施是完成凝聚阶段的设备，它必须保证混凝剂均匀地扩散到整个水体。由于铝盐或铁盐形成单氢氧聚合物所需时间约为10–10s左右，形成聚合物的时间也只有10–2～1s，因此混合时间不宜太长。颗粒吸附聚合物所需时间，对铝盐约在10–4s左右，对分子量为几百万的聚合物形成吸附的时间为1s到几s，因此，延长混合时间也是没有必要的。混合过程使混凝剂在水体中分布均匀性非常重要，因为在凝聚阶段必须使水体中的pH值和混凝剂浓度保持均匀，由于胶体吸附混凝剂的反应是不可逆的，浓度不均匀要增加混凝剂的投加量，并使凝聚效果降低。

混合过程中除了考虑混凝剂在水体中分布的均匀性外，还应研究混凝剂的水平分散水平。当水体以1012～1018个分子组成的微团通过混合设施时为宏观混合，当水体中所有分子都能相互混合时是微观混合，这二者都是极端的情况，一般则处于二者之间。只有在很短的时间内混凝剂十分均匀地以极其微小的以接近分子的颗粒与原水混合，这样才能以最高效率完成胶体颗粒的脱稳和凝聚过程。2.竖流网格反应池絮凝过程就是在外力作用下，使具有凝聚性能的微粒相互接触碰撞，形成密实的絮体，以便于在后续沉淀过程中分离。为了达到完善的絮凝，必须使絮粒具有在彼此接触后相互聚集的能力，同时具备使絮粒获得相应接触碰撞而又不造成破碎的水力条件。要使颗粒具有凝聚性能，主要是通过混凝剂的合适投加和充分的混合；而创造絮凝接触碰撞机会则需要在絮凝设备中完成。（1）根据原水水质投加适当数量的混凝剂，投药量随水质和水量的变化而改变，必要时可加助凝剂或复合投加混凝剂。（2）混凝剂和原水必须快速充分混合，使胶体杂质失去稳定性。（3）絮凝池应有良好水力条件，前段采用水通过较密的网格，以增加絮体的碰撞机会，尽快结成大的密实颗粒，以后，减少网格片数，以防止矾花受水流的剪力而破碎。（4）絮凝池容积应保证必要的停留时间，使颗粒有充分的碰撞而结合的机会，停留时间随原水水质而变化，如果原水的浑浊度高和温度高，停留时间可以短些，并尽量不让絮凝池积泥。（低负荷运行将带来静态混合器混合不充分，絮凝池积泥严重、红虫二次繁殖严重等问题）（5）控制絮凝池到沉淀池的流速，做到矾花进沉淀池未受到破坏并且有利于沉淀。3.斜板沉淀池（1）斜板沉淀池的沉淀效率高，水在斜板中的停留时间只有4～5分钟，因此对进水量和水质的瞬时变化比较难适应。进水一有变化，立刻会影响出水水质，几乎无缓冲余地。因此，采用斜板沉淀池应特别重视絮凝环节，絮凝效果好，出厂水质才能有保证。（2）在斜板沉淀池的清水区中，水的透明度高，又受到阳光照射，斜板容易生长藻类，藻类滋长不会严重影响斜板沉淀池的运行，但对水中微生物和有机物有较大影响。应采取预氧化或避光等措施。（3）斜板沉淀池的清水区有时会翻浑，主要是斜板壁上大块污泥突然滑落而被水流带出造成的。主要是斜板内积泥，为了排泥通畅应变换斜板角度，但在实际工作中不可行，只能降低负荷，从水厂管理上降低负荷是不允许的（低负荷可造成沉淀池配水不均，存在短路问题）。（4）定期用消毒剂浸泡、清洗反应池、沉淀池池壁及清理底部积泥，冲洗斜板，防止红虫的二次繁殖。（5）为了抑制水流的脉动，可采用小间距斜板，其水力阻力大，是占沉淀池水流通路水力阻力的主要部分，由此通过斜板各部分流量均匀，充分发挥每个沉淀面的作用，小间距斜板由于间距明显减小和抑制了斜板中的水流脉动，矾花沉淀距离也明显变短，使更多小颗粒可以沉淀下来，而小矾花是否沉淀下来是决定沉淀池最终出水水质的关键因素。小间距斜板的下部入水侧，矾花浓度高，当含有矾花的水流流经此区时，产生了强烈的沉淀卷吸作用。小间距斜板沉淀池沉淀面积与排泥面积相等，消除了侧向约束；由于间距明显减小，矾花沉淀距离也明显变短，使更多小颗粒可以沉淀下来，而小矾花是否沉淀下来是决定沉淀池最终出水水质的关键因；由于斜板间距减少，水力阻力增大，成为水流在沉淀池中流量分布更均匀，基本消除了头池尾的差别，与斜管相比明显改善了沉淀条件。4.混合、反应、沉淀运行管理（1）静态混合器每年清理1次。药剂扩散器每年清理1次。（2）沉淀池出口小于3NTU。（3）竖流网格反应池、沉淀池每年冲洗1次（根据积泥情况自行调整冲洗周期）。用高锰酸钾侵泡24小时，并用水枪冲洗池壁、斜板及反应池网格。（4）根据单池出口浊度情况随时调整单池药量。（5）定期排泥，特殊时期调整排泥周期，严禁大量大颗粒矾花带入滤池。四、滤池管理

开始过滤时，表层滤料首先黏附了絮凝后的颗粒，过滤一段时间后，滤层中逐渐积累了杂质颗粒，孔隙率变小，如流量不变则孔隙内流速随之增大，在水流冲刷作用下，黏附在滤料上的杂质颗粒又会脱落下来，而向下面的滤层移动，于是下层滤料发挥黏附作用截流杂质的作用。过滤时，在整个滤层中，杂质颗粒的去除过程就是这样一层层地进行下去，直到表层滤料中的孔隙逐渐被堵塞，甚至滤料层表面形成了泥膜，这时过虑阻力增加，等到滤池水头损失达到极限值或出水不合格，过滤过程结束，进行反冲洗。

快滤池的成熟期是指从过滤开始到出水浊度满足水质要求的这段时间，一般认为可分为以下3个阶段：①残余冲洗水置换阶段；②滤池进水与残余冲洗水混合和微粒稳定阶段；③滤层调理阶段。在反冲洗停止时，在整个滤层的空隙中充满冲洗的残留水，所以从滤池开始进水过滤起，是将冲洗残留水置换的过程，由于反冲洗水是从下而上将悬浮固体颗粒洗下并带走，加上滤层的截污量沿深度本身也有一个分布规律，所以冲洗残留水的浊度沿滤池深度从下而上是逐渐增大的，表现在出水浊度–时间曲线上出现第一个峰值。随后新进滤池的水开始滤出，由于水在滤层中不可能是理想的活塞流，所以必存在新水与残留水的混合，混合的结果使部分已迁移或附着在滤料表面的颗粒重新随滤出水排出，导致出水浊度上升，出现了第二个峰值。之后便进入完全无残留冲洗水的阶段，滤层逐步稳定，滤出水浊度逐步降低，至出水水质合格成熟期终止。（泄漏点是指滤出水浊度稳定一段时间之后又出现稳步迅速上升过程的一个点。这一过程又称为有效过滤期。1.滤池运行（1）滤池出口小于0.8NTU。（2）根据滤池池壁和集水槽情况，定期用高浓度高锰酸钾溶液侵泡24小时，并用水枪清洗池壁。（防止红虫在滤池二次繁殖）（3）每年春秋两季调整气、水反冲洗强度和反冲时间。（4）根据水量及时调整滤池负荷，控制滤速尽量减少因滤速变化而对出水水质的冲击变化。（5）滤池反冲洗的时间应合理间格开，不能连续反冲洗以减少初滤水不合格对整体出水的影响。（6）滤池反冲洗后应停运30分钟，待池内滤料及水力条件稳定后投入运行，减少初滤水对出水的影响。（7）根据沉后水质情况及季节，合理控制滤池运行周期。不宜过长防止红虫繁殖及异味的产生。（8）根据实际情况可投加助滤剂，提高滤池浊度去除率。（9）滤池集水槽每年进行1次超平，防止因集水槽不平造成的反冲出水不均，从而造成滤池短路、结泥球等问题。2.工艺管理（1）运行人员清楚运行单池数量、运行负荷和设原水水质情况。（2）运行人员要掌握运行设备及备用设备的情况。各种阀门开关是否正常。阀门是否灵活，鼓风机、反冲泵是否能做到随时好用。能否立即进行反冲洗。如有故障应及时维护修理。（3）每季度对滤池的池壁，集水槽，排水渠进行冲刷。防止在滤池中产生二次污染。（4）每季度检查过滤及反冲洗后滤层表面是否平坦，均匀，有无裂缝，以及池壁四周有无脱离池壁现象。（5）每年用高锰酸钾对滤池池壁和集水槽侵泡24小时，并用水枪清洗池壁。（6）停运滤池要定期换水和反冲洗，防止滤料板结和藻类、微生物繁殖。投入运行前应进行反冲洗在投入运行。（7）停运沉淀池定期换水及用高浓度氧化剂浸泡，防止斜板老化及微生物污染。（8）合理调整运行负荷，减少进水流量的调整幅度及次数。①斜板沉淀池的沉淀效率高，水在斜板中的停留时间只有4～5分钟，因此对进水量和水质的瞬间变化比较难以适应。进水情况一有变化，立即会影响到出水水质，几乎无缓冲余地。②滤池在接近泄漏点时，由于水量的突然变化，易造成滤池出水浊度升高，影响出水水质。应减少运行负荷的调整或及时调整药剂的投加量。（9）根据季节确定最佳沉淀池、滤池负荷。由于季节的不同原水水质特点不同，如水温、水的黏度、藻类数量等变化也很大。应根据水质特点适当调整运行负荷。（10）确定最佳取水时间。在原水富营养化的水体中，藻类可以改变水体pH值和水中有机物含量，影响水处理效果。应进量减少8～16点取水厂的取水量，以降低水处理难度。五、清水池管理

清水池的作用是储存水厂处理后的水，与此同时二级泵站从清水池取水，按用户所要求的水量保障供给。但是在每一个小时，清水池的进水量和取水量不会相等，原因是进水量取决于水厂的生产情况，而取水量区间于用户的用水情况。所以调度应充分发挥其作用，合理调整生产运行。（1）清水池每年清洗1～2次。（2）通气孔必须有防蚊网。（3）清水池水位每年校对1次。（4）清水池进出阀门每半年开关1次并加油保养。（5）清洗清水池时，严防因地下水位过高将清水池浮起。六、运行管理常见问题及处理（一）消毒余量不足及消毒副产物超标问题由于原水微污染严重，水中有机物、藻类含量很高，氧化需要大量消毒剂，不论单独投加任何一种消毒剂都会产生消毒副产物超标问题。目前多种消毒剂相结合使用的安全消毒方法备