最新水厂净水工艺归纳.docx

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最新水厂净水工艺归纳

水厂净水工艺归纳

自来水厂净水工艺

本归纳说明就水厂的细节工艺流程逐一说明。

按传统水厂净水基本工艺流程

第一节取水工艺

地表水取水构筑物分为固定式取水构筑物，活动式取水构筑物，特种取水构筑物。

固定式取水构筑物主要有岸边式、河床式、竖井泵房式和斗槽式等。

而大多数采用比较多的是岸边式和河床式。

1.1固定式取水构筑物

1.1.1河床式取水构筑物

河床式取水构筑物适用于河床稳定，岸坡平缓，主流离岸较远，岸边水深不够或水质不好，而河中具有足够水深或较好水质时。

其构成是：

取水头部、进水管、吸水间和泵站。

（1）取水头部 其要求是：

①避免吸入泥沙；②不引起附近河床的冲刷；③避免其进水口被水内冰堵塞；④不被船只、木排及流冰撞击；⑤便于清洗。

其设计要求：

①具有合理的外形；②取水头部进水口的位置适当，其上缘在最低水位以下0.5~1.0，冰盖底面以下0.2~0.5m，其下缘高出河底1.0~1.5m；③进口水流速度适当。

其类型有：

喇叭管、蘑菇型、鱼型罩、箱式、墩式、斜板式、活动式。

箱式取水头部由周边开设进水孔的钢筋砼箱和设在箱内的喇叭管组成。

进水孔总面积较大，能减少冰渍和泥沙进入量。

适用于冬季冰凌较多或含沙量不大，水深较小的河流上采用，中小型取水工程用得较多。

中南地区含沙量较小的河流上箱的平面形状：

圆形、矩形、棱形。

（2）进水管 

进水管有自流管与虹吸管之分，其自流管取水：

自流管淹没在水中，河水靠重力自流，工作较可靠，水中含沙量较高时，为取得含沙少的水可在集水间壁上开设进水孔，可设置高位自流管。

适用于自流管埋深不大，或可以开挖隧道；而当河水位高于虹吸管顶时，无需抽真空即可自流进水；当河水位低于虹吸管顶，需先将虹吸管抽真空可进水。

虹吸高度2—6m。

适用于河滩宽阔，河岸较高，且为坚硬岩石，埋设自流管需开挖大量土石方，或管道需要穿越防洪堤时可采用虹吸管。

优点：

减少水下土石方量，缩短工期，节约投资。

缺点：

对管材、施工质量要较高，运行管理要求严，要装置真空设备，严密不漏气，可靠性不如自流管。

主要探讨自流管进水。

（3）吸水间及其作用：

1．沉淀一部分泥沙及杂质；2．便于安设格网；3．可以根据吸水井中的水位变化判断取水系统的工作情况；4.可以减少水泵吸水管的长度及埋深；5.便于清洗自流管。

因河流河岸较缓，主流远离岸边，宜采用固定式河床取水构筑物。

河心处用箱式取水头部，经自流管流入集水井，再经格栅、格网截留杂质后，用离心泵送出。

（斗槽式）

1.1.2岸边式取水构筑物

岸边式取水构筑物与河床式取水构筑物基本相同，但它没有取水头部与进水管，只有集水并和泵房组成。

原水由无塔供水的集水间的进水孔进入。

岸边式取水构筑物适用于深水线靠近岸边，水质良好，水位变幅不大且岸坡陡峻，岸坡地质条件较好的情况。

　　岸边式取水构筑物的平面形状可以是矩形、圆形或椭圈形。

根据供水设备取水量和流速确定进水窗口总面积，再由每个窗口的面积定出窗口数目。

因为水源的水位有涨有落，为了取得含砂量较小的水，窗口可做成上下两排，高水位时用上排，低水位时用下排。

窗口的位置应保证下面一排最低水位下有适当深度，上排位置使最高水位时仍能取水。

风向对取水口处的水质有影响。

如风向由岸吹向河中心，下层水清，应从下排窗口取水。

反之，则应开上排窗口取水。

　　集水井和泵房可以合建，也可以分建.其原则与河床式取水构筑物相同。

在岸边较陡，岸边水较深，水质和地质条件较好，水位变幅不大的河流，比较适合采用集水井和泵房合建的固定取水方式，这种取水方式具有设备布置紧凑，总建筑面积小，吸水管短，运行安全可靠，便于维修的特点；而在河岸地址较差，建立合建式取水构筑物对河床断面及航道影响较大，水下施工有难度的水源点宜采用分建式，这种取水方式泵房离开河岸，设在水质条件比较好的位置，维护管理，运行安全性相对于合建式要差一些。

河床式取水构筑物建在河床稳定，河岸较为平坦主流离河岸较远，河岸水深较浅，水质较差；河中有足够的水深以及水质较好的河流取水点，可以分为自流管取水和集水井和泵房分建、合建2种。

1.3江心进水头式 　

由、进水管、和取水泵房组成。

常用于岸坡平缓、深水线离岸较远、高低水位相差不大、含砂量不高的江河和湖泊。

原水通过设在水源最低水位之下的进水头部，经过进水管流至集水井，然后由泵房加压送至水厂。

集水井可与泵房分建或合建。

当取水量小时，可以不建集水井而由水泵直接吸水。

取水头部外壁进水口上装有格栅，集水井内装有滤网以防止原水中的大块漂流杂物进入水泵，阻塞通道或损坏叶轮。

　　江心桥墩式 也称塔式。

常用于水库，建于尚未蓄水时。

构筑物高耸于水体中，取水、泵水设施齐全，用输水管送水上岸。

可以在不同深度取水，以得到水质较好的原水。

岸边式 　集水井与泵房分建或合建于岸边，原水直接由进水口进入。

一般适用于岸坡较陡，深水线靠近岸边的江河。

对含砂量大或冰凌严重或两者均出现的河流，取水量又较大时，可采用斗槽式取水构筑物，它是一种特殊的,其前以围堤筑成一个斗槽,粗砂将在斗槽内沉淀，冰凌则在槽内上浮。

中国西北地区有多处斗槽式取水构筑物。

底栏栅式 　以山区溪流作为水源时，为避免急流中的砂砾，用低坝抬高水位，坝内有引水渠道，渠顶盖栏栅。

水流溢过坝顶时从栏栅进入渠道，流至沉砂池沉除泥沙后，再用水泵输出。

（江心进水头式）

1.2移动式取水构筑物 　

适用于水位变化大的河流。

构筑物可随水位升降,具有投资较省、施工简单等优点,但操作管理较固定式麻烦，取水安全性也较差，主要有两种：

1.2.1浮船式 　

水泵设在驳船上，直接从河中取水，由斜管输送至岸上。

水泵的出水管和输水斜管的连接要灵活，以适应浮船的升降和摇摆。

当采用阶梯式连接时，须随水位涨落改换接头位置。

当采用摇臂式连接时，加长联络管为摇臂，不换接头，浮船也可以随水位自由升降。

浮船取水要求河岸有适当的坡度（20°～30°）。

浮船式取水构筑物在中国西南和中南地区较多。

80年代，单船供水能力已超过每日100000m3/h。

1.2.3缆车式 　

由泵房、坡道、输水斜管和牵引设备等四个主要部分组成（图3）。

取水泵设在泵车上。

当河流水位涨落时，泵车可由牵引设备沿坡道上下移动，以适应水位，同时改换接头。

缆车式取水适宜于水位涨落速度不大（如每小时不超过2米）、无冰凌和漂浮物较少的河流。

第二节混凝工艺

.2.1.1功能和目的 

混凝是指向水中投加一定剂量的化学药剂，这些化学药剂在水中发生水解，和水中的胶体粒子互相碰撞，发生电性中和，产生吸附、架桥的网捕作用，从而形成大的絮体颗粒，并从水中沉降，起到了降低颗粒悬浮物和胶体的作用。

有时单独采用混凝剂不能达到预期的效果时，可以投加辅助药剂以提高混凝的效果，这种辅助药剂称之为助凝剂，助凝剂本身不能产生像混凝剂一样的作用，只能起到改善絮体结构，使絮体颗粒增大、强韧和沉重。

因此单独采用助凝剂不能起到很好的效果。

 2.2.2 常用单混凝絮凝药剂 

常用的混凝剂种类很多，工业上常用的一般为无机盐类混凝剂和无机高分子混凝剂。

无机高分子盐类混凝剂主要有三氯化铁和硫酸业铁。

无机高分子混凝剂主要有碱式氯化铝（PAC）、聚合硫酸铁（PFS）和聚合硫酸铝（PAS）。

其中，以三氯化铁和碱式氯化铝最为常用 。

值得注意的是，混凝剂在水中的混凝作用会受pH、水温及水质等诸多因素的影响，选择合适的混凝剂及投加剂量需要结合小试烧杯实验加以确定。

   常用絮凝剂一般为有机高分子物质，主要有聚丙烯酰胺（PAM）和阳离子型聚合物。

其中阳离子型聚合物虽然具有优良的助凝效果，但价格昂贵，因此应用不太普遍。

而聚丙烯酰胺则已成为最为常用的人工合成有机高分子助凝剂。

2.2.3 注意事项 

由于大多数芳香聚酰胺反渗透膜表面整体现负电荷性，因为如果在预处理工艺中投加的阳离子型混凝剂或助凝剂过量的话，那么过剩的阳离子物质可能会吸附到膜表面，造成膜的离子型污染。

此时反渗透系统将会产生产水量下降、压降上升的现象，而且一旦发生离子型污染，将很难以得到有效地恢复。

因此必须采取有效措施，监控混凝剂和助凝剂的准确投加及其pH范围的控制。

2.2.4混凝气浮池

在经过前面构筑物的生化处理的出水中投加混凝剂，经混凝反应后进入混凝气浮池分离，进一步降低有机物悬浮物的浓度，保证有良好的出水。

混凝气浮法分为加药反应和气浮两个部分，加药反应通过添加合适的混凝剂和絮凝剂以形成较大的絮体，再通入气浮分离设备后与大量密集的细气泡相互粘附，形成比重小于水的絮体，依靠浮力上浮到水面，从而完成固液分离。

整个混凝气浮的工艺流程为将配制好的混凝剂通过定量投加的方式加入到原水中，并通过一定方式实现水和药剂的快速均匀混合，然后进入气浮池进行固液分离，混凝气浮由混凝和气浮两个工艺组成。

（1）气浮工艺 

气浮过程中，细微气泡首先与水中的悬浮粒子相粘附，形成整体密度小于水的“气泡——颗粒”复合体，使悬浮粒子随气泡一起浮升到水面。

由于部分回流水加压气浮在工程实践中应用较多，并且节省能源、操作稳定、资源利用较充分，所以多采用部分回流压力溶气气浮法。

（2）混凝工艺 

各混合方式的特点

方式

优点

缺点

适用条件

水泵混合

1.设备简单

2.充分混合

3.不另外消耗动能

1.吸水管较多时，投药设备需要增加，安装、管理成本高

2.配合加药自动控制系统困难

3.G值相对较高

适用于一级泵房距离处理构筑物120m以内的水厂

静态混合器

1.设备简单，维护管理方便

2.不需要土建构筑物

3.在设计流量范围，混合效果较好

1.受运行水量变化影响

2.水头损失较大

3.混合器构造太复杂

适用于水量变化不大的各种规模的水厂

扩散混合器

1.不需外加动力设备

2.不需要土建构筑物

3.不占地

1.水量变化对混合效果有一定影响

适用于中等规模的水厂

跌水混合

1.利用水头的跌落扩散药剂

2.受水量变化影响

3.不需要外加动力设备

1.药剂的扩散均匀程度低

2.需要建混合池

3.容易夹带气泡

适用于各种规模的水厂，特别当重力流进水水头有富余时

机械混合

1.混合效果好

2.水头损失较小

3.混合效果基本上不受水量变化影响

1.需要耗能

2.管理维护复杂

3.需要建混合池

适用于各种规模的水厂

向污水中投入某种化学药剂（常称之为混凝剂），使在水中难以沉淀的胶体状悬浮颗粒或乳状污染物失去稳定后，由于互相碰撞而聚集或聚合、搭接而形成较大的颗粒或絮状物，从而使污染物更易于自然下沉或上浮而被除去。

混凝剂可降低污水的浊度、色度，除去多种高分子物质、有机物、某些重金属毒物和放射性物质。

混凝剂的投加分为干投法和湿投法，本设计采用湿投法，相对于干投法，湿投法更容易与水充分混合，投量易于调节，且运行方便。

2.2.4常见混凝剂

1）聚合氯化铝（PolyaluminiumChloride，缩写PAC），简称聚铝。

它是一种，由于的架桥作用和多价阴离子的聚合作用而生产的分子量较大、电荷较高的无机高分子。

在形态上又可以分为固体和液体两种，而固体按颜色不同又分为棕褐色、黄色和白色，不同颜色的聚合氯化铝在应用及生产技术上也有较大的区别。

2）硫酸铝（AS）无水硫酸铝是无色结晶,易溶于水,常温下硫酸铝以含十八水合物最为稳定。

Al2（SO4）3·18H2O是具有光泽的无色颗粒或粉末晶体,极易溶于水,水溶液呈酸性（PH<=2.5）。

工业品为白色或微带灰色的粉末或块状结晶,因可能存在少量的硫酸亚铁而使产品表面发黄。

硫酸铝是使用最早的絮凝剂之一。

硫酸铝对水中胶体微粒的絮凝过程分为吸附脱稳、沉淀絮凝、吸附沉淀混合区和再稳定四个区域。

加入过量的硫酸铝,会形成胶体再稳定而影响絮凝效果。

硫酸铝价格便宜,应用较广泛。

3）聚合氯化铝（又称碱式氯化铝PAC）聚合氯化铝是应用最广泛的一种絮凝剂,它的固体呈无色至黄色树脂状,