1、调节构筑物,它包括各种类型的贮水构筑物,例如高地水池、水塔、清水池等,用以贮存和调节水量。按服务对象分城市工业,按使用目的:生活生产消防,按水源地表地下,按供水方式自流系统水泵供水混合供水 影响给水系统布置的因素和给水系统布置 城市规划的影响。给水系统的布置,应密切配合城市和工业区的建设规划,做到通盘考虑分期建设,既能及时供应生产、生活和消防用水,有能适应今后发展的需要。水源选择、给水系统布置和水源卫生防护地带的确定,都应以城市和工业区的建设规划为基础。水源的影响。任何城市,都会因水源种类、水源距给水区的远近、水质条件的不同,影响到给水系统的布置。城市附近的水源丰富时,往往随着用水量的增长而逐
2、步发展成为多水源给水系统,从不同部位向管网供水,它可以从几条河流取水、或从一条河流的不同位置取水,或同时取地表水和地下水,或取不同地层的地下水等。地形的影响。地形条件对给水系统的布置有很大的影响。中小城市如地形比较平坦,而工业用水量小,对水压又无特殊要求时,可用统一给水系统系统。大中城市被河流分隔时,两岸工业和居民用水一般先分别供给,自成给水系统,随着城市的发展,再考虑将两岸管网相互沟通,成为多水源的给水系统。取用地下水时,可能考虑到就近凿井取水的原则,而采用分地区的供水系统。地形起伏较大的城市,可采用分区给水或局部加压的给水系统。整个给水系统按水压分成高低两区,它比统一给水系统可以降低管网的
3、供水水压和减少动力费用。布置:统一给水系统(地表水地下水为水源的给水系统),分系统给水(分值分压给水系统)。 水量变化规律,系数生活用水随生活习惯和气候的变化。生产用水随气候和水温而变化。日变化系数:1.11.5 时变化 1.31.6 用水量标准综合 单位L/N 北京二区 最高190280 平均150240。 居民 最高140200 平时110160 给水量预测方法(GB50282-98) 分类估计法(规划中不宜采用) 单位面积法 人均综合指标法 年递增速率法用水量系数日 最高日语平均日用水量必知 Kd1.11.5。时 Kn 1.31.6 大中城市用水量均匀时较小时可取下线 小城市可取上线或扩
4、大。 需水量预测的方法 分类估算 用水性质给谁分类,并按用水量标准计算各类用水量然后累计总用水量。单位面积 根据城市用水区域面积估算用水量(GB50282-98)给出了标准根据居驻地最高日用水标准可算出。人均综合指标 根据已有的历史记录城市人口平均总用水量成为人均综合用水量。年递增速率法 Qa起始年份后第t年平均日用水量=Q0起始年份平均日用水量(1+用水量年平均增长率)t。线性回归法 Qa=Q0+起始年份平均日用水量*t生产曲线法 Q=L/1+ae-bt 城市供水调度 调度中心,水厂监控中心,水厂监控分站,水源井监控站,管网加压站。功能:安全可靠地将符合水量水压,水质要求的水送往每个用户并最
5、大限度降低成本,保证给谁安全可靠。 供水调度中心 3S 成套设备,负责调度水厂监控中心,水厂监控分站,水源井监控站,管网加压站和管网测压站。及时了解整个给谁系统生产情况采取有效地科学方法和强化措施,执行集中调度的任务。 水厂监控中心 由操作员,工程师站等工作站,管理工作站,历史服务器打印机等附属设备以及网络设备组成。对整个水厂进行管理,系统监控,实时监控,显示处理,控制各PLC子站的状态,通信,数据和信息,报警处理和报表打印,动态数据库和历史数据库,实现商机系统的通信和数据。 城市供水调度系统 调度中心及时了解整个给水系统产生情况,采取有效的科学方法和强化措施,执行集中调度的任务。水厂监控中心
6、对整个水厂进行组态管理,系统监控,实时监控,显示处理,控制各PLC子站的状态,通信,数据,信息,报警处理和报表打印,动态数据库和数据库管理,实现与上级系统的通信和数据交换。 3S技术在给排水中的应用 3S技术是以遥感技术(RS)、地理信息系统(GlS)、全球定位系统(GPS)为基础,将RS、GlS、GPS三种独立技术领域中的有关部分与其它高技术领域(如网络技术、通讯技术等)有机地构成一个整体而形成的一项新的综合技术。它集信息获取、信息处理、信息应用于一身,突出表现在信息获取与处理的高速、实时与应用的高精度、可定量化方面。可以利用GPS和RS快速获取给水管网现状资料:GPS技术将实时定位精度提高
7、到厘米级,同时结合RS遥测技术,准确地获取地下管网的三维坐标;地下管网的修测可以利用GPS,通过局域差分实时定位技术或广域差分实时定位技术来实现。可以利用GIS技术进行科学的管理和决策:将GIS应用到自来水行业,增加行业的应用分析功能,科学地管理好地下管网信息。 给水水源选择原则分类特点 水源水量充沛可靠,便于防护;原水水质符合要求;符合卫生要求的地下水,宜优先作为生活饮用水的水源;全面考虑统筹安排,正确处理与给水工程有关部门的关系;取水、输水及水处理设施安全经济和维护方便;具备施工条件。分为地下水源(水质澄清,水温稳定,分布面广矿化度硬度大),地表水源(与地下水相反,但流经最大矿化度和硬度低
8、,含铁猛较低优势)GB3838-88为标准。 水源评定一级水质良好色15 浊3硬350铁0.3猛0.1总大1000 二级水质受轻度污染 不有明显色4500.510000 水源保护的方法措施配合有关部门制定水资源开发利用计划。加强水资源管理。进行流域面积内的水土保持工作。防止水源水质污染。给水水源卫生防护:生活饮用水的水源必须设置卫生防护地带集中式给水水源卫生防护地带。地面水:取水点周围半径100水域内严禁捕捞。取水点上游1000至下游100水域不得排入生活哦年工业废水。地下水:与地面相同单位或井群影响范围内不得使用工业废水生活污水。 江河取水构筑物位置选择的基本要求 设在水质较好的点,具有稳定
9、河床和河岸,靠近主流,有足够的水深。具有良好的地质、地形及施工条件。靠近主要用水地区。应注意河流上的人工构筑物或天然障碍物。避免冰凌的影响。应与河流的综合利用相适应。 给水构筑物类型 管井501000mm适用于含水层大于4m底板深28m深层地下水适用性强。大口井212m适用于浅层地下水,底板深20m/d含水厚10M的非完整井。辐射井集水井46m辐射井50300mm适用于厚度在10M以内的适用性强。渗渠4501500mm河岸适用于底板6m含水层厚度5m浅层地下水。 湖泊和水库取水构筑物位置选择的基本要求 不要选择在湖岸芦苇丛生处附近。不要选择在夏季主风向的向风面的凹岸处。为了防止泥沙淤积取水头部
10、,取水构筑物位置应选在靠近大坝附近,在远离支流的汇入口。取水构筑物应建在稳定的湖岸或库案处。 水质监测系统组成检测内容 提水装置,预处理装置,检测仪器,数据采集,数据处理与传输装置,远程数据处理中心。水温,PH,溶解氧,电导,浊度,高猛酸盐,需氧量,总有机碳,总氮,总磷,氨氮,磷酸盐,硝酸盐。 输水管定线原则 输水管定线时,必须与城市建设规划相结合,尽量缩短线路长度,减少拆迁,少占农田,便于管渠施工和维护,保证供水安全。选线时,应选择最佳的地形和地质条件,尽量沿现有道路定线,以便施工和检修。减少与铁路、公路和河流的交叉;管线避免穿越滑坡、岩层、沼泽、高地下水位和河水淹没与冲刷地区,以降低造价和
11、便于管理。远距离输水时,一般情况下往往是加压和重力输水两者的结合形式,根据地形高差、管线长度和水管承压能力等情况确定加压泵站。设计时应远近期同时考虑,分期实施。 城市给水管网运行维护方法日常检漏,修漏,水管清垢,防腐蚀,用户接管安装,清洗和防冻,管网事故抢修,检修阀门,消火栓,流量计,水表。 配水管网布置原则 按照城市规划布置,考虑分期建设可能,留有充分的发展余地。城市配水管网宜设计成环状,当允许间断供水时,可设计为树状网,但应考虑将来有连成环状网的可能。在树枝状管段的末端应装置排水阀。工业企业配水管网的形状,应根据厂区总图布置和供水安全要求等因素确定。城镇生活饮用水的管网,严禁与非生活饮用水
12、的管网连接。城镇生活饮用水管网,严禁与各单位自备的生活饮用水供水系统连接。管线遍布在整个给水区内,管网中的干管应以最近距离输水到用户和调节构筑物,保证用户有足够的水量和水压。配水管网应按最高日最高时用水量及设计水压进行计算,并应分别按下列三种情况和要求进行校合:发生消防时的流量和水压要求;最大转输时的流量和水压要求;最不利管段发生故障时的事故用水量和水压要求。城市内一般建筑物可以从管网引一条进水管,用水较高的建筑物或建筑物群可从管网不同方位引入两条或数条水管。 给水管网运行维护方法:日常(检漏修漏,水管清垢和防腐蚀,用户接管的安装清洗防水冻,管网事故抢修,检修阀门消火栓流量计水表)水管防腐蚀,
13、清垢和涂料,维修管网水质(定期排放管网死水,管网延伸应加氯,采用非金属管道,定期冲洗高位水箱,检修应冲洗消毒) 管网漏失控制的技术和管理措施 降压减漏,一般情况下,系统的漏水量与其水压力的大小成正比,所以,通过降低系统的设计压力,就可减少渗漏,还可起到节水的作用。避免在输水干管附近进行强度大的施工,以防大的震动使管道破裂而漏水。对那些已遭腐蚀的管线、阀门以及管件等,要及时维护、维修,对已发生严重腐蚀的要及时更换,以免漏水严重,造成地基沉陷或产生更严重的后果。选择优质管材,选择那些防爆、抗震、防腐能力强,以及内壁光滑、接口合格、壁厚均匀等质量过关的优质产品。提高施工质量,施工时对管沟内的淤泥、块
14、石硬物进行换土夯实,对管线接口严格把关,若是焊接钢管则要求焊缝宽厚均匀,焊缝没有夹渣、气孔,铸铁承插口接口应将打密实,法兰接口要注意法兰与管子垂直,两片法兰对准,垫圈就位准确等,对管道要加强防腐措施。对设在室外的水表、管线、管件要采取防冻措施,在冬季,北方容易发生用水设备冻结、冻坏的现象,造成漏水,要做好设备的防冻保温工作,合理选择检漏方法。 水质监测系统的组成及选点原则:每个谁指点配置在线式浊度仪余氯仪,水质数据无限传到调度中心进入数据处理系统。监测点必须设置在供水干管上,水厂供水的结合部,干管末梢水质较差用水比较集中地区和国家要害部门安装方便便于维护。 给水管网服务压力确定 用户要求,管网
15、性质,运行费用,管网渗透,管网测压系统。侧雅典以设在大中口径的管线上为主,不宜设在进户支管上或有大量用水的用户附近,测压的可将压力表装在消火栓或给水龙头上采用自动记录压力仪记录,通过通讯设备传到调度中心。 城市供水系统的设计水量 综合生活用水,包括居民生活用水和公共建筑及设备用水;工业企业生产用水和工作人员生活用水;消防用水;可按同时发生火灾的次数和一次灭火的用水量,两小时灭火时间计算。浇洒道路和绿化用水;未预计水量及管网漏失水量。可按最高日用水量的15%-20%合并计算。 常规地表水处理流程及各部分作用 饮用水常规处理的主要去除对象是水中的悬浮物质、胶体物质和病原微生物,所需采用的技术包括:
16、混凝、沉淀、过滤、消毒。混凝是向源水中投加混凝剂,使水中难于自然沉淀分离的悬浮物和胶体颗粒相互聚合,形成大颗粒絮体。沉淀将混凝形成的大颗粒絮体通过重力沉降作用从水中分离。也可以采用澄清替代混凝和沉淀,把这两个过程集中在同一个处理 构筑物中进行。过滤是利用颗粒状滤料截留经过沉淀后水中残留的颗粒物,进一步去除水中的杂质,降低水中的混浊度。消毒是饮用水处理的最后一步,向水中加入消毒剂来灭活水中的病原微生物。 饮用水常规处理工艺及处理对象 1地表水为水源。饮用水常规处理主要去处对象是水中的悬浮物质,胶体物质和病原体微生物。所需采用的技术包括混凝,沉淀,过滤,消毒。2地下水为水源。水中可能存在的病原微生
17、物,对于不含有特殊有害物质的地下水,饮用水处理只需进行消毒处理就可以达到饮用水质要求。 饮用水深度处理及适用范围:粒状活性炭吸附法,臭氧粒状活性炭联用法(有效投资费用高),生物活性碳和光化学氧化法(不能取出水中小分子有机物费用高),超声波紫外线连用法,膜滤法。作用原理:吸附氧化生物降解率膜去除有机物。 混凝机理 压缩双电层。水处理所去除的胶体主要为带负电的胶体,常用的铝盐铁盐混凝剂产生的带正电荷的高价金属羟基聚合离子,可以起到压缩双电层的作用。加入混凝剂后胶体的电动电位下降。电性中和。铝盐、铁盐混凝剂产生的带正电荷的物质,都能与负电胶体很好地吸附,使水中胶体的电动电位下降,胶体脱稳凝聚。多个不
18、同电性的胶体颗粒可以相互吸附与桥联,形成矾花。投加过量混凝剂可以出现再稳现象。吸附架桥。一些不带电荷甚至是带有与胶粒同性电荷的高分子物质,通过氢键、范德华力等与胶粒也有吸附作用,一个高分子聚合物的分子可以吸附多个胶粒,起到桥联作用。沉淀物的卷扫或网捕。铝盐铁盐产生的大量氢氧化铝、氢氧化铁沉淀物能够直接网捕卷扫水中的胶体颗粒。在水的混凝处理中,以上几种机理可能都会起作用,只是各种机理所起作用的程度会有所不同,与处理条件、工艺设备、混凝剂种类及投药量、源水浊度、水的pH 值等有关。影响混凝的主要因素 水温:无机盐混凝剂水解吸热,低温水混凝剂水解困难低温水粘度大,不利于胶粒脱稳凝聚水温低时,胶体水化
19、作用强,妨碍胶体凝聚水温与水的pH有关,pH和碱度:pH为6.57.5,当原水碱度不足时,水的pH值大幅下降以致影响混凝剂继续水解。悬浮物:水中悬浮物过少,用助凝剂;水中悬浮物过高,用高分子混凝剂。 滤池分类普通快滤法,虹吸滤法,重力式无阀滤池,移动罩滤池,均质滤科滤池。加药设备及控制:有计量泵,水射器,转自,电磁,超生,各种流量计,三角堰等计量等组成。混凝控制方式:经验目测,烧杯实验法,模拟率吃法,数学模型法,胶体电荷法。 沉淀池类型 平流式:水处理中应用最早广泛的,为矩形水池,进水通过穿孔花墙或配水栅缝,均匀分布在沉淀区得过水断面上,在末端设有溢流堰和出水槽,水在池中沿池长方向缓缓地水平流
20、动,水中颗粒逐渐沉向池底,平流式沉淀池具有处理效果稳定,运行管理简便,易于施工等特点,占地面积大,平流出水力停留时间1.03.0h。斜板:优点停留时间短,沉淀效率高,占地省,缺点易产生泥膜,费用高,缓冲能力和稳定性差。竖流式沉定池:辐射式沉淀池。 简述四类沉淀基本原理 自由沉淀:适用于低浓度的离散颗粒,颗粒在沉降过程中,其形状、尺寸、质量均不变,颗粒之间无相互干扰,因此,在沉降过程中颗粒的沉速不变。(沉砂池、初沉池前期)。絮凝沉淀:絮凝性颗粒在沉淀过程中发生凝絮作用,沉速逐渐增加。(初沉池后期、二沉池前期、给水混凝沉淀)。拥挤沉淀(受阻沉淀):因颗粒的浓度过高,颗粒在沉淀的过程中相互干扰,不同
21、颗粒以相同的速度成层下降,并形成明显的固液界面。(高浊水预沉淀、二沉池、污泥浓缩池)。压缩沉淀:在颗粒浓度极高的情况下(如污泥浓缩池底部附近),颗粒在相互支撑的条件下受重力的作用被进一步挤压。类型:泥渣悬浮型、循环型。 澄清的基本原理 澄清池是将絮凝和沉淀综合于一个构筑物中完成,主要依靠活性泥渣层达到澄清的目的。当脱稳杂质随水流与泥渣层接触时,便被泥渣层阻留下来,使水获得澄清。这种把泥渣层作为接触介质的过程,实际上也是絮凝过程,一般称为接触絮凝。在絮凝的同时,杂质从水中分离出来,清水在澄清池上部被收集。 过滤机理 颗粒迁移。在过滤过程中,滤层孔隙中的水流一般属层流状态,被水流挟带的颗粒随着水流
22、流线运动。它之所以会脱离流线而与滤粒表面接触,完全是一种物理力学作用。一般认为由以下几种作用引起:拦截、沉淀、惯性、扩散和水动力作用等。颗粒粘附。粘附作用是一种物理化学作用。当水中杂质颗粒迁移到滤料表面上时,则在范德华引力和静电力相互作用下,以及某些化学键和某些特殊的化学吸附力下,被粘附于滤料颗粒表面上,或者粘附在滤粒表面上原先粘附的颗粒上。此外,絮凝颗粒的架桥作用也会存在。因此,粘附作用主要决定于滤料和水中颗粒的表面物理化学性质。反冲洗方法高速水流反冲洗,气水反冲洗,表面助冲加高速水流反冲洗。滤池分类:普通快滤池、吸虹滤池、重力式无阀滤池、移动置滤池、均质滤料滤池。 氯消毒机理 当氯溶解在清
23、水中,下列两个反应几乎瞬时发生: 氯消毒作用的机理,一般认为主要通过次氯酸HOCl 起作用,HOCl 为很小的中性分子,只有它才能扩散到带负电的细菌表面,并通过细菌的细胞壁穿透到细菌内部。当HOCl 分子达到细菌内部时,能起氧化作用,破坏细菌的酶系统而使细菌死亡。OCl-1 虽亦具有杀菌能力,但是带有负电荷,难于接近带负电的细菌表面,杀菌能力比HOCl 差的多。生产实践表明,PH 值越低则消毒作用越强,证明HOCl 是消毒的主要因素。氯消毒工艺及设备:人工操作:加氯机氯瓶校核氯瓶中了得磅秤,自动加氯。手动加氯存在调节滞后余氯不稳定影响水质,自动随时调节保证水质。 滤消毒曲线(消毒效果的控制)
24、在第1区即OA段,表示水中杂质把氯消耗光,余氯量为零,需氯量为b1,这时消毒效果不可靠。在第2区即AH段,加氯后,氯与氨发生反应,有余氯存在,所以有一定消毒效果,但余氯为化合性氯,主要成分是一氯胺。在第3区即HB段,仍然产生化合性余氯,加氯量继续增加,开始下列化学反应:2NH2Cl+HOClN2+3HCl+H2O。结果使氯胺被氧化成一些不起消毒作用的化合物,余氯反而逐渐减少,最后到达折点B。超过折点B以后,进入第4区即BC段。此后已经没有消耗氯的杂质了,出现自由性余氯。该区消毒效果做好。从整个曲线看,到达峰点H时,余氯最高,但这是化合性余氯而非自由性余氯。到达折点时,余氯最低。如继续加氯,此时
25、所增加的是自由性余氯。加氯量超过折点需要量时称为折点氯化。其他消毒方法:二氧化碳对细胞壁有强效吸附和传统能力从而破坏细菌的酶对细菌病毒有灭活能力不会于水中有机物生成三卤甲烷。消毒能力比氯强衰减速度慢受PH影响小降低水中色嗅铁等物质不会产生氯酚。臭氧是现场用空气和纯氧通过臭氧发生器产生的,在水中进行臭氧氧化作为消毒器但是不稳定投放完还需要加氯可迅速杀菌病毒,不会产生三卤甲烷比氯强,费用高。紫外线消毒紫外灯照射流过的水,对深度和距离有限制。杀菌快管理简单不需投入化学药剂,费用高寿命有限效果不易控制。 膜处理:膜是一种分离介质是两相分离的手段和物质选择性传递的屏障。膜过滤过程是以选择性透过膜分离介质
26、,在其两侧施加某种推动力,使原料组分选择性,透过膜,从而达到分离或提纯目的。 水厂工作过程的水质控制要求及检测内容:检测水表有一次仪表(感受器变送器)和二次仪表(测得数据显示出)内容:出厂水流量压力清水池水位远水沉淀水滤后水浊度滤池水头损失冲洗水塔水位原水水温PH盐度溶解氧仪氨氮计耗氧量计。水厂工艺过程自动化控制系统:分两级水厂单项构筑物自动控制和全场自动控,自动控制系统一般是计算机和编程控制器及相应的检测仪表目前一般为集中监测分散控制的方式。控制内容取水泵房二级泵房投药自动控制沉淀澄清工艺滤池。 回流水系统:来自沉淀池或澄清池的排泥水和滤池反冲洗废水,回用分为直接(不经处理)和处理后(膜滤臭
27、氧)两种方式。污泥处理系统:目的降低污泥含水率,以达到运输堆放和最终处理的要求。方法,排泥水收集+浓缩+机械脱水+泥饼填埋。 地下水除氟砷盐氨氮:氟吸附法要激发电渗析法,吸附采用活性氧化铝磷酸三钙骨灰。活性氧化铝起到离子交换,以硫酸根交换水中的氟和碳酸氢根,一般采用下向流的吸附滤池用硫酸铝再生活性氧化铝。砷铁盐混凝法,盐电渗析反渗透离子交换法。低温低浊高藻高嗅水处理工艺:可采用头家铝盐或铁盐同事头家高分子助凝剂,如活性硅酸或聚丙烯酰胺或投加矿物颗粒或气浮工艺代替沉淀。藻用水化学氧化法。嗅用投加活性炭或活性炭滤池方法。排水系统体制分类及优缺点比较 ,组成 排水系统体制分类:合流制,分流制,混合制
28、。从环保方面看:合流制在降雨时会把大量城市污水直接排入河流,造成水体严重污染;分流制把雨水直接排入河流,污水则经过处理厂的处理后排入河流,污染相对较小。从造价方面看:合流制管道少,造价底;分流制管道多,造价高。从维护管理方面看:合流制雨污混合,不易淤积,容易维护管理;分流制污水管道易造成淤积,加大了管理难度。混合制的优缺点介于分流制和合流制之间。考虑到目前环保是主要的影响因素,所以现在新建排水系统的体制多为分流制。排水系统是指排水的手机,输送处理利用,以及排放等设施以一定方式组成总体。 城市排水系统的规划原则和任务 排水工程的规划应符合区域规划以及城市和工业企业的总体规划,并应与城市和工业企业
29、中其他的单项工程建设密切配合,互相协调。排水工程的规划与设计,要与邻近区域内的污水和污泥的处理和处置协调。一个区域的污水系统,可能影响邻近水域,特别是影响下游区域的环境质量,故在确定规划区域的处理水平的处置方案时,必须在较大区域内综合考虑。排水工程规划与设计,应处理好污染源治理与集中治理的关系。城市污水是可贵的淡水资源,在规划中要考虑污水经再生后的回用方案。如设计排水区域尚需考虑给水和防洪问题时,污水排水工程应与给水工程协调,雨水排水工程应与防洪工程协调,以节省总投资。排水工程的设计应全面规划,按近期设计,考虑远期发展有扩建的可能。并根据使用要求和技术经济的合理性等因素,对近期工程作出分期建设的安排。对于城市和工业企业原有的排水工程在进行改建和扩建时,应从实际出发,在满足环境保护的要求下,充分利用和发挥其效能,有计划、有步骤地加以改造,使其逐步达到完善和合理化。在规划与设计排水工程时,必须认真贯彻执行国家和地方有关部门制定的现行有关标准、规范或规定。同时,也必须执行国家关于新建、改建、扩建工程,实行把防止污染措施与主体工程同时设计、同时施工、同时投产的“三同时”规定,这是制定控制污染发展的重要政策。它的主要
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