文献综述

平顶山市七万吨净水厂设计文献综述摘要：众所周知，水是生命的源泉，是人们赖以生存的最基本条件之一。

随着时代的发展，社会的进步，在人们的日常生活中，对水的要求不仅仅体现在量上，水质也越来越受到人们的重视。

可是现如今，水体受到不同程度的污染，也如何去除水中的有害物质和各种污染物，使人们喝上干净放心的水，成为我们给排水工作者需要解决的问题。

平顶山市原水有低温低浊、含有藻类等特点，需经过一些特殊的处理才能达到国家饮用水标准。

关键词水处理水厂饮用水低浊含藻1引言人类有关水处理的最早记录虽然可以追溯到公元前2000年，但是，真正的水处理技术的发展历史还是很短的。

如从1804年在英国Paisley首先应用沉淀过滤作为集中处理的水厂算起，则还不到200年。

我国上海在1883年建设了第一座取用地标水源的水厂。

至1949年，全国只有72个城市建有水厂，总供水面积240万立方米；这些水厂大都集中在大城市或租界地区；而且很少由我国自行设计。

我国大规模建设水厂是从解放后开始的。

1954年以来全国成立了各大区给水排水设计院。

至1983年，全国253个城市中有水厂660个，总供水量为每日3538万立方米。

这些水厂中大部分为地表水厂。

通过三十年来的努力实践，我国给水工作者在给水处理理论上和水厂设计上已有了较高的水平，并且逐步形成了我国水厂自己的风格。

近一百多年来，水厂的处理工艺，基本上市混凝沉淀、过滤和消毒。

但因净水理论的不断发展和人们对水的要求不断提高，从而推动了水厂的工艺设计和处理方式的不断进步。

从最开始简单的过滤消毒到现如今的多级水处理方式，靠着人们的不断探索和前进，使人们能够喝上健康放心的饮用水。

2 常规净水1.1 简介为了使人们的饮用水更加的干净卫生，国家提高了人们的饮用水标准，生活饮用水水质应符合下列基本要求：水中不得含有病原微生物；水中所含化学物质及放射性物质不得危害人体健康；水的感官性状良好。

2005年６月１日，国家建设部颁布的《城市供水水质标准》开始实施，属于行业标准。

与现行国家标准《生活饮用水卫生标准》相比，该标准对水质提出了更高要求，检测总项目达１０５项，增加了很多有机污染物的项目，以及耗氧量这个判断饮用水中有机物总量多少的重要项目，微囊藻毒素项目也将从２００６年６月起进行检验。

对于国家标准中本来就有的某些项目，该标准提高了限量指标。

在20世界70和80年代，给水工程技术人员面临的主要问题是工程的投资效益，即如何以最低的工程总投资来完成简单的处理目标。

因此，在这段时期里，研究出了许多比较经济的净水技术和工艺，这些研究包括改进沉淀池设计，出现了斜管沉淀池，斜板沉淀池和气浮池风快速澄清工艺，还有快速过滤工艺和将絮凝、沉淀和过滤工艺组合在一起的专用集成设备。

然而到了20世纪80和90年代，新的问题出现了，即饮用水中存在的微量有机物对人体健康具有长期潜在的危险。

因此出现了新的水质污染指标和规定，例如，总三氯甲烷、挥发性有机物和最大污染物浓度等。

为了解决这些新情况，工程技术人员已经成功地设计出去除水中有机污染物的方法。

如化学氧化、活性炭吸附和强化混凝处理等。

给水处理的主要任务和目的就是通过必要的处理方法去除水中的杂质，以价格合理、水质优良安全的水给人们使用。

其一般的处理工艺为初虑，混合，絮凝，沉淀，过滤，消毒，清水池。

我国在经过多年的发展以后，也研究出了许多新的工艺。

1.2 混合对有机高分子絮凝剂在混凝过程中的作用，理论上已有很好的认识。

有机高分子絮凝剂通过近年来，静态混合器已成为设计中首选的混合形式，在工程中得以广泛应用。

静态混合器由于具有构造简单，不需要经常维护，一般也能取得较好的混合效果而受广大用户所欢迎。

但是，静态混合器也有缺点：①其混合效果随水量的变化明显；②消耗的能量较高。

水厂的运行水量随着季节而有明显改变。

当以最大流量作为设计的控制条件时，小流量时就难以达到理想混合要求的G值。

对于投产初期流量更小时，混合效果难以得到保证。

此外，静态混合器的能量损失较大，一般水头损失在0.6 m 以上，甚至>1 m。

即水消耗的功率为0.002~0.0035 kW／t。

采用机械混合的轴功率消耗为0.6×10-3～0.9×10-3kW／t。

由于静态混合器本身没有动力设备，其能量损失反映在原水提升泵房扬程上。

1.3 絮凝目前被广泛采用的折板絮凝，与传统的隔板絮凝相比有了很大的改进，作为絮凝过程中的能量消耗不再集中于转折处，而是通过水流在折板问流动产生的旋涡较均匀地分散于絮凝过程。

但是，受构造的限制，折板絮凝在完成絮凝全过程中的G值分布还是属于阶梯式。

一般设计将折板絮凝分为3段，各段采用不同的G值指标。

此外，折板絮凝的水头损失由折板问损失和转弯处损失两部分组成，要做到完全的有机结合也存在一定困难，这些都与絮凝过程理想的G值分布还有一定差距。

众所周知，为了达到完善的絮凝，除了要使颗粒具有良好的絮凝性能(主要通过加药和混合实施)外，絮凝池应能提供颗粒间充分的接触碰撞机会而不致破碎。

要使颗粒获得较高的接触碰撞机会，就要求水流提供较高的G值，而较高的G值又会带来水流对颗粒切应力的增加，造成颗粒破碎。

因此，寻求二者之间的平衡是絮凝池设计的关键。

1.4 沉淀平流沉淀池由于其构造简单、不需经常维护、适应水量与水质变化的能力强，成为当前沉淀构筑物的首选形式。

但是，平流沉淀池也存在着表面负荷较低，占地面积大等缺点。

根据理想沉淀池原理，沉淀池宜采用浅型，然而由于需要与后工艺在高程上的衔接，平流沉淀池往往无法做得过浅。

20世纪60年代初国内曾对多层多格沉淀池开展了广泛地研究。

从一些水厂改造效果看，在相同池体积的条下，多层多格沉淀池的制水能力得到很大提高。

但由于多层沉淀池的排泥问题难以解决，给生产运行带来很大麻烦，因而未得到推广应用。

国外对双层沉淀池和三层沉淀池都有应用，我国香港马鞍山水厂也采用了三层沉淀池的布置。

这些双层或三层沉淀池大多采用串联布置的形式，同时仅在进水的第一层设置机械排泥措施，其它各层则需定期人工清洗。

但采用串联的形式，使已沉至池底的颗粒重又翻起，会影响整体处理效果。

水流采用并联形式，避免沉泥翻起影响处理效果。

估计处理能力可较相同体积单层平流增加40％～50％。

这种池型最大的问题是需要解决下层沉淀池的排泥问题，上层沉淀池的排泥仍可采用目前应用成熟的泵吸或虹吸式机械排泥装置。

随着环保设备开发能力的增强，相信能找到适合下层排的装置形式。

1.5 过滤慢滤池由于刮砂清洗费时费工，为延长运行周期，只能以低滤速运行。

快滤池最大的突破是应用了水力反冲，有条件使周期大为缩短，因此可以采用较大的滤料粒径，以加大截污能力，同时大幅度提高滤速。

但是水力反冲造成上细下粗的滤料级配，限制了滤层截污能力的发挥，于是有了双层、多层滤料以及均质滤料的出现。

尽管是均质滤料，但它仍存在一定的大小级配，因此就要求反冲时不产生水力分级。

不产生水力分级的水冲强度不足以保证滤料的清洁，于是就出现了气水反冲。

因此，对于滤池的研究主要还是围绕于滤料级配和冲洗方式。

对于滤料级配目前多倾向于采用较粗粒径。

为保证出水水质，相应采用较深的滤层。

虽然采用较细粒径有利于提高水质和减小滤层厚度，但存在着水头损失增长迅速，过滤周期大为缩短，因此难以推广应用。

由于滤池过滤水头损失中很大一部分是由滤料截污引起的，若能使滤料始终保持清洁状态(或准清洁状态)，则过滤水头始终处于定值，且小于最大允许水头损失，就有可能在较高滤速下应用细粒径滤料。

此外，过滤水头保持定值还可避免运行中通过出水阀f-IN 节来控制滤池水位而造成的能量损失。

1.6 消毒，清水池我国现如今常用的消毒方法是向水中通入氯气，氯气和水的反应产物又会继续分解为其他无毒的产物，不会影响水的正常使用。

加药间中一般消毒和絮凝剂是一起投加到水中的，而消毒又分为前消毒和后消毒。

水在经过消毒后就会流入清水池，清水池用来调节水量的构筑物。

3低浊含藻水水质到了21世纪，环境受到各种各样的污染，水体也受到不同程度的污染。

在水处理方面也面临新的问题，如低温低浊水，水体富营养化，水体含有藻类，都给水的净化处理增加了不小的难度。

这次的水厂设计中，面临的主要问题就是水体的低浊含藻问题。

我国北方广大地区有长达3-4月的冰封期，水质长时间处于低温低浊状态。

此时水的物理化学性质与其他季节相比具有温度低、浊度低、耗氧量低、碱度低、水的粘度大灯特点。

含藻水的定义为：藻类及其他浮游生物过量繁殖、藻数量大于100万个/升或足以妨碍絮凝、沉淀和过滤正常运行的水源水。

低温低浊水特征为水的温度在0度左右，浊度一般较低。

4 低浊含藻水处理方法及问题低浊含藻水用一般的净水工艺难以处理，其原因如下。

低温低浊水中的杂质，主要是以细的胶体分散体系溶于水中，而且胶体颗粒比较均匀，胶体颗粒具有很强的动力稳定性和凝聚稳定性，并且带负电的胶体微粒数量很小。

所以，为达到电中和所需的混凝剂也少，因此形成的絮凝体细、少、轻，难于沉淀，易于穿透滤层。

由于浊度较低，胶体颗粒的Zeta点位较高，胶体颗粒间的排斥势能较大，而且此时微粒布朗运动动能减小，粘滞系数增大，更不利于颗粒碰撞，而使胶体颗粒脱稳困难。

水温低，胶体的溶剂化作用增强，颗粒周围水化作用突出，妨碍其絮凝。

水温低，水的粘度变大而使沉速减小，加之低温时气体的溶解度大，使形成的絮凝体密度降低。

溶解气体大量吸附在絮凝体周围，也不利于其沉淀。

除上述原因外，低温低浊水难净化的另一个原因是混凝剂水解产物的形态不佳。

因为胶体颗粒具有稳定性，且颗粒碰撞次数减少，所以，更需要混凝剂水解产物有一定的链长，形成具有高聚合度低电荷的多核络离子，充分发挥吸附架桥作用。

但水温低，聚合反应速度降低，水解产物的主要形态偏重于高电荷低聚合度，因此，不利于在胶体颗粒间进行吸附架桥。

净水厂水源水中藻类滋生严重危及饮用水的安全性。

一方面，藻类是水中总有机碳（TOC）、生产需氧量（BOD）和悬浮固体（SS）的重要来源，是饮用水消毒“三致”副产物的前驱物，清水池壁粘泥的重要组成和管网腐蚀、管网中有害细胞繁殖所需可生物同化有机碳（AOC）的重要来源；另一方面，原水中藻类超过一定数量，可使净水工艺变得复杂、滤池运行时间变短、反冲频率及反冲水量大大增加，处理成本升高，供水难以保障。

因此，对藻类的去除研究，一直受到人们的密切关注。

在我国学者多年的学习研究以及不断进行的试验中，对低浊含藻水的处理取得了很大的进步。

在处理低浊水的问题上，超滤膜用于饮用水处理作为一项新技术今年来发展迅速，超滤技术的显著特点是处理效果优异，能有效去除浊度、病毒、原生虫等污染物；处理出水水质稳定；处理系统占地面积小；运行维护简单，容易实现自动化。

而超滤膜孔径较大，直接膜虑对有机物的去除效果较差；采用混凝作为预处理，由于混凝剂能够改变悬浮颗粒尺寸大小和表面电性，从而提高对有机物的去除效率。