1. 研究目的与意义及国内外研究现状

目的：

通过毕业设计，使学生熟悉并掌握给水工程的设计内容、设计原理、方法和步骤，学会根据设计原始资料正确地选定设计方案，正确计算,具备设计中、小城镇水厂的初步能力。能对取水工程、输水管道、净水厂进行设计。

意义：

2. 研究的基本内容

水源选择、取水方案及位置的确定、取水构筑物形式和设备设计计算并绘图。

2、输水工程

输水管道工程的设计计算并绘图。

3. 实施方案、进度安排及预期效果

实施方案：

(1)通过查阅相关资料，了解给水处理现状及方法。

(2)根据给水处理厂的实际情况和设计要求，选择合适的给水处理方法。

(3)根据所选的污水处理方法，确定合适的处理工艺。

(4)查阅工艺设计中构筑物参数的选取和计算方法，根据给水的实际情况，完成构筑物的设计。

(5)得出给水处理工艺及自来水处理厂总设计方案。绘制出主要构筑物的CAD图纸及流程图，并核算工程造价及运行费用，对其进行技术校核和经济效益评估。

本设计水处理经过预处理工艺、常规工艺处理，而深度处理是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。应用较广泛的有生物活性炭深度处理技术、膜分离处理技术、臭氧活性炭联用深度处理技术、光催化氧化技术等。

（1）生物活性炭深度处理技术活性炭是用烟煤、褐煤、果壳或木屑等多种原料经碳化和活化过程制成的黑色多孔颗粒。由于颗粒活性炭具有极其韦富的微孔和巨大的比表面积，使其具备良好的吸附性能。活性炭吸附作为饮用水深度处理的重要手段广泛应用于城市给水处理厂。目前世界上已有成百座使用颗粒活性炭的水厂在运行。大量的研究结果已证明了活性炭吸附在饮用水处理中的优势，活性炭对水中存在的有机污染物的各项指标均有很好的去除效果，当通水倍数为滤床体积的7500倍时，高锰酸钾指数的去除率仍高达80％。对UV254的去除率始终保持在90％以上。但活性炭纤维由于孔径较小，不适于吸附水中的腐殖酸等大分子有机物。进水浊度高时，活性炭微孔极易被阻塞，导致活性炭的吸附性能下降，在长期高浊度情况下，会造成活性炭的使用周期缩短，进水水质的pH值适用范围窄，抗冲击负荷差等，而且需要频繁再生、费用较高。

（2）膜分离处理技术膜技术处理微污染原水可得到优质、安全、可靠、稳定的饮用水，且膜技术具有能耗低、工艺简便、操作简单、易与其他工艺组合使用等优点。以微滤、超滤、纳滤、反渗透为主的膜过滤技术可以较为有效地去除水中嗅味、色度、消毒副产物前体物及细菌等。

（3）臭氧活性炭联用深度处理技术 臭氧-生物活性炭深度处理技术是集臭氧氧化、活性炭吸附、生物降解、臭氧消毒于一体，以除污染的独特高效性而成为当今世界各国饮用水深度处理技术的主流工艺。臭氧-生物活性炭技术作为常规处理后工艺可以在常规处理基础上进一步去除氨氮及溶解性有机物等，特别对于大分子的溶解性有机物去除效果较好，进一步去除色、嗅等，明显改善出厂水水质。在水处理过程中臭氧与生物活性炭两者的作用表现出互补性，臭氧能有效的氧化大分子有机物，剩下的小分子有机物由活性炭吸附，因此臭氧与活性炭联用能提高去除有机物的效果。经过臭氧处理后进行活性炭处理主要发挥三种作用：1）破坏水中残余臭氧，一般发生在最初炭层的几厘米处；2）通过吸附去除化合物或臭氧副产物；3）通过活性炭表向细菌的生物活动降解物质。实验研究表明，在活性炭处理过程中，同时发生快速吸附、慢速吸附、生物作用和臭氧激化的生物作用。因此，臭氧-生物活性炭联用工艺技术在饮用水处理中有其独特的优势，而且各工艺紧密结合、互相促进，取得了多重效应。

本工程，结合国内小城镇污水处理厂的应用现状以及当地的经济等实际情况，推荐采用臭氧活性炭联用深度处理技术，主要考虑以下几个方面：

①臭氧活性炭联用深度处理技术是集臭氧氧化、活性炭吸附、生物降解、臭氧消毒于一体，效果显著，取得多重效应。

②对新型有机污染物的去除（如PPCPs）

进度安排：

预期效果：

常规处理工艺是国内目前大中型水厂的工艺设计中主要处理工艺，有其优势和局限性。设计过程中，根据工程实际情况结合相似水厂在建设、运行过程中出现的问题，扬长避短，并充分利用新材料、新设备、新技术进行优化，是应该充分考虑的内容。本次毕业设计，要在遵守设计规范的前提下，合理选取工艺参数，用新材料、新设备。在此基础上充分吸取相近工程的经验和教训，通过借鉴，参考与改进，进行合理设计，达到设计标准。

4. 参考文献

[1]费世东,常爱敏,王丽等.三级催化臭氧氧化-生物活性炭技术处理污染水源水中试研究[j].给水排水,2015,0495:123~125.

[2]胡志光，昌晶，常爱玲.臭氧生物活性炭法在饮用水深度处理中的试验研究[j].华北电力大学学报，2006.33（1）:98～102.

[3]邵世云,刘平,崔孝光.臭氧-活性炭在净水厂设计中若干问题的探讨[j]. 给水排水,2014,0221:13~17.