Z市15万吨/日给水厂工艺设计开题报告
2020-07-07 22:12:20
1. 研究目的与意义（文献综述包含参考文献）
1.毕业设计（论文）选题背景
自改革开放来，我国城市化进程发展越发迅猛。随着经济高速发展，表现出来的就是一方面严重缺水，另一方面又存在大量污水排出，进入江河湖海等天然水体中污染水体。水处理工程既可解决水源的严重污染问题，又可另辟蹊径开发新的水源，可以说这是一件有益人类事半功倍的事。随着人们越发关注给排水的市政规划问题。人们进行水处理工艺的研究开发已经很多年。
水处理的方式主要包括物理处理方式和化学处理方式。物理方法通常包括过滤法和沉淀法。过滤法利用不同孔径、大小不同的滤材的吸附方式或阻隔方式，将水中细微颗粒的杂质等排除掉，在吸附方式中比较重要的是用活性炭吸附，阻隔的方法则是让水通过活性炭滤材，让其中体积大的杂质微粒阻留，以得到较干净的出水。而沉淀法则是让水中比重小的杂质浮在水面上然后将其捞出，或是使比重大的杂质微粒沉淀到水底，进而获得较纯净的出水。水处理中的化学处理方法则是用化学药品把水中的杂质转化成对人体无伤害或伤害较小的物质，或者将水中的杂质集中起来，将明矾加入水中可以算是历史最悠久的化学水处理方式，等到水中的杂质集合起来后，杂志体积变大，就可用过滤法来去除杂质。
2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案
1.主要研究的问题
本课题主要研究设计规模为15万吨/日的给水厂。原水取自基本符合三类水体指标的地表水，其中耗氧量5.4mg/L超过标准。水源最高水位为113.5 米，最低水位为98.0米，平均水位106.0 米；水厂地面整平标高为118.0米。
新建水厂选择工艺要求出水水质达到《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)。
生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006):
（1）微生物指标：
总大肠菌群（MPN/100mL或CFU/100mL） 不得检出
耐热大肠菌群（MPN/100mL或CFU/100mL） 不得检出
大肠埃希氏菌（MPN/100mL或CFU/100mL） 不得检出
菌落总数（CFU/100mL） 100
（2）毒理指标
硒（mg/L） 0.01
砷（mg/L） 0.01
汞（mg/L） 0.001
镉（mg/L） 0.005
铬（六价）（mg/L） 0.05
铅（mg/L）： 0.01
氰化物（mg/L） 0.05
氟化物（mg/L） 1.0
硝酸盐（以N计）（mg/L） 10（地下水源限制时为20）
三氯甲烷（mg/L） 0.06
四氯化碳（mg/L） 0.002
溴酸盐（使用臭氧时）（mg/L） 0.01
甲醛（使用臭氧时）（mg/L） 0.9
亚氯酸盐（使用二氧化氯消毒时）（mg/L） 0.7
氯酸盐（使用复合二氧化氯消毒时）（mg/L）0.7
（3）感官性状和一般化学指标
色度（铂钴色度单位） 15
浑浊度（散射浑浊度单位）（NTU） 1（水源与净水技术条限 制时为3）
臭和味 无异臭、异味
肉眼可见物 无
pH 不小于6.5且不大于8.5
铝（mg/L） 0.2
铁（mg/L） 0.3
锰（mg/L） 0.1
铜（mg/L） 1.0
锌（mg/L） 1.0
氯化物（mg/L） 250
硫酸盐（mg/L） 250
溶解性总固体（mg/L） 1000
总硬度（以计）（mg/L） 450
耗氧量（法，以计）（mg/L） 3（水源限制，原水耗氧量大于6mg/L时为5）
挥发酚类（以苯酚计）（mg/L） 0.002
阴离子合成洗涤剂（mg/L） 0.3
（4）（指导值）
总α放射性（Bp/L） 0.5
总β放射性（Bp/L） 1
a MPN表示最可能数；CFU表示菌落形成单位。当水样检出总大肠菌群时，应进一步检验大肠埃希氏菌或耐热大肠菌群；水样未检出总大肠菌群，不必检验大肠埃希氏菌或耐热大肠菌群。
B 放射性指标超过指导值，应进行核素分析和评价，判定能否饮用。
（5）饮用水中消毒剂常规指标及要求
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消毒剂名称 |
与水接触时间 |
出厂水中限值/（mg/L） |
出厂水中余量/（mg/L） |
管网末梢水中余量/（mg/L） |
|
氯气及游离氯制剂（游离氯） |
≥30min |
4 |
≥0.3 |
≥0.05 |
|
一氯胺（总氯） |
≥120min |
3 |
≥0.5 |
≥0.05 |
|
臭氧（） |
≥12min |
0.3 |
- |
0.02如加氯，总氯≥0.05 |
|
二氧化氯（） |
≥30min |
0.8 |
≥0.1 |
≥0.02 |
水源水质分析：
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项目 |
单位 |
分析结果 |
附注 |
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水温 |
℃ |
4-35 |
人为造成的环境水温变化应限制在：周平均最大温升≤1，周平均最大温降≤2 |
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色度 |
度 |
lt;15 |
|
|
嗅和味 |
|
无异臭异味 |
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|
浑浊度 |
度 |
50～3500 |
|
|
pH值 |
|
6～9 |
|
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溶解氧 |
mg/L |
≥5 |
|
|
化学需氧量 |
mg/L |
≤20 |
|
|
五日生化需氧量 |
mg/L |
5.4 |
大于地表三类水水质标准 |
|
高锰酸钾指数 |
mg/L |
≤6 |
|
|
氨氮 |
mg/L |
≤1.0 |
|
|
总磷（以P计） |
mg/L |
≤0.2 |
（湖、库0.05） |
|
总氮（湖、库，以N计） |
mg/L |
≤1.0 |
|
|
铜 |
mg/L |
≤1.0 |
|
|
锌 |
mg/L |
≤1.0 |
|
|
氟化物（以计） |
mg/L |
≤1.0 |
|
|
硒 |
mg/L |
≤0.01 |
|
|
砷 |
mg/L |
≤0.05 |
|
|
汞 |
mg/L |
≤0.0001 |
|
|
镉 |
mg/L |
≤0.005 |
|
|
铬（六价） |
mg/L |
≤0.05 |
|
|
铅 |
mg/L |
≤0.05 |
|
|
氰化物 |
mg/L |
≤0.2 |
|
|
挥发酚 |
mg/L |
≤0.005 |
|
|
石油类 |
mg/L |
≤0.05 |
|
|
阴离子表面活性剂 |
mg/L |
≤0.2 |
|
|
硫化物 |
mg/L |
≤0.2 |
|
|
大肠菌群 |
个/L |
≤10000 |
|
|
其它化学和毒理学指标 |
符合《生活饮用水卫生标准》 |
2.拟采用方案
由于水源水耗氧量相对较高，仅仅使用常规处理对水中有机污染物（特别是溶解性有机物）的去除效果不是很好，因此，本项目需要对混凝沉淀前的原水进行预臭氧处理，臭氧来源主要是臭氧-活性炭滤池深度处理的臭氧尾气。在混凝沉淀前投加臭氧的作用是利用臭氧的强氧化性氧化铁、锰以及去除色度和臭味，以优化絮凝和过滤效果。此法取代了前加氯、减少了氯消毒的副产物，氧化无机物且可以促进有机物的氧化降解。臭氧的投加通过臭氧接触池的型式投入预臭氧接触池中。
由于水源生化需氧量偏高，经氯消毒后可能会产生三卤甲烷等有害健康的消毒副产物。所以为了配合后续的深度处理工艺，选择臭氧消毒的工艺更环保简便，构筑物选择微气泡扩散的三段接触臭氧接触池。臭氧制备采用液氧储存罐与蒸发器的形式。臭氧发生则采用高压无声放电法生产低浓度的臭氧化空气。臭氧尾气通过管道输送至混凝池前作为预臭氧气源。
臭氧既是消毒剂，又是氧化能力很强的氧化剂。作为消毒剂，臭氧能通过直接氧化和间接氧化作用破坏微生物有机体结构而导致微生物死亡。与传统的氯消毒相比，臭氧消毒的主要优点是：（1）消毒能力强；（2）不会产生THMs和HAAs等副产物；（3）消毒后的水口感好。臭氧作为氧化剂能氧化大部分有机物，可降低水中三卤甲烷前体物(THMFP)；可有效去除色度、异臭和异味。分解为，有助于提高水中溶解氧浓度。当臭氧投加于活性炭滤池前时，可以提高活性炭过滤的处理效果。
对于本项目，臭氧接触是兼具消毒与活性炭前氧化功能的合适选择。
水厂处理工艺及流程图
（1）水源选择
选用水质基本符合地表水三类水体指标。水量充足，水质良好，距离用水用户较近，以节省水厂的建设的投资成本和维护费用。
取水点选择避开污水排放口，泥砂沉积区，河水回流，死水区的影响，位于河岸，河床稳定，靠近主流，有足够的水深的河段；具有良好的工程地质，地形和施工条件；尽量靠近用水用户；避开人工或天然嶂碍物及冰凌的影响。
（2）研究目标、主要特色
通过水厂处理工艺的设计原水经处理后达到《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)。
通过对水厂的合理设计，使工程投质和运行费用较低，使工程具有一定的可靠度，满足用户对水质，水量，水压的近远期要求。
运用现代化的管理技术实现对水厂的自动化控制。
采用自动加药设备提高水厂运行的自动化程度。
（3）取水构筑物选择
选用河床式自流管及设集水孔进水井取水构筑物形式以避免受冰雹，干旱，洪水等自然灾害的影响，有以下特点：
集水井设于河岸上，可不受水流冲刷和冰凌的碰击，也不影响河床水流；
进水头部深入河床，检修和清洗较方便；
在非洪水期，利用自流管取得河心较好的水质，而在洪水期利用集水井上进水孔取得上层水质较好的水；
冬季保暖，防冻条件比岸边好。
泵房采用合建式这样设备布置紧凑，总建筑面积减少。
