1. 研究目的与意义（文献综述包含参考文献）

深度处理的研究进展

摘要：相比于传统处理而言，深度处理工艺往往在净水处理的标准处理工艺之后，旨在加强原处理工艺的功能或者清除某些微量污染物。当前，给水深度处理技术在城市水厂中得到了普遍应用， 并且积累了大量经验， 成为世界各国改善水质的重要技术。本文主要对三种常见的给水深度处理技术即活性炭吸附、臭氧－生物活性炭组合程序以及薄膜净水技术进行了主要分析，并且对该三种技术在具体的城市水厂中的应用情况进行了简要阐述。

abstract:compared to the traditional treatment, the depth treatment process is

2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案

1、研究背景

德州市位于山东省西北部、黄河下游冲积平原，是山东省的西北大门。北依北京市、天津市，南接济南市，西邻河北省，东连滨州市、东营市。处于环渤海经济圈、京津冀经济圈、山东半岛蓝色经济区以及黄河三角洲高效生态经济区交汇区域。京杭大运河有140多公里流经境内，历史上曾是重要的漕运通道。

截止到2014年底，德州市辖德城区、陵城区、禹城市、乐陵市、临邑县、平原县，夏津县、武城县、庆云县、宁津县、齐河县11县（市、区）和德州经济技术开发区、德州运河经济开发区两派出机构、德州高新技术产业开发区。

德州市位于山东省西北部，黄河下游北侧，东经115#176;45′#8212;117#176;36′、北纬36#176;24′25″#8212;38#176;0′32″之间。北以漳卫新河为界，与河北省沧州市为邻；西以卫运河为界，与河北省衡水市毗连；西南与聊城市接壤；南隔黄河与济南市相望；东临滨州市。距首都北京320公里。境内东西宽200公里，南北长175公里，总面积10356平方公里，占山东省总面积的7.55%。

德州市跨省大河主要有黄河、卫运河、漳卫新河；跨市的骨干排涝河道有：徒骇河、德惠新河和马颊河。以上河流除黄河外，均系海河流域南系。除上述跨省、市大河外，市内有大于1000平方公里的较大支流两条：一是新赵牛河，位于禹城南部，齐河西部，属徒骇河流域；二是六五河，位于陈公堤两侧，属漳卫新河流域。300#8212;1000平方公里的支流有12条，其中徒骇河流域的有苇河、四新河、管氏河、老赵牛河和邓金河，全部位于徒骇河之南；马颊河流域的有笃马河、宋家河、宁津河、跃进河；德惠新河流域的禹临河、临商河、跃进河。除以上主要支流外，还有流域面积100#8212;300平方公里的支流53条，30#8212;100平方公里的114条，基本形成了干支相通，流域相连，能排能调的河流水利系统。

2014年全市实现地区生产总值（GDP）2596.08亿元，按可比价格计算，比上年增长10.0%。其中，第一产业增加值增长4.2%；第二产业增加值增长10.8%；第三产业增加值增长10.4%。产业结构进一步优化。三次产业比例由上年的11.1:52.9:36.0调整为11.1:51.6:37.3。人均生产总值45641元，增长9.3%

德州市是缺水的城市，因多年的地下水开采已经形成比较严重的地下漏斗，地表水受到有机污染，生活饮用水水源来自引黄工程，原水为水库水。目前，德州市仅有第三水厂为全市提供生活饮用水，为保证供水水质及用水系统的安全，并服务于德州市高铁新区的开发建设级市区的发展，建设第四净水厂供水工程。

2、方案设计

该净水厂工程设计规模为11#215;104 m3/d。一级泵站出水压力配水井水头标高为7.6米，进管内径为3.0米，项目占地地形为长方形，占地面积为6.6万平方米。

2.1设计进、出水水质

水源为德州市引黄工程#8212;DD水库，根据德州市供水总公司提供的2007年-2010年的水质监测报告，原水水质见表1，表现为低浊度、高藻、轻微有机物污染特征，水质项目检测值为《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）Ⅲ类水体标准，本工程要求出水水质达《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）的要求，同时满足出水浊度小于0.5NTU。

(1)通过查阅相关资料，了解净水现状及方法。

(2)根据净水厂的实际情况和设计要求，选择合适的净水方法。

(3)根据所选的净水方法，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，根据净水厂的实际情况，完成构筑物的设计。

(5)得出净水工艺与水厂总设计方案。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。

2.3 主要设计依据

《室外给水设计规范》（GB50013-2006）

《给水排水设计手册》

《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）

《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）

《城市居民生活用水量标准》（GB/T50331-2002）

《泵站设计规范》（GB/T50265-2010）

《城镇给水厂附属建筑和附属设备设计标准》（CJJ41-91）

《给水排水工程构筑物结构设计规范》（GB50069-2002）

《给水排水工程管道结构设计规范》（GB50332-2002）

其它相关的国家标准和设计规范。

2.4 工艺方案选择

通过对原水水质现状及出水水质要求的分析，目前采用常规处理工艺已不能适应出水水质标准的日益提高， 新建水厂在现有原水条件下， 可通过强化净水工艺、 预处理和深度处理等处理手段提高出水水质。

（1）活性炭吸附：作为一种能够清除水体中溶解性物质的有效处理技术，活性炭吸附被广泛地应用于给水工程。在给水处理技术方面，纤维状活性炭是把活性炭制成织状，能够有效地吸附碳氢氯化物，纤维状活性炭在澄清湖原水中的应用表明，相比较于传统活性炭， 纤维状活性炭在吸附饱和率与吸附速度方面具有优越性；颗粒状活性炭能够吸附消毒副产物，饮用水处理上一般将混凝沉淀作为颗粒状活性炭的前处理单元，该方式通过混凝沉淀将大部分颗粒性有机物和部分溶解性有机物去除，减少了颗粒状活性炭床的悬浮固体量及其床水头损失，加大去除量；粉末状活性炭大多应用在控制由于水质恶化或者季节性变化而造成的臭味，对于处理水体臭味， 粉末状活性炭具有较强的能力。

（2）臭氧-生物活性炭组合：活性炭主要依托于吸附作用，虽然在当前的净水工艺中得到普遍应用，但是活性炭附也不免存在缺点，即颗粒状活性炭需要定期再生，从而维持活性炭的活性。在上世纪七十年代，就能够将活性炭的操作时间延长，同时可以有效地去除生物可分解性有机物，对此方面的研究也逐渐展开[7]。而臭氧－生物活性炭组合从对的去除机理上分析， 其联用后通过活性炭上的微生物降解作用，把污染物转为水、CO 2 和一些无害的中间产物， 能够在最大程度上避免单纯活性炭吸附以及常规处理过程中将污染物从水中转移到污泥中或者吸附物质中，不存在二次污染， 减少了处理浓缩的污染物这一工序。臭氧－生物活性炭组合的优点是可以有效地去除耗氧量以及臭味物质，能够较好地控制生物稳定性指标，然而， 臭氧－生物活性炭工艺也有缺点，例如：反应器的设计问题、生物安全性问题以及臭氧氧化副产物等。

（3）薄膜净水技术：薄膜是一种在施与驱动力时能够通过其物理性质和化学性质分离物质的薄层。薄膜净水程序在城市水厂中的应用并不多，然而，在近年，随着科学技术的不断提高，薄膜净水技术发展迅速。薄膜净水技术的优点是没有消毒剂和混凝剂残留、能够同时将多种污染物去除、不必加入化学制品就能够做到固液分离。其缺点是：①如果要针对某种特殊物质予以处理的话，则薄膜净水技术无法使用。②鉴于每种薄膜对于每种物质的去除效果不一，并且各地区的水质成分含量也不尽相同，倘若薄膜选择不准确，不但无法实现预期效果，反而加大成本。③在薄膜积垢后对其进行清洗时，薄膜会随着清洗次数的增加而降低效果，如果前处理效果不良好，就需要进行反冲洗，而薄膜反冲洗的效果有限。

本工程水质低浊度、高藻、轻微有机物污染，出水水质要求高，所以可采用臭氧与生物活性炭组合的方法和薄膜净水技术。下面对这两种工艺投资分析来选择适当的工艺。

我国60%-70%的水厂采用的是第一代处理工艺，即沉淀消毒法。从目前技术来看，膜处理技术能够非常有效的提高水的生物安全性，但薄膜投资成本高。例如，杭州湾新区航丰自来水厂一期5万t供水项目，膜水处理工艺的设备投入就花了5000多万，这一投资是普通5万t水厂项目的2倍还要多。所以本工程采用臭氧生物活性炭相结合的方法。

2.5工艺流程

2.5.1预处理

由于水中有大量的藻类，预处理采用前臭氧，主要作用是杀藻、 改善絮凝效果和去除部分有机物、避免预氯化产生消毒副产物。

2.5.2常规处理

常规处理流程混合-反应-沉淀

采用机械混合－折板反应－双层平流沉淀池处理形式。沉淀池排泥采用刮吸相结合

的新型排泥方式。

2.5.3深度处理

深度处理采用臭氧－上向流生物炭吸附处理工艺，同时考虑原水水质较好时，可超越深度处理运行。本工程考虑采用中部臭氧－生物活性炭深度处理工艺，为充分发挥活性炭的吸附作用，采用了上向流炭吸附方式，节省了水头，降低了能耗，省去了二次提升泵房，节约提升电耗，并具有充分接触、增强吸附效果、不易堵塞、减少管理量的优点。同时具有超越臭氧－生物活性炭处理阶段的工艺设计。

设计流程如下

六、毕业设计（论文）进程安排