給水處理工程

無論取自何種原永或使用過的本，都程度不同的含有各種各樣的雜質或污染物。水質指標是表示水中各種雜質或污染物的重要標誌，是水質狀況的綜合反映。人類社會為了滿足生活和生產的需要，要從各種原水中取用大量的水，而水中含有的雜質，既有礙於人們的生活又影響生產使用，污（廢）水的雜誌影響生態環境的。水質與水質指標是水姓理工程學科發展的基礎。水處理工程的任務是根據本的本質指標。

自然界中的水，在太陽照射和地心引力等作用下不停地流動和轉化，通過降水、滲透和蒸發等循環方式來形成多種形式的水源。水在自然循環中都不同程度地有各種各樣的雜質混入，使水質發生變化。其雜質的來源基本分為兩類：一是自然過程；如初期降水（包括雨、雪等）在到達地面之前對各種有害物質的溶人；水對地層礦物中某些易溶成分的溶解；水流對地表及河床沖刷所帶入的泥砂和腐殖質；水中各類微生物、本生動植物繁殖及其死亡殘骸等等。二是人為因索（即生活污水及工業廢水）的污染。此時，永中雜質將更為複雜。

這些雜質按形態（主要是尺寸大小）可分為懸浮物、膠體和溶解物三類。

水處理的基本方法可分為給水處理和污水處理兩個方面。二者既有各自的獨立特徵（特定效果），也有它們共同的內在聯繫（相同方法或機理入本節僅就水處理的基本方法作概括介紹。

一、給水處理的基本方法

給水處理的對象基本是天然水源水。處理方法應根據水源水質和用戶對水質的要求確定，大體可分為以下四個方面：

（一）“混凝～沉澱～過濾一消毒”常規處理工藝流程

該工藝又稱“澄清和消毒”工藝，是以地表水為水源的生活飲用水的常規處理工藝。我國以地表水為水源的水廠主要採用這種工藝流程。澄清工藝一般包括混凝、沉澱和過濾，處理對象主要是水中懸浮物和膠體雜質，水申雜

質通過加藥，形成大顆粒的絮凝，而後經沉澱進行重力分離。瞪清池是將絮凝和沉澱融為一體的構築物。過濾則是利用粒狀濾料的機械過濾作用，將難於沉澱的顆粒於以截留，使水的濁度進一步降低。通常，較為完善的常規處理工藝，不僅能有效地降低水的濁度，而且對某些有機物、細菌及病毒的去除也有一定的效果。依據原水水質和用戶對水質要求的差異，上述處理工藝中的構築物可適當增加或減少。

例如，處理高濁度水時，往往要設置泥砂預沉池或沉砂池；原水濁度很低時，可省去沉澱而直接進行微絮凝接觸過濾。但生活飲用水的處理，過濾是必不可少的。大多數工業用水也往往採用澄清工藝作為預處理過程。對澄清要求不高的工業水可以省去過濾，而僅設混凝、沉澱即可。

消毒是在過濾之後的水中投加消毒劑，殺滅水中致病微生物。當前，我國大多採用的消毒劑有：氯、漂白粉、二氧化氯及次氯酸等。最常用的是氯消毒法。臭氧消毒在歐洲一些國家早已廣泛使用，我國也採用這一消毒方法。其它消毒方法還有紫外線、超聲波等。上述處理方法是當前給水處理最基本的處理方法。

（二）水中溶解性物質的處理

水中溶解性物質的處理是在去除水中懸浮物質之後進行的。此類物質處理方法有：軟化、除鹽、除鐵、除錳、控制垢蝕和除臭、味等。當水的硬度（尤其地下水）即鈣、鎂離子含量較高，需要處理時即力軟化處理。

水的軟化

處理方法主要有：離子交換法和藥劑軟化法。當處理水中含有各種溶解鹽類，包括陰、陽寓子需要處理，製取純水及高純水的處理過程稱為水的“除鹽”。而海水及“苦鹹水”的處理過程稱為鹹水“淡化”，主要方法有蒸餾法、離子交換法、電滲析法及叵滲透法等。

當溶解於地下水的鐵、錳含量需要處理時，用於除鐵、除錳的方法有：氧化法和接觸氧化法。

除臭、除味是飲用水凈化水中的特殊處理。當水中的臭、味需要去除時，其方法取決於水中臭和味的未源。諸如：活性炭吸附法、藥劑氧化法、曝氣法等。

（三）水溫的降低——冷卻法

在工業用水中，冷卻用水約佔70%。採用循環系統可以節約大量用水。設置冷卻構築物、降低水溫是循環系統的主耍措施。

（四）預處理和深度處理

隨著我國水污染的加劇，對某些污染較為嚴重的水體，尤其當水中含有溶解性的有毒有害物質，特別是具有“三致”致癌、致畸、致突變的有機污染物）或“三致”前體物（如腐殖酸等）時，水的常規處理工藝（即混凝、沉澱、過濾、消毒）就難以解決。於是便在常規處理的基礎上增加了預處理或深度處理。前者設在常規處理之前，後者置於常規處理之後。預處理和深度處理的主要對象是水中含有有機污染物，且多在飲用永處理或污本需用時採用。

預處理的主要方法有：粉末活性炭吸附法、臭氧或高錳酸鉚氧化法；生物濾池、生物接觸氧化池及生物轉盤等生物氧化法等。這些方法有其各自的優缺點，對有機物去除外還兼有去除臭、味和色的作用。

深度處理的主要方法有：粒狀話性炭吸附法；臭氧一粒狀活炭聯用法或生物活性炭法；合成樹脂吸附法；光化學氧化法；超濾法及叵滲透法，等等。污染水源的飲用水預處理和深度處理自80年代開始，受到各國的廣泛重視，當前仍處在研究和發展階段。

二、污水處理的基本方法

污水處理的基本方法，就是採用各種手段和技術，將污水中的污染物質分離去除、回收利用，或將其轉化為無害物質，使污水得到凈化。現代污水處理技術，按作用原理可分為物理處理法、化學處理法和生物化學處理法三種。

物理處理法：利用物理作用分離污水中呈懸浮固體狀態的污染物質．方法有：篩濾、沉澱、上浮、過濾和反滲透等方法。

化學處理法；利用化學反應的作用，分離口收污水中處於各種形態的污染物質（包括懸浮的、膠體的、溶解的等），主要方法有：中和、混凝、電解、氧化還原、汽提、李取、吸附、離子交換、電滲析和反滲透等。化學處理法多用於生產污水的處理。

生物化學法：利用微生物的代謝作用，使污水中呈溶解膠體狀態的有機污染物質，轉化為穩定的元害物質。其方法按微生物的作用分為：好氧氧化和厭氧還原兩大類。前者廣泛用於處理城市污水及有機性生產污水，其中有活性污泥法和生物膜法兩種循者多用於處理高濃度有機污水與污水處理中產生的污泥。

城市污水和生產污水中的污染物質是複雜的，常常需要多種方法的組合，才能去除不同性質的污染物，達到處理要求的程度。

按污水處理程度又可分；一級二級和三級處理。

一級處理；主要去除污水中呈懸浮狀態的固體物質，物理處理法中的大部分方法只能完成一級處理的要求。經過一級處理的污水，BOD一般只能去除70%左右，仍然不能排放，必須進行二級處理。因此，一級處理又稱為二級處理的預處理。

二級處理：主要是大幅度地去除污水中呈膠體和溶解狀態的有機污染物（即BOD、COD物質）。去除率可達90%以上。一般地說，處理后的污水，有機污染物可達排放標準。

三級處理；是在一級、二級處理后，進一步去除水中難降解的有機污染物、氮和磷等能導致水體富營養化的可溶性無機物等，主要處理方法有：生物脫氮除磷法、混凝沉澱法、砂濾法、活性炭吸附法、離子交換法和電滲析法等。

三級處理是深度處理的同義語，但二者又不完全相同。三級處理常設在二級處理之後用於污水的迸一步處理，而深度處理則多以污水回收、再用為目的，是設在一級或二級處理后增加的處理工藝。污水經深度處理後作為工業上的重複利用、補給水源及生活用水等，應用範圍極為廣泛。

污泥是污水處理過程的產物。污泥都含有大量的有機物，富有肥效，可以作為農肥使用，但其中也合有多種細菌和寄生蟲卵以及生產污水中帶來的重金屬離子等，因此，在使用前應進行菌定與無害化處理。污泥處理的主要方法是咸量處理（如濃縮、脫水等）、穩定處理（如厭氧消化、好氧消化等）、綜合利用（如消化氣利用、農業利用等）以及污泥的最終處置（如乾燥焚燒、填地投海、建築材料等兒

對於某種污水，採取何種處理方法或由哪幾種處理方法組成的處理系統，要根據污水的水質、水量，回收其中有用物質的可能性和經濟性，排放水體的具體條件，並通過調查研究和經濟技術比較后決定，必要時還需進行試驗。

設計者應收集有關設計基礎資料。一般情況下，設計基礎資料應由建設單位和城市規劃部門提供，在畢業沒汁中，設計資料可由指導教師根據實際情況給出。設計資料包括城市總體規劃、水文地質及氣象資料、地形圖、給水排水系統和受納水體情況、地震等級、供水供電、概算指標等資料。對於畢業設計中採用的資料或數據，設計者還應深入實際調杏了解，以保證設計基礎資料的完整性和準確性。

1．設計範圍和設計題目

設計範圍包括地域範圍、設計深度、設計時間、工程內容、說明書的要求等。設計題目應註明某省某市的水處理工程設計，設計資料應與該地區實際情況相符。

2．城市總體規劃

城市的總體規劃決定了城市的性質、城市的布局及發展方向，城市的規模、城市的發展速度等。城市總體規劃包括人門、居住建築標準、道路、河流、工業布局及生產規模、近期及遠期的劃分以及城市水廠的位置、處理規模、處理程度、工藝流程等。此外，水處理工程設計還應與相關專業規劃相協調，如環境保護規劃等。

3．城市地形資料

城市地形資料包括城市地形圖—張，比例尺為1：5000—1：10000，城市水廠附近的地形圖一張，比例尺為1：2000—1：5000。

1．氣溫

歷年最熱月的平均氣溫、最冷月平均氣溫及正常月平均氣溫、年最高氣溫及年最低氣溫、逐年各月平均氣溫。

2．濕度

歷年蒸發量、最大年蒸發量、歷年平均相對濕度。

3．降雨量

歷年最高年降雨量、歷年平均年降雨量、暴雨強度公式。

4．土壤冰凍資料

多年十壤平均冰凍深度、最大冰凍深度。

5．風向

常年主導風向、常年夏季主導風向、多年風向頻率或風向玫瑰圖及最大風速。

1．地表水

河流的歷年變遷情況及其斷面、河床特徵、河流上下游的衛生防護及取水地點上下游的排污情況、今後可能污染的程度及趨勢、當地水體一覽表、有關河流的100年一遇洪水位、50年一遇洪水位、常年水位、最低水位、河流的平均流量、最大流量、保證率為95%的水文年的最小流量、以及河流的污染情況、物理化學分析、細菌檢驗、藻類生長等情況。

2．地下水

地下水含水層厚度與分佈、動貯量、靜貯量、可開採貯量、補給源與流向、揚水資料、涌水量、水位變化、土壤滲透係數及井的影響半徑、鑽孔柱狀圖及水文地質剖面圖等，地下水的最高水位、最低水位及綜合利用情況，在喀斯特發育地區應特別注意地卜水和地面水相互補給情況，地下水的污染情況，水的感觀、物理化學分析、細菌檢驗等情況。

3．地質資料

水處理工程廠址區的地質鑽孔柱狀圖、地質承載能力、地卜水位、不良地質狀況、地震強度等。

城市水源概況、取水方式、凈水工藝流程、管網系統及布局、供水範圍及水質、水量、水壓情況、城市現有雨水管道系統、污水管道系統及管道走向、排水口位置：

1、供電資料

城市供電部門的要求、供電的電源電壓、電源的可靠程度、對大型電機啟動的要求、通訊和調度的要求、計量要求及電費收取辦法。

2、有關編製概算和組織施工方面的資料

當地建築材料、設備供應、租地、征地、青苗賠償、拆遷補償辦法、有關編