第 4章 水处理工程设计
水处理工程设计程序
水处理工程设计和计算的特点与原则
水处理的基本方法与基本工艺
4.1 水处理工程设计程序
1．进行水处理工程规划
2．编制水处理工程计划任务书
3．进行勘察与调研
4．进行初步设计
5．进行施工图设计
6．构筑物的施工
7．竣工验收和投产使用
4.2 水处理工程设计和计算的特点与原则
4,2,1 净水厂设计和计算的特点和原则
1．水处理工程的设计和其他工程设计一样，首先必须符合适用的要求。
2．水处理工程设计采用的各项数据必须可靠，以保证结构的稳定性
3．水处理工程设计必须符合经济的要求。
4．水处理工程设计应当力求技术合理。
5．水处理工程设计必须注意近远期的结合，应按分期建设的要求进行设计，一般情况下宜采取一次设计分期建设的方法，在无远期规划的情况下，设计时应为今后发展留有挖潜和扩建的条件。
6．水处理工程设计必须考虑安全供水的条件。
7．水处理工程设计必须适当注意美观和绿化。
4,2,2 污水厂设计和计算的特点和原则
1．污水处理厂设计总原则
(1) 首先必须确保处理后污水符合水质要求；
(2) 采用的各项设计参数必须可靠；
(3) 应做到经济合理；
(4) 应当力求技术先进；
(5) 必须注意近远期结合；
(6) 必须考虑安全运行的条件；
(7) 应当注意环境保护、绿化和美观
2．污水处理厂平面布置的特点和设计原则
(1) 总图布置。
(2) 处理单元构筑物的平面布置。
(3) 管、渠的平面布置 。
(4) 污泥处理构筑物的布置 。
(5) 辅助建筑物的布置。
(6) 厂区道路的布置。
总之，污水厂的总平面布置应以节约用地为原则，根据污水各建筑物、构筑物的功能和工艺要求，结合厂址地形、气象和地质条件等因素，使总平面布置合理、经济、节约能源，并应便于于施工、维护和管理。
3．污水处理厂高程布置的特点和设计原则污水厂污水处理流程高程布置的主要任务是；确定各处理构筑物和泵房的标高，确定处理构筑物之间连接管渠的尺寸及其标高，通过计算确定各部位的水面标高，从而能够使污水沿处理流程在处理构筑物之间通畅地流动，保证污水处理厂的正常运行。一般应遵守如下原则。
(1) 处理水在常年绝大多数时间里能自流排入水体；
(2) 各处理构筑物和联接管渠的水头损失要仔细计算。考虑最大时流量、雨天流量和事故时流量的增加。并留有一定余地；
(3) 考虑规模发展水量增加的预留水头；
(4) 处理构筑物间避免跌水等浪费水头的现象；
(5) 在仔细计算并留有余地的前提下，全程水头损失及原污水提升泵站的全扬程都应力求缩小。
4.3 水处理的基本方法与基本工艺
4.3.1给水处理的基本方法与基本工艺
1．给水处理的基本方法对于去除水中各类杂质和污染物质，有多种方法可供在给水处理中使用、选择与组合。
(1) 去除颗粒物 (包括胶体颗粒和悬浮颗粒 )的处理方法
(2) 去除、调整水中溶解 (无机 )离子、溶解气体的处理方法
(3) 去除有机物的处理方法
(4) 消毒方法
(5) 冷却方法
2．给水处理的基本工艺给水处理可以分为两大类：
（ 1）饮用水处理
（ 2）工业用水处理其中，饮用水处理的工艺可以分成：
（ 1）饮用水常规处理工艺
（ 2）在饮用水常规处理工艺的基础上，增加预处理和 (或 )深度处理的饮用水处理工艺
（ 3）其他特殊处理工艺
(1) 饮用水常规处理工艺在以地表水为水源时，饮用水常规处净水厂处理工艺如 下图 4.3.1 所示。
预加氯 混凝剂 氯源水 管网图 4.3.1 典型的以地表水为水源的饮用水常规处理工艺在以地下水为水源时，饮用水常规处理的主要去除对象是水中可能存在的病原微生物。处理工艺流程见图 4.3.2。
图 4.3.2典型的以地下水为水源的自来水工艺流程混凝 沉淀 过滤 清水池井水 管网氯清水池
(2)增加预处理和 (或 )深度处理的饮用水处理工艺在工业化和城市化尚不发达的时期，天然水体很少受到人类大规模活动的污染，饮用水水处理的主要对象是水体中的泥沙和胶体物质，以及少量的病原微生物。水源水经过常规处理后就可以得到透明、无色、无嗅、味道可口的饮用水，那时饮用水处理的任务主要是去除水中的浊度和保证饮用者免受水传播疾病的危害。
受到一定污染的水源水 (微污染水源水 )的饮用水净化处理工艺有：
(1)在常规处理的基础上，增加生物预处理、加强预氧化 (高锰酸钾、
臭氧等 )、投加粉状炭等预处理措施；
(2)对常规处理进行强化，如采用高效混凝剂、改用气浮、强化过滤等；
(3)在常规处理的基础上，增加臭氧氧化、活性炭吸附或生物活性炭等深度处理措施；
(4)综合采用上述加强预处理、强化常规处理和增加深度处理的措施等。
(3) 其他饮用水特殊处理工艺和工业给水处理工艺用于饮用水特殊处理和工业给水处理的工艺有：
(1)含铁含锰地下水的饮用水处理工艺
(2)过硬原水的软化、苦咸水淡化、海水淡化处理工艺
(3)工业用水软化处理工艺
(4)工业纯水、高纯水除盐处理工艺
(5)循环冷却水水质稳定处理工艺
(6)饮用净水、饮用纯水处理工艺等
4.3.2城市污水处理的基本方法与系统组成
4.3.2.1污水处理方法分类
1．按照处理原理划分污水处理方法可分为物理处理法，化学处理法和生物化学处理法三大类。
2,按处理程度划分污水处理方法可分为一级、二级和三级处理。
4.3.2.1 城市污水处理的典型流程城市污水处理的典型流程见图消化气（沼气）
污泥流线污水流线图 4,3,3 城市污水处理典型流程沼气利用污泥处理污泥消化池脱水和干燥设备污泥浓缩池沉砂池格栅原污水污泥利用或处置排放或三级处理生物处理设备
（活性污泥法或生物膜法）
消毒二次沉淀池初次沉淀池三级处理
（深度处理）
二级处理
（生物处理）（物理处理）
一级处理
水处理工程设计程序
水处理工程设计和计算的特点与原则
水处理的基本方法与基本工艺
4.1 水处理工程设计程序
1．进行水处理工程规划
2．编制水处理工程计划任务书
3．进行勘察与调研
4．进行初步设计
5．进行施工图设计
6．构筑物的施工
7．竣工验收和投产使用
4.2 水处理工程设计和计算的特点与原则
4,2,1 净水厂设计和计算的特点和原则
1．水处理工程的设计和其他工程设计一样，首先必须符合适用的要求。
2．水处理工程设计采用的各项数据必须可靠，以保证结构的稳定性
3．水处理工程设计必须符合经济的要求。
4．水处理工程设计应当力求技术合理。
5．水处理工程设计必须注意近远期的结合，应按分期建设的要求进行设计，一般情况下宜采取一次设计分期建设的方法，在无远期规划的情况下，设计时应为今后发展留有挖潜和扩建的条件。
6．水处理工程设计必须考虑安全供水的条件。
7．水处理工程设计必须适当注意美观和绿化。
4,2,2 污水厂设计和计算的特点和原则
1．污水处理厂设计总原则
(1) 首先必须确保处理后污水符合水质要求；
(2) 采用的各项设计参数必须可靠；
(3) 应做到经济合理；
(4) 应当力求技术先进；
(5) 必须注意近远期结合；
(6) 必须考虑安全运行的条件；
(7) 应当注意环境保护、绿化和美观
2．污水处理厂平面布置的特点和设计原则
(1) 总图布置。
(2) 处理单元构筑物的平面布置。
(3) 管、渠的平面布置 。
(4) 污泥处理构筑物的布置 。
(5) 辅助建筑物的布置。
(6) 厂区道路的布置。
总之，污水厂的总平面布置应以节约用地为原则，根据污水各建筑物、构筑物的功能和工艺要求，结合厂址地形、气象和地质条件等因素，使总平面布置合理、经济、节约能源，并应便于于施工、维护和管理。
3．污水处理厂高程布置的特点和设计原则污水厂污水处理流程高程布置的主要任务是；确定各处理构筑物和泵房的标高，确定处理构筑物之间连接管渠的尺寸及其标高，通过计算确定各部位的水面标高，从而能够使污水沿处理流程在处理构筑物之间通畅地流动，保证污水处理厂的正常运行。一般应遵守如下原则。
(1) 处理水在常年绝大多数时间里能自流排入水体；
(2) 各处理构筑物和联接管渠的水头损失要仔细计算。考虑最大时流量、雨天流量和事故时流量的增加。并留有一定余地；
(3) 考虑规模发展水量增加的预留水头；
(4) 处理构筑物间避免跌水等浪费水头的现象；
(5) 在仔细计算并留有余地的前提下，全程水头损失及原污水提升泵站的全扬程都应力求缩小。
4.3 水处理的基本方法与基本工艺
4.3.1给水处理的基本方法与基本工艺
1．给水处理的基本方法对于去除水中各类杂质和污染物质，有多种方法可供在给水处理中使用、选择与组合。
(1) 去除颗粒物 (包括胶体颗粒和悬浮颗粒 )的处理方法
(2) 去除、调整水中溶解 (无机 )离子、溶解气体的处理方法
(3) 去除有机物的处理方法
(4) 消毒方法
(5) 冷却方法
2．给水处理的基本工艺给水处理可以分为两大类：
（ 1）饮用水处理
（ 2）工业用水处理其中，饮用水处理的工艺可以分成：
（ 1）饮用水常规处理工艺
（ 2）在饮用水常规处理工艺的基础上，增加预处理和 (或 )深度处理的饮用水处理工艺
（ 3）其他特殊处理工艺
(1) 饮用水常规处理工艺在以地表水为水源时，饮用水常规处净水厂处理工艺如 下图 4.3.1 所示。
预加氯 混凝剂 氯源水 管网图 4.3.1 典型的以地表水为水源的饮用水常规处理工艺在以地下水为水源时，饮用水常规处理的主要去除对象是水中可能存在的病原微生物。处理工艺流程见图 4.3.2。
图 4.3.2典型的以地下水为水源的自来水工艺流程混凝 沉淀 过滤 清水池井水 管网氯清水池
(2)增加预处理和 (或 )深度处理的饮用水处理工艺在工业化和城市化尚不发达的时期，天然水体很少受到人类大规模活动的污染，饮用水水处理的主要对象是水体中的泥沙和胶体物质，以及少量的病原微生物。水源水经过常规处理后就可以得到透明、无色、无嗅、味道可口的饮用水，那时饮用水处理的任务主要是去除水中的浊度和保证饮用者免受水传播疾病的危害。
受到一定污染的水源水 (微污染水源水 )的饮用水净化处理工艺有：
(1)在常规处理的基础上，增加生物预处理、加强预氧化 (高锰酸钾、
臭氧等 )、投加粉状炭等预处理措施；
(2)对常规处理进行强化，如采用高效混凝剂、改用气浮、强化过滤等；
(3)在常规处理的基础上，增加臭氧氧化、活性炭吸附或生物活性炭等深度处理措施；
(4)综合采用上述加强预处理、强化常规处理和增加深度处理的措施等。
(3) 其他饮用水特殊处理工艺和工业给水处理工艺用于饮用水特殊处理和工业给水处理的工艺有：
(1)含铁含锰地下水的饮用水处理工艺
(2)过硬原水的软化、苦咸水淡化、海水淡化处理工艺
(3)工业用水软化处理工艺
(4)工业纯水、高纯水除盐处理工艺
(5)循环冷却水水质稳定处理工艺
(6)饮用净水、饮用纯水处理工艺等
4.3.2城市污水处理的基本方法与系统组成
4.3.2.1污水处理方法分类
1．按照处理原理划分污水处理方法可分为物理处理法，化学处理法和生物化学处理法三大类。
2,按处理程度划分污水处理方法可分为一级、二级和三级处理。
4.3.2.1 城市污水处理的典型流程城市污水处理的典型流程见图消化气（沼气）
污泥流线污水流线图 4,3,3 城市污水处理典型流程沼气利用污泥处理污泥消化池脱水和干燥设备污泥浓缩池沉砂池格栅原污水污泥利用或处置排放或三级处理生物处理设备
（活性污泥法或生物膜法）
消毒二次沉淀池初次沉淀池三级处理
（深度处理）
二级处理
（生物处理）（物理处理）
一级处理
