1. 研究目的与意义（文献综述包含参考文献）
消毒技术在自来水厂的应用探析
摘要：自来水厂的水是人们饮用水的直接来源，因此，自来水厂的水的安全性是保障人们生命健康安全的重要基础。如何采用有效的消毒技术对自来水进行消毒是水处理中保证水质的首要前提。本文介绍了国内的自来水厂常用的几种消毒技术，主要有液氯消毒、次氯酸钠消毒、臭氧消毒、紫外线消毒等等，并详细分析比较每种技术的优劣。希望各项消毒技术能在应用过程中不断完善，从而在应用中更有效的发挥消毒效果，保证饮用水质。
关键词：自来水厂；消毒技术；水处理；水质
2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案
芦家坪净水厂工程
1.设计任务
1.1工程概况：
(1) 地理位置
兰州市位于黄河中上游黄土高原，是一个东西长（约50km），南北窄（约2~8km）的连续河谷盆地中的沿河带状城市。市区海拔1520m，南有皋兰山，海拔2159m，北有九州台，海拔2067m，地形相对高差最大约600m。
(2) 自然条件
兰州市属大陆性干旱气候，气温年平均9.8℃，最高39.8℃，最低- 19.7℃，冻土厚度最大为0.98 m。
(3) 供水现状
现状兰州市供水主要有四个水厂，一水厂、二水厂水源是黄河地表水，三水厂、四水厂为地下水源，三水厂现状断续供水，四水厂基本停用，长期作为备用。
(4) 供水目标
新建芦家坪净水厂近期规模25万m3/d，规划远期工程规模50万m3/d，厂内自用水系数按1.1考虑。
1.2设计内容：
本设计范围：水厂进水井至水厂出水井。
要求完成：水质\水量确定与计算、处理标准与设计规模、工艺流程的比选，各处理构筑物的设计、计算，主要处理构筑物的构造及设备的规格型号的确定，厂区的平面布置。包括： 1、水处理工艺设计； 2、水处理构筑物设计； 3、排泥水处理构筑物设计； 4、水厂总平面设计 5、工程的概、预算。
1.3 设计成果要求：
1.设计图纸一套：
（1）水厂总平面图（标明占地面积、定位坐标、构筑物尺寸、附属建筑、道路、绿化、）；
（2）水厂管线图（标明给排水管线和工艺管线）
（3）水厂工艺流程图（标明构筑物工艺逻辑关系）
（4）水处理工艺流程高程图（标明构筑物工艺高程关系）
（5）主体构筑物详图（平、立、剖）
（6）设计总说明、设备材料表
2.计算说明书一本
3.设计概、预算
2.设计方案：
2.1工艺流程
地表水常用处理工艺：
（1）原水→混合→絮凝沉淀或澄清→过滤→消毒→用户
（2）原水→混合→过滤→消毒→用户
（3）原水→初沉池或沉砂池→混合→絮凝沉淀或澄清→过滤→消毒→用户
（4）原水→生物氧化→混合→絮凝沉淀或澄清→过滤→消毒→用户
芦家坪净水厂的原水为刘家峡水库水，该水库水水质优良，是优质的地表水水源。
现状除个别指标外，各项均达到《生活饮用水水源水质标准》（CJ3020- 93）的要求。
据资料显示，在冬季，水库水温经常性地达到5℃以下，属难以处理的低温低浊度水范畴。夏季洪水季节由于异重流等原因可能产生高浊度。另外水库水体有富营养化加重的可能，水体中微生物多且多样，可形成大而轻的絮体，难以沉降，增加了水库水的净化难度。
综合考虑，工艺流程图如下：
2.2给水处理构筑物的选择
2.2.1絮凝池
絮凝过程就是在外力作用下，使具有絮凝性能的微絮粒相互接触碰撞，而形成更大具有良好沉淀性能的大的絮凝体。目前国内使用较多的是各种形式的水力絮凝及其各种组合形式，主要有隔板絮凝、折板絮凝、栅条（网格）絮凝、和穿孔旋流絮凝等。
几种不同形式絮凝池的主要优缺点和适用条件见下表：
形式 | 优缺点 | 适用条件 | |
隔板絮凝池 | 往复式 | 优点：絮凝效果好，构造简单，施工方便 缺点：絮凝时间较长，水头损失较大，转折处絮粒易破碎，出水流量不易分配均匀 | 1.水量不大于30000的水厂； 2.水量变动小 |
回转式 | 优点：絮凝效果好，水头损失小，构造简单，管理方便 缺点：出水流量不易分配均匀 | 1.水量不大于30000的水厂； 2.水量变动小 3适用于旧池改建和扩建 | |
网格（栅条）絮凝池 | 优点：絮凝时间短,絮凝效果好,构造简单 缺点：水量变化影响絮凝效果 | 1.水量变化不大的水厂 2.单池能力以1.0～2.5万为宜 | |
折板絮凝池 | 优点：絮凝时间短，絮凝效果好 缺点：结构较复杂，水量变化影响絮凝效果 | 水量变化不大的水厂 | |
机械絮凝池 | 优点：絮凝效果好,水头损失小,可适应水质、水量变化 缺点：需机械设备和经常维修 | 大小水量均适用，并适应水量变动较大的水厂 |
由于水厂近期规模25万m3/d，规划远期工程规模50万m3/d，采用机械絮凝池，优点：大小水量均适用，适用于水量变化较大的水厂。
2.2.2沉淀池
两种常见的沉淀池比较见下表：
沉淀池名称 | 优缺点 | 适用范围 |
平流沉淀池 | 优点：造价较低；操作管理方便，施工较简单；对原水浊度适应性强，潜力大，处理效果稳定；带有机械排泥装置时，排泥效果好等 缺点：占地面积较大；不采用机械排泥装置时，排泥较困难；需维护机械排泥设备 | 一般用于大、中型净水厂原水含砂量大时做预沉池 |
斜板（管）沉淀池 | 优点：沉淀效率高；池体小、占地少 缺点：管材好用较多，费用较高；对原水浊度适应性较平流池差 | 适用于各种规模的水厂，单池处理水量不宜过大 |
考虑到对原水浊度适应性、水厂规模、沉淀效果及占地面积，相比之下，平流式沉淀池具有适应性强、处理效果稳定和排泥效果好等特点，因此本设计平流沉淀池。
2.2.3砂滤池
常见滤池特点及其适用条件见下表：
滤池类型 | 主要性能特点 | 适用条件 | |
进水浊度 | 水厂规模 | ||
普通快滤池 | 运行稳定，管理可靠；池深较浅；多采用大阻力配水，面积较大；保证水质 | 一般小于10度，特殊情况下不超过20度 | 适用于大中小型水厂，单池面积不宜大于 |
双阀滤池 | 可采用减速过滤方式，易于保证水质；增加了形成虹吸的抽气设备；一般采用大阻力配水，设置全套冲洗设备 | 一般小于10度，个别不超过20度 | 适应于大中型水厂，单池面积不宜大于 |
V型滤池 | 进出水为四阀式控制；滤层含污能力较大，工作周期长；气水反冲洗，效果较好；反冲洗强度低，耗水量少 | 一般小于10度，特殊情况下不超过20度 | 适用于大中型水厂，单池面积可达 |
虹吸滤池 | 经济且便于操作；不需设置专门的反冲洗设备；滤层不会发生负水头现象；结构复杂，施工难度较大 | 一般小于10度，个别不超过20度 | 适应于大中型水厂，单池面积不宜大于 |
压力滤池 | 允许的水头损失可高达6-7m；移动方便，适用于临时供水；占地面积较大；清砂不便 | 一般小于10度，特殊情况下不超过20度 | 小型给水工程，直径不超过3.5m |
本设计中，原水水质较好，经机械絮凝池和平流沉淀池后，浊度较低，又由于水量较大，所以经过仔细的比较，决定选用V型滤池进行过滤。相比之下，V型滤池具有反冲洗效果好，自动化程度高等优点。
2.2.5消毒
原水中的细菌及大肠杆菌可通过消毒去除。净水厂中最常用的消毒技术有液氯、二氧化氯、臭氧、紫外线等。
本工程是兰州市主要的给水厂之一，规模、服务范围和社会影响大。为适应保证人民身体健康提供更高水质的饮用水的要求，综合选择安全可靠的方案。臭氧及二氧化氯由于现场制备、有防爆要求，对运行安全稳定要求高、运行费用高，对操作、管理等要求也高，所以本工程不作推荐。
紫外线消毒系统简单，尤其是对原水中危害 人体健康的、常规液氯方法杀灭效率低的隐孢子虫、贾第鞭毛虫具有高效杀灭能力，但考虑到紫外线完成消毒后没有抑制残留细菌再生的能力，故本次设计采用的紫外线辅助加氯联合消毒工艺。
毕业设计进程安排
起讫日期 | 设计（论文）各阶段工作内容 | 备注 |
2.17-3.1 | 查找收集文献资料 | 2周 |
3.2-3.21 | 撰写文献综述和英文翻译 | 2周 |
3.22-3.29 | 分析资料、设计方案论证 | 1周 |
3.30-4.20 | 处理构筑物设计计算 | 3周 |
4.21-5.13 | 设计图纸的绘制 | 3周 |
5.14-6.3 | 校核和文件整理 | 3周 |
6.4-6.11 | 毕业设计答辩准备 | 1周 |
