作者：杭世珺、张大群、宋桂杰 主编
出版社：化学工业出版社
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净水厂、污水厂工艺与设备手册 第二版试读：
前言
前 言近年来，随着生态文明建设的深入，提高基础设施建设水平、建设美丽中国的需求日益强化，保障饮用水安全、提高污水排放标准、建设海绵城市、整治黑臭水体等政策的推进对我国水处理工艺与设备提出了新的、更高的要求；与此同时，我国水处理装备制造业也经历了从引进仿制到独立研发、从设备配套到提供整体解决机电装备方案的跨越式发展。在内部发展和外部需求的共同驱动下，我国的水处理行业正处于加速发展创新时期，并且向着设备化、集成化、模块化、智能化方向发展。《净水厂、污水厂工艺与设备手册》第一版面世7年来，为水处理系统的设计、实施、运营工作提供了帮助，得到了水务工作者的认可和欢迎。为有效反映近年来水处理行业工艺和设备的新动态，在保留第一版特点的基础上，本书第二版对相应章节做了调整和优化，主要包括以下变化。（1）对净水厂和污水厂中新型工艺和设备进行了补充和修订。第一篇新增改进型澄清池、高效炭砂滤池等工艺和设备，补充翻板阀滤池配水配气、反冲洗过程、设计要点，增加紫外消毒设计原则、设计要点、工艺组合等；第二篇新增移动床生物膜反应器（MBBR）、高密度沉淀池、一体化膜生物反应器（MBR）、高效生物转盘、活性砂滤池、滤布滤池等工艺和设备；第三篇新增新型磁悬浮和空气悬浮鼓风机。（2）对污泥处理工艺与设备进行了补充和修订。第一篇新增净水厂排泥水处理和设备章节，涵盖排泥水基本工艺组成、工艺流程、规模确定、泥水平衡、干泥量计算、污泥处理系统单元、主要设备及案例分析等内容；第二篇新增污泥好氧发酵、污泥热干化、污泥其他干化工艺、除臭工艺的技术原理、适用条件和设备的规格参数等系统性描述；新增转鼓浓缩脱水机、板框压滤机、叠螺污泥浓缩机、叠螺污泥脱水机、电渗析污泥脱水机等设备介绍。（3）对典型工程实例进行了补充和修订。第一篇的工程实例由2个增加至5个，涉及改进型澄清池、翻板阀炭砂滤池、高效炭砂滤池、超滤膜及紫外消毒等工艺；第二篇的工程实例由3个增加至20个，涵盖了城市污水处理、提标改造、小城镇污水处理和污泥处理等类型，涉及污水处理系统中的活性污泥法、生物膜法、MBBR法、深度处理以及污泥处理系统中的厌氧消化、好氧发酵、热干化及其他新型处理方法。
本书由杭世珺、张大群、宋桂杰任主编，主要编写人员有杭世珺、张大群、宋桂杰、孙济发、姜亦增、于燃、刘瑶、郭淑琴、韩宝平、张竑、曹井国、关春雨、梁伟、单晓峻、曹霞、杨昊、王洋、邱文新、鲍磊、薛广进、李张卿、张伟、张蕾、殷成博、勒德智。另外，业内很多水处理设备研发和生产单位为本书的修订出版提供了宝贵资料，单位名称已在书中相应章节列出，在此对以上单位表示诚挚的感谢！
限于编者编写时间和水平，疏漏和不足之处在所难免，敬请广大读者提出宝贵意见。编 者 2018年5月第一版前言
水是生命的源泉，水是城镇的命脉，水是工业的乳汁，水是农业的甘泉。伴随着共和国走过60年的给排水行业，越来越成为世人关注的焦点，水资源短缺、饮用水安全、水体污染等现实问题更要求给排水行业必须加速发展，以保障人类生存环境和营造发展空间。
净水厂工程和污水处理厂工程是给排水工程的核心，60年来，特别是近20多年来，其普及程度、规模、数量、技术水平均得到了飞速的发展，水工艺技术的研究、开发、应用和水设备技术的引进、研制、生产，使得我国水工艺与水设备的总体技术水平达到或接近国际先进水平，并逐步与国际接轨。
在净水厂和污水处理厂中，工艺是先导、设备是依托，工艺是龙头、设备是基础，工艺是实现总体要求的途径，设备是实现总体目标的保证。设备服从于工艺，设备为工艺服务，设备的发展，反过来又促进工艺的提高和部分新工艺的诞生，给新工艺的实现提供了机遇和路径。本书就是秉承这一思路，将水工艺与水设备两大学科密切结合在一起进行论述和介绍。将几十种不同设计流程、不同的建（构）筑物所采用的工艺描述、计算与设备选型、校核全部融合起来，又分别放在按序固定的章节中。既可使读者做到易掌握、易查找、易了解工艺设备的结合状况，又易通晓全厂的技术分布。
本书第一篇为净水厂工艺与设备，主要介绍了常规处理、预处理、臭氧活性炭深度处理、除铁、除锰、除氟、超滤微滤的工艺与设备。本书第二篇为污水处理工艺与设备，主要介绍了活性污泥法，包括传2统法、AO、AO、AO、SBR、氧化沟、稳定塘、MBR法的工艺与NP设备；生物膜法，包括生物接触氧化、曝气生物滤池、生物转盘、高负荷生物滤池的工艺与设备。并在第一篇、第二篇中都有数个工艺与设备的流程、计算、选型案例。第三篇为通用设备，主要介绍了除上述第一篇、第二篇中已介绍的配合此种工艺使用的专用设备之外的其他主要通用设备，包括水泵、阀门、闸门、鼓风机、消毒、起重及输送设备。本书在第二篇污水处理工艺与设备的第一章中，列出12种污水处理工艺的流程与对应设备的框图表格，可将目前过多污水处理工艺与设备的众多内容简化、清晰、明了。此种体例可减少各种工艺共用设备论述中的重叠，将主要通用设备分层独立论述，将各工艺经常共用的专用设备分章独立论述，将使不同流程、不同构筑物的工艺与设备清晰地呈现在读者面前。
本书重点介绍了最新的工艺和设备，如在净水厂预处理中，介绍了“粉末活性炭吸附（应急）”工艺和“磁分离预处理技术MIEX”；超滤/微滤介绍了工艺和膜组件；介绍了纳滤、反渗透和电渗析等深2度处理工艺与设备。在污水处理中，介绍了AO、AO、AO、SBR、NP氧化沟、MBR、曝气生物滤池、高负荷生物滤池等工艺及磁悬浮鼓风机、空气悬浮鼓风机、高速浓缩脱水螺压离心一体机、污泥干化设备等。在通用设备篇中介绍了零渗漏的软密封阀门、活性炭投加设备、各种先进的消毒设备、高效率的水泵和潜水泵等。
本书编者主要为北京市市政工程设计研究总院、天津水工业工程设备有限公司、天津市市政工程设计研究院、天津艾杰环保技术工程有限公司等单位的多年从事给排水工艺、设备的技术人员。上述单位和本书的编者参与完成了国内上百项大中型净水厂、污水厂的设计、设备配置及工程承包，并承担过国外净水厂、污水厂的设计与承包。
本书由杭世珺、张大群主编，主要编写人员有杭世珺、张大群、宋桂杰、孙济发、刘旭东、姜亦增、杨京生、曹井国、张炯、金宏、梁小田、张述超、马淑军、王秀朵、王立彤、史俊、张蓁、姚左纲、孙菁、王哲勇、刘瑶、于德强、张蕾、李慧颖、李杨、李彩斌、梁伟、殷成博、勒德智等。
由于时间和能力所限，不妥之处在所难免，敬请读者批评指正。编 者 2010年5月第一篇 净水厂工艺与设备第1章 净水厂工艺与设备概述
我国水资源匮乏，在空间和地域上分布不均，年际和季节变化大。并且我国人口众多，人均占有水量少。依据水资源有关资料，我国人均淡水资源仅为世界人均量的1/4，居世界第109位，属世界13个人均水资源贫乏国家之一。
生态环境部发布的《2017中国生态环境状况公报》显示，全国地表水1940个水质断面（点位）中， Ⅰ～Ⅲ类、Ⅳ～Ⅴ类和劣Ⅴ类水质断面分别占67.9%、23.8%和8.3%。以地下水含水系统为单元，潜水为主的浅层地下水和承压水为主的中深层地下水为对象的5100个地下水水质监测点中，水质为优良级、良好级、较好级、较差级和极差级的监测点分别占8.8%、23.1%、1.5%、51.8%和14.8%。338个地级及以上城市898个在用集中式生活饮用水水源监测断面（点位）中，有813个全年均达标，占90.5%。夏季，符合第一类海水水质标准的海域面积均占中国管辖海域面积的96%。近岸海域417个点位中，一类、二类、三类、四类和劣四类分别占34.5%、33.3%、10.1%、6.5%和15.6%。
随着我国新的《生活饮用水卫生标准》的颁布，检测项目由原来的35项扩展到106项，对一些微量有机污染物、高致病微生物、嗅味感官等提出了明确的指标。我国绝大多数水厂采用的是以混凝、沉淀、过滤、消毒为主的常规净水工艺，对普通的悬浮物、浊度、细菌、微生物等物质有较好的去除效果。然而在微量有机污染物、新型致病微生物、消毒副产物控制等方面有较大的局限性，需要结合生物预处理、臭氧活性炭深度处理、膜技术、高级氧化技术等，提高饮用水水质的安全可靠性。
饮用水水源中的主要污染物有耗氧量、微量有机物、金属、致病微生物、藻类、嗅、味和其他污染物。给水处理的目的主要是控制致病微生物的传播（原生动物、细菌、病毒等），控制水中化学污染物（有毒物质和致癌、致畸、致突的“三致”物质），提高水的舒适度（色、嗅、味和口感等）；同时对水中贾第虫和隐孢子虫（两虫）问题，水蚤、红虫问题，藻类污染加剧及臭味、藻毒素问题，水的生物稳定性问题，高氨氮含量问题，内分泌干扰物和持久性有机物急性毒性和慢性毒性问题等加以重视，并给予妥善解决。
现状净水厂混凝剂的投加以采用单一的聚合氯化铝、硫酸铝或三氯化铁等较多。与国外相比，在助凝剂的应用以及混凝过程中pH值调节方面相对注意较少。
早期投产的水厂，对混合过程不重视，甚至连混合设施都没有。近年来较多采用的管式静态混合器，虽然改善了混合条件，但其混合效果受水量变化影响较大，也有待进一步改善。
目前应用的絮凝形式以水力絮凝为主，部分水厂采用机械絮凝。与国外相比，我国对水力絮凝形式的开发和研究较有特色，创造了折板絮凝、网格（栅条）絮凝、波形板絮凝、涡旋絮凝等多种形式。对于各种絮凝形式的比较以及水力絮凝如何适应水质和水量的变化，仍将是今后进一步研究的方向。
目前我国大、中型水厂的沉淀构筑物以平流式沉淀池居多。20世纪60年代建设的水厂，不少采用了机械搅拌澄清池或水力循环澄清池。70年代起，斜管沉淀池的应用也较普遍。气浮作为含藻水处理的技术，在国内少数水厂也有应用。近年来对于国外新型高效沉淀构筑物的应用也引起较大关注。
目前应用的快滤池，除了形式上有普通快滤池、双阀滤池、虹吸滤池、移动罩冲洗滤池、无阀滤池和V形滤池等各种形式外，在滤料级配上主要有传统的细级配砂滤料和均粒粗砂滤料。双层滤料和多层滤料国内应用不多。冲洗方式则主要有单水冲洗和气水反冲洗，表面冲洗的应用不多。原来采用微絮凝直接过滤的水厂，现大多已增设了沉淀构筑物。
目前水厂绝大多数仍以液氯作为消毒剂，个别水厂采用了二氧化氯投加，考虑到消毒副产物的影响，对加氯点的位置以及前加氯的控制做了不少改进。
净水厂建设包括新建和改扩建工程，其工艺设备的选择对水厂处理工艺的净化效果，净水厂出厂水水量、水质、水压能否达标至关重要。工艺设备的选择应结合所选工艺流程，尽可能选用先进、成熟、安全、节能的设备，并应进行技术经济比较后确定。首先根据城市净水厂原水水质特征和出水水质要求（主要针对生活饮用水）选择适合的工艺流程，如常规处理工艺流程、常规处理加预处理和深度处理工艺流程等；然后根据各工艺流程特点选择合适的构筑物形式，如不同类型的澄清池、滤池等；根据工艺流程和构筑物形式对所需的机械设备做技术经济比较，如不同形式的格栅、阀门、搅拌器、水泵、鼓风机、刮泥机、脱水机等；在确定设备形式后，还应注意设备的参数、结构的选取，结合设备的使用环境，合理选择材质。
净水厂工艺专用设备根据其使用功能，大致可分为8大类，即拦污设备、搅拌设备、投药消毒设备、除污排泥设备、固液分离设备、软化除盐设备、污泥处理设备、一体化处理设备及其他设备等。
拦污设备主要有格栅、格网/滤网和栅渣输运设备；搅拌设备主要有混合搅拌设备和絮凝搅拌设备；投药消毒设备主要有一体化投药设备、加氯消毒设备、臭氧消毒设备等；除污排泥设备主要有刮泥机和吸泥机；固液分离设备主要有气浮设备和膜分离设备；软化除盐设备主要介绍了离子交换器、电渗析设备和反渗透设备；污泥处理设备主要有污泥浓缩设备和污泥脱水设备；一体化处理设备主要有除铁、除锰和除氟装置。
综上，作为发展中国家，随着城镇的综合发展，我国各地水量需求逐年增加。我国水资源匮乏，水源水质已受到不同程度污染，污染成分越来越复杂，短期内很难有根本改善。水质标准越来越严格，水质指标数量和限值都有大幅度提高，供水标准的全面实施迫在眉睫。常规处理工艺（混凝、沉淀、过滤、消毒）已经难以满足现代社会发展的要求，必须采用氧化、吸附、生物降解、强化混凝沉淀、深度处理、安全消毒等新技术组成的综合工艺获得安全洁净的生活饮用水。此外膜过滤如微滤、超滤技术，因其工艺简单、占地少，适合分散式处理，出水水质可达0.1NTU以下，具有高效截留病原微生物等特点，被认为是21世纪有效、经济和绿色的工艺；随着饮用水水源的多元化，纳滤、反渗透、电渗析等也将走到给水净化领域的前台。故此，根据原水水源条件和出水水质目标，在常规处理的基础上，由生物预处理、安全预氧化、强化混凝沉淀、活性炭吸附和生物降解、膜技术高效截留及安全消毒的多级屏障组合技术是未来净水处理工艺的发展方向。
近年来，我国净水厂工艺和设备得到了迅猛的发展，新工艺、新技术、新设备层出不穷，如改进型机械搅拌澄清池、高效炭砂滤池、紫外线消毒系统和净水厂污泥处理处置工艺等。
澄清工艺集混合、絮凝和泥水分离等过程于一体，采用接触絮凝方式，使池中积聚的已生成的高浓度大絮粒群和新进入池内的原水微絮粒相互接触、吸附，从而提高絮粒沉降速度，增加沉淀池表面负荷，使沉淀效率显著提高。我国北方地表水厂的水源多为水库水，原水具有冬季低温低浊和夏季高浊高藻特性，采用泥渣接触絮凝技术的澄清工艺在应对低温低浊原水和适应水质变化等方面均有较好的作用。在众多的澄清工艺池型中，机械搅拌澄清池处理效果好，在我国北方地区被广泛应用。经过多年的设计和运行实践总结，针对传统机械搅拌澄清池在应用中存在的施工难度大、污泥浓度和污泥回流倍数难以控制、沉淀区上升流速偏低等问题，近年来机械加速澄清池工艺有所改进，改进型机械搅拌澄清池可降低设备的维护检修和土建施工难度，提高处理效率，提升运行管理的自动化水平。改进型机械搅拌澄清池在工程中逐渐得到应用，在水线和泥线工艺系统中均起到重要作用。
我国地表水污染依然较严重，新的《生活饮用水卫生标准》将检测项目由原来的35项扩展到106项，对微量有机污染物、高致病微生物、嗅味感官等提出了明确的指标。高效炭砂滤池，是将粒状材料和多孔介质有机结合，成为活性炭和石英砂双层滤料滤池。高效炭砂滤池既不同于传统砂滤池，也不同于在炭层下加300mm砂层用于防止生物泄漏的炭吸附池，它保留了砂滤池对颗粒物的去除截留作用，同时增加了活性炭对有机物的吸附作用和强化过滤层中微生物对污染物的生物降解作用，提高了对有机物和氨氮的去除效果，保证了饮用水的安全，是集过滤、吸附、生物处理三大功能于一体的深度处理技术，相对于砂过滤和臭氧-生物活性炭工艺而言流程较短，因此可以称之为短流程深度处理技术，特别适用于水厂用地紧张和升级改造的项目。
在传统的化学药剂消毒过程中，因投加各种消毒药剂使得水中会产生一些有害的消毒副产物。由于紫外线消毒不需要往水中投加任何化学物质，并且可以灭活传统化学药剂不能杀死的顽固的有害微生物，如隐性孢子菌（Cryptosporidium）和蓝氏贾第鞭毛虫（Giardia lamblia）等，改善管网生物稳定性，因此紫外光消毒受到了特别的重视。由于紫外线消毒不具有持续消毒效果，为保障管网水质生物安全性，净水厂消毒系统必须考虑紫外线消毒与其他消毒工艺联用。净水厂紫外消毒系统的设计原则、设计要点、工艺组合要求、紫外消毒反应器的设备选型都至关重要。
随着我国城镇化进程的加快，城镇净水厂数量与规模日益增加，净水厂的排泥水耗水量和对水环境可能造成的污染越来越引起社会的关注，净水厂污泥的处置已成为环境污染防治领域的突出问题和面临的紧迫任务。根据《污水综合排放标准》（GB 8978—1996），生产废水排入按《地面水环境质量标准》（GB 3838—2002）规定的Ⅲ类水域执行一级标准，即悬浮物含量不能超过70mg/L；生产废水排入一般保护水域，悬浮物含量不能超过200mg/L；排入城市下水道并进入二级污水处理厂进行生物处理执行三级标准，悬浮物含量不能超过400mg/L。净水厂的排泥水特别是沉淀池排泥水，悬浮物含量一般超过1000mg/L，如果不进行处理而直接排入水体或城市下水道，必将造成河道的淤积或者堵塞下水道。我国各省市的建设和环保部门积极督促各地在扩建、新建自来水厂的同时，应筹措资金同步实施给水污泥处理工程，净水厂排泥水的工艺设计、构筑物选型和设备的选择等均需要系统化和规范化。第2章 常规处理工艺
常规处理工艺是目前世界上应用最广泛的处理工艺，已经沿用了100多年。工艺主要由混合、絮凝、沉淀（澄清）、过滤、消毒等处理单元组成，主要去除目标是悬浮物、胶体、细菌类微生物等污染物。常规工艺在国内仍为现阶段的主流工艺，且作为基础和核心，与各类工艺组合实现多重屏障、安全可靠的供水系统，是净水厂工艺未来的发展趋势，故此具有长期存在的合理性。2.1 主要工艺及流程2.1.1 针对常温常浊水处理工艺
可采用基本的常规处理工艺，也可采用强化常规处理工艺和组合消毒工艺。
主要工艺流程如图1-2-1所示。图1-2-1 常温常浊水处理工艺2.1.2 针对常温低浊水处理工艺
当原水最高浊度不大于20NTU时，有条件可以省略沉淀单元，采用微絮凝直接过滤工艺。
主要工艺流程如图1-2-2所示。图1-2-2 常温低浊水处理工艺2.1.3 针对低温低浊水处理工艺
当原水温度、浊度低时，颗粒碰撞速率大大减少，混凝效果较差。为提高低浊原水的处理效果，通常投加高分子助凝剂或投加矿物颗粒，以增加混凝剂水解产物的凝结中心，提高颗粒碰撞速率并增加絮凝密度，一般可采用澄清工艺。目前开发了多种改进型澄清池，如高密度澄清池、微砂循环澄清池、上向流炭吸附澄清池等，对原水温度、浊度、藻类适应性较强。
低温低浊水处理工艺流程如图1-2-3所示。图1-2-3 低温低浊水处理工艺2.1.4 针对高浊水处理工艺
原水泥砂颗粒较大或浓度较高时，采用一次混凝沉淀和加大投药量仍难以满足沉淀出水要求时，应根据原水含砂量、粒径、砂峰持续时间、排泥要求和条件、处理水量水质要求，结合地形、现有条件等选择预沉方式。
高浊水处理工艺流程如图1-2-4所示。图1-2-4 高浊水处理工艺2.1.5 针对低浊高藻水处理工艺
水库、湖泊水往往浊度小于50NTU、含藻较高（每升近千万个），在除浊的同时需考虑除藻，一般可采用气浮或微滤工艺。
净水工艺流程如图1-2-5～图1-2-7所示。图1-2-5 低浊高藻水处理工艺（一）图1-2-6 低浊高藻水处理工艺（二）图1-2-7 低浊高藻水处理工艺（三）2.1.6 针对高浊高藻水处理工艺
当原水浊度和含藻量均较大时应首先选择预沉将浊度降低。
净水工艺流程如图1-2-8、图1-2-9所示。图1-2-8 高浊高藻水处理工艺（一）图1-2-9 高浊高藻水处理工艺（二）2.2 单元构筑物及主要设备2.2.1 取水工程
地下水取水构筑物形式主要有管井、大口井、渗渠等，应根据含水层岩性构造、厚度、埋深及变化规律、施工条件等确定。
地表水取水构筑物主要包括岸边取水构筑物（设在岸边，一般由进水间和泵房组成）和河床取水构筑物（利用进水管将取水头部伸入江河湖泊中，一般由取水头部和泵房组成）。
2.2.1.1 取水头部
取水头部是河床式取水构筑物的进水部分，主要设备有格栅、格网、螺旋输送机、吊车、闸门等。（1）格栅 格栅设在取水头部或集水井的进水孔处，用来拦截河流中较大的漂浮物及杂质，起到净化水质、保护水泵的作用。格栅由金属框架和栅条组成，外形和进水孔尺寸相同。栅条断面有矩形、圆形等。栅条厚度或直径一般采用10mm。栅条净距视河中漂流物情况而定，通常采用30～120mm。栅条可以固定在进水孔上，或者放在进水孔外侧的格栅槽中并可拆卸，以便于上下移动清洗和检修。
格栅面积按下式计算：2
式中，F为进水孔或格栅的面积，m；Q为进水孔的设计流量，03m/s；v为进水孔设计流速，当江水有冰絮时采用0.2～0.6m/s，无冰0絮时采用0.4～1.0m/s，当取水量较小、江河水流速度较小、泥砂和漂浮物较多时可取较小值，反之可取较大值；K为栅条引起的面积1减少系数；b为栅条净距，一般采用30～120mm；s为栅条厚度（或直径），一般采用10mm；K为格栅阻塞系数，采用0.75。2
水流通过格栅的水头损失一般采用0.05～0.1m。（2）格网 格网设在进水间内用以拦截水中细小的漂浮物。格网分为平板格网和旋转格网两种。
平板格网一般由槽钢或角钢框架及金属网构成。金属格网一般设一层；面积较大时设两层，一层是工作网，起拦截水中漂浮物的作用，另一层是支撑网，用以增加工作网的强度。工作网的孔眼尺寸应根据水中漂浮物情况和水质要求确定。金属网宜用耐腐蚀材料，如铜丝、镀锌钢丝或不透钢丝等。平板格网放置在槽钢或钢轨制成的倒槽或导轨内。
格网堵塞时需要及时冲洗，以免格网前后水位差过大，使网破裂。最好能设置测量格网两侧水位差的标尺或水位继电器，以便根据信号及时冲洗格网。
冲洗格网时，应先用起吊设备放下备用网，然后提起工作网至操2作平台，用196～490kPa（2～5kg/cm）的高压水通过穿孔管或喷嘴进行冲洗。
平板格网的优点是构造简单，占地较小，可以缩小进水间尺寸。在中小水量、漂浮物不多时采用较广。其缺点是冲洗麻烦；网眼不能太小，因而不能拦截较细的漂浮物；每当提起格网冲洗时，一部分杂质会进入吸入室。
平板格网的面积可按下式计算：23
式中，F为平板格网的面积，m；Q为通过格网的流量，m/s；1v为通过格网的流速，一般采用0.2～0.4m/s；K为网丝引起的面积11减少系数；b为网眼尺寸，mm；d为金属丝直径，mm；K为格网阻2塞后面积减少系数，一般采用0.5；ε为水流收缩系数，一般采用0.64～0.80。
通过平板格网的水头损失一般采用0.1～0.2m。
旋转格网由绕在上下两个旋转轮上的连续网板组成，用电动机带动。网板由金属框架及金属网组成。一般网眼尺寸为（4mm×4mm）～（10mm×10mm），视水中漂浮物数量和大小而定，网丝直径为0.8～1.0mm。
旋转格网构造复杂，所占面积较大，但冲洗较方便，拦污效果较好，可以拦截细小的杂质，故宜用在水中漂浮物较多、取水量较大的取水构筑物。
旋转格网的进水方式有直流进水、网外进水和网内进水三种，前两种采用较多。直流进水的优点是水力条件较好，滤网上水流分配均匀；水经过两次过滤，拦污效果较好；格网所占面积小。其缺点是格网工作面积只利用一面；网上未冲净的污物有可能进入吸入室。网外进水的优点是格网工作面积得到充分利用；滤网上未冲净的污物不会带入吸水室；污物拦截在网外，容易清除和检查。其缺点是水流方向与网面平行，水力条件较差，沿宽度方向格网负荷不均匀；占地面积较大。网内进水的优缺点与网外进水基本相同，但是被截留的污物在网内，不易清除和检查，故采用较少。
旋转格网是定型产品，它是连续冲洗的，其转动速度视水中漂浮物的多少而定，一般为2.4～6.0m/min，可以是连续转动，也可以是2间歇转动。旋转格网的冲洗一般采用196～392kPa（2～4kg/cm）的压力水通过穿孔管或喷嘴来进行。冲洗后的污水沿排水槽排出。
旋转格网有效过水面积（即水面以下的格网面积）可按下式计算：2
式中，F为旋转格网有效过水面积，m；v为过网流速，m/g，22一般采用0.7～1.0m/s；K为格网阻塞系数，采用0.75；K为由框架23引起的面积减少系数，采用0.75；其余符号的意义同上。
旋转格网在水下的深度，当为网外或网内双面进水时，可按下式计算；
式中，H为旋转格网在水下的深度，m；B为旋转格网宽度，m；2F为旋转格网有效过水面积，m；R为旋转格网下部弯曲半径，目前2使用的标准滤网的R值为0.7m。（3）开启设备 在进水间的进水孔、格网和横向隔墙的连通孔上需设置闸阀、闸板等启闭设备，以便在进水间冲洗和设备检修时使用。这类闸阀或闸板尺寸较大，为了减小所占空间，常用平板闸门、滑阀及蝶阀等。（4）起吊设备 起吊设备设在进水间的操作平台上，用以起吊格栅、格网、闸板和其他设备。常用的起吊设备有电动卷扬机、电动和手动单轨吊车等，其中以电动吊车采用较多。当泵房较深，平板格网冲洗次数频繁时，采用电动卷扬机起吊，使用较方便，效果较好。大型取水泵站中进水间的设备较重时，可采用电动桥式吊车。
2.2.1.2 取水泵房
根据所确定的取水位置，综合其水深、水位及其变化幅度，岸坡，河床的形状，河水含砂量分布，冰冻与漂浮物，取水量及安全度等因素确定选用取水构筑物形式和取水水泵形式。
取水泵房内集水井和泵房可以采取合建或分建的方式。
集水井和泵房合建的布置形式，参见图1-2-10。图1-2-10 集水井和泵房合建的布置形式
在泥砂含量高的河流中取水时，为防止吸水管堵塞，尽量缩短吸水管长度，常将集水井伸入泵房中间，置于泵房底部的集水井布置一般适用于深井泵房或小型泵房。
集水井和取水泵房按分建的布置形式可分为岸边分建和河床分建两种方式（见图1-2-11、图1-2-12）。图1-2-11 岸边分建式集水井布置（标高单位为m，其余为mm）1—格栅；2—闸板；3—格网；4—冲洗管；5—排水管图1-2-12 河床分建式集水井布置（标高单位为m，其余为mm）1—格网；2—起吊架
集水井和取水泵房分建时集水井的平面形状一般有圆形、矩形、椭圆形等。圆形集水井结构合理，便于沉井施工，但不便于布置设备；矩形形式对安装滤网、吸水管和分格较为方便，但造价较高；椭圆形兼有两者的优点，但施工较复杂。
集水井下部分可分为进水室、格网和吸水室，集水井顶面设操作平台。
主要设备有水泵机组、蝶阀、止回阀、检修闸阀、吊车、排水泵等。取水泵有多种形式。2.2.2 配水溢流井
为保证多个系列配水均匀和水厂事故时的溢流，在净水厂设置配水溢流井。
主要设备有检修堰闸和电动可调节堰闸。2.2.3 混合
混合的作用是使投加的药剂迅速均匀地扩散到被处理的水中，为反应创造良好的条件，使胶体失去稳定性并使脱稳胶体相互聚集。主要有水力混合和机械混合。
2.2.3.1 水力混合
水力混合：水体消耗自身能量，通过流态变化达到混合的目的。水力混合主要有借助流程中的水泵混合和管式静态混合器混合两种。（1）借助流程中的水泵混合 将药剂溶液投加到每一水泵吸水管中，通过水泵叶轮的高速转动达到混合效果。投加越靠近水泵混合效果越好。为了防止空气进入水泵吸水管内，一般加设一个装有浮球阀的水封箱。对于投加腐蚀性强的药剂，应注意避免腐蚀水泵叶轮及管道。
借助流程中的水泵混合主要设备为浮球阀。（2）管式静态混合器混合 管式静态混合器的形式很多，一般是在管道内设置多节固定叶片，使水流成对分流，同时产生涡旋反向旋转及交叉流动，从而获得混合效果。管式静态混合器的水头损失与管道流速、混合器内部结构等有关，一般当管道流速为1.0～1.5m/s时，水头损失为0.5～0.8m。该混合主要设备为管式静态混合器。
2.2.3.2 机械混合
机械混合是通过机械提供能量，改变水体流态，以达到混合目的。机械混合有多种形式，如桨式、推进式、涡流式等，采用较多的为桨式。桨式结构简单，加工制造容易。
主要设备为桨式搅拌器，相关参数见表1-2-1、图1-2-13。表1-2-1 浆式搅拌器参数图1-2-13 垂直轴式机械搅拌絮凝池1—桨板；2—桨板支架；3—旋转轴；4—隔墙；5—固定挡板2.2.4 絮凝
絮凝是使胶体在外力扰动下相互碰撞集聚，并形成较大颗粒的过程。絮凝池的作用是提供有利于矾花成长的水力条件，增大絮凝体的碰撞概率，使矾花颗粒逐渐增大，提高絮凝效率从而改善沉淀效果，提高沉淀池的出水水质并可延长滤池的过滤周期。絮凝与混合一样分为水力絮凝和机械絮凝两大类。
2.2.4.1 水力絮凝
水力絮凝简单，但适应水量水质的变化能力差。水力絮凝主要有隔板絮凝池、折板絮凝池、侧向流波形板絮凝池、网格（栅条）絮凝池、穿孔旋流絮凝池。
主要设备为快开排泥阀。（1）网格（栅条）絮凝池 网格絮凝池是应用紊流理论的絮凝池，其平面由多格竖井串联而成，絮凝池分成许多面积相等的方格，进水水流顺序从一格流向下一格，上下交错流动，当水流通过网格或栅条的孔隙时，水流收缩，过网孔后水流扩大，形成良好絮凝条件，通过能量消耗完成絮凝过程。由于池高适当，多与平流沉淀池或斜管沉淀池合建。
设计要点：a.池数一般不少于2个，絮凝时间一般为10～15min；b.絮凝池分格数按絮凝时间计算，多分为8～18格，可大致按分格数均分成3段，其中前段为3～5min、中段3～5min、末段4～5min；c.网格或栅条数前段较多、中段较少、末段可不放，但前段总数宜在16层以上，中段在8层以上，上下两层间距为60～70cm；d.每格的竖向流速，前段和中段为0.12～0.14m/s，末段为0.1～0.14m/s；e.网格或栅条的外框尺寸加安装间隙等于每格池的净尺寸，前段栅条缝隙为50mm，或网格孔眼为80mm×80mm，中段分别为80mm和100mm×100mm；f.各格之间的过水孔洞应上下交错布置，孔洞计算流速，前段0.3～0.2m/s、中段0.2～0.15m/s、末段0.14～0.1m/s，各过水孔必面积从前段向末段逐步增大，所有过水孔必须经常处于淹没状态，因此上部孔洞标高应考虑沉淀池水位变化时不会露出水面；g.网孔或栅孔流速，前段0.25～0.3m/s、中段0.22～0.25m/s；h.一般可用长度小于5m、直径150～200mm的穿孔排泥管单斗底排泥，采用快开排泥阀。（2）隔板絮凝池 水流以一定流速在隔板之间通过完成絮凝过程。隔板絮凝池主要有往复式和回转式两种。
设计要点：a.池数一般不少于2个，絮凝时间为20～30min，色度高、难于沉淀的细颗粒较多时宜采用高值；b.池内流速应按变速设计，进口流速一般为0.5～0.6m/s，出口流速一般为0.2～0.3m/s。通常用改变隔板的间距以达到改变流速的要求；c.隔板间距应大于0.5m，小型池子当采用活动隔板时可适当减小，进水口应设挡水措施，避免水流直冲隔板；d.絮凝池超高一般采用0.3m；e.隔板转弯处的过水断面面积，应为廊道断面面积的1.2～1.5倍；f.池底坡向排泥口的坡度，一般为2%～3%，排泥管直径不应小于150mm；g.絮凝效果亦可用速度梯度G和反应时间来控制，当原水浊度低，平均G值较小或处理要求较高时，可适当延长絮凝时间，以提高GT值，改善絮凝效果。（3）折板絮凝池 折板絮凝工艺是国内20世纪80年代初开始广泛应用的高效絮凝工艺，运用折板缩放或转弯造成的边界层分离现象所产生的附壁紊流耗能方式，利用扰流机构形成的水力喷射、微涡旋紊动、角隅涡流综合效应和竖向流形成的絮粒网捕作用，在絮凝池内沿程保持横向均匀、纵向分散地输入微量而足够的能量，有效提高输入能量的利用率、絮凝效率和混凝沉淀设备的容积利用率，增加液流相对运动，以缩短絮凝时间，提高絮凝体沉降性能。
折板絮凝池运用折板絮凝技术，是以水头为能源的水力式反应池，采用多级分段反应，形成输入能量的逐级递减。具有较高的容积利用率和较小的扩散系数，有利于矾花的形成，是一种高效、节能的反应池型。池中折板可用钢丝网水泥板、不锈钢板、塑料板拼装而成。
折板具有多种形式，常用的有平折板和波纹板等。折板絮凝池可布置成竖流式或平流式，要设排泥设施。
设计要点如下。
① 池数一般不少于2个，絮凝时间为6～20min。
② 平折板絮凝池一般分为三段，流速分别为0.25～0.35m/s、0.15～0.25m/s、0.10～0.15m/s，三段中的折板布置可分别采用相对折板、平行折板及平行直板。
③ 各段的G和T值可参考下列数据：-1
第一段（相对折板）G=80s，t≥120s；第二段（平行折板）-1-1G=50s，t≥120s；第三段（平行直板）G=25s，t≥120s；GT值≥1×410。
④ 折板夹角可采用90°～120°。
⑤ 折板宽度可采用0.5m左右；折板长度可采用0.8～1.5m。
⑥ 第二段中平行折板的间距等于第一段相对折板的峰距。（4）波形板絮凝池 波形板絮凝池类似于多通道折板絮凝池，是以波形板为填料的絮凝形式。在各絮凝室中等间距地平行装设波形板，形成几何尺寸完全相同、相互并联的水流通道，因此各通道的水力阻抗特性完全相同。能量的输入在两波形板间形成的连续扩大腔、缩颈处完成（主要是在扩大腔部分完成）。由于所有扩大腔和所有缩颈的几何尺寸相同，因而某阶段絮凝所需要的能量是按扩大腔（或缩颈）的数量等量多次地输入。这种能量分布的均匀性使能量得到充分利用，同时为絮粒结大提供了适宜的水力条件。
设计要点如下。
① 波形板可采用波长500mm、波高100mm，小规模装置化净水器可采用波长200mm、波高50mm。
② 絮凝池设计成3个连续絮凝室，形成三级絮凝。三级的容积（停留时间）为逐级成倍递增：V∶V∶V=t∶t∶t=1∶2∶4。平均123123流速成倍递减：v∶v∶v=4∶2∶1。123
③ 每个絮凝室波形板流程为8～10m，波形板部分总流程为24～30m。
④ 常用的波形板竖流式絮凝池设计参数如下：第一室，平均流-1速0.2m/s，絮凝时间35s，G=251s；第二室，平均流速0.1m/s，絮-1凝时间70s，G=75s；第三室，平均流速0.05m/s，絮凝时间140s，-14G=20s；GT值=1.78×10。
⑤ 絮凝室的总水头损失为30～35cm。
2.2.4.2 机械絮凝
机械絮凝是通过机械带动叶片而使液体搅动从而完成絮凝过程。机械絮凝可进行调节，可以适应水量变化及水头损失小，如配上无级变速传动装置，则更易使絮凝达到最佳效果。但机械维修工作量大。
机械絮凝主要有桨式机械絮凝，根据搅拌轴的安放位置，可分为水平轴式和垂直轴式。
主要设备为桨式搅拌器和快开排泥阀。
设计要点：a.池数一般不少于2个，絮凝时间为15～20min；b.搅拌器排数一般为3～4排（不应少于3排），水平搅拌轴应设于池中水深1/2处，垂直搅拌轴则设于池中间；c.叶轮桨板中心处的线速度，第一排采用0.4～0.5m/s，最后一排采用0.2 m/s，各排线速度应逐渐减少；d.水平轴式叶轮直径应比絮凝池水深小0.3m，叶片末端与池子侧壁间距不大于0.2m，垂直轴式的上桨板顶端应设于池子水面下0.3m处，下桨板底端，设于距池底0.3～0.5m处，桨板外缘与池子侧壁间距不大于0.25m；e.水平轴式絮凝池每只叶轮的桨板数目一般为4～26块，桨板长度不大于叶轮直径的75%；f.同一搅拌器两相邻叶轮应相互垂直设置；g.每根搅拌轴上桨板总面积宜为水流截面积的10%～20%，不宜超过25%，每块桨板的宽度为桨板长的1/15～1/10，一般采用10～30cm；h.必须注意不要产生水流短路，垂直轴式的应设置固定挡板；i.为了适应水量、水质和药剂品种的变化，宜采用无级变速的传动装置；j.絮凝池深度按照水厂标高系统布置确定，一般为3～4m；k.全部搅拌轴及叶轮等机械设备，均应考虑防腐。
2.2.4.3 絮凝池比较
不同形式絮凝池比较如表1-2-2所列。表1-2-2 不同形式絮凝池比较
絮凝池的选择应考虑：a.絮凝池形式的选择和设计参数的采用，应根据净水厂工艺平面及竖向布置、原水水量水质情况、出水水质要求和相似条件下的运行经验或通过试验确定；b.在絮凝过程中速度梯度G或絮凝流速应逐渐由大到小，絮凝池的平均速度梯度G一般在30-145～60s，GT值达10～10，以保证絮凝过程的充分与完善；c.絮凝池要有足够的絮凝时间，一般在5～30min；d.絮凝池应尽量与沉淀池合并建造，避免用管渠连接，如确需用管渠连接时，管渠中的流速应小于0.15m/s，并避免流速突然升高或水头跌落；e.为避免已形成絮体的破碎，絮凝池出水穿孔墙的过孔流速宜小于0.1m/s；f.应避免絮体在絮凝池中沉淀，必要时采取相应的排泥措施。2.2.5 沉淀（1）工艺主要功能 沉淀是将混凝形成的絮体利用重力沉降作用从水中去除的过程，沉淀是水处理工艺中泥水分离的重要环节，其运行状况直接影响滤池的过滤效果，影响出水水质指标。
沉淀可分为一般沉淀和浅层沉淀。沉淀池主要有平流沉淀池、斜管（斜板）沉淀池和辐流式沉淀池。（2）工艺主要类型 沉淀池形式按水流方向一般分平流式、竖流式和辐流式。每种沉淀池均包含五个区，即进水区、沉淀区、缓冲区、污泥区和出水区。
竖流式沉淀池的优点有排泥方便，管理简单，占地面积较小；但池子深度大，施工困难；对冲击负荷和温度变化的适应能力较差；池径不宜过大，否则布水不匀。适用于小型污水处理厂。直径与有效水深的比值应不大于3.0，池直径不宜大于8m，目前最大的比值达10m，中心管内流速应不大于30mm/s，中心管下口应设喇叭口及反射板，板底面距泥斗内泥面不小于0.3m，运行时利用水位差进行定期排泥，排泥管下端距池底不大于0.2m，管上端超出水面不小于0.4m。
辐流式沉淀池多为机械排泥，运行可靠，管理较简单；排泥设备已定型化。机械排泥设备复杂，对施工质量要求高。适用于大、中型污水处理厂。辐流式沉淀池通常使用周边进水、周边出水的形式，目前也有较少采用周边进水、中心出水的形式。直径与有效水深的比值宜为6～12，刮泥机的刮泥板其外缘的线速度不宜大于3m/min。通常采用矩形池桁车刮泥机和圆形池周边转动刮泥机。
2.2.5.1 平流沉淀池
平流沉淀池是水沿水平方向流动的狭长形沉淀池，具有沉淀效果好、对冲击负荷和温度变化的适应能力较强、施工简易、平面布置紧凑、排泥设备已趋定型等优点。与此同时，也有配水不易均匀；采用多斗排泥时，每个泥斗需单独设排泥管各自排泥，操作量大；采用机械排泥时，设备复杂，对施工质量要求高等不足。适用于大、中、小型净水厂。
其主要设计参数为水平流速、沉淀时间、池深、池宽、长宽比、长深比等。平流沉淀池的长度仅取决于停留时间和水平流速，而与处理规模无关，当水量增大时，仅需增加池宽即可。（1）设计要点
① 池数一般不少于2个，沉淀时间一般为1.5～3.0h。
② 沉淀池内平均水平流速一般为10～25mm/s，水流应避免过多转折。32
③ 表面水力负荷为1.5～3.0m/（m·h）。
④ 有效水深一般为3.0～3.5m，超高一般为0.3～0.5m。
⑤ 池的长宽比应不小于4∶1，每格宽度或导流墙间距一般采用3～8m，最大为15m。当采用虹吸式或泵吸式桁车机械排泥时，池子分格宽度还应结合机械桁车的宽度。
⑥ 池的长深比应不小于10∶1，采用吸泥机排泥时池底为平坡。
⑦ 泄空时间一般超过6h。
⑧ 采用机械刮泥，刮泥机的行走速度为0.6～0.9m/min。
⑨ 出水堰的最大负荷不宜大于2.9L/（m·s）。（2）计算公式
池长：L=3.6vT
池平面积：
池宽：
弗劳德数计算：
雷诺数：
式中，v为池内平均水平流速，mm/s；T为沉淀时间，h；Q为设3计水量，m/h；H为有效水深，m；β为池长宽比；R为水力半径，32m/h；ω为水流断面积，cm；ρ为湿周，cm；g为重力加速度，cm/2s；ν为水的运动黏度。（3）常用设备功能类型 主要设备为穿孔管结合快开排泥阀、虹吸式吸泥机和泵吸式桁车机械排泥机。
2.2.5.2 斜管（板）沉淀池
根据沉淀原理，在一定流量Q和一定颗粒沉降速度U的条件下，o沉淀效率E与池子的平面面积A成正比，即E=UA/Q。将池子在高度o上分成N个间隔，使池子平面面积加大，沉淀时间缩短，提高沉淀效率。
结合排泥的需要，斜板沉淀池在池子中加入斜板，加大了水池过水面积和湿周，同时减少了水力半径，在同样的水平流速条件下降低了雷诺数，减少了水的紊动，沉淀效果好。
斜管沉淀池是在沉淀池内安装许多间隔较小的平行倾斜管的沉淀池，斜管沉淀池与斜板沉淀池的沉淀原理相同，在水力条件上，斜管比斜板水力半径小，因而雷诺数更低，沉淀效果更显著。斜管沉淀池池容小，节省占地面积，被国内外众多水厂采用并积累了大量的运行和管理经验。其问题是维护管理较复杂，斜管斜板需要定期清理和更换。斜板和斜管沉淀池因沉淀时间短，故在运转中遇到水量、水质变化时应加强注意和管理。采用此类沉淀池还应注意絮凝的完善和排泥的合理布置等。（1）斜板沉淀池设计要点
① 斜板沉淀池水流方向主要有上向流、侧向流及下向流（同向流）三种。
② 斜板沉淀池设计颗粒沉降速度μ，液面负荷宜通过试验或参照相似条件下的水厂运行经验确定，设计颗粒沉降速度可采用0.16～320.3mm/s，液面负荷可采用6.0～12m/（m·h），低温低浊水宜采用下限值。
③ 倾角θ：根据斜板材料和颗粒情况而异，一般为了排泥方便常用倾角60°。
④ 板距P：即两块斜板间的间距，侧向流斜板P一般采用80～100mm；单层斜板板长不宜大于1.0m。
⑤ 板内流速v：上向流时根据表面负荷计算；侧向流时可参考相当于平流式沉淀池的水平流速，一般为10～20mm/s；下向流时，可根据下向表面负荷计算。
⑥ 在侧向流斜板的池内，为了防止水流不经斜板部分通过，应设置阻流墙，斜板顶部应高出水面。
⑦ 为了使水流均匀分配和收集，侧向流斜板沉淀池的进、出口应设置整流墙。进口处整流墙的开孔率应使过孔流速不大于絮凝池出口流速，以免絮体破碎。
⑧ 排泥设备一般采用穿孔管或机械排泥，穿孔管排泥的设计与一般沉淀池的穿孔管排泥相同。（2）斜管工艺设计要点
① 斜管断面一般采用蜂窝六角形，其内径一般采用25～35mm。
② 斜管管径为30～40mm，斜管长度一般为1000mm左右，水平倾角θ常采用60°。
③ 斜管上部的清水区高度不宜小于1.0m，较高的清水区有助于出水均匀和减少日照影响及藻类繁殖。
④ 斜管下部的布水区高度不宜小于1.5m。为使布水均匀，在沉淀池进口处应设穿孔墙或格栅等整流措置。
⑤ 积泥区高度应根据沉泥量、沉泥浓缩程度和排泥方式等确定。排泥设备同平流沉淀池，可采用穿孔排泥或机械排泥等。
⑥ 斜管沉淀池的出水系统应使池子的出水均匀，可采用穿孔管或穿孔集水槽等集水。
⑦ 斜管沉淀区液面负荷应按相似条件下的运行经验确定，可采32用5.0～9.0m/（m·h）。（3）主要计算公式2
式中，A为斜板水平投影面积的总和，m；Q为进入沉淀池的水f3量，m/s；η为有效系数；μ为颗粒沉降速度，m/s。2
式中，A'为斜板实际总面积，m；θ为斜板倾斜角度，（°）。f
式中，l为斜板斜长，m；h为斜板安装高度，m；B为池宽，m；v为板内流速，m/s。
式中，P为水平板距，m；N为斜板间隔数；L为斜板组合全长（相当于池长），m。H=h+h+h+h123
式中，h为积泥高度（泥斗高度），m；h为配水渠高度，m；H12为沉淀池总高度，m；h为保护高度，m。3
复核：
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