自来水厂水处理工艺
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水是生命的源泉,人类的起源缘于水。人体百分之九十以上由水组成,细胞的不断更新、生命的新陈代谢都离不开水的滋养。可因自然因素和人为因素,原水中含有各种各样的杂质,不能直接被人体饮用或参与工业生产。而城市的自来水厂存在的意义就是除去这些可能会给人体或工业生产带来危害的成分,使净化后的水能满足工业的生产和人类的需要。
现在就让小观察来带你了解一下自来水是如何产生的吧。
自来水的生产流程为:
·首先由一级泵站把水从江河湖泊抽取到水厂(不同的地区取水口不同,水源直接影响着一个地区的饮水质量);
·水经过混凝、沉淀、过滤、和消毒处理后,由二级泵站高压输入自来水管道,一般主管道使用预应力砼管、钢管、PE管、球墨铸铁管等管材;
·水最终分流到用户水龙头。整个过程要经过多次水质化验,有的地方需经过二次加压、二次消毒才能进入用户家庭。
自来水厂的水处理常规工艺为混凝、沉淀、过滤和消毒。下面小观察将逐一为大家介绍这四种常规处理工艺,最后还会简要的介绍一下自来水厂的深度处理工艺。
01常规处理——混凝
原水经取水泵房提升后,首先经过混凝工艺处理,即:原水 + 水处理剂 → 混合 → 反应 → 矾花水 自药剂与水均匀混合起直到大颗粒絮凝体形成为止,整个称混凝过程。常用的水处理剂有聚合氯化铝、硫酸铝、三氯化铁等。
混合过程要求在加药后迅速完成。混合的目的是通过水力、机械的剧烈搅拌,使药剂迅速均匀地散于水中。经混凝反应处理过的水通过道管流入沉淀池,进入净水第二阶段。
(加入混凝剂→混凝剂形成沉淀物,带走杂质→混凝剂和杂质沉降到底部)
02常规处理——沉淀
混凝阶段形成的絮状体依靠重力作用从水中分离出来的过程称为沉淀,这个过程在沉淀池中进行。水流入沉淀区后,沿水区整个截面进行分配,进入沉淀区,然后缓慢地流向出口区。水中的颗粒沉于池底,污泥不断堆积并浓缩,定期排出池外。
(颗粒物在水中悬浮→颗粒物沉淀至底部)
03常规处理——沉淀
过滤一般是指以石英砂等有空隙的粒状滤料层通过黏附作用截留水中悬浮颗粒,从而进一步除去水中细小悬浮杂质、有机物、细菌、病毒等,使水澄清的过程。
由于截留下来的污物会停留在滤层上,长久不清洗滤层的话,截留的微生物会大量繁殖,污物也会越积越多,从而造成滤层的二次污染,影响出水水质,因此要定期对滤层进行冲洗效果较好的反冲洗。
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在山田贤次(日本)所著的《建筑物内优质水——安全可口的饮用水》一书中的结论中特别强调“为了解决由活性炭等吸附装置及膜处理生成的微生物及其反之问题,应设置反冲装置定期反冲。”
(滤池的过滤和反冲洗过程)
04常规处理——消毒
水经过滤后,浊度进一步降低,同时亦使残留细菌、病毒等失去浑浊物保护或依附,为滤后消毒创造良好条件。消毒并非把微生物全部消灭,只要求消灭致病微生物。
虽然水经混凝、沉淀和过滤,可以除去大多数细菌和病毒,但消毒则起了保证饮用达到饮用水细菌学指标的作用,同时它使城市水管末梢保持一定余氯量,以控制细菌繁殖且预防污染。
消毒的加氯量(液氯)在1.0-2.5g/m3之间。主要是通过氯与水反应生成的次氯酸在细菌内部起氧化作用,破坏细菌的酶系统而使细菌死亡。消毒后的水由清水池经送水泵房提升达到一定的水压,在通过输、配水管网送给千家万户。
05——深度处理
饮用水深度处理是指在传统的混凝、沉淀、过滤和消毒四步法工艺的基础上,为了提高饮用水的质量,对饮用水中大分子有机物进行的处理。常用的饮用水深度处理工艺有臭氧-活性碳技术、膜分离技术、生物活性碳技术、吹脱技术等。
20世纪初,为去除水中的致病微生物,形成了常规的四步法水处理工艺。面对工业快速发展带来的有机物污染,深度处理工艺应运而生
20世纪60年代,加拿大的索里拉金发明了反渗透膜,阿波罗号登月时,宇航员就用反渗透膜将尿液变为水来喝。
1990年代中后期,处于太湖流域末端的嘉兴因水源水质日益恶化,清华大学、同济大学、上海市政设计总院等一批专家经过几年的工艺研究和试运行,
2004年初,耗资5600万,嘉兴在国内供水行业率先上马了供水深度处理工艺。随之,北京、昆山、上海、济南等地水厂陆续上马臭氧-活性炭处理工艺。
2006年,全球使用膜处理的饮用水达到800万吨,较十年前膜工艺刚刚进入净水行业时翻了40倍。
2012年7月1日,《生活饮用水卫生标准》全部指标强制执行。但中国四千多家城镇水厂中,90%以上仍“顽固”地保留着老工艺,国内采用臭氧-活性炭或膜处理工艺等深度处理工艺的水厂屈指可数。中国的净水行业正处在从常规处理到深度处理的转变之中。