集中式給水知識(shí)介紹p

1、PAGE PAGE 17 HYPERLINK /forum/detail2004906_1.html 集中式給水知識(shí)介紹 生活飲用水的給水方式有兩種，即集中式給水和分散式給水。集中式給水通常稱“自來水”，是指由水源集中取水，然后對(duì)水進(jìn)行凈化和消毒，并通過輸水管和配水管網(wǎng)送到給水站和用戶。分散式給水，是指居民分散地直接從水源取水。 集中式給水適用于城鎮(zhèn)和有相當(dāng)數(shù)量人口的集體單位或農(nóng)村居民點(diǎn)。其優(yōu)點(diǎn)是：有利于水源選擇和防護(hù)，較易保證水質(zhì)，用水方便，便于監(jiān)督。但水質(zhì)如受污染，危害面亦廣。一、水源選擇選擇水源時(shí)，應(yīng)綜合考慮下列四項(xiàng)原則。(一)水量充足水源水量，應(yīng)能滿足城鎮(zhèn)或居民點(diǎn)的設(shè)計(jì)總用水量，并考慮

2、到近期和遠(yuǎn)期的發(fā)展。選用地面水時(shí)，要求90、97保證率的枯水流量大于設(shè)計(jì)總用水量。一般而言，城市越大，要求保證率越高。(二)水質(zhì)良好水源水質(zhì)應(yīng)符合下列要求：1.只經(jīng)氯消毒即供飲用者，原水總大腸菌群不應(yīng)超過1000個(gè)l;同時(shí)進(jìn)行沉淀，過濾和氯消毒者，則不應(yīng)超過10000個(gè)L。2水源水的感官性狀和一般化學(xué)指標(biāo)經(jīng)凈化處理后，應(yīng)符合飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的要求.3水源水的毒理學(xué)和放射性指標(biāo)，必須直接符合飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的要求。4高氟區(qū)或地甲病(碘缺乏病)病區(qū)，應(yīng)分別選用含氟、含碘適宜的水源水。5.水源水中如含有飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)中未列入的有害物質(zhì)，其含量應(yīng)不超過地面水中按感官或毒理作為限制指標(biāo)而制訂的最高容許濃度。

3、(三)便于防護(hù)宜優(yōu)先考慮地下水。選用地面水時(shí)，應(yīng)將取水點(diǎn)設(shè)在城鎮(zhèn)和工業(yè)企業(yè)的上游。(四)技術(shù)經(jīng)濟(jì)上合理二、取水點(diǎn)和取水設(shè)備(一)地面水的取水點(diǎn)和取水設(shè)備1.取水點(diǎn)的位置除需符合工程和航運(yùn)等要求外，應(yīng)考慮水量、水質(zhì)和防護(hù)等條件。2.取水設(shè)備有以下兩類：(1)固定式取水構(gòu)筑物：常用的有岸邊式和河床式?？筛鶕?jù)河岸地形和岸邊水流深淺等條件選用。(2)活動(dòng)式取水構(gòu)筑物：常用的有纜車式和浮船式。前者適用于水位漲落幅度大，河岸有適宜坡度，河床較穩(wěn)定的地點(diǎn)；后者尚需有較好的停泊條件。(二)地下水取水點(diǎn)和取水設(shè)備1.取水點(diǎn)的位置地下水埋藏愈深，含水層上面的不透水層愈厚，給養(yǎng)區(qū)愈遠(yuǎn)，在衛(wèi)生上愈宜作取水點(diǎn)；當(dāng)深層地

4、下水的覆蓋層為裂隙地層，或取用淺層地下水時(shí)，取水點(diǎn)應(yīng)在污染源上游；此外，應(yīng)考慮技術(shù)上方便的地點(diǎn)。2取水設(shè)備管井：又名機(jī)井或鉆孔井。管井可采取各層地下水，故應(yīng)用廣。大口井:適用于地下水埋藏較淺，含水層薄和不宜打管井的地點(diǎn)。三、水質(zhì)處理水源水往往不能滿足飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的要求，因而需進(jìn)行處理。地面水的常規(guī)處理是：混凝沉淀(或澄清)一過濾一消毒。地下水如水質(zhì)較好，僅需消毒處理。但如原水有臭、味，或含有過量鐵、錳、氟時(shí)，則需特殊處理。當(dāng)前有的地區(qū)，有機(jī)污染和重金屬污染相當(dāng)嚴(yán)重，而現(xiàn)行常規(guī)處理往往難以有效地解決這類問題。為此，有時(shí)尚需增加預(yù)處理或深度處理。前者如用臭氧預(yù)氧化，生物氧化法(對(duì)有機(jī)物而言)；后

5、者如用活性炭或生物活性炭吸附。但這些技術(shù)在我國目前尚難廣泛應(yīng)用。(一)混凝沉淀天然水中的細(xì)小懸浮物，特別是膠體微粒，是使水渾濁的主要根源；同時(shí)，它們又難以用自然沉淀的方法加以去除。因此，需加混凝劑進(jìn)行混凝沉淀。1混凝原理主要有三：(1)壓縮雙電層作用：吸附層和擴(kuò)散層，合稱雙電層。雙電層中正離子濃度由內(nèi)向外逐漸降低，最后與水中的正離子濃度大致相等。因此雙電層有一定的厚度。如向水中加入大量電解質(zhì)，則其正離子就會(huì)擠入擴(kuò)散層而使之變??；進(jìn)而擠入吸附層，使膠核表面的負(fù)電性降低。這種作用稱壓縮雙電層。當(dāng)雙電層被壓縮，顆粒間的靜電斥能就會(huì)降低。當(dāng)降至小于顆粒布朗運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能時(shí)，顆粒就能相互吸附凝聚。凝聚顆粒在

6、水的紊流中彼此易碰撞吸附，形成絮凝體(亦稱絨體或礬花)。絮凝體具有強(qiáng)大吸附力，不僅能吸附懸浮物，還能吸附部分細(xì)菌和溶解性物質(zhì)。絮凝體通過吸附，體積增大而下沉。投加電解質(zhì)也可壓縮親水膠體(如腐殖質(zhì)、蛋白質(zhì))的水膜，但主要是電解質(zhì)離子奪走了親水膠體的水膜，從而使膠核相互凝聚。正離子壓縮雙電層的能力隨價(jià)數(shù)增加而提高。但即使是3價(jià)離子，仍需較高濃度才能使膠粒凝聚，特別對(duì)親水膠體，則更如此。(2)電中和作用：以上是同種膠粒間的凝聚。而電中和作用，是指混凝劑在水中形成帶正電的膠粒，它們能和水中帶負(fù)電的膠粒相互吸引，從而使彼此的電性中和而凝聚。為此，要求兩者的電荷量要大致相等。(3)吸附架橋作用：一些呈線型

7、結(jié)構(gòu)的高分子混凝劑，以及金屬鹽類混凝劑在水中形成線型高聚物后，均能強(qiáng)烈吸附膠體微粒。當(dāng)吸附的微粒增多時(shí)，上述線型分子會(huì)彎曲變形和成網(wǎng)，從而起到橋的作用，使微粒間的距離縮短而相互粘結(jié)，逐漸形成粗大的絮凝體。上述三種作用所引起的凝聚和絮凝，總稱混凝。現(xiàn)以硫酸鋁為例，說明這些作用的意義。Al2(SO4)318H20溶于水后，即離解出Al(H2O)63+。后者通過水解形成單核羥基絡(luò)合物，最終生成水合氫氧化鋁沉淀.為使上述反應(yīng)進(jìn)行，水中應(yīng)有足夠的堿度，以中和H+。如水的pH4，水解受抑制；如pH85，水合氫氧化鋁會(huì)進(jìn)一步水解成Al(OH)4(H2O)2-。而溶解。因此，用硫酸鋁作混凝劑時(shí)，水的有效pH約

8、在5-8之間。上述水解產(chǎn)物能縮聚成多核羥基組合物,同時(shí)，多核經(jīng)基絡(luò)合物又會(huì)水解.因此，水解和縮聚反應(yīng)交錯(cuò)進(jìn)行，產(chǎn)物相當(dāng)復(fù)雜；且隨水的pH變化而變化。但一般地說，pH較低時(shí)，以高電荷低聚合度的產(chǎn)物為主，因而側(cè)重于電中和和壓縮雙電層作用。研究表明，此時(shí)有利于消除水膜，但所需混凝劑量大。因此，為去除腐殖質(zhì)等有機(jī)物及其色度，應(yīng)控制水的pH在5左右。pH較高時(shí)，以低電荷高聚合度的產(chǎn)物為主，因而側(cè)重于吸附架橋作用，此時(shí)有利于去除負(fù)電荷不高的粘土膠體。2混凝劑和助凝劑(1)混凝劑：有金屬鹽類和高分子兩類混凝劑。前者如硫酸鋁、三氯化鐵和硫酸亞鐵；后者如聚合氯化鋁和聚丙烯酰胺等。硫酸鋁：有精、粗兩種產(chǎn)品，分別為

9、白色和灰白色結(jié)晶。操作液常用10-20的濃度。明礬A12(SO4)3K2SO4.24H20的作用仍是A12(S04)3成分。硫酸鋁，腐蝕性小，使用方便，效果好，且對(duì)水質(zhì)無不良影響。但水溫低時(shí)，絮凝體形成慢而松散，效果不如鐵鹽；粗制品使用麻煩。三氯化鐵(FeCl3.6H20)：是具有金屬光澤的黑褐色結(jié)晶，易溶于水，含雜質(zhì)少。操作液濃度宜高，可達(dá)45。三氯化鐵，適應(yīng)的pH范圍較廣(5-9)，絮凝體大而緊密，對(duì)低溫，低濁水的效果較鋁鹽好。但易潮解，溶液的腐蝕性極強(qiáng)。硫酸亞鐵(FeS047H20)：又稱綠礬，是綠色半透明結(jié)晶。20時(shí)的溶解度為21。亞鐵的混凝效果差。因此，應(yīng)先將亞鐵氧化成三價(jià)鐵6FeS

10、04十3C122Fe2(S04)3十2FeCl3聚合氯化鋁：化學(xué)式有多種。我國常用的是聚合氯化鋁和堿式氯化鋁。在硫酸鋁的使用中，因水質(zhì)條件復(fù)雜，不可能控制它的水解聚合物的形態(tài)。聚合氯化鋁正是針對(duì)這一問題經(jīng)研制而成的人工合成品。堿式氯化鋁產(chǎn)品的要求是：外觀為灰褐色至灰白色液體;比重20CO時(shí)大于1.2;含A1203在10以上；堿化度在5080之間；pH為3。5-45；不溶物小于10。其中堿化度(B)以下式表示：BOH3A1100。堿化度高，有利于吸附架橋；但過高，易生成沉淀。聚合氯化鋁(包括堿式氯化鋁)，腐蝕性小，適應(yīng)的pH范圍較寬(5、9)；絮凝體形成快而緊密，對(duì)低溫、低濁以及高濁、高色水的效

11、果均好，成本較低。但產(chǎn)品多為土法生產(chǎn)，質(zhì)量不易得到保證。聚丙烯酰胺：它是一種非離子型聚合物，具有吸附架橋作用。聚丙烯酰胺加堿水解，可形成陰離子型聚合物;上述水解產(chǎn)物因分子內(nèi)同號(hào)電荷相斥，使聚合物鏈條保持伸展?fàn)顟B(tài)，較未水解前更有利于吸附架橋。但如水解度過高，帶電性過強(qiáng),則將阻礙對(duì)粘土膠體的絮凝。聚丙烯酞胺作助凝劑使用時(shí)，如原水濁度低，宜先加其他混凝劑，使膠粒脫穩(wěn)到一定程度(約半分鐘)后，再加聚丙烯酰胺溶液，可更好地發(fā)揮后者的作用；如原水濁度高，宜先加聚丙烯酰胺，使它先吸附部分膠粒，以節(jié)省其他混凝劑用量，聚丙烯酰胺常含有微量未聚合的單體，其毒性甚高。因而建議：飲水中丙烯酰胺的濃度，經(jīng)常使用(每年1

12、月以上)時(shí)不應(yīng)超過0.01mgL;非經(jīng)常使用時(shí)，不應(yīng)超過01mgL。聚丙烯酰胺對(duì)高濁、低濁水的效果均優(yōu)，但較貴，且產(chǎn)品中單體含量不易達(dá)到要求。(2)助凝劑：助凝劑的作用，一是調(diào)節(jié)或改善混凝條件。如原水堿度不足，可加石灰：用氯將亞鐵氧化成高鐵。二是改善絮凝體結(jié)構(gòu)。如鋁鹽產(chǎn)生的絮凝體細(xì)小而松散時(shí)，可用聚丙烯酰胺或活性硅酸等助凝。3影響混凝的因素主要有：(1)水中顆粒的性質(zhì)和含量；(2)水中荷電的溶解性有機(jī)物和離子的成分及其含量；(3)水溫；(4)水的pH和堿度；(5)混凝劑的品種、質(zhì)量和用量；(6)混凝劑的投加法、攪拌強(qiáng)度和反應(yīng)時(shí)間(詳后)。由于影響因素多，故需通過混凝試驗(yàn)以選擇混凝劑品種、最佳p

13、H和投藥量。4混凝設(shè)備(1)混凝劑的投加系統(tǒng)：目前大多用濕式投藥，即先在溶解池內(nèi)將混凝劑溶解：然后用耐酸泵將藥液抽至溶液池，在此配成一定濃度的操作液；再通過計(jì)量設(shè)備進(jìn)行定量投藥。計(jì)量設(shè)備有多種。較簡單的是孔口計(jì)量投藥箱。它由恒位水箱及其出液管末端的苗嘴組成。因水壓恒定，故更換不同口徑的苗嘴可準(zhǔn)確調(diào)節(jié)投藥量。投藥與混合：投藥后要求急速混勻，以便為形成凝聚顆粒創(chuàng)造條件。為此，常用以下投藥方式：泵前投藥，利用水泵混合。此法簡單，效果好。但FeCl3會(huì)腐蝕葉輪；泵站離水廠遠(yuǎn)時(shí)，會(huì)在輸水管內(nèi)形成絮凝體。水射器投藥：利用高壓水通過噴咀和喉管產(chǎn)生的吸力將藥液吸入而混合。對(duì)投藥系統(tǒng)的要求是：防腐性能好，計(jì)量準(zhǔn)

14、確，可以調(diào)節(jié)藥量，且簡便可靠.(2)反應(yīng)設(shè)備其作用是使凝聚顆粒凝結(jié)成沉淀性能良好的絮凝體。為此，要求水流有適當(dāng)?shù)牧魉俸臀闪?，以利顆粒的相互碰撞，并可防止絮凝體過早沉淀，但流速過快、紊流過強(qiáng)，會(huì)使已形成的絮凝體破碎。由于絮凝體是逐漸長大的，所以反應(yīng)設(shè)備內(nèi)的流速和紊流應(yīng)逐漸降低、減弱。反應(yīng)的時(shí)間要適當(dāng)。時(shí)間過短，絮凝作用不充分；過長，絮凝體會(huì)下沉，而反應(yīng)設(shè)備是不容許沉淀物積存的。反應(yīng)設(shè)備有水力攪拌和機(jī)械攪拌兩類。后者一般按水流方向設(shè)3-4臺(tái)軸式攪拌機(jī)，前后每兩臺(tái)機(jī)間都設(shè)有導(dǎo)流墻。5沉淀設(shè)備其作用是去除反應(yīng)后的絮凝體?？偟囊笫牵毫魉俨贿^快，水流平穩(wěn)而均勻，有足夠的沉淀時(shí)間，能及時(shí)而有效地排泥，出水

15、濁度一般不大于10度。(1)平流式沉淀池：反應(yīng)后的水由池的穿孔花墻流入沉淀區(qū)，然后沿水平方向流向出水端的溢流堰或穿孔槽。沉淀區(qū)的有效水深一般為3-35m；流速10-25mms；沉淀時(shí)間l-3小時(shí)。池的寬度過大時(shí)，應(yīng)設(shè)縱向?qū)Я鲏Ψ指?，使每格寬度?-9m內(nèi)。平流式沉淀池，構(gòu)造簡單，操作方便，效果穩(wěn)定。但占地面積大；不采用機(jī)械排泥時(shí)，排泥較困難。(2)斜板和斜管沉淀池：沉淀池愈淺，絮凝體沉至底部的時(shí)問愈短，這就是淺池理論。但因排泥困難，這一理論未獲實(shí)際應(yīng)用。為此，有人在沉淀池內(nèi)設(shè)置了傾斜50-60。和間距100mm的一系列隔板，構(gòu)成斜板沉淀池。結(jié)果，既克服了排泥問題，又因板間距離小(側(cè)向流為50-

16、150mm，下向流為35mm)，水流特別穩(wěn)定，沉淀效率大為提高。斜管沉淀池的原理與斜板沉淀池相同，只是用六角形蜂窩斜管代替斜板，從而使水力條件更好。斜板和斜管沉淀池，沉淀效率高，故宜用于已有沉淀池和澄清池的挖潛。但對(duì)原水濁度的適應(yīng)性較平流沉淀池差，塑料板(管)老化后需更換。6澄清澄清池的特點(diǎn)：一是利用積聚的泥渣與水中脫穩(wěn)顆粒相互接觸、吸附，因而充分利用了泥渣的絮凝活性；二是將混合、反應(yīng)和泥水分離等放在同一池內(nèi)完成。澄清池的類型很多，大體可分為泥渣循環(huán)型和泥渣懸浮型兩類。現(xiàn)各舉一例如下：(1)加速澄清池：加混凝劑后的水，由進(jìn)水管流經(jīng)環(huán)形配水槽至第一反應(yīng)池。在此，受提升葉輪槳攪拌，與數(shù)倍于進(jìn)水量的

17、回流活性泥渣混合，完成初步反應(yīng)。然后，被提升至第二反應(yīng)室繼續(xù)反應(yīng)。反應(yīng)后的水經(jīng)導(dǎo)流室進(jìn)入分離室。在分離室內(nèi)，泥渣下沉，清水經(jīng)集水管流出。下沉的泥渣，大部分經(jīng)回流縫流入第一反應(yīng)池；其余進(jìn)入集泥斗濃集。加速澄清池可調(diào)控泥渣回流量，對(duì)水量、水質(zhì)和水溫變化的適應(yīng)性強(qiáng)。但需機(jī)械設(shè)備。(2)脈沖澄清池脈沖發(fā)生器有多種形式，多為真空泵式脈沖澄清池。由于真空泵造成進(jìn)水室真空，使加藥后的原水進(jìn)入進(jìn)水室；當(dāng)進(jìn)水室達(dá)到最高水位時(shí)，進(jìn)氣閥自動(dòng)開啟，使進(jìn)水室通大氣；此時(shí)進(jìn)水室即迅速放水；當(dāng)水位下降至最低水位時(shí)，進(jìn)氣閥自動(dòng)關(guān)閉，真空泵自動(dòng)開啟，使進(jìn)水室再次造成真空。如此反復(fù)進(jìn)行脈沖式放水。原水由進(jìn)水室放出后，從配水支管的

18、孔口高速噴出，在穩(wěn)流板下進(jìn)行混合和初步反應(yīng)。然后通過穩(wěn)流板整流，進(jìn)入懸浮泥渣區(qū)，懸浮泥渣層在脈沖水流作用下，時(shí)而膨脹，時(shí)而收縮，使顆粒既保持懸浮狀態(tài)，又能相互碰撞絮凝。因而顆粒被截留，清水則經(jīng)清水區(qū)由集水槽引出。真空式脈沖澄清池，工作可靠，易于調(diào)節(jié)，但真空設(shè)備較復(fù)雜，噪聲大。(二)過濾過濾是指渾水通過石英砂等濾料層以截留水中懸浮雜質(zhì)和微生物等的凈水過程。濾池通常設(shè)在沉淀池或澄清池之后。目的是使濾后水的濁度達(dá)到水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的要求。水經(jīng)過濾后，殘留的細(xì)菌、病毒失去了懸浮物的保護(hù)作用，從而為濾后消毒創(chuàng)造了條件。所以，在以地面水為水源的飲用水凈化中，有時(shí)可省去沉淀或澄清，但過濾是不可缺少的。過濾的凈水原理

19、，主要有二：篩除作用：水通過濾料時(shí)，比濾層孔隙大的顆粒被截留；隨后，濾層孔隙逐漸變小，較小的顆粒也被截留。接觸凝聚作用；未被沉淀去除的細(xì)小絮凝體或脫穩(wěn)顆粒，因與濾料接觸而被吸附;濾料吸附絮凝體后，其吸附作用進(jìn)一步增強(qiáng)。濾池于作可分三期：成熟期：此時(shí)濾料很清潔,過濾效果不高，常需降低濾速或?qū)嵭谐鯙V排水；過濾期：此時(shí)濾料表面已有濾膜，凈水效果良好；清洗期:在過濾過程中，濾層孔隙不斷減小，水流阻力越來越大，終因產(chǎn)水量大減，或出水水質(zhì)欠佳，而需停止過濾，沖洗濾料。以上三期即為濾池的工作周期。過濾的凈水效率，取決于進(jìn)水水質(zhì)、濾料粒徑、濾料層厚度、濾池構(gòu)造、濾速和管理等因素。濾速是指每小時(shí)通過單位濾池面積

20、的水量(mh)。濾速越大，雜質(zhì)在濾層中穿透越深。但濾速過大會(huì)影響濾后水質(zhì)。對(duì)濾料的要求是：具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度；不惡化水質(zhì)；有一定的顆粒級(jí)配；經(jīng)濟(jì)易得。濾料顆粒級(jí)配，是指不同大小的濾料粒徑所占的比例。如以普通快濾池為例，石英砂(如河沙)的顆粒級(jí)配，一般規(guī)定其最大粒徑為12mm，最小粒徑為05mm，不均勻系數(shù)K80D80/D10=2。式中D80和D10，是指在篩分析曲線中，按重量計(jì)分別有的80和10的濾料通過的篩孔直徑。D10稱有效直徑，要求為05-06mm。濾池型式，常用的有以下幾種：1普通快濾池平面為方形或圓形，過濾時(shí)，進(jìn)水由分配渠流入排水槽；然后均勻地分布于濾池表面，再通過濾料層和承托層；最

21、后由濾管系統(tǒng)收集后經(jīng)清水管排出。洗砂時(shí)，清水通過濾管系統(tǒng)由下向上反沖洗，使砂層膨脹浮起，砂粒相互摩擦，洗下污泥;污水由配水、排水槽流至分配渠；最后由洗池污水渠排出。普通快濾池的濾料層厚度為700mm。接觸濾料層的池壁，其水泥抹面應(yīng)拉毛.濾料層上面的水深為15-20m。濾速一般為8-10mh?？鞛V池至少應(yīng)有兩個(gè)。每個(gè)濾池面積一般不大于100m2。因此，大水廠常有多個(gè)濾池。快濾池運(yùn)行可靠，并可通過降低濾速改善出水水質(zhì)。2，雙層和三層濾料濾池雙層濾料濾池，是在石英砂層上面再加一層粒徑較大、比重較小的無煙煤濾料。因無煙煤層的孔隙大，故截泥能力較快濾池高。雙層濾料的級(jí)配和組成：無煙煤的最大和最小粒徑分別

22、為1.8和08mm，K802.0，濾料層厚300-400mm；石英砂的最大和最小粒徑為12和0.5mm，K8020，濾料層厚400mm。濾速一般為l0-14mh，在低溫低濁水地區(qū)，濾速應(yīng)適當(dāng)降低。三層濾料濾池，是在石英砂層下面再加一層重質(zhì)濾料，如磁鐵礦砂、鈦鐵礦砂等。因重質(zhì)濾料在防止雜質(zhì)穿透上有很大作用，故濾速可再提高(18-20mh)。但承托層的構(gòu)造應(yīng)作相應(yīng)改變。雙層和三層濾料濾池含泥量大，濾速高，但濾料選擇要求高，且易流失；同時(shí)，沖洗亦較困難，易積泥球。當(dāng)原水濁度較低，且水質(zhì)較好和穩(wěn)定時(shí)，可采用雙層或三層接觸濾池。即原水在加混凝劑和助凝劑后，直接經(jīng)濾池過濾。其優(yōu)點(diǎn)是：不需沉淀設(shè)備，混凝劑用

23、量省。但濾速低(5mh)，過濾周期短，并需根據(jù)原水和出水水質(zhì)隨時(shí)調(diào)節(jié)混凝劑用量。3虹吸濾池、無閥濾池和移動(dòng)沖洗罩濾池：這些濾池的凈水原理與普通快濾池相同。它們的共同優(yōu)點(diǎn)是，減少了閥門，并便于操作管理。但構(gòu)造復(fù)雜。(三)消毒為了使水質(zhì)符合細(xì)菌學(xué)標(biāo)準(zhǔn)，水經(jīng)過濾后還必須消毒。某些地下水可不經(jīng)凈化處理，但通常仍需消毒。飲水消毒劑的選擇，應(yīng)考慮以下因素：殺滅病原體的效果；控制和監(jiān)測(cè)的難易；剩余消毒劑的有無；對(duì)水的感官性狀的影響；副產(chǎn)物對(duì)健康的影響，以及預(yù)防或消除的可能性；經(jīng)濟(jì)技術(shù)上的可行性。美國安全飲水委員會(huì)通過對(duì)12種消毒劑的評(píng)價(jià)后指出：氯、臭氧、二氧化氯和氯胺，是可供公共給水選擇的消毒劑；紫外線只適

24、用于單位供水。為了方便敘述，以下將氯胺消毒放在氯消毒項(xiàng)下一并介紹。1氯化消毒(氯消毒)氯在常溫下為黃綠色氣體，具強(qiáng)烈刺激性及特殊臭味，氧化能力很強(qiáng)。在6、7個(gè)大氣壓下，可變成液態(tài)氯，體積縮小457倍。液態(tài)氯灌入鋼瓶，有利于貯存和運(yùn)輸。除氯外，漂白粉Ca(ocl)Cl和漂粉精Ca(OCl)2等也能用于消毒。含氯化合物中，氯的價(jià)數(shù)大于一l者，稱為有效氯，具有殺菌作用。漂白粉含有效氯約為30，漂粉精約含60-70%。(1)氯消毒原理：氯溶于水后起下列反應(yīng)：C12十H20HOCl十H+十Cl-。HOCl=H+十Ocl-漂白粉在水中也能水解成次氯酸,氯的殺菌作用，主要是次氯酸體積小，不荷電，易穿過細(xì)胞壁

25、；同時(shí)，它又是一種強(qiáng)氧化劑，能損害細(xì)胞膜，使蛋白質(zhì)、RNA和DNA等物質(zhì)釋出，并影響多種酶系統(tǒng)(主要是磷酸葡萄糖脫氫酶的巰基被氧化破壞)，從而使細(xì)菌死亡。氯對(duì)病毒的作用，在于對(duì)核酸的致死性損害。上述反應(yīng)是可逆反應(yīng)，因而一氯胺和二氯胺的殺菌原理仍是次氯酸的作用，只是在次氯酸被消耗后，反應(yīng)才向左進(jìn)行；氯胺本身也有殺菌作用，但需較高的濃度和接觸時(shí)間。(2)影響氯消毒的因素：加氯量和接觸時(shí)間：加氯量除需滿足需氯量外，尚應(yīng)有一定量的剩余氯。需氯量是指因滅菌、氧化有機(jī)物和還原性無機(jī)物以及某些氯化反應(yīng)等所消耗的氯量。所需余氯量的多少，與余氯性質(zhì)有關(guān)。就游離性余氯而言(指HOCl和OCl)，則要求接觸30分鐘

26、后，有03-05mgL余氯；對(duì)于化合性余氯(指NH2Cl和NHCl2)，要求接觸1-2小時(shí)后，有1-2mgL。水的pH值：次氯酸是弱電解質(zhì)，其離解程度取決于水溫和水的pH值。在0和20下，不同pH值時(shí)HOCl和OCl-的比例?？梢?，當(dāng)pH值6o時(shí)，HOCl接近100；pH75時(shí)，HOCl和Ocl-大致相等；pH9十，Ocl-接近100。HOGI的殺菌效率約較Ocl-高80倍。因此，消毒時(shí)水的pH值不宜太高。用漂白粉消毒時(shí)，因同時(shí)產(chǎn)生Ca(OH)2，可使pH值升高。故當(dāng)漂白粉因保存不當(dāng)或放置過久而使有效氯含量降低時(shí)，消毒效果會(huì)受影響。二氯胺的殺菌效果較一氯胺高，三氯胺則幾乎無殺菌作用。它們之間的

27、生成量比例，取決于氨和氯的相對(duì)濃度、pH值和溫度等因素。一般而言，當(dāng)pH7時(shí)，一氯胺的生成量較多；pH70時(shí)，一氯胺和二氯胺近似相等；pH65時(shí)，主要為二氯胺；三氯胺只有當(dāng)pH4.4時(shí)才存在。因二氯胺很臭，故主要應(yīng)以一氯胺消毒。水溫：水溫高，殺菌效果好。水溫每提高10，病菌殺滅率約提高2、3倍水的渾濁度：懸游顆粒對(duì)消毒的影響，因顆粒性質(zhì)、微生物種類而不同。如粘土顆粒吸附微生物后，對(duì)消毒效果影響甚小，而糞尿中的細(xì)胞碎片、或污水中的有機(jī)顆粒與微生物結(jié)合后，會(huì)使后者獲得明顯的保護(hù)作用。病毒因體積小，表面積大，易被吸附成團(tuán)，因而顆粒對(duì)病毒的保護(hù)作用較細(xì)菌大。水中微生物的種類和數(shù)量：不同微生物對(duì)氯的耐受

28、性不盡相同。但概括地說，除腺病毒外，腸道病毒對(duì)氯的耐受性較腸道病原菌強(qiáng)。消毒往往不易達(dá)到100的殺滅效果，故常以99、999或9999的效果為參數(shù)由此可見，如消毒前水中細(xì)菌過多，則消毒后水中細(xì)菌數(shù)就不易達(dá)到衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的要求。(3)氯消毒方法：普通氯化消毒：是指水的需氯量較低，且基本無氨，用少量氯即可達(dá)到消毒目的的一種消毒法。此法產(chǎn)生的主要是游離性余氯，所需接觸時(shí)間短，效果可靠。但要求原水污染較輕，且基本無酚類物質(zhì)(否則會(huì)產(chǎn)生氯酚臭)；原水為地面水時(shí)，往往會(huì)使飲用水具有致突變性，以及含有三鹵甲烷。氯胺消毒法：本法相當(dāng)于前述加氯量控制在C點(diǎn)前的消毒，不同的只是人為地加氨(液氨、硫酸銨或氯化銨)。氨與

29、氯的比例應(yīng)通過試驗(yàn)確定，其范圍一般為1：3-1：6。與普通氯化消毒法相比，本法產(chǎn)生的三鹵甲烷明顯較低；消毒后的飲水，在Ames試驗(yàn)中其致突變性亦較弱；如先加氨后加氯，則可防止氯酚臭；如先加氯，消毒后再加氨，則可使管網(wǎng)末梢余氯得到保證。但本法的消毒作用較弱，故要求的接觸時(shí)間較長，余氯濃度較高；費(fèi)用較貴：一氯胺在大腸桿菌回變?cè)囼?yàn)中呈陽性反應(yīng)。折點(diǎn)消毒法：本法的優(yōu)點(diǎn)是：消毒效果可靠；能明顯降低錳、鐵、酚和有機(jī)物含量；并具有降低臭味和色度的作用。缺點(diǎn)是耗氯多，并因而有可能產(chǎn)生較多的氯化副產(chǎn)物；需事先求出折點(diǎn)加氯量，且有時(shí)折點(diǎn)不明顯；會(huì)使水的pH過低，故必要時(shí)尚需加堿調(diào)整。過量氯消毒法：當(dāng)有機(jī)污染嚴(yán)重，

30、或需在短時(shí)間內(nèi)達(dá)到消毒目的時(shí)，可加過量氯于水中，使余氯達(dá)到1-5mgL。消毒后的水，需用S02、亞硫酸鈉或活性炭脫氯。氯消毒法還可根據(jù)加氯點(diǎn)不同而分為預(yù)氯化法，后氯化法和中途加氯法。預(yù)氯化法是指在混凝沉淀前加氯，其主要目的在于改良混凝沉淀和防止藻類生長。但易生成大量氯化副產(chǎn)物。后氯化法即在濾后水中加氯，它是最常用的氯消毒法。中途加氯又稱二次加氯，是在管網(wǎng)中途的加壓泵站或貯水池泵站的補(bǔ)充加氯。管道很長時(shí)，采用此法既能保證末梢余氯，又不致使水廠附近的管網(wǎng)水含余氯過高。(4)加氯設(shè)備：大中型水廠一般均用液氯。氯的投加設(shè)備種類很多，常用的有真空加氯機(jī)和轉(zhuǎn)子加氯機(jī)。來自氯瓶的氯氣首先進(jìn)入旋風(fēng)分離器，以分

31、離懸浮雜質(zhì)；再通過彈簧膜閥、控制閥、轉(zhuǎn)子流量計(jì)和中轉(zhuǎn)玻璃罩，以調(diào)控和測(cè)定加氯量；然后氯氣經(jīng)水射器與壓力水混合、溶解，并被輸送至加氯點(diǎn)。小水廠也可用漂白粉消毒。(5)氯化副產(chǎn)物的防治：概括地說，可采用以下措施：盡可能選擇有機(jī)前體物含量低的水源；加強(qiáng)混凝沉淀和過濾等凈化措施，并防止藻類在此等構(gòu)筑物內(nèi)的生長，以降低有機(jī)前體物的含量；改善氯化方法，如避免預(yù)氯化，采用中途加氯等，以減少氯化副產(chǎn)物的形成；采用顆?；钚蕴繛V池過濾，以去除氯化副產(chǎn)物。此外，尚可考慮采用其他消毒劑的可能性。2二氧化氯消毒；C102是橙黃色氣體，在大氣壓下，液化溫度為97。C102易揮發(fā)，遇光又易分解成C10和o，故需在臨用時(shí)就地

32、制備。C10：易溶于水，其水溶液在密閉、避光條件下保存于冷處很穩(wěn)定，如輕度酸化，則更穩(wěn)定。C102水溶液常按下列反應(yīng)制備：2NaClO2十C122C102十2NaCl。為獲得滿意的產(chǎn)量，氯溶液的加量應(yīng)較上述反應(yīng)式大23倍。在此條件下，溶液中有大量氯，且尚有以下副反應(yīng)：2C102十HOCl十H202C103-十2H+十HCl。為防止氯化副產(chǎn)物的形成，近年來一直在探索無氯的C102制備法；據(jù)報(bào)道，如用4gL濃度的氯溶液，并加入適量鹽酸(使制得的C102溶液的pH在2、3范圍內(nèi))，然后才讓氯與亞氯酸鈉反應(yīng)，則產(chǎn)品中的氯很少，并可獲得95的產(chǎn)量。此法制得C102濃度為6-10gL，應(yīng)立即稀釋成1gL。

33、使用時(shí)，配成6-8mgl的操作液。C102的消毒效果及余氯的穩(wěn)定性，均較氯高，且不受pH值的影響(9H6、10)，不與氨反應(yīng)，不產(chǎn)生三鹵甲烷(有溴離子時(shí)除外)和致突變性；C102的氧化能力為氯的2倍，因而對(duì)鐵、錳、嗅味和色度的去除效果均較氯優(yōu)。同時(shí)；C10s系統(tǒng)和氯化系統(tǒng)在運(yùn)轉(zhuǎn)上十分類似，因而國外已有不少水廠改用C10：消毒或用于前處理.但clO2消毒的成本較氯和臭氧高。此外，動(dòng)物實(shí)驗(yàn)還揭示：C102及其歧化產(chǎn)物ClO2-和C103-均能引起溶血性貧血和變性血紅蛋白血癥；C102尚具有降低血清甲狀腺素的作用。因此，美國規(guī)定，水中C10s的最高污染水平為1mgL；美國水廠協(xié)會(huì)建議，管網(wǎng)中cl02

34、和C102-的總濃度不應(yīng)大于05mgL。3臭氧消毒O3是極強(qiáng)的氧化劑。它在水中的溶解度約較02大13倍。O：極不穩(wěn)定，需在臨用時(shí)制備，并立即通入水中。O3用于消毒的投加量一般不大于1mgL。要求接觸時(shí)間為10-15分鐘；剩余o3為0.4mgI.03消毒的優(yōu)點(diǎn)是：效果較C102和C12好；用量少；接觸時(shí)間短，pH值在6-85范圍內(nèi)均有效；不影響水的感官性狀；除水中有溴離子外，不產(chǎn)生三鹵甲烷；用于前處理時(shí)尚能促進(jìn)絮凝和澄清，降低混凝劑用量，并因而能減少化學(xué)污泥量。缺點(diǎn)是：投資大，消毒費(fèi)用也較氯和氯胺高；水中O3不穩(wěn)定，控制和檢測(cè)O3均需要一定技術(shù)；出廠水無剩余O3(O3對(duì)水管腐蝕作用強(qiáng)，也不允許有

35、剩余O3)，故需使用第二消毒劑，以防止細(xì)菌后生長；與有機(jī)物、鐵和錳反應(yīng)，可產(chǎn)生微絮凝，使水濁度提高。4紫外線消毒波長200-295nm的紫外線具有殺菌作用，其中以波長254nm的紫外線殺菌作用最強(qiáng)。紫外線光源為高壓石英水銀燈。用于飲水消毒的設(shè)備有兩種，即浸入式和水面式，前者消毒效率較高，后者構(gòu)造簡單。利用紫外線消毒時(shí)，水的色度和濁度要低，水深最好不超過12cm。紫外線消毒的接觸時(shí)間短，效率高，不影響水的嗅味，管理簡單；但無持續(xù)殺菌作用，成本也較貴。故除單位供水外，未獲廣泛應(yīng)用。(四)水質(zhì)的特殊處理1。除臭因藻類繁殖而產(chǎn)生的臭味，可用C102或CuSO4控制藻類生長；揮發(fā)性物質(zhì)如H2S等產(chǎn)生的臭

36、味，可用曝氣法去除；有機(jī)污染產(chǎn)生的臭味，可用O3或C102加以處理；原因不明的其他臭味，或用上述方法效果不理想時(shí)，可用活性炭吸附處理。2。除氟常用方法有：吸附過濾法：常用吸附濾料有活性氧化鋁和磷酸三鈣等。以前者為例,其除氟原理是，氟離子與活性氧化鋁中的S042-進(jìn)行交換.該法要求：濾料粒徑為05-25mm;濾層厚700-1000mm;濾速15-25mh。當(dāng)除氟能力降至出水含氟量不符合要求時(shí)，可通入2硫酸鋁溶液進(jìn)行再生。再生時(shí)，濾速采用06mh，過濾6-8分鐘?；炷恋矸ǎ撼Ｓ昧蛩徜X或堿性氯化鋁作混凝劑。絮凝體吸附氟后經(jīng)沉淀或過濾除去。本法簡單，但投藥量約為含氟量的100-200倍，且效果也不如

37、前法。電滲析法：本法運(yùn)行管理簡單，不僅對(duì)去氟有效，還可改善水質(zhì)，故近年來應(yīng)用增加，但成本貴。3除鐵和除錳地下水中的二價(jià)鐵、錳，可用接觸氧化法(即曝氣加過濾)去除。曝氣的作用有二：一是增加水中的溶解氧量;二是驅(qū)除C02，以提高水的pH(如水的堿度不足，尚需加石灰)。二者都有利于二價(jià)鐵氧化為三價(jià)鐵。過濾的作用是：除去由三價(jià)鐵形成的絮凝體；將尚未氧化的二價(jià)鐵接觸吸附于濾料上，使濾料形成鐵質(zhì)濾膜，后者能對(duì)二價(jià)鐵的氧化起催化作用。所以，只有當(dāng)濾料經(jīng)過成熟期后，才有良好的除鐵效果。除錳方法同上。錳質(zhì)濾膜也具催化作用，能加速二價(jià)錳氧化成三價(jià)和四價(jià)錳。如鐵、錳含量不高時(shí)，上述方法能同時(shí)將它們?nèi)コ?。但如二者含量均高時(shí)，二價(jià)鐵會(huì)阻礙二價(jià)錳的吸附和氧化，因而，除錳效果下降。遇此情況，濾后水需經(jīng)再次曝氣，使水的pH值提高到75左右(必要時(shí)，曝氣后再加石灰)，然后再經(jīng)過濾。4苦咸水的淡化在特殊場合必需或只能使用苦咸水和海水作水源時(shí)，需經(jīng)除鹽淡化，才能適于飲用。淡化的主要方法有：蒸餾法、離子交換法、反滲透法、電滲析法和冷凍法等。