鄉(xiāng)鎮(zhèn)水廠的高效運行與管理技術(shù)-課件

鄉(xiāng)鎮(zhèn)水廠的安全運行

與管理技術(shù)1ppt課件給水處理工藝與技術(shù)1、給水系統(tǒng)

2、混凝

3、沉淀澄清氣浮4、過濾5、消毒

6、其它處理技術(shù)2ppt課件

第1章給水系統(tǒng)和水質(zhì)要求

1.1水的自然循環(huán)和社會循環(huán)

（1）水的自然循環(huán)3ppt課件水的自然循環(huán)，主要是在太陽輻射和地球引力作用下，在大氣水、地表水、生物水和淺層地下水之間，以蒸發(fā)、降水、滲透和徑流方式，相互交換不斷更新的過程。在此期間既有海洋和陸地間的水交換過程，又有海洋范圍內(nèi)或陸地范圍內(nèi)的水循環(huán)交換過程，

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自然循環(huán)涉及水量循環(huán)和水質(zhì)循環(huán)兩個方面。從水質(zhì)方面而言，水是良好的溶劑和分散劑。在降水和徑流過程中，通過水的滲濾、淋漓，從而使水中含有多種雜質(zhì)成分；在蒸發(fā)過程中，又會析出所溶解、攜帶的固體物質(zhì)。6ppt課件水的自然循環(huán)（特別是陸海循環(huán)）給人類提供了必需的淡水，促使了水資源的不斷更新和交換。例如，海洋上的熱帶風暴登陸后帶來了大量降水，使得和人類社會關(guān)系密切的大氣水、河流水分別為8天和16天左右就會更新一次。7ppt課件

（2）水的社會循環(huán)人類生活和生產(chǎn)活動需要大量用水。從天然水源取水，經(jīng)過處理后供給生活、生產(chǎn)使用。使用后的水，必將溶入和混入生活和生產(chǎn)過程中的污染物質(zhì)，成為污（廢）水。污（廢）水再經(jīng)過處理后，又流回天然水體或部分直接回用。這樣就形成了一個局部循環(huán)系統(tǒng)，稱為水的社會循環(huán)，

8ppt課件1.2給水處理任務給水處理是將不符合人類生活、生產(chǎn)要求的天然水源水處理成符合人類生活、生產(chǎn)所要求的水質(zhì)供人類使用。當污水處理程度達到水的良性循環(huán)要求時，水源不受污染。給水處理較為簡單、經(jīng)濟，一般只需常規(guī)處理即可。但污水處理要求高，費用大。若污水不經(jīng)處理或處理達不到水的良性循環(huán)要求時，天然水體受到污染，給水處理工藝就變得復雜起來。9ppt課件1.3水源水質(zhì)與水質(zhì)標準

1）天然水源中的雜質(zhì)顆粒尺寸系按球形計，且各類雜質(zhì)的尺寸界限只是大體的概念，而不是絕對的。如懸浮物和膠體之間的尺寸界限，根據(jù)顆粒形狀和密度不同而略有變化。一般說來，粒徑在100nm一1μm之間屬于膠體和懸浮物的過渡階段。小顆粒懸浮物往往也具有一定的膠體特性，只有當粒徑大于10μm時，才與膠體有明顯差別。10ppt課件

2)溶解雜質(zhì)水中的溶解雜質(zhì)也分為有機物和無機物兩類。無機溶解物是指水中所含的無機低分子和離子。它們與水所構(gòu)成的均相體系，外觀透明，屬于真溶液。有的無機溶解物會使水產(chǎn)生色、臭、味。無機溶解雜質(zhì)主要是某些工業(yè)用水的去除對象，但有毒、有害無機溶解物也是生活飲用水的去除對象。11ppt課件天然水體中的有機溶解物主要來源于水源污染，也有天然存在的，如腐殖質(zhì)等。這里介紹的是天然水體中原來含有的主要溶解雜質(zhì)，多以各單項質(zhì)量濃度為指標12ppt課件

水中溶解雜質(zhì)與人體健康關(guān)系水中常見無機物

O2、C、H2、N2、Ca、P、K、S、Na、Mg、Cl211種為人體必須的常量元素。13ppt課件Fe、Zn、Cu、I、Mn、Se（硒）、F、Mo（鉬）、Co（鈷）、Cr（鉻）、Ni（鎳）、V（釩）、Sn（錫）、Si14種為人體微量元素。14ppt課件3）溶解氣體天然水中的溶解氣體主要是氧、氮和二氧化碳，有時也含有少量硫化氫。15ppt課件4）離子天然水中所含主要陽離子有Ca2+、Mg2+、Na+；主要陰離子有Cl-。此外還含有少量K+、Fe2+、Mn2+、Cu2+等離子及、等陰離子。所有這些離子，主要來源于礦物質(zhì)的溶解，也有部分可能來源于水中有機物的分解。16ppt課件5）受污染水源中常見污染物有直接毒害作用的無機污染物主要是氰化物、砷化物和汞、鎘、鉻、鉛、銅、鈷、鎳、鈹?shù)戎亟饘匐x子。地表水中這類無機污染物主要源于工業(yè)廢水的排放。

17ppt課件.6）水質(zhì)標準A、生活飲用水水質(zhì)標準生活飲用水包括人們飲用和日常生活用水（如洗滌、沐浴等）。生活飲用水水質(zhì)標準，就是為滿足安全、衛(wèi)生要求而制定的技術(shù)法規(guī)，通常包括4大類指標。18ppt課件①微生物指標要求飲用水中不含有病原微生物（細菌、病毒、原蟲、寄生蟲等），在流行病學上安全可靠。②毒理指標所含的無機物和有機物在毒理學上安全，對人體健康不產(chǎn)生毒害和不良影響。19ppt課件③感官性狀和一般化學指標本指標指的是感官良好，無不良刺激或不愉快的感覺，使用方便、無不良影響。④放射性指標水中放射性核素來源于天然礦物侵蝕和人為污染，通常以前者為主。放射性物質(zhì)均為致癌物。20ppt課件1.4給水處理基本方法取用天然水源水，進行處理達到生活和生產(chǎn)使用水質(zhì)標準的處理過程稱為給水處理。給水水處理的主要目的有三：第一，去除或部分去除水中雜質(zhì)，包括有機物、無機物和微生物等，達到使用水質(zhì)標準；21ppt課件第二，在水中加入某種化學成分以改善使用性質(zhì)，例如，飲用水中加氟以防止齲齒，循環(huán)冷卻水中加緩蝕劑及阻垢劑以控制腐蝕、結(jié)垢等；22ppt課件第三，改變水的某些物理化學性質(zhì)，例如調(diào)節(jié)水的pH值，水的冷卻等。此外，水處理過程中所產(chǎn)生的污染物處理和處置也是水處理的內(nèi)容之一。23ppt課件給水系統(tǒng)組成從取水到用水的全部系統(tǒng)水源——水廠——管網(wǎng)——用戶24ppt課件

第2章、水的混凝2.1混凝機理自來水廠所去除的雜質(zhì)主要是懸浮物和膠體顆粒。通過投加電解質(zhì)可以使水中膠體顆粒及細小的懸浮顆粒相互聚結(jié)，這一過程稱為混凝。25ppt課件在水處理中，混凝是影響處理效果最為關(guān)鍵的因素?；炷淖饔貌粌H能夠使處于懸浮狀態(tài)的膠體和細小懸浮物聚結(jié)成容易沉淀分離的顆粒，而且能夠部分地去除色度，無機污染物、有機污染物，以及鐵、錳形成的膠體絡合物。同時也能去除一些放射性物質(zhì)、浮游生物和藻類。26ppt課件（1）膠體顆粒的動力學穩(wěn)定性①天然水體中含有粘土、泥沙和腐殖物等雜質(zhì)。從粒度分布考慮，應分為懸浮物、膠體顆粒及溶解雜質(zhì)。它們和水體一起構(gòu)成了水的穩(wěn)定分散系。27ppt課件②水中膠體顆粒一般分為兩大類，一類是與水分子有很強親和力的膠體，稱為親水膠體。其發(fā)生水合現(xiàn)象，包裹在水化膜之中。另一類與水分子親和力較弱，一般不發(fā)生水合現(xiàn)象，如粘土、礦石粉等無機物屬于憎水膠體。由于水中的憎水膠體顆粒含量很高，引起水的渾濁度變化，有時出現(xiàn)色度增加，且容易附著其它有機物和微生物，是水處理的主要對象。28ppt課件③膠體顆粒和水組成的分散系的性質(zhì)取決于膠體顆粒粒度分布。也就是說，不同粒徑的顆粒所占的比例大小不同，直接影響了其基本特性。④水分子和其它溶解雜質(zhì)分子的布朗運動既是膠體顆粒穩(wěn)定性因素，同時又是能夠引起顆粒運動碰撞聚結(jié)的不穩(wěn)定因素29ppt課件（2）膠體的結(jié)構(gòu)形式1）水中粘土膠體顆?？梢钥闯墒谴蟮恼惩令w粒多次分割的結(jié)果。在分割面上的分子和離子改變了原來的平衡狀態(tài)，所處的力場、電場呈現(xiàn)不平衡狀況，具有表面自由能，因而表現(xiàn)出了對外的吸附作用。在水中其它離子作用下，出現(xiàn)相對平衡的結(jié)構(gòu)形式。30ppt課件2）ζ電位的高低和水中雜質(zhì)成份、粒徑有關(guān)。帶有ζ電位的憎水膠體顆粒在水中處于運動狀態(tài)，并阻礙光線透過或光的散射而使水體產(chǎn)生渾濁度。水的渾濁度高低不僅和含有的膠體顆粒的重量濃度有關(guān)，而且和膠體顆粒的分散程度（即粒徑大?。┯嘘P(guān)。31ppt課件3）膠體顆粒聚集穩(wěn)定性天然水體中膠體顆粒雖處于運動狀態(tài)，但大多不能自然碰撞聚集成大的顆粒。除因含有膠體顆粒的水體粘滯性增加，影響顆粒的運動和相互碰撞接觸外，其主要原因還是帶有相同性質(zhì)的電荷所致。32ppt課件（2）硫酸鋁在水中的化學反應硫酸鋁是水處理中使用廣泛的一種無機鹽混凝劑。它的作用原理可代表其它無機鹽的混凝作用原理。硫酸鋁Al2(SO4)3·18H2O，溶于水后，立即離解出鋁離子。

33ppt課件①電性中和作用機理根據(jù)膠體顆粒聚結(jié)理論，要使膠粒通過布朗運動碰撞聚集，必須降低或消除排斥能峰。34ppt課件②吸附架橋作用機理不僅帶異性電荷的高分子物質(zhì)具有強烈吸附作用，不帶電荷甚至帶有與膠體同性電荷的高分子物質(zhì)與膠粒也有吸附作用。當高分子鏈的一端吸附了某一膠粒后，另一端又吸附了另一膠粒，形成“膠粒－高分子－膠?！钡男跄w

35ppt課件36ppt課件③網(wǎng)捕或卷掃當鋁鹽或鐵鹽混凝劑投量很大而形成氫氧化物沉淀時，可以網(wǎng)捕、卷掃水中膠粒一并產(chǎn)生沉淀分離，稱為卷掃或網(wǎng)捕作用。這種作用，基本上是一種機械作用，所需混凝劑量與原水雜質(zhì)含量成反比，即原水中膠體雜質(zhì)含量少時，所需混凝劑多，反之亦然。37ppt課件2.3混凝劑和助凝劑（1）混凝劑應用于飲用水處理的混凝劑應符合以下基本要求：混凝效果良好；對人體健康無害；使用方便；貨源充足，價格低廉?；炷齽┓N類很多，不少于200～300種。按化學成分可分為無機和有機兩大類。38ppt課件鐵鹽和鋁鹽及其聚合物，在水處理中用的最多。有機混凝劑品種很多，主要是高分子物質(zhì)，但在水處理中的應用比無機的少。39ppt課件1）無機混凝劑硫酸鋁硫酸鋁有固、液兩種形態(tài)，我國常用的是固態(tài)硫酸鋁。固態(tài)硫酸鋁產(chǎn)品有精制和粗制之分。精制硫酸鋁為白色結(jié)晶體，相對密度約為1.62，Al2O3含量不小于15％，不溶雜質(zhì)含量不大于0.5％，價格較貴。粗制硫酸鋁的Al2O3含量較少，不溶雜質(zhì)較多，價格較低，質(zhì)量不夠穩(wěn)定。40ppt課件固態(tài)硫酸鋁是由液態(tài)硫酸鋁濃縮和結(jié)晶而成，其優(yōu)點是運輸方便。如果水廠附近就有硫酸鋁混凝劑生產(chǎn)廠家，最好采用液態(tài)，可節(jié)省生產(chǎn)運輸費用。41ppt課件聚合鋁聚合鋁包括聚合氯化鋁（PAC）和聚合硫酸鋁（PAS）等。目前使用最多的是聚合氯化鋁，聚合氯化鋁又名堿式氯化鋁或羥基氯化鋁。它是以鋁或含鋁礦物作為原料，采用酸溶或堿溶法加工制成。42ppt課件三氯化鐵三氯化鐵FeCl3·6H2O是黑褐色的有金屬光澤的結(jié)晶體。固體三氯化鐵溶于水后的化學變化和鋁鹽相似，水合鐵離子Fe(H2O)63+也進行水解，聚合反應。43ppt課件

聚合鐵聚合鐵包括聚合硫酸鐵（PFS）和聚合氯化鐵（PFC）。聚合氯化鐵目前尚在研究之中。聚合硫酸鐵已投入生產(chǎn)使用。44ppt課件復合型無機高分子這類混凝劑主要是含有鋁、鐵、硅成份的聚合物。所謂“復合”，即指兩種以上具有混凝作用的成份和特性互補集中于一種混凝劑中。例如，用聚硅酸與硫酸鋁復合反應，可制成聚硅硫酸鋁（PSiAS）。這類混凝劑的分子量較聚合鋁或聚合鐵大（可達10萬道爾頓以上），且當各組分配合適當時，不同成份具有優(yōu)勢互補作用。45ppt課件2）有機高分子混凝劑有機高分子混凝劑又分為天然和人工合成兩類。在給水處理中，人工合成的日益增多。這類混凝劑均為巨大的線性分子。每一大分子由許多鏈節(jié)組成且常含帶電基團，故又被稱為聚合電解質(zhì)。46ppt課件（2）助凝劑當單獨使用混凝劑不能取得較好的混凝效果時，常常需要投加一些輔助藥劑以提高混凝效果，這種藥劑稱為助凝劑。常用的助凝劑多是高分子物質(zhì)。其作用往往是為了改善絮凝體結(jié)構(gòu)，促使細小而松散的顆粒聚結(jié)成粗大密實的絮凝體。助凝劑的作用機理是高分子物質(zhì)的吸附架橋作用。47ppt課件從廣義上而言，凡能提高混凝效果或改善混凝劑作用的化學藥劑都可稱為助凝劑。48ppt課件

活化硅酸由水玻璃加酸活化制取活化硅酸最重要的是控制加酸量和活化時間，即控制中和度和活度。中和度直接關(guān)系到活化硅酸的凝凍時間，并對活化硅酸的長期保存有重要影響。49ppt課件2.4影響混凝效果主要因素影響混凝效果的因素比較復雜，其中包括水溫、水化學特性、水中雜質(zhì)性質(zhì)和濃度以及水力條件等。50ppt課件（1）水溫影響水溫對混凝效果有明顯的影響。我國氣候寒冷地區(qū)，冬季從江河水面以下取用的原水受地面溫度影響，到達水處理構(gòu)筑物時，水溫有時低達0～2℃。通常絮凝體形成緩慢，絮凝顆粒細小、松散。51ppt課件（2）水的pH值和堿度影響水的pH值對混凝效果的影響程度，視混凝劑品種而異。對硫酸鋁而言，水的pH直接影響Al3+的水解聚合反應。52ppt課件用以去除濁度時，最佳pH值在6.5～7.5之間，用以去除水的色度時，pH值宜在4.5～5.5之間、pH＝7.5時的硫酸鋁投加量，約比pH＝5.5時的投加量增加一倍。采用三價鐵鹽混凝劑時，適用的pH值范圍較寬。高分子混凝劑的混凝效果受水的pH值影響較小。對水的pH值變化適應性較強。53ppt課件（3）水中懸浮物濃度的影響水中懸浮物濃度很低時，顆粒碰撞率大大減小，混凝效果差。54ppt課件2.5混凝劑投加（1）混凝劑溶解調(diào)配混凝劑投加，通常是將固體溶解后配成一定濃度的溶液投入水中。55ppt課件（2）混凝劑投加1）計量設備2）藥液提升3）混凝劑投加①泵前投加②高位溶液池重力投加③水射器投加泵投加56ppt課件2.6混凝設備與構(gòu)筑物（1）混合設備迅速分散混凝劑，使其在水中的濃度保持均勻一致，從混合時間上考慮，一般取10-30s，最多不超過2min。57ppt課件1）水泵混合采用水泵混合時，混凝劑調(diào)配濃度取10～20%，用耐腐蝕管道重力或壓力加注在每一臺水泵吸水管上，隨即進入水泵，迅速分散于水中。間距不宜大于120m58ppt課件2）管式混合利用水廠絮凝池進水管中水流速度變化59ppt課件60ppt課件（2）絮凝（反應）構(gòu)筑物根據(jù)大多數(shù)水源的水質(zhì)情況分析，取絮凝時間T=15～30min，起端水力速度梯度100s-1左右，末端10～20s-1，GT值=104～105，可保證較好的絮凝效果。1）隔板絮凝池①往復式絮凝池往復式隔板絮凝池如圖2-7所示，水流沿隔板來回流動，又稱來回式隔板絮凝池。

61ppt課件62ppt課件折板絮凝池63ppt課件

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多廊道折板絮凝池65ppt課件

4）網(wǎng)格柵條絮凝池66ppt課件

第3章沉淀、澄清、和氣浮

3.1沉淀分類、作用（1）沉淀分類1）分散顆粒自由沉淀2）絮凝顆粒自由沉淀3）擁擠沉淀又稱分層沉淀4）壓縮沉淀即為污泥濃縮67ppt課件

（2）沉淀作用在正常情況下，沉淀池可以去除處理系統(tǒng)中90%以上的懸浮固體，而排出沉泥水中，沉泥占1~2%，優(yōu)于濾池過濾去除懸浮物的效果原理－重力沉淀分離68ppt課件3.2沉淀池（1）沉淀池類型一般分為豎流式、平流式和輻流式沉淀池。目前，使用最多的沉淀池是平流式沉淀池。其性能穩(wěn)定、去除效率高，是我國自來水廠應用較早、使用最廣的泥水分離構(gòu)筑物。69ppt課件（2）平流式沉淀池內(nèi)顆粒沉淀過程70ppt課件（3）影響沉淀效果主要因素1）短流影響①進水慣性作用，使一部分水流流速變快；②出水堰口負荷較大，堰口上產(chǎn)生水流抽吸，近出水區(qū)處出現(xiàn)快速元流；③風吹沉淀池表層水體，使水平流速加快或減慢；71ppt課件④溫差或過水斷面上懸浮顆粒濃度差，產(chǎn)生異重流，使部分水流水平流速減慢，另一部分水流流速加快。⑤沉淀池池壁、池底、導流墻摩擦，刮（吸）泥設備的擾動使一部分水流水平流速減小。72ppt課件2）水流狀態(tài)影響在平流式沉淀池中，雷諾數(shù)和弗勞德數(shù)是反映水流狀態(tài)的重要指標。水流屬于層流或是紊流用雷諾數(shù)Re判別，表示水流的慣性力和粘滯力兩者之比：

73ppt課件（5）斜板、斜管沉淀池74ppt課件（6）高密度沉淀池

75ppt課件DENSADEG高密度沉淀池是一種新型的沉淀池，具有混合絮凝區(qū)、推流區(qū)、泥水分離區(qū)、沉泥濃縮區(qū)、泥渣回流及排放系統(tǒng)組成。76ppt課件該沉淀池特點之一是污泥回流，回流量約占處理水量的5-10%，發(fā)揮了接觸絮凝作用。在絮凝區(qū)及回流污泥中投加高分子混凝劑有助于絮凝顆粒聚結(jié)沉淀。沉淀出水經(jīng)過斜管沉淀區(qū)，較大的沉淀面積進一步沉淀分離出了水中細小雜質(zhì)顆粒。下部設有很大容積的污泥濃縮區(qū)，根據(jù)污泥濃度定時排放。77ppt課件3.3澄清池1）泥渣懸浮型澄清池（又稱為泥渣過濾型澄清池）78ppt課件79ppt課件（2）氣浮池類型80ppt課件第4章過濾4.1過濾基本理論（1）過濾機理水中懸浮顆粒經(jīng)過具有孔隙的介質(zhì)或濾網(wǎng)被截留分離出來的過程稱為過濾。在水處理中，一般采用石英砂、無煙煤、陶粒等粒狀濾料截留水中懸浮顆粒，同時，水中的部分有機物、細菌、病毒等也會附著在懸浮顆粒上一并去除。81ppt課件在飲用水凈化工藝中，經(jīng)濾池過濾后，水的濁度可達1NTU以下。當原水常年濁度較低時，有時沉淀或澄清構(gòu)筑物省略，采用直接過濾工藝。在自來水處理中，過濾是保證水質(zhì)衛(wèi)生安全的主要措施，是不可缺少的處理單元

82ppt課件（2）直接過濾原水不經(jīng)沉淀或澄清處理而直接進入濾池的過濾稱為“直接過濾”。“接觸過濾”、“微絮凝過濾”僅適用濁度和色度較低且水質(zhì)變化較小的水源水，一般不含大量藻類（﹤500個／mL）。83ppt課件原水進入濾池前，無論是接觸過濾或微絮凝過濾，均不應形成大的絮凝體以免很快堵塞濾層表面孔隙。為提高微小絮粒的強度和粘附力，有時需投加高分子助凝劑以發(fā)揮高分子在濾層中的吸附架橋作用，不使粘附在濾料上的雜質(zhì)脫落穿透濾層。助凝劑投加在混凝劑投加點之后的濾池進水管上84ppt課件（3）過濾類型變速過濾過程中的濾速變化在過濾過程中，如果保持過濾水頭損失不變，即保持砂面上水位和濾后清水出水水位高差不變。因截留雜質(zhì)的濾層孔隙率減小，必然使濾速逐漸減小，這種過濾方式稱為“等水頭變速過濾”，或稱為“等水頭減速過濾”。

85ppt課件變速過濾86ppt課件

等速過濾87ppt課件4.2濾池濾料（1）濾料濾料的選用是影響過濾效果的重要因素。濾料選用涉及濾料粒徑、濾層厚度和級配。天然石英砂是使用最廣泛的濾料，一般可滿足要求。88ppt課件（2）承托層在濾層下面，配水管（板）上部放置一層卵石，即為濾池承托層。正常過濾時，承托層支承濾料并防止濾料從配水系統(tǒng)流失。在濾池沖洗時，承托層把配水系統(tǒng)各孔口射出水流的動能轉(zhuǎn)成為了勢能，平衡各點壓力，起到均勻布水作用。89ppt課件濾料組成不同，反沖洗配水方式不同，所選用的承托層組成有一定差別。氣水反沖洗濾池，通常采用長柄濾頭（濾帽）配水布氣系統(tǒng)，承托層一般用粒徑2-4mm粗石英砂，保持濾帽頂至濾料層之間承托層厚度為50～100mm。90ppt課件4.3濾池沖洗1）高速水流反沖洗2）低速沖洗

3）氣水反沖洗4）小阻力配水系統(tǒng)5）氣水反沖洗配水布氣系統(tǒng)91ppt課件4.4濾池型式普通快濾池92ppt課件氣水反沖洗濾池93ppt課件剖面圖94ppt課件剖面圖95ppt課件96ppt課件虹吸濾池平面圖97ppt課件虹吸濾池剖面圖98ppt課件重力式無閥濾池99ppt課件

第5章水的消毒

5.1消毒原理飲用水消毒是殺滅水中對人體健康有害的致病微生物，防止通過飲用水傳播疾病。消毒并非要把水中的微生物全部殺滅，只是消除水中致病微生物（包括病菌、病毒及原生動物胞囊等）的致病作用。100ppt課件水中微生物往往會粘附在懸浮顆粒上，因此，經(jīng)混凝、沉淀和過濾去除懸浮物、降低水的濁度的同時，也去除了大部分微生物。仍有少量病菌、病毒、原生動物滯留水中，再通過消毒予以殺滅。所以認為消毒是生活飲用水安全、衛(wèi)生的最后保障。101ppt課件（1）消毒方法水的消毒方法很多，包括氯及氯化物消毒、臭氧、二氧化氯消毒等以及紫外線消毒和某些重金屬離子消毒等，也可采用上述方法組合使用。氯消毒經(jīng)濟有效，使用方便，應用歷史最久也最為廣泛。102ppt課件（2）消毒機理·破壞細胞膜；·損害細胞膜的生化活性，氧化微生物有機體；·對細胞的重要代謝功能造成損害，抑致破壞酶的活性?！p壞核酸組分；·破壞有機體的RNA（核糖核酸）、DNA（遺傳系統(tǒng)）。103ppt課件（3）消毒影響因素影響消毒的主要因素是接觸時間、消毒劑濃度、水的溫度和水質(zhì)接觸時間T的乘積CT值等于常數(shù)。對于不同的消毒劑種類、微生物、水溫、pH值等條件下，達到一定滅活要求的CT值不同。從理論上分析，微生物去除率越高，滅活后的微生物越少，需要的CT值越大。104ppt課件（4）消毒劑的投加點·在水廠取水口或凈水廠混凝前預投加，以控制輸水管渠和水廠構(gòu)筑物內(nèi)菌藻貝的生長；·清水池前投加是消毒劑的主要投加點；·調(diào)整出廠水剩余消毒劑濃度時補充投加在輸水泵站處；·配水管網(wǎng)中的補充投加（轉(zhuǎn)輸泵站處）等。105ppt課件由于消毒劑是強氧化劑，在水廠取水口或凈水廠混凝前預投加時，除了殺菌消毒作用外，還可以氧化部分有機物，改善混凝效果，控制藻類生長，氧化分解水中產(chǎn)生色嗅味的物質(zhì)。106ppt課件5.2消毒劑選用1）自由氯消毒

107ppt課件2）化合性氯消毒108ppt課件3)漂白粉消毒市售漂白粉（CaOCl2）為白色粉末，有氯氣味，含有效氯20~25%，包裝成500kg一袋。含氯量較高的漂白精（Ca(OCl)2）和漂白粉消毒作用原理相同，含有效氯60~70%，有時制成片狀。109ppt課件4)次氯酸鈉消毒次氯酸鈉（NaClO）是一種淡黃色透明狀液體，pH值在9~10，含有效氯6-10g/L。現(xiàn)場制備或外購的NaClO質(zhì)量與生產(chǎn)條件有關(guān)而略有差別，使用單位可向供貨的化工廠提出質(zhì)量要求。110ppt課件NaClO在陽光和溫度影響下容易分解，產(chǎn)生具有消毒作用的OC-、HOCl。111ppt課件

加氯量與余氯量112ppt課件5)氯胺消毒法先氯后氨的氯胺消毒法折點氯化法消毒的水的氯味較大，并且因游離氯分解速度較快，在管網(wǎng)中保持時間由限。因此一些大型水廠，特別是一些有著大型、或長距離超大型管網(wǎng)的自來水供水系統(tǒng)，常采用先氯后氨的氯胺消毒法，即先對濾池出水采用折點氯化法加氯進行消毒處理113ppt課件在清水池中保證足夠的接觸時間，再在出廠前的二級泵房處對加氨，一般采用液氨瓶加氨，Cl2：NH3的重量比為3：1~6：1，使水中游離性余氯轉(zhuǎn)化為化合性氯，以減少氯味和余氯的分解速度。114ppt課件此法為先氯后氨的氯胺消毒法，其消毒的主要過程仍是通過游離氯來消毒，目前部分水廠把此消毒工藝稱為氯胺消毒法。115ppt課件化合性氯的氯胺消毒法對于氨氮濃度較高的原水，在實踐中一些水廠也有的采用化合性氯進行消毒的做法。即使是對于一些水源較好，原水中氨氮濃度很低的水時，也可以在消毒時同時投加氯和氨，采用化合性氯（氯胺）法進行消毒。116ppt課件這樣，既，可以減少加氯量（氯胺的衰減速度遠低于游離氯），并大大又能減少氯化消毒副產(chǎn)物的生成量。加氯機117ppt課件118ppt課件5.3二氧化氯消毒（1）二氧化氯的性質(zhì)二氧化氯(ClO2)分子量67.453，常溫常壓下為黃綠色或橘紅色氣體，其蒸汽在外觀和氣味上酷似氯氣，有窒息性臭味，在冷卻并超過-40℃以下，為深紅色（或紅褐色）液體；溫度低于-59℃時，為橙黃色固體。119ppt課件溫度升高、曝光或與有機物質(zhì)相接觸，二氧化氯會發(fā)生爆炸。ClO2極易溶于水而不與水反應，幾乎不發(fā)生水解，20℃時溶解度約為8300mg/L。二氧化氯水溶液為黃綠色，作為溶解的氣體保留在溶液中，在陰涼處避光保存并嚴格密封非常穩(wěn)定；120ppt課件（2）二氧化氯消毒特點在水的pH值為6~10的范圍內(nèi)消毒效果較好，溫度升高后二氧化氯殺滅殺菌能力增強；不與氨反應，水中的氨氮不影響消毒效果；121ppt課件二氧化氯在水中的穩(wěn)定性僅次于氯胺，但高于游離氯，能在管網(wǎng)中保持較長時間消毒作用；ClO2不僅能殺死細菌，而且能分解殘留的細胞結(jié)構(gòu)，其殺滅細菌、病毒、藻類和浮游動物等的效果好于液氯；122ppt課件ClO2在飲用水消毒時不產(chǎn)生（CHCl3）等有機鹵代物等致突變物質(zhì)：ClO2與水中無機物和有機物，尤其與有機物的反應表現(xiàn)以氧化作用為主，而液氯則以氯取代為主，容易與水中前驅(qū)物質(zhì)作用形成了顯著數(shù)量的CHCl3等有機鹵代物。123ppt課件(3)二氧化氯的制備1）亞氯酸鈉法制備二氧化氯國內(nèi)使用ClO2消毒的自來水廠有100多家，其中有10余家分別使用NaClO2＋鹽酸、NaClO2＋氯氣生產(chǎn)ClO2方法，即

5NaClO2＋4HCl＝4ClO2＋5NaCl＋2H2O

2NaClO2＋Cl2＝2ClO2＋2NaCl124ppt課件其中，NaClO2＋鹽酸制取二氧化氯在反應器內(nèi)進行，把亞氯酸鹽稀溶液（約10%）和酸的稀溶液（HCl約10%）送入反應器中，經(jīng)過約20min的反應，就得到二氧化氯水溶液。酸用量一般超過化學計量關(guān)系得3-4倍。該法所生成的二氧化氯不含游離性氯，但是，亞氯酸鈉轉(zhuǎn)化為二氧化氯的只有80%，另20%轉(zhuǎn)化為氯化鈉。125ppt課件NaClO2＋氯氣制取二氧化氯在瓷環(huán)反應器內(nèi)進行，從加氯機出來的氯溶液與計量泵投加的亞氯酸鹽稀溶液共同進入反應器中，經(jīng)過約1min的反應，就得到二氧化氯水溶液，再把它加入到要消毒的水中。126ppt課件2）氯酸鹽法制備二氧化氯該法以氯酸鈉和鹽酸為原料，反應生成二氧化氯和氯氣的混合氣體，產(chǎn)物中二氧化氯與氯氣的摩爾比為2：1，因此成為復合式。國內(nèi)使用ClO2消毒的自來水廠大多使用NaClO3＋鹽酸方法生產(chǎn)ClO2，即

2NaClO3＋4HCl＝2ClO2＋Cl2＋2NaCl＋2H2O

127ppt課件

反應的最佳溫度在70℃左右，產(chǎn)生的混合氣體通過水射器投加到需要處理的水中。復合式二氧化氯制備設備主要由以下幾部分組成：供料系統(tǒng)、反應系統(tǒng)、溫控系統(tǒng)、吸收系統(tǒng)、安全系統(tǒng)等。128ppt課件3）電解法制備二氧化氯

4)穩(wěn)定型二氧化氯溶液129ppt課件（4）二氧化氯的投加二氧化氯的投加量與原水水質(zhì)和投加用途有關(guān)。對用于于作為水廠消毒處理，投加量一般在0.2～0.5mg/L，以滿足二氧化氯濃度出廠水≥0.1mg/L，管網(wǎng)末梢水≥0.02mg/L的要求。當用于混凝前的二氧化氯預氧化，進行氧化有機物、除臭、除藻、除鐵、除錳時，投加量需由試驗確定，一般在0.5～2mg/L范圍。130ppt課件.5.4其它消毒劑消毒

(1)臭氧消毒(2)紫外線消毒131ppt課件

第6章其它處理6.1地下水除鐵除錳和除氟（1）含鐵含錳和含氟地下水水質(zhì)地下水中一般含有微量的鐵離子和錳離子。但是，有一些地方地下水中鐵離子或者鐵、錳離子的含量較高。鐵和錳可共存于地下水中，在大多數(shù)情況下，含鐵量高于含錳量。我國地下水的含鐵量一般小于15mg/L，有的高達20~30mg/L，含錳量約在0.5~2.0mg/L之間。132ppt課件地下水含氟地區(qū)的分布范圍很廣，長期飲用含氟量高于1.5mg/L的水可引起氟斑牙，表現(xiàn)為牙釉質(zhì)損壞，牙齒過早脫落等。我國《生活飲用水衛(wèi)生標準》（GB5749-2006）規(guī)定氟化物含量不得超過1.0mg/L。

133ppt課件(2)空氣自然氧化法除鐵含鐵地下水，經(jīng)曝氣向水中充氧后，空氣中的O2將Fe2+氧化成Fe3+

，與水中的氫氧根作用形成Fe(OH)3

134ppt課件沉淀物析出而被去除，習慣上稱為曝氣自然氧化法除鐵。自然氧化除鐵一般采用如圖所示的工藝135ppt課件(3)接觸催化氧化法除鐵鐵質(zhì)活性濾膜由組成，主要是的氧化生成物。含鐵地下水通過含有鐵質(zhì)活性濾膜的濾料時，活性濾膜首先吸附水中，即：

136ppt課件因水中含有溶解氧，被吸附的在活性濾膜催化作用下，迅速氧化成，并水解成，形成新的催化劑曝氣接觸氧化除鐵工藝系統(tǒng)如圖

137ppt課件(4)氧化藥劑氧化法除鐵氯和高錳酸鉀都能迅速將二價鐵氧化為三價鐵。當用空氣中的氧氧化除鐵有困難時，可以在水中投加強氧化劑，如氯、高錳酸鉀等。此法適用于鐵錳有所超標的地表水常規(guī)處理。138ppt課件藥劑氧化時可以獲得比空氣氧化法更為徹底的氧化反應。用作地下水除鐵的氧化藥劑主要是氯。氯是比氧更強的氧化劑，當pH值大于5時，即可將二價鐵迅速氧化為三價鐵，反應方程式為：

139ppt課件（5）地下水除錳當水的pH>9.0時，水中溶解氧能夠較快地將錳氧化。而在中性pH條件下，幾乎不能被溶解氧氧化。所以在生產(chǎn)上一般不采用空氣自然氧化法除錳。目前常用的除錳方法是催化氧化法和生物氧化法以及化學氧化劑氧化法。140ppt課件在錳質(zhì)活性濾膜催化作用下，氧化成Mn4+

后去除，稱為接觸催化氧化法除錳。

以催化作用為例，則的催化氧化反應為：

141ppt課件催化氧化除錳工藝流程：142ppt課件鐵、錳共存的地下水除鐵除錳時，由于鐵的氧化還原電位低于錳，而容易被O2氧化。在相同pH條件下，二價鐵比二價錳的氧化速率快。同時，又是的還原劑，阻礙二價錳的氧化，使得除錳比除鐵困難。需要兩級處理，先除鐵再除錳。143ppt課件(6)化學氧化劑氧化除錳和化學氧化劑氧化除鐵相似，投加氯和高錳酸鉀強氧化劑具有除鐵除錳作用。其中，用氯氧化水中二價錳需要在pH≥9.5時才有足夠快的氧化速度，難以應用。高錳酸鉀是比氯更強的氧化劑，可以在中性或微酸性條件下將水中的二價錳迅速氧化成四價錳：144ppt課件

（7）地下水除氟氟是人體必需元素之一。當飲用水中含氟量低于0.5mg/L，有可能引起兒童齲齒，但過量又會引起毒害作用。我國地下水含氟地區(qū)分布范圍很廣，當水中含氟量高于1.0mg/L，需要進行除氟處理。145ppt課件6.2受污染水源水處理

（1）受污染水源水的水質(zhì)特點有機物：因生物降解耗氧，使水體缺氧發(fā)黑發(fā)臭；懸浮物：沉淀或分解而產(chǎn)生氣味，污泥變黑；油類：漂浮水面遮光影響水生物生長；無機物：指無機鹽累積，氮磷含量增加，滋生藻類；146ppt課件發(fā)泡物質(zhì)：洗滌劑等，常使水源中N、P增加；酸堿和有毒物質(zhì)；殺滅水生物，死亡水生物分解產(chǎn)生臭味；熱污染；水生物減少，有害氣體揮發(fā)，影響水體環(huán)境狀態(tài)：放射性物質(zhì)污染。147ppt課件1）工業(yè)廢水污染的水源

2）城市生活污水、生活垃圾污染的水源3）農(nóng)田排水污染的水源中國現(xiàn)有耕地約占世界耕地的10%，而氮肥使用量占世界的30%。其中氮肥在農(nóng)作物吸收前有一半就以氣體形式逸失到大氣中或排入地下水或排入河道之中，另有部分殘存土壤之中。148ppt課件再加上很多農(nóng)作物秸稈在田間腐爛，降雨過后，經(jīng)淋濾富集，匯入河流，使河流水中含有大量腐殖質(zhì)及化肥農(nóng)藥。特別是湖泊水源，受農(nóng)田排水污染的較多。該類水源中耗氧量（CODMn）較高、氨氮含量增加，在光照足夠條件下易滋生藻類。149ppt課件

（2）生物氧化

生物膜去除水中有機物過程如圖。生物膜具有高度親水性和很強的吸附能力，表面總是存在一層附著水層。而生物膜表面生長富集了大量微生物和微型動物，形成了有機物—細菌—原生動物的食物鏈。首先對附著水層中的有機物降解。150ppt課件同時，流動水層中的有機物又會不斷擴散進入附著水層，有機物代謝過程的產(chǎn)物如無機物、CO2

和水，沿著相反方向經(jīng)生物膜、附著水層排泄出去，從而達到了對污染水源的凈化作用。151ppt課件

生物接觸氧化池152ppt課件生物接觸氧化池構(gòu)造曝氣系統(tǒng)：生物接觸氧化池曝氣充氧一般采用鼓風機供氣作為氣源，采用穿孔管、微孔曝氣、散流式曝氣器、射流式曝氣器、機械曝氣器等布氣。從近幾年設計建造的自來水廠接觸氧化池來看，使用最多的是微孔曝氣和穿孔管曝氣。153ppt課件穿孔管曝氣具有構(gòu)造簡單、制作方便、安裝容易的特點，一直廣為使用。穿孔管曝氣系統(tǒng)多用鋼管或ABS管道連接成環(huán)狀，中間安裝若干支管，或直接設計成每根干管上垂直安裝若干支管方式。支管兩側(cè)和豎直方向成45°角方向開3～5mm孔眼，空氣從孔眼中溢出。154ppt課件穿孔管曝氣不易堵塞，阻力小，但氧轉(zhuǎn)移率偏低，一般為4%～6%，動能消耗也低。155ppt課件（3）化學氧化

A、預加氯氧化用于殺藻為主時，投加氯氣量2～3mg/L，接觸時間20min左右，可殺滅藻類90％以上。采用聚合氯化鐵等混凝劑除藻時，可同時預加氯氣，具有相輔相成作用。一般投加氯氣量0.5～1.0mg/L，聚合氯化鐵10~20mg/L，聚丙烯酰胺0.5～1.0mg/L，除藻90％以上。156ppt課件當水源水中含有浮游動物時，在取水口投加氯氣2～2.5mg/L，可有效抑制浮游動物生長。采用折點加氯氧化水中氨氮時，加氯量的多少除和氨氮含量有關(guān)外，還受水的pH值影響。157ppt課件B、二氧化氯氧化①ClO2預氧化除藻當水中藻類在1000萬個/L以下時，投加ClO21mg/L～3mg/L可殺滅藻類90％以上，通過混凝沉淀，已不會對濾池產(chǎn)生較大影響。②ClO2預氧化去除異味158ppt課件當水源受到生活污水污染時，水中N、P增加，滋生藻類，容易產(chǎn)生異味。如果水中含有酚、硫化物時，產(chǎn)生臭味加重。在一般情況下，投加二氧化氯1mg/L左右，可有效去除異味。159ppt課件③ClO2氧化除鐵除錳當水源水中錳含量0.5～1.0mg/L時，投加ClO21mg/L～2mg/L，濾后水錳含量小于0.1mg/L，同時除鐵90％以上。160ppt課件④ClO2氧化去除有機物等ClO2可氧化水中氰化物、亞硝酸鹽，不與氨氮反應。投加量過多時會使水的色度增加。投加ClO2時不會提高溶解氧含量，與顆?；钚蕴繛V池配合使用時，需另行溶入氧氣。161ppt課件⑤ClO2加注劑量ClO2加入水中后，會有50％～70％轉(zhuǎn)變?yōu)镃lO2-與ClO3-。實驗表明，ClO2-、ClO3-對血紅細胞有損害，對碘的吸收代謝有干擾，還會使血液中膽固醇升高。162ppt課件國外水廠建議二氧化氯消毒時殘余氧化劑總量（ClO2+ClO2-+ClO3-）<1.0mg/L，對正常人群健康不會有影響。實際應用中，ClO2的劑量都控制在0.5mg/L以下。我國《生活飲用水衛(wèi)生標準》（GB5749-2006）規(guī)定：自來水中亞氯酸鹽含量≤0.7mg/L。163ppt課件高錳酸鉀氧化在受污染水源水處理中的應用高錳酸鉀去除水中污染物時，一般不需專門的設備，只要將高錳酸鉀連續(xù)加入即可。當投加量在12kg/d以上時，宜采用干式投加。濕式投加配制高錳酸鉀水溶液濃度2-4％，先于其它混凝劑投加前3min以上投加，探索出最佳投加點就能顯著提高微量有機物去除效果。164ppt課件臭氧在水處理中的應用①O3氧化、消毒時受pH值、水溫及水中含氨量影響較小。②投加O3能改變小粒徑顆粒表面電荷的性質(zhì)和大小，使帶電的小顆粒聚集；同時O3氧化溶解性有機物的過程中，還存在“微絮凝作用”，對提高混凝效果有一定幫助。165ppt課件③臭氧分解速度快，無法維持管網(wǎng)中有一定量的剩余消毒劑余量，故通常在O3消毒后的水中再投加少量的含氯消毒劑。④O3氧化有機物時同時向水中充氧，為后續(xù)處理（特別是生物處理）提供更為有利的條件。從經(jīng)濟上考慮，O3投加量不可能太高，所以氧化并不徹底。如果后續(xù)工藝處理中因加氯產(chǎn)生三鹵甲烷等有害物質(zhì)，或者在預氧化過程中形成三鹵甲烷，O3也很難將其氧化去除。166ppt課件

投加臭氧后

167ppt課件

投加氯

168ppt課件臭氧的制備生產(chǎn)O3的方法主要是無聲放電法，在實際應用中都采用了無聲放電法制取臭氧。1）空氣生產(chǎn)臭氧2）純氧生產(chǎn)臭氧3）液態(tài)氧氣生產(chǎn)臭氧4）臭氧接觸氧化池設計和尾氣處理169ppt課件

O3生產(chǎn)總成本比較