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1、浅析自来水厂制水工艺与浊度控制水是生命之源，万物生长离不开水。水推动了人类的经济发展，人类的历史，就是在各大河流、海洋的沿岸发展起来的。水既是人类生存的基本条件，又是社会生产必不可少的物质资源。从古时候人们的“靠水吃水” 、 “靠天吃水” ，到如今家家户户接入的自来水，制水工业的发展可谓是人类社会发展的一大助力。随着社会进步，人们对于自来水的要求日益提高。同样地，我们国家对于饮用水也提出了相当高的标准，从而确保老百姓的饮水健康。可是，直到现在，人们谈到饮用自来水，仍会“心有余悸” ，或是因为害怕自来水生产过程中未能除尽水中的杂质及微生物，或是因为害怕净水过程中混入了一些有毒气体，将自来水仍是看
2、做“生水” 。本文将从宁波市自来水总公司毛家坪水厂的制水工艺展开，浅析自来水厂工艺流程，从而了解自来水的生产过程，解决一小部分对于自来水的疑问与困惑，进一步认识水的宝贵。关键词：制水工艺 混凝 沉淀 过滤 消毒 浊度 浊度控制引 言宁波市自来水总公司毛家坪水厂位于宁波市鄞州区鄞江镇梅园村，于 2008 年开工建设，2009 年 6 月 19 日正式成立毛家坪水厂，2009 年 8 月 19 日一期工程建成并投入试运行。水厂占地 240 余亩，处于半山腰且三面环山，设计供水能力 50 万吨/日（一期工程供水 25 万吨/日） ，水源来自皎口（周公宅）水库，通过 10 公里长距离管道输送到水厂。厂
3、区呈阶梯状分布，其中 38 米平台分布的建筑有：办公楼、机修间、反冲洗废水调节池、污泥脱水车间、加药间、高配间、提升泵房；其中 52 米平台分布的建筑有：4 组平流式沉淀池、4 组下叠式清水池、2 组 V 型滤池、反冲洗泵房等。水厂通过加药（矾、氯、石灰、PAM 等）混合、反应、沉淀、过滤、消毒流程对取自皎口水库的原水进行处理，并通过城区供水环网向宁波市鄞州区供水。正 文1、 自来水是如何生产的？ 众所周知，由于自然因素和人为因素，原水里含有各种各样的杂质。从给水处理角度考虑，这些杂质可分为悬浮物、胶体、溶解物三大类。城市水厂净水处理的目的就是去除原水中这些会给人类健康和工业生产带来危害的悬浮
4、物质、胶体物质、细菌及其他有害成分，使净化后的水能满足生活饮用及工业生产的需要。毛家坪水厂即是采用常规水处理工艺，它包括混合、反应、沉淀、过滤及消毒几个过程。 1.1 混凝反应处理 皎口水库原水通过高差自流或是提升泵房提升（高差不足时）进入到水厂之后，首先经过混凝工艺处理，即：原水 + 水处理剂 混合 反应 矾花水 ，这一过程在沉淀池前端的闸板反应区进行。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。毛家坪水厂使用的是聚合氯化铝（PAC） 。PAC 是一种无机高分子混凝剂。主要通过压缩双层，吸附电中和、吸附架桥、沉淀物网捕等机理作
5、用，使水中细微悬浮粒子和胶体离子脱稳，聚集、絮凝、混凝，从而形成较大的絮粒，以利于从水中分离、沉降下来。 混凝作用的目的就是通过水力、搅拌机机械搅拌以及水流水泥闸板区中的折叠碰撞使药剂迅速均匀地散于水中，并形成矾花水。 经混凝反应处理过的水流入沉淀池，进入净水第二阶段。 2.2 沉淀处理 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。由于沉淀池沉淀区的容积较大，致使混凝反应后的水流流速下降很快，于是，水流开始在沉淀池中缓慢向前流动。流动过程中，水中的颗粒沉于池底，污泥不断堆积，而沉淀池水开始变得清澈起来
6、。 3.3 过滤处理 过滤一般是指以石英砂等有空隙的粒状滤料层（毛家坪水厂滤池采用均质石英砂层） ，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。 4.4 消毒处理（包括前后加氯）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二次污染。净水消毒主要是通过氯与水反应生成的次氯酸在细菌内部起氧
7、化作用，破坏细菌的酶系统而使细菌死亡。消毒后的水流入清水池，之后由出厂水管利用水流自重供至自来水环网，并最终通过输、配水管网送给千家万户。2、 自来水是否含有有害人体健康的物质？ 由以上自来水的生产过程，可见河水中原有的种种悬浮颗粒及胶体物质已在混凝过程中分离。而原水中的致病微生物也已在滤后消毒处理过程中被消灭。因此，在自来水生产过程中已把原水含有的有害人体健康物质去除掉。 那么，生产过程中所加入的药剂呢？在去除水中原有杂质的过程中不免地加入了新的杂质。这些新的杂质是否会危害到我们的健康呢？ 在混凝过程中所加入的水处理剂，一般情况下都与原水的悬浮颗粒及胶体一起沉淀开来，从而不影响水出厂时的质量
8、。那么，就只剩下氯气了。氯气是否会危害到我们的健康呢？ 2.1 氯气 氯气（Cl 2）是一种黄绿色有刺激性气味的气体，能溶于水，常温下 1 体积水能溶解 2体积氯气。在相同条件下，氯气比同体积的空气重，标准状况下，它的密度 3.214g/L。氯气容易液化，当压强为 101.3kPa，冷却到-34.6，气态的氯就变成黄色油状的液态氯。液态氯继续冷却到-101，就变成了固态氯。氯气是一种有毒物质，对人体有强烈的刺激性，吸入少量氯气会刺激鼻腔和喉头粘膜，并引起胸痛和咳嗽；吸入较多氯气会窒息致死。把氯气加入水中，会发生以下反应： Cl2 + H2O = HCl + HClO 因为消毒过程中氯气用量很小
9、（一般在 1L 水中仅通入约 0.005g 氯气） ，且在自来水中的投入的氯气会完全与水反应生成其他物质，故可认为出厂的水中不含氯气。我们自然无需顾虑上述提到的有关于氯气的种种危害2.1.1 次氯酸（HClO）然而，虽然氯气已完全反应，却有其他物质生成。我们先来看次氯酸。次氯酸（HClO）具有强氧化性，因此具有很强的杀菌消毒能力，是常用的消毒剂。次氯酸是一种弱酸，很不稳定，在光照条件下易发生以下反应： 2HClO = 2HCl + O2 如此，水中有可能含有的杂质就只剩 HCl 了。 2.1.2 氯化氢（HCl）氯化氢是无色而有刺激性气味的气体，它的密度比空气大，约为空气的 1.26 倍。氯化
10、氢极易溶于水（0时，1 体积水大约能溶解 500 体积的氯化氢） 。氯化氢的水溶液叫氢氯酸，俗称盐酸，是一种强酸，具有强的氧化性及腐蚀性。 根据生理卫生常识，我们知道人体的胃液含有少量盐酸，同时，在自来水生产过程中，氯气的使用量是受到严格规定，禁止过量的，因此，水中反应后得到的氯化氢也是微量的。此外，氯化氢是易挥发气体，基于这一性质可推知煮沸了的水几乎不含氯化氢。 由此，我们可以得出这样的结论：生产过程符合国家标准的自来水是不会危害人体健康的。 3、 重要水质指标浊度浊度也称浑浊度，字面上是指水的混浊程度，从技术意义上讲，浊度是用来反映水中悬浮物，例如泥沙、粘土、藻类、有机物质以及其他的微生物
11、有机体含量的一个水质替代参数。浊度这一概念技能反映水中悬浮物的浓度，同时又是人的感官对水质的最直接的评价，是一个重要的水质参数。浊度作为水质指标于 1901 年提出，以 1L 蒸馏水含有 1mg 二氧化硅作为标准浊度的单位，表示为 1ppm。1960 年，随着科学进步，科学界对于浊度单位有了重新界定，以 1mg/L 的二氧化硅重量-浓度的特定关系变更浊度单位 1ppm 为 1NTU。研究表明，当水中浊度为 2.5NTU 时，水中有机物去除了 27.3%；浊度下降至 1.5NTU 时，有机物去除了 60%；浊度下降至 0.5NTU 时，有机物去除了 79.6%；浊度为 0.1NTU 时，绝大多数
12、有机物予以去除，致病微生物的含量大大降低。随着国家经济腾飞，人们对于饮用水质要求逐渐提高，新的饮用水标准的颁布与实施，要求管网末端水龙头出水浊度小于 1NTU，而制水行业内的“现代化水厂”更是要求出厂水水质达到 0.1 以下。下面简要分析毛家坪水厂内有关于浊度控制的两大重要保障手段。4、 浊度控制4.1 混凝沉淀与沉淀池排泥如前文，自来水生产的第一、二道工序便是混凝沉淀，而此过程的副产物便是沉淀池污泥，此部分污泥成分复杂，包括悬浮物质、胶体物质、细菌等有害成分以及部分反应后剩余的药剂。这部分污泥如不加以处理，势必会造成沉淀池出水浊度上升，并最终影响出厂水水质。为解决这一问题，毛家坪水厂采用反应
13、区底部穿孔管排泥（利用水流自重自压，将底部污泥压入穿孔 PVC 管排出）与沉淀区底部刮泥机刮泥（利用刮泥机连轴驱动水下刮泥板，直接横刮掉底部污泥排出）两种形式，并利用成套地自动化系统，周期式、往复式不间断地排泥，以确保沉淀池水质的浊度达标。4.2 过滤与滤池反冲洗滤池可谓是整个净水工艺的关键步骤，前一阶段沉淀池的出水（通常浊度需要达到1.0NTU）在经过石英砂滤池过滤后，将出水浊度进一步下降到 0.1NTU，这其中，滤砂的滤过作用功不可没。然而，在滤池运行过程中，由于水流本体中存在的、需要被过滤的细小微粒和前阶段残留药剂的共同影响，难免会使滤砂板结化，滤砂相粘，砂与砂间隙加大，造成滤池的滤过作
14、用大幅下降，从而影响后续出水水质。于是，在水厂运行过程中，滤池反冲洗过程便是保证滤砂恢复其效用的关键动作。毛家坪水厂采用一体化的自动反冲洗系统，利用反冲洗泵房内的 3 台双吸式离心泵与 2 台高功率鼓风机来完成“气冲气水混冲水冲”这一整个反冲洗过程，将一定压力的空气以及水流大量地、由各自管路通入到滤池下方，并引发整个滤池的激荡。在反冲洗过程后，滤池中的滤砂得以反复震荡，其中粘结的污垢被打碎、冲散，最终排入污水渠，离开滤池。这种周期性的操作，使得滤池滤过作用得以恢复，过滤水的水质、浊度进一步得到保证与达标。结 束 语“制水可谓辛苦，滴滴得来不易” ，珍惜水资源，爱护每一滴水，是每一个公民应尽的义务。同样，依照 GB5749生活饮用水卫生标准 ，本着“保质保量，高效低耗”的宗旨，毛家坪水厂必会科学管理，精细运作，日渐发展，不断进步，为宁波供水做出应有的一份贡献，确保广大市民安全、放心地饮用自来水。
