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1、地表水厂运行工艺（上）,*年*月*日,目录,一、概述 二、给水处理工艺 三、混凝沉淀工艺简介 四、过滤工艺简介 五、消毒工艺简介,2,一、概述,自来水是指通过自来水处理厂净化、消毒后生产出来的符合国家饮用水标准的供人们生活、生产使用的水。它主要通过水厂的取水泵站汲取江河湖泊及地下水，地表水。,自来水定义,认识水厂,一、概述水源简介,水源水的分类和特点 地下水： 自然过滤，水质透明无色； 溶解性固体含量较高； 不易受地表污染的影响，卫生条件好 水温低、常年变化不大，作为生活用水、空调用水、冷却用水都较方便 地表水： 根据地表水环境质量标准（GB3838-2002),判别水源是否符合供水工程地表水
2、源水质的要求。 类：主要适用于源头水、国家自然保护区； 类：主要适用于集中式生活饮用水地表水源地一级保护区、珍贵水生生物 栖息地、鱼虾类产卵地等； 类：适用于集中式生活饮用水地表水水源地二级保护区，鱼虾类越冬场、水产养殖区等渔业水域及游泳区（南水北调水厂的来水水源）； 类：一般工业用水区及人体非直接接触的娱乐用水区； 类：农业用水区及一般景观要求水域。,一、概述,第一节 水源水质及用户对水质要求 一、原水水质,杂质分类,悬浮物质,溶解物质,泥砂，粘土、水草，藻类、原生动物、细菌和病原菌等,颗粒大小 存在形态,胶 体,硅酸胶体、腐植质胶体等,钙、镁盐和其他盐类，氧、二氧化碳等溶解气体以及其他溶解
3、有机物等,一、概述,一、概述,一、原水水质,一、概述,为了鉴别水源中杂质成分、含量及其变化规律，必须进行水的物理，化学及细菌分析，有时还须进行水生物分析。 水的物理分析包括：水温、浑浊度、悬浮固体，色度，嗅和味等。,一、概述,水的化学分析包括：pH值、碱度、硬度、硫酸盐、氯化物、氨氮、亚硝酸盐、硝酸盐、耗氧量、溶解氧、铁和锰以及铅、汞、氰化物、酚类化合物等各种有害或有毒物质，必要时还应测定水中放射性物质。 水的细菌分析包括：细菌总数和大肠菌群检验。,一、概述,二、水源的水质特点 1地下水,水质清澈，水质、水温较稳定 地下水含盐量通常高于地表水 地下水含铁、锰量超过生活饮用水卫生标准时，需经过除
4、铁除锰处理后才可使用,一、概述,2江河水,浑浊度高，随季节变化大；例如，黄河最高含砂量达300Kg m3，是世界上著名的高浑浊度水，长江最高浑浊度为23000毫克升 色度低，含盐量及硬度不大 细菌含量较多 水温变幅较大。此外，河流易受污染而含有各种有害物质。,一、概述,3湖泊及水库水,水浑浊度较低 藻类较多，使水产生色、臭、味 易受废水污染 含盐量比河水高。按含盐量分，有淡水湖、微咸水湖和咸水湖三种。这与湖的形成历史、水的补给来源及气候条件有关。咸水湖的水不宜生活饮用。我国大的淡水湖主要集中在雨水丰富的东南地区。,一、概述,4海水 海水含盐量高，而且所含各种盐类或离子的重量比例基本一定，这是与
5、其它天然水源所不同的一个显著特点。 海水一般需经淡化处理才可作为居民生活用水。,一、概述,三、水质标准 水质标准是指用户所要求的各项水质参数应达到的指标。 水质标准随着“饮用水与健康”科学研究的深入，工业工艺过程的发展所引起的水质新要求，以及水质检验技术的进步而不断修改。 生活饮用水卫生标准（GB 5749-2006）,一、概述,四、用户对水质的要求 (一)生活饮用水水质标准 生活饮用水水质应无色、无臭，无味、不浑浊、无有害物质，特别是不含传染病菌。供给城市、城镇的生活饮用水水质必须符合现行生活饮用水水质标准（GB5749-2006）规定。 (二)生产用水水质要求 各种工业企业对水质有不同要求
6、。 在确定生产用水的水质标准时，应进行调查研究，按生产实际情况加以确定。,二、给水处理工艺,1、给水处理基本方法 城市给水处理的目的是去除原水中悬浮物质、胶体、病菌以及水中其他有害人体身体健康和影响工业生产的有害杂质，使处理后水质满足现行生活饮用水质标准和工业生产用水水质的要求。,一、给水处理方法 水处理方法应根据水源水质和用水对象对水质的要求确定。 1）当生活饮用水采用地面水时，需要进行混凝、沉淀(或澄清)、过滤、消毒等处理工艺过程。 2）如果采用没有受到污染的地下水源，当水质清澈透明时，只要经过消毒，便可符合生活饮用水水质要求。 3）当要求的水质较高时，则需作进一步的专门净化处理，如除铁、
7、除锰、软化、淡化以及其它方面的特殊处理。,二、给水处理工艺,混凝、沉淀和过滤的主要目的是去除水中的悬浮物和胶体杂质 消毒通常在过滤以后进行，对于某些未被去除的致病微生物， 必须用消毒方法将其杀死 当溶解于地下水中的铁、锰含量超过生活饮用水卫生标准时， 需采用除铁、除锰措施 如果水中钙、镁离子含量较高，则需要进行软化处理 对于高含盐量的水如海水及“苦咸水”则要进行淡化处理,二、给水处理工艺,二、给水处理工艺,水的其它处理方法 1.除臭、除味 除臭、除味的方法取决于水中臭和味的来源。 对于水中有机物所产生的臭和味，可用活性炭吸附或氧化剂氧化法去除； 对于溶解性气体或挥发性有机物所产生的臭和味，可采
8、用曝气法去除； 因藻类繁殖而产生的臭和味，可在水中投加硫酸铜除藻； 因溶解盐类所产生的臭和味可采用适当的除盐措施等。,二、给水处理工艺,2.除铁、除锰 最常用的除铁、锰方法是：氧化法和接触氧化法。 氧化法通常设置曝气装置、氧化反应池和砂滤池； 接触氧化法通常设置曝气装置和接触氧化滤池。 工艺系统的选择应根据是否单纯除铁还是同时除铁除锰、原水铁、锰含量及其有关水质特点确定。还可以采用药剂氧化、生物氧化法及离子交换法等。,二、给水处理工艺,3.除氟 人体组织器官中大约含210mg的氟，主要是来源于饮水。但是长期饮用含氟量过高的井水，将对人体造成严重危害，轻者患牙斑症；重者则患氟骨症，使骨骼密度增加
9、而变形、骨质发脆、瘫痪、甚至死亡。饮用水含氟宜小于1.0mgL。 除氟的方法可分为两大类：沉淀法和离子交换法。沉淀法是在水中加入石灰、硫酸铝、氯化铝、碱式氯化铝等，使水中氟化物沉淀；离子交换法是将含氟水通过特殊的滤料，起离子交换作用。,4.综合处理设备 综合处理设备也称净水器和一元化净水构筑物,是将混凝、澄清、过滤三道净水工艺有机地组合在一个构筑物内。如果再配以加混凝剂、消毒设备和进、出水泵，即可成为一座小型净水厂。,二、给水处理工艺,二、城镇水厂常用水处理工艺及构筑物 常规的净水工艺包括混凝、沉淀、过滤、消毒等，每种方法可用多种不同形式的净水构筑物。因此，为了选择切合城镇实际情况、投资少、运
10、行费用低、管理简单的工艺流程，必须对各种净水方法有所了解。,二、给水处理工艺,二、城镇常用水处理工艺及构筑物,1）第一道：格栅（根据水质情况可有可无）：清除悬浮物 2）第二道：预臭氧（或前加氯）：脱色或氧化有机物提高混凝效果效果 3）第三道：加药絮凝工艺：投加混凝剂助凝剂进行混合 4）第四道：沉淀或澄清工艺：采用沉淀池或澄清池等工艺去除悬浮物 5）第五道：过滤工艺：快滤池或慢速滤池等去除悬浮物 6）第六道：消毒工艺：后臭氧或紫外消毒、加氯消毒等，加氯消毒通常为必选工艺，其他工艺作为辅助工艺，根据水质情况调整。 7）第七道：加压工艺：加压泵进行加压供入市政管网。 8）深度处理工艺：沉淀池前加装粉
11、末活性炭、进水前端加装高锰酸钾投加装置、末端加装深度处理活性炭滤池、末端加装超滤膜或反渗透膜。 9）污泥处理工艺：多采用高压板框或带式压滤机。,三、混凝工艺简介,（一）混凝 1、混凝概述 微粒变成絮粒并由小变大的物理化学反应过程就是混凝过程。 混凝过程由投药、混合、絮凝几个阶段完成。 混凝效果的好坏，即生成的矾花是否结实粗大，对沉淀、过滤等后续处理影响很大。因此，应根据原水水质，选用好的凝聚剂和最佳投量，则是保证良好混凝效果的关键。,三、混凝工艺简介,2、混凝剂和助凝剂 （1）混凝剂 应用于水质净化中的混凝剂应符合以下基本要求：混凝效果良好；对人体健康无害；使用方便；货源充足；价格低廉。 混凝
12、剂种类较多，归纳起来有两大类，即金属盐类混凝剂和高分子混凝剂。,三、混凝工艺简介,1)硫酸铝Al2(SO4)318H20：此产品有精制和粗制两种。 明矾是硫酸铝和硫酸钾的复盐Al2(SO4)3K2SO424H20，为无色或白色结晶体，属天然矿物。 2)三氯化铁Fecl36H2O：三氯化铁通常是具有金属光泽的褐色结晶体。处理低温水效果较铝盐好。它具有不受温度的影响，易溶解、易混合的优点，但同时也有易潮、腐蚀性强、不易保管等缺点。 3)硫酸亚铁FeSO47H2O：是废硫酸和废铁屑加工制成的半透明绿色结晶体，俗称“绿矾”。硫酸亚铁的适用条件同三氯化铁，但使用时pH值在8.19.6为宜。,三、混凝工艺
13、简介,4)聚合氯化铝Al2(OH)nCl6-nm：也称聚氯化铝，是一种高效无机高分子混凝剂。聚合氯化铝一般对各种水质以及水的pH值适应性较强；絮凝体形成较快，且颗粒大而重；投量比硫酸铝要低，目前应用比较广泛。 在选用混凝剂时要因地制宜，一般情况下可选用硫酸铝；低温时可选用铁盐混凝剂；在货源和质量有保证的条件下，应尽可能地选用聚合氯化铝。（PAC具有腐蚀性，加水后呈酸性，使用时需戴手套、口罩）,三、混凝工艺简介,（2）混凝剂的配制和投加 1）配制 城镇小水厂中通常采用溶解缸和溶液缸进行配制，大水厂通常采用自动投药装置。 2）投加 根据投药点的不同而决定，一般分为重力投加和压力投加两种。,三、混凝
14、工艺简介,重力投加是依靠重力作用把混凝剂加入原水中的投加方法。当投加点选择在水泵的吸水管或吸水管喇叭口时，称为泵前投加。如图51所示。泵前重力投加是利用水泵叶轮的高速转动使混凝剂迅速地分散到原水中。这种方法安全可靠，节省混凝剂，一般适用于取水泵距水厂较近者。但这种投加方式对水泵叶轮有一定的腐蚀作用，尤其是采用铁盐作混凝剂时。,三、混凝工艺简介,三、混凝工艺简介,重力投加 当取水泵房距水厂较远时，如有地形可以利用或有条件建造高架溶液池，则可利用药液重力投入水泵压水管上，见图52。,图52,三、混凝工艺简介,压力投加 采用水射器在水泵出水管上用压力投药的方式，见图53。水射器效率较低，易磨损，但设
15、备简单，使用方便，溶液池高度不受太大的限制。,四、混凝工艺简介,压力投加 目前采用的压力投加装置多为计量泵加压投加，此类加药使用方便，溶液池高度不受太大的限制，加药量精确可控。,三、混凝工艺简介,（3）助凝剂 当单独使用混凝剂不能取得良好的效果时，则需要投加某些辅助药剂以提高或改善混凝效果，这种辅助药剂称为助凝剂。 目前，城镇水厂常用的助凝剂有：PAM(聚丙烯酰胺)、生石灰、氯气、活化水玻璃及高分子化合物等。南水北调水厂选用的助凝剂为PAM，PAM溶药时需注意用量，否则容易出现沉积结块儿，容易造成加药泵堵塞。,三、混凝工艺简介,3、混合和絮凝 混合：凝聚剂与原水进行充分混合的过程。 絮凝：当药
16、剂与原水充分混合后，水中胶体和悬浮物质发生凝聚产生细小矾花。这些细小矾花还需要通过絮凝池进一步形成沉淀性能良好、粗大而密实的矾花，以便在沉淀池中去除。 混凝作用地机理：压缩双电层、电性中和、吸附架桥、卷扫网补作用。,三、混凝工艺简介,絮凝池： 絮凝中必须控制一定的流速，创造适宜的水力条件。 絮凝池的种类较多，常用的有隔板絮凝池、旋流式絮凝池等。考虑到城镇水厂的规模较小，水量变化不大以及对原有絮凝池的挖潜与改造，在城镇水厂中可采用折板絮凝池，见图54。,折板絮凝池一般分为三段，三段中折板布置可分别采用相对折板、平行折板和平行直板。折板可采用钢丝网水泥或其它无毒材料制作。折板夹角可采用9001200；
