凈水廠處理工藝詳解(業(yè)內(nèi)人士的良心科普)

1、凈水廠處理工藝詳解（業(yè)內(nèi)人士的良心科普）水是生命之源，水占人體組成的70%，科學(xué)研究表明，成年人平均每天需水量 2500ml 以上，可以說水質(zhì)是身體健 康的基礎(chǔ)保障。 擰開水龍頭，自來水緩緩流出，我們在享受現(xiàn)代生活帶來的 便利的同時(shí)，有沒有想過這些隨開隨用的自來水究竟經(jīng)過了 哪些工藝流程才由江河湖海中流入千家萬戶，有時(shí)候流出的 水像牛奶一樣白，而且里面有大量的氣泡，散發(fā)出消毒水的 味道，要靜置幾分鐘才恢復(fù)清澈，這些現(xiàn)象究竟是如何形成 的，作為普通消費(fèi)者的我們又如何去辨別水質(zhì)的好壞。農(nóng)村 來的朋友可能知道， 以前沒有自來水， 家里都有一口大水缸， 父親斜著身子，扁擔(dān)吱呀呀，從池塘挑著水回家，倒進(jìn)

2、水缸 后打上明礬靜止一段時(shí)間缸底開始出現(xiàn)沉淀，這是農(nóng)村最原 始的水處理工藝。 后來，大家發(fā)現(xiàn)將水缸集中在一起，由專人統(tǒng)一打明礬，效 率更高，于是水缸越做越大就成了水廠，更為高效的藥品也 逐步取代了明礬。 目前多數(shù)水廠采用的方法是從水源地抽水進(jìn)水廠統(tǒng)一消毒、 沉淀、過濾， 最后泵送至用戶家中， 其中主要用到以下 6 種 藥品：1. HCLO 次氯酸，由氯庫中的氯氣加入到水中生成，具有很 強(qiáng)的殺菌消毒能力，根據(jù)投加位置的不同可分為前加氯、后 加氯。圖 1. 氯庫2. PAC 聚合氯化鋁，溶液儲(chǔ)存在加藥間，泵送至混合池與水 充分?jǐn)嚢?，作用是使水中?xì)微懸浮粒子和膠體離子脫穩(wěn)，聚 集、絮凝、混凝、沉淀，

3、達(dá)到凈化處理效果。 3.O3 臭氧， 由 O2 氧氣放電生成，強(qiáng)氧化劑，作用是殺菌消毒，溶裂藻 類細(xì)胞，降低其含量。按投加位置可分為預(yù)（前）臭氧、后 臭氧投加點(diǎn)。使用臭氧進(jìn)行水處理的優(yōu)點(diǎn)很多，比如殺菌效果佳，穩(wěn)定性 差易分解，不存在有毒殘留物，但大量的使用帶來了問題， 比如腐蝕金屬管道，更重要的是產(chǎn)生了一定量的溴酸鹽，你 也知道的，這是潛在致癌物，水廠目前應(yīng)對方法是使用一定 量的 H2O2 來處理，后面會(huì)提到。圖 2. 氧氣罐 汽化器即使在夏天也是結(jié)滿冰霜圖 3. 臭氧發(fā)生器（氧氣通電產(chǎn)生臭氧）圖 4. 池內(nèi)臭氧投加點(diǎn)4.H2O2 雙氧水，強(qiáng)氧化劑，有殺菌消毒的能力，但主要用 于應(yīng)對溴酸鹽，加

4、入水中后與 O3 形成競爭關(guān)系，避免形成 溴酸鹽，常在水質(zhì)較差的月份添加使用。溴酸鹽是潛在致癌物，但受熱易分解，不僅是自來水，市面 上大多數(shù)瓶裝水也存在，脫離劑量談毒性毫無意義，為安心一點(diǎn)，涼白開最衛(wèi)生。圖 5. 雙氧水投加系統(tǒng)5.KMnO4 高錳酸鉀，作用是氧化有機(jī)物、殺菌消毒，加多 了水會(huì)變紅， 需嚴(yán)格控制用量。 6.PAM 聚丙烯酰胺， 絮凝劑， 僅用于污泥系統(tǒng)的平衡池，因?yàn)橘F。了解完水處理過程中的部分化學(xué)物品，現(xiàn)在有 3 個(gè)問題擺 在面前：水從哪里來？水到這里做什么？水到哪里去？ 請系好安全帶，前方飆車。1.水源地 - 取水泵房 - 凈水廠， 一句話， 高揚(yáng)程， 大功率水 泵伺候，符合

5、國家規(guī)范要求的三類水即可，選用水泵時(shí)考慮 部分水頭損失，根據(jù)用戶需求量控制好進(jìn)場水量。圖 6. 某地取水泵房2.高錳酸鉀 - 預(yù)臭氧 - 前加氯， 其中高錳酸鉀、 氯氣投加方 法是在主進(jìn)水管道上開孔設(shè)置投加點(diǎn)，將藥物直接泵送至管 道內(nèi)與水混合，預(yù)臭氧有單獨(dú)的構(gòu)筑物，池體內(nèi)部投加充分 混合并且要將尾氣回收破壞。圖 7. 預(yù)臭氧接觸池圖 8. 臭氧投加裝置圖 9. 氯氣投加機(jī)3. 機(jī)械攪拌混合池，池內(nèi)投加 PAC 聚合氯化鋁，攪拌機(jī)機(jī) 械混合。圖 10. 水中呼啦圈即環(huán)形加藥管，攪拌機(jī)就很明顯了4. 絮凝平流沉淀池，折板式、回轉(zhuǎn)隔板式都有，水中細(xì)微懸 浮粒子和膠體離子在此絮凝沉淀，特殊的構(gòu)造將增加

6、水流長 度、增大接觸面積與時(shí)間、增加碰撞概率、從而提高聚合沉 淀效果，上清液將通過集水槽流入濾池。圖 11. 折板式，上部遮陽以減少青苔滋生，效果一般圖 12. 回轉(zhuǎn)隔板式圖 13. 沉淀池圖 14. 絮凝沉淀（雪花點(diǎn)）那么有朋友問了，這一直絮凝沉淀水池不很容易臟嘛，難道定期洗池子嗎？這時(shí)候就體會(huì)到這群水務(wù)工作者的智慧了，他們發(fā)明了刮泥機(jī)，移動(dòng)的黑科技，沉淀于池底的淤泥無處 藏身。圖 15. 刮泥機(jī)圖 16. 刮泥機(jī)圖 17. 刮泥機(jī)刮出來的泥水排至污泥系統(tǒng)5. 濾池（普快2座，V型1座），經(jīng)過絮凝沉淀后的水進(jìn)入 濾池，濾料是石英砂，可以過濾掉水中的懸浮物。圖 18.濾池6. 提升泵房，普通砂

7、濾池處理過后的水勢能較低，無法通過 重力流入臭氧接觸池及活性炭濾池，在此需要借助提升泵獲 得較大的勢能，以便順利完成后續(xù)工藝。圖 19.軸流提升泵（約 2m 高， Q=4800m3/h ，共 6 臺(tái)）7. 臭氧接觸池，提升以后的水流入臭氧接觸池，投加臭氧殺 菌消毒，此階段為后臭氧。8. 活性炭濾池， 自上而下是 2.2m 厚活性炭 +0.5m 厚石英砂 +0.2m 厚承托層，活性炭濾料能較大限度的提升水質(zhì)，濾后 水經(jīng)管廊中央水渠匯流再分配至清水池。圖 20. 經(jīng)過活性炭處理后的水很清澈，可以看到底，藍(lán)綠色 是折射的原因。9. 清水池 - 吸水井 - 二級(jí)泵房， 清水池的水流入吸水井， 二 級(jí)泵

8、房水泵隨時(shí)待命，按下啟動(dòng)，干凈、衛(wèi)生的自來水就通 過市政給水管輸送到了千家萬戶。圖 21. 二級(jí)泵房 以上是凈水廠工藝流程，是不是感覺重新認(rèn)識(shí)了自來水君， 我們從頭來對比一下水質(zhì)的變化：圖 22. 原水進(jìn)廠，無任何處理，渾濁發(fā)黑圖 23. 經(jīng)過絮凝沉淀后的水，是不是稍微能接受了點(diǎn)圖 24. 即將輸送至用戶家里的水，干凈衛(wèi)生但這不是全部，看完以后你是否想問：長期過濾的情況下， 無論是石英砂還是活性炭必然會(huì)變臟，濾料里面夾雜的懸浮 物如何清理？刮泥機(jī)刮出的污泥水去了哪里？ 別急，我們先來引出兩個(gè)概念：反沖洗系統(tǒng) 污泥處置系統(tǒng)先說第一個(gè)，過濾水在空間上是 自上而下流動(dòng)，反沖洗系統(tǒng)則是自下而上，一般有

9、水沖洗 + 氣沖洗。水沖系統(tǒng)的水來源于清水池， 為什么用清水， 感覺好浪費(fèi)啊， 這是因?yàn)槟闳绻门K水刷碗，是刷不干凈的，即使外表干凈 了你也不敢直接拿來盛飯。氣沖則是由空壓機(jī)將空氣壓縮吹入濾料底部，氣泡在水中上 升的過程中帶動(dòng)濾料上下翻滾，進(jìn)而將雜質(zhì)清理出去，反沖 洗后的水進(jìn)入回收池，水質(zhì)檢測達(dá)標(biāo)后可重新接入水廠主進(jìn) 水管，再走一遍以上流程，故名回收池，當(dāng)然緊急情況下也 能切換閥門流入雨水系統(tǒng)。至于污泥處置系統(tǒng)，顧名思義是處理水廠產(chǎn)生的污泥水的。 主要是沉淀池刮泥機(jī)產(chǎn)生的，刮泥機(jī)排出的污泥水進(jìn)入排水 排泥池，再泵送至配水井，由配水井分配給濃縮池，污泥水 在濃縮池中沉淀，上部含泥量低的水將排放至

10、雨水系統(tǒng)，下 部泥水含泥量太大，匯流至平衡池，再抽入至脫水機(jī)房的離 心機(jī)，泥水分離，水由雨水系統(tǒng)排放，泥餅堆放在污泥堆棚 定期清理。圖 25. 地埋式排水排泥池，地下池體，地表青青草原圖 26. 濃縮池與環(huán)形軌道刮泥機(jī)圖 27. 離心機(jī)圖 28. 正在清理的污泥堆棚水廠的工藝管道、閥門錯(cuò)綜復(fù)雜，不同的任務(wù)需要用到不同 的閥門啟閉組合， 而現(xiàn)在這些都可以用遠(yuǎn)程控制， 不得不說， 科技的進(jìn)步極大地提高了生產(chǎn)力，以后的水處理工藝將會(huì)更 加出色。圖 29. 水處理遠(yuǎn)程監(jiān)控凈水廠的生產(chǎn)系統(tǒng)、 反沖系統(tǒng)、 污泥系統(tǒng)就簡單了解到這里， 水廠運(yùn)營的重難點(diǎn)是在原水水質(zhì)多變的情況下持續(xù)輸出符 合要求的凈水，是一種

11、動(dòng)態(tài)的管理，季節(jié)、氣溫、微生物等 外界條件變化時(shí)，原水成分也發(fā)生改變，比如說夏季到來， 藻類、微生物含量爆發(fā)，加入的氯氣含量相應(yīng)要增大，但增 大到什么程度才能保證既可以起到殺菌消毒的作用，又不至 于余氯過高，這些不僅僅靠的理論計(jì)算，更多的是無數(shù)水務(wù) 工作者們常年積累下來的經(jīng)驗(yàn)，在此我向所有水務(wù)工作者致 敬，是你們的努力造福了社會(huì)。題圖那個(gè)奇怪的蘑菇造型的建筑物很多朋友見過，這是水廠 的標(biāo)志， 科技的進(jìn)步讓它逐漸退出歷史舞臺(tái)， 直至全部消失， 以前的反沖洗工藝是先將水泵送至水塔頂部，儲(chǔ)存較高勢 能，開閘以后利用重力反沖洗，現(xiàn)在的工藝都是直接用水泵 反沖洗，不再經(jīng)過水塔。最后回到開篇的幾個(gè)問題： 打開水龍頭發(fā)現(xiàn)水像牛奶一樣，這是因?yàn)橥Ｋ畽z修時(shí)空氣混 入到管道內(nèi)，再次供水時(shí)水壓過大將空氣壓入水體，從水龍 頭放出時(shí)由于光線折射看上去成乳白色，靜置兩分鐘即可，無任何影響。 水體有 84 消毒水味道， 這是 HCLO 的味道， 為保證水體在市政管道中持續(xù)不受細(xì)菌污染，一般在送入用 戶家中前仍然加氯，水中有余氯（氯元素） ，也不用擔(dān)心， 這些都是水質(zhì)監(jiān)控的指標(biāo)數(shù)據(jù)，劑量會(huì)被嚴(yán)格控制的，靜置 兩