環(huán)衛(wèi)(飲用水2)

1、第五節(jié)第五節(jié) 集中式給水集中式給水（collecting water supply system）生活飲用水給水方式的優(yōu)缺點生活飲用水給水方式的優(yōu)缺點給水給水方式方式集中式給水集中式給水（自來水）（自來水）分散式給水分散式給水優(yōu)點優(yōu)點缺點缺點有利水源選擇和保護有利水源選擇和保護易于保證水質易于保證水質用水方便用水方便一旦受污染影響大一旦受污染影響大一旦受污染影響小一旦受污染影響小不利水源選擇和保護不利水源選擇和保護不易保證水質不易保證水質用水不方便用水不方便（河水、井水）（河水、井水）水源水源一級泵站一級泵站反應池反應池沉淀池沉淀池快濾池快濾池清水池清水池二級泵站二級泵站管網管網地面水凈化流程

2、示意圖地面水凈化流程示意圖加混凝劑加混凝劑加氯加氯取水設備取水設備凈化消毒設備凈化消毒設備配水設備配水設備澄清池澄清池地下水凈化流程示意圖地下水凈化流程示意圖水井水井水泵水泵水塔或壓力罐水塔或壓力罐管網管網用戶用戶加消毒劑加消毒劑一、水源選擇和衛(wèi)生防護一、水源選擇和衛(wèi)生防護 (choice of water source and sanitary protection) 1. 水量充足水量充足 要求要求95%保證率的枯水流量大于總用水量保證率的枯水流量大于總用水量 2. 水質良好水質良好 水源水質應符合水源水質應符合地表水環(huán)境質量標準地表水環(huán)境質量標準 （一）水源選擇的原則（一）水源選擇的原則

3、 地方病區(qū)應選含氟地方病區(qū)應選含氟( 1 mg/L) 、含碘量、含碘量 （ 10ug/L）適宜水源）適宜水源便于防護便于防護 水源周圍衛(wèi)生狀況良好，不受廢水污染水源周圍衛(wèi)生狀況良好，不受廢水污染 取水點應設置在工礦企業(yè)的上游取水點應設置在工礦企業(yè)的上游 4. 技術經濟合理技術經濟合理 優(yōu)先選用地下水作為水源優(yōu)先選用地下水作為水源地面水水源地面水水源(二二) 水源衛(wèi)生防護水源衛(wèi)生防護1. 地表水水源衛(wèi)生防護地表水水源衛(wèi)生防護 取水點周圍取水點周圍100m半徑水域內半徑水域內, 嚴禁可能污染嚴禁可能污染 水源的一切活動水源的一切活動 取水點上游取水點上游1000m 和下游和下游100m水域內，不得

4、水域內，不得 排入廢水。不得設置污染源，不得進行污水排入廢水。不得設置污染源，不得進行污水 灌田和施用危害大的農藥灌田和施用危害大的農藥 取水點上游取水點上游1000m 以外的地區(qū)，應限制污染以外的地區(qū)，應限制污染 物的排放物的排放2. 地下水水源衛(wèi)生防護地下水水源衛(wèi)生防護 井周一定范圍內井周一定范圍內 ,不得建廁所，不得進行污水不得建廁所，不得進行污水 灌田和施用危害大的農藥灌田和施用危害大的農藥二、取水點和取水設備二、取水點和取水設備1. 地面水的取水點位置地面水的取水點位置 位于城鎮(zhèn)和工業(yè)企業(yè)上游位于城鎮(zhèn)和工業(yè)企業(yè)上游, 避開污染源避開污染源 最低水深應有最低水深應有2.5m以上以上進水

5、口進水口1.5m1.0m2. 地面水取水設備地面水取水設備3. 地下水取水設備地下水取水設備(深度深度20m)(300m)三、水質處理三、水質處理 ( (treatment of water quality) )水廠水質水廠水質常規(guī)處理常規(guī)處理工藝過程工藝過程凈化凈化消毒消毒混凝沉淀混凝沉淀過濾過濾去除懸浮物質去除懸浮物質、膠體物質，、膠體物質，改善感官性狀改善感官性狀- 殺滅病原體殺滅病原體（一）（一） 混凝沉淀混凝沉淀（coagulation precipitation）1. 混凝沉淀的原理混凝沉淀的原理(1) 壓縮雙電層作用壓縮雙電層作用-水中粘土膠團表面具有雙電子層（帶負電水中粘土膠團

6、表面具有雙電子層（帶負電 吸附層和帶正電擴散層）吸附層和帶正電擴散層）,水中加入硫酸鋁水中加入硫酸鋁 等混凝劑后等混凝劑后, 形成的正離子擠入擴散層形成的正離子擠入擴散層 , 進進 入吸附層入吸附層, 使雙電層被壓縮使雙電層被壓縮 ,膠粒表面負電膠粒表面負電 性降低性降低 , 膠粒間的靜電斥能降低而相互吸膠粒間的靜電斥能降低而相互吸 附凝聚附凝聚 (2) 電中和作用電中和作用硫酸鋁硫酸鋁水解水解水中帶負電水中帶負電膠體粒子膠體粒子彼此中和彼此中和相互凝聚相互凝聚絨體或礬花絨體或礬花帶正電膠帶正電膠體粒子體粒子(3) 吸附架橋作用吸附架橋作用 硫酸鋁硫酸鋁水解水解線形結構線形結構高聚物高聚物吸附

7、膠體微粒吸附膠體微粒網狀網狀結構結構微粒間距微粒間距離縮短而離縮短而相互粘結相互粘結聚凝體聚凝體架橋架橋聚合聚合硫酸鋁混凝沉淀原理硫酸鋁混凝沉淀原理Al2(SO)3 + 12 H2O 2 Al(H2O)63+ +3SO42-Al(H2O)63+H2OAl(OH)(H2O)52+ H+Al(OH)(H2O)52+ H2OAl(OH)2(H2O)4+ H+Al(OH)2(H2O)4+ H2OAl(OH)3(H2O)3水合氫氧化鋁沉淀水合氫氧化鋁沉淀+ H+水合鋁離子水合鋁離子羥基絡合物羥基絡合物羥基絡合物羥基絡合物Al(OH)(H2O)52+ Al(OH)(H2O)52+聚合聚合-2 H2O(H2

8、O)4AlHOHOAl (H2O)44+2H2O2. 常用混凝劑常用混凝劑 (coagulant agent)混凝劑混凝劑金屬鹽類金屬鹽類混凝劑混凝劑高分子高分子混凝劑混凝劑鋁鹽鋁鹽鐵鹽鐵鹽硫酸鋁硫酸鋁明礬明礬(硫酸鉀鋁硫酸鉀鋁)三氯化鐵三氯化鐵硫酸亞鐵硫酸亞鐵硫酸鐵硫酸鐵聚合氯化鋁聚合氯化鋁聚丙烯酰胺聚丙烯酰胺 (吸附架橋吸附架橋)混凝劑混凝劑硫酸鋁硫酸鋁 3. 混凝設備混凝設備 (1) 混凝劑投加設備混凝劑投加設備-泵前加藥，濕式投藥泵前加藥，濕式投藥(2) 混合設備混合設備 -水泵混合水泵混合混凝劑溶解池混凝劑溶解池混凝劑投加設備混凝劑投加設備(3) 反應設備反應設備-使初級礬花不斷增大

9、使初級礬花不斷增大 進水管進水管折流式隔板反應池示意圖折流式隔板反應池示意圖(平面圖平面圖)隔板反應池隔板反應池 ( reaction tank)反應池運行過程（反應池運行過程（VCD）4. 沉淀設備沉淀設備-去除反應增大的聚凝體去除反應增大的聚凝體進水進水出水出水（平面圖）（平面圖）出水出水進水進水（剖面圖）（剖面圖）集泥斗集泥斗隔板反應池隔板反應池平流式沉淀池示意圖平流式沉淀池示意圖斜板沉淀池的水流方向斜板沉淀池的水流方向上向流上向流橫向流橫向流下向流下向流沉淀池沉淀池(sedimentation tank)沉淀池沉淀池沉淀池（沉淀池（VCD）5. 澄清澄清 ( clarification

10、) 綜合完成混合、反應、沉淀作用綜合完成混合、反應、沉淀作用（二）（二） 過濾過濾 去除未沉淀的細微雜質去除未沉淀的細微雜質 , 去除大部分病原體去除大部分病原體1、過濾凈水原理、過濾凈水原理 篩除作用篩除作用 接觸凝聚作用接觸凝聚作用2、 濾池工作周期濾池工作周期 成熟期成熟期 過濾期過濾期 清洗期清洗期(filtration)快濾池（快濾池（rapid filter)過濾池過濾池過濾池（過濾池（VCD）（三）（三） 水的消毒水的消毒（disinfection of water）飲水消毒方法飲水消毒方法 化學方法化學方法 物理方法物理方法 氯化消毒氯化消毒 (chlorination) 臭氧

11、臭氧 (ozone) 二氧化氯二氧化氯 (chlorine dioxide) 紫外線紫外線 (ultraviolet radiation) 煮沸煮沸 (boiling) 1. 氯化消毒氯化消毒（chlorination）（1）基本概念）基本概念 有效氯有效氯 (available chlorine) -含氯化合物中具有殺菌作用的有效成分，含氯化合物中具有殺菌作用的有效成分， 或含氯化合物中氯的價數(shù)大于或含氯化合物中氯的價數(shù)大于-1價的氯價的氯 漂白粉漂白粉 caocl+1cl-1漂粉精漂粉精 caocl+1ocl+1 需氯量需氯量 ( chlorine demand ) -用氯消毒時，殺死細菌

12、以及氧化有機用氯消毒時，殺死細菌以及氧化有機 物和還原性無機物所消耗的有效氯量物和還原性無機物所消耗的有效氯量 余氯余氯 (residual chlorine) -氯化消毒時，在達到消毒效果后，水中還氯化消毒時，在達到消毒效果后，水中還 剩余一些有效氯剩余一些有效氯余氯的作用余氯的作用抑制殘存細菌的繁殖抑制殘存細菌的繁殖指示二次污染指示二次污染指示加氯量是否適當指示加氯量是否適當 加氯量加氯量 (chlorine dose)= 需氯量需氯量 + 余氯余氯加漂粉精量加漂粉精量（50%有效氯）有效氯）加氯量加氯量需氯量需氯量余氯余氯-余氯分游離氯（余氯分游離氯（HOCl，OCl -）和化合氯）和化

13、合氯 （ NH2Cl ， NHCl2） （2）常用于氯化消毒的含氯化合物）常用于氯化消毒的含氯化合物 氣態(tài)氯氣態(tài)氯 Cl2 漂白粉漂白粉 Ca(OCl)Cl 漂粉精漂粉精 Ca(OCl)2(3) 氯化消毒的原理氯化消毒的原理Cl2 + H2O HOCl + H+ + Cl2 Ca(OCl) Cl +2 H2OCa(OH)2+ HOCl +CaCl2Ca(OCl) 2+ 2 H2OCa(OH)2+ 2 HOCl Cl2水解水解HOCl 體積微小體積微小電荷中性電荷中性透過細菌透過細菌細胞壁細胞壁強氧化性強氧化性蛋白質、蛋白質、核酸外釋核酸外釋影響細菌影響細菌酶系統(tǒng)酶系統(tǒng)細菌細菌死亡死亡氯化消毒的

14、原理氯化消毒的原理損害細菌損害細菌細胞膜細胞膜氯化消毒原理（氯化消毒原理（VCD） 氯對病毒的作用氯對病毒的作用-對病毒核酸的致死性損害對病毒核酸的致死性損害 氯胺的殺菌機理氯胺的殺菌機理NH3 + HOClNH2Cl + H2ONH2Cl + HOCl NHCl2 + H2ONHCl2 + HOCl NCl3 + H2O一氯胺一氯胺二氯胺二氯胺三氯胺三氯胺（二氯胺的殺菌效果大于一氯胺，三氯胺無消毒效果）（二氯胺的殺菌效果大于一氯胺，三氯胺無消毒效果）-次氯酸的作用次氯酸的作用+1+1-1（4）影響氯化消毒的因素）影響氯化消毒的因素 加氯量和接觸時間加氯量和接觸時間-普通氯化法消毒普通氯化法消

15、毒, 接觸時間接觸時間30分鐘分鐘, 余余 氯保持氯保持0.30.5 mg /L 水的水的pH值值 HOC lH+ OC l-水的水的pH值增高值增高, HOC l減少減少, OC l 增增 加加, 殺菌效果下降殺菌效果下降- HOC l的殺菌效果是的殺菌效果是OC l 的的80倍倍 水溫水溫-水溫每提高水溫每提高10，病菌殺滅率約高，病菌殺滅率約高 23 倍。冬季消毒接觸時間比夏季長倍。冬季消毒接觸時間比夏季長 水的渾濁度水的渾濁度 消耗有效氯，細菌多附消耗有效氯，細菌多附 -水中懸浮顆粒能水中懸浮顆粒能 在懸浮物中，不易受到氯的作用在懸浮物中，不易受到氯的作用 水中微生物的種類和數(shù)量水中微

16、生物的種類和數(shù)量 -大腸桿菌抵抗力最低，病毒次之大腸桿菌抵抗力最低，病毒次之, 原蟲包原蟲包 囊抵抗力最強囊抵抗力最強 （5） 氯化消毒的優(yōu)缺點氯化消毒的優(yōu)缺點 加氯量省、接觸時間短、效果可靠加氯量省、接觸時間短、效果可靠 經濟、方便、實用經濟、方便、實用 缺點缺點 水中含酚時，形成氯酚，產生臭味水中含酚時，形成氯酚，產生臭味 游離余氯較不穩(wěn)定游離余氯較不穩(wěn)定, 不宜保持至管網末梢不宜保持至管網末梢 對病毒殺滅效果較差對病毒殺滅效果較差 能產生三鹵甲烷類致癌物質能產生三鹵甲烷類致癌物質 優(yōu)點優(yōu)點（6）加氯設備）加氯設備大、中型水廠一般采用液氯消毒大、中型水廠一般采用液氯消毒-液氯鋼瓶液氯鋼瓶轉

17、子加氯機轉子加氯機轉子加氯機轉子加氯機水廠消毒（水廠消毒（VCD） 以地下水為水源的小水廠可用漂白以地下水為水源的小水廠可用漂白 粉消毒粉消毒, 漂白粉有效氯應達到漂白粉有效氯應達到 25%2. 臭氧消毒臭氧消毒 (ozonation)優(yōu)點優(yōu)點 對細菌、病毒殺滅效果比對細菌、病毒殺滅效果比Cl2和和ClO2好好 用量少用量少 , 接觸時間短接觸時間短 不形成三鹵甲烷類物質不形成三鹵甲烷類物質 有很好的除色、臭、味能力有很好的除色、臭、味能力缺點缺點 投資大，耗費多投資大，耗費多 可產生致癌副產物溴酸鹽可產生致癌副產物溴酸鹽 -由空氣中氧在高壓電流作用下制取。由空氣中氧在高壓電流作用下制取。O3

18、 極不穩(wěn)定，需隨時制備，隨時使用極不穩(wěn)定，需隨時制備，隨時使用 對配水管有腐蝕作用對配水管有腐蝕作用不能維持剩余臭氧不能維持剩余臭氧 , 無持續(xù)殺菌作用無持續(xù)殺菌作用3. 二氧化氯消毒二氧化氯消毒 優(yōu)點優(yōu)點 消毒能力比氯好，僅次于臭氧消毒能力比氯好，僅次于臭氧 不形成三鹵甲烷類物質不形成三鹵甲烷類物質 能保持余氯，余氯無氯臭味能保持余氯，余氯無氯臭味 有很好的除色、臭、味能力有很好的除色、臭、味能力缺點缺點 成本高成本高 歧化產物可致溶血性貧血和變性血歧化產物可致溶血性貧血和變性血 紅蛋白血癥紅蛋白血癥 消毒效果不受消毒效果不受pH 影響影響 制備制備ClO2不安全不安全, 具爆炸性具爆炸性

19、-由亞氯酸鈉和氯在酸性溶液中反應生成的澄黃由亞氯酸鈉和氯在酸性溶液中反應生成的澄黃 色氣體色氣體, 遇光易分解遇光易分解, 需邊生產需邊生產, 邊使用邊使用 4. 紫外線消毒紫外線消毒優(yōu)點優(yōu)點 接觸時間短、殺菌效率高接觸時間短、殺菌效率高 處理后的水無色、無味處理后的水無色、無味缺點缺點 消毒后無持續(xù)殺菌作用消毒后無持續(xù)殺菌作用 處理能力低，適用供水量不大的場所處理能力低，適用供水量不大的場所-一般用波長為一般用波長為254nm的紫外燈的紫外燈, 消毒設備有浸入消毒設備有浸入 式、水面式。要求水濁度低，水深不超過式、水面式。要求水濁度低，水深不超過12cm水流入口水流入口水流出口水流出口紫外線

20、水消毒器紫外線水消毒器 (水面式水面式)地面水源地面水源混凝劑溶解池混凝劑溶解池混凝劑投加設備混凝劑投加設備反應池反應池沉淀池沉淀池過濾池過濾池氯氣消毒氯氣消毒（四）飲用水的深度凈化（四）飲用水的深度凈化-在自來水原有常規(guī)凈化的基礎上在自來水原有常規(guī)凈化的基礎上, 對水質進一對水質進一 步凈化處理步凈化處理1、深度凈化的目的、深度凈化的目的進一步改善水的感官性狀進一步改善水的感官性狀(色、嗅、味、渾濁度）色、嗅、味、渾濁度）去除微量有機、無機污染物去除微量有機、無機污染物2、深度凈化的方式、深度凈化的方式 分散式分散式-桶裝純水（反滲透、蒸餾）桶裝純水（反滲透、蒸餾）,桶裝凈水桶裝凈水 (活性

21、炭吸附、超濾）活性炭吸附、超濾）, 家用凈水器家用凈水器 集中式集中式-雙管分質供水雙管分質供水, 直飲水需采用深度凈化直飲水需采用深度凈化 (活性炭吸附、反滲透、臭氧消毒）活性炭吸附、反滲透、臭氧消毒）3、深度凈化常用方法原理、深度凈化常用方法原理活性炭活性炭-主要吸附去除水中嗅味、有機物主要吸附去除水中嗅味、有機物超濾超濾-水在一定壓力下通過半透膜，水和水在一定壓力下通過半透膜，水和 電解質能透過半透膜電解質能透過半透膜, 而微粒、大分而微粒、大分 子物質、微生物被截留去除子物質、微生物被截留去除反滲透反滲透-在一定壓力下，用半透膜使水溶在一定壓力下，用半透膜使水溶 液中水和溶質分離液中水

22、和溶質分離 (制純水制純水)4、飲用水深度凈化有關衛(wèi)生問題、飲用水深度凈化有關衛(wèi)生問題活性炭使用一定時間會繁殖細菌活性炭使用一定時間會繁殖細菌, 吸附飽和吸附飽和 桶裝水生產過程消毒不嚴桶裝水生產過程消毒不嚴, 微生物常超標微生物常超標 純水去除微量元素和無機鹽純水去除微量元素和無機鹽, 長期飲用不利長期飲用不利超濾凈水原理示意圖超濾凈水原理示意圖水水溶質溶質+水水半透膜半透膜初始狀態(tài)初始狀態(tài)水水溶質溶質+水水半透膜半透膜滲透狀態(tài)滲透狀態(tài)水水溶質溶質+水水半透膜半透膜反滲透狀態(tài)反滲透狀態(tài)水水水水加壓加壓反滲透原理反滲透原理各種家用凈水器各種家用凈水器（濾芯和濾材）（濾芯和濾材） 2010年上海

23、世博會直飲水設備年上海世博會直飲水設備（自來水（自來水 活性炭活性炭 超濾膜超濾膜 紫外線紫外線 直飲水直飲水 ）四、配水管網的衛(wèi)生要求四、配水管網的衛(wèi)生要求1. 配水管網的布置形式配水管網的布置形式-分枝狀、環(huán)狀分枝狀、環(huán)狀2. 配水管衛(wèi)生配水管衛(wèi)生-防腐、安全性防腐、安全性3. 管道埋設衛(wèi)生管道埋設衛(wèi)生 避免穿過垃圾堆和毒物污染區(qū)避免穿過垃圾堆和毒物污染區(qū) 水管與污水管平行埋設時水管與污水管平行埋設時, 垂直間距垂直間距 0.5 m， 水平間距水平間距 1.53 m 交叉埋設交叉埋設, 水管應在污水管上面水管應在污水管上面, 垂直間距垂直間距 0.4 m 單位自備供水系統(tǒng)不得與城鎮(zhèn)飲用水管網連接單位自備供水系統(tǒng)不得與城鎮(zhèn)飲用水管網連接 管道安裝完畢后，應充分沖洗和消毒管道安裝完畢后，應充分沖洗和消毒5.