集中式給水知識介紹

集中式給水知識介紹生活飲用水的給給水方式有兩兩種，即集中中式給水和分分散式給水。集集中式給水通通常稱“自來水”，是指由水水源集中取水水，然后對水水進行凈化和和消毒，并通通過輸水管和和配水管網(wǎng)送送到給水站和和用戶。分散散式給水，是是指居民分散散地直接從水水源取水。

集中式給水適用用于城鎮(zhèn)和有有相當數(shù)量人人口的集體單單位或農(nóng)村居居民點。其優(yōu)優(yōu)點是：有利利于水源選擇擇和防護，較較易保證水質(zhì)質(zhì)，用水方便便，便于監(jiān)督督。但水質(zhì)如如受污染，危危害面亦廣。

一、水源選選擇

選擇水源時時，應綜合考考慮下列四項項原則。

(一)水量充足

水源水量，應應能滿足城鎮(zhèn)鎮(zhèn)或居民點的的設(shè)計總用水水量，并考慮慮到近期和遠遠期的發(fā)展。選選用地面水時時，要求90、97％保證率的的枯水流量大大于設(shè)計總用用水量。一般般而言，城市市越大，要求求保證率越高高。

(二)水質(zhì)良好

水源水質(zhì)應應符合下列要要求：

1.只經(jīng)氯消毒毒即供飲用者者，原水總大大腸菌群不應應超過1000個／l;同時進行沉沉淀，過濾和和氯消毒者，則則不應超過10000個／L。

2．水源水的的感官性狀和和一般化學指指標經(jīng)凈化處處理后，應符符合飲用水水水質(zhì)標準的要要求.

3．水源水的的毒理學和放放射性指標，必必須直接符合合飲用水水質(zhì)質(zhì)標準的要求求。

4．高氟區(qū)或或地甲病(碘缺乏病)病區(qū)，應分分別選用含氟氟、含碘適宜宜的水源水。

5.水源水中如如含有飲用水水水質(zhì)標準中中未列入的有有害物質(zhì)，其其含量應不超超過地面水中中按感官或毒毒理作為限制制指標而制訂訂的最高容許許濃度。

(三)便于防護

宜優(yōu)先考慮慮地下水。選選用地面水時時，應將取水水點設(shè)在城鎮(zhèn)鎮(zhèn)和工業(yè)企業(yè)業(yè)的上游。

(四)技術(shù)經(jīng)濟上上合理

二、取水點點和取水設(shè)備備

(一)地面水的取取水點和取水水設(shè)備

1.取水點的位位置

除需符合工工程和航運等等要求外，應應考慮水量、水水質(zhì)和防護等等條件。

2.取水設(shè)備

有以下兩類類：

(1)固定式取水水構(gòu)筑物：常常用的有岸邊邊式和河床式式。可根據(jù)河河岸地形和岸岸邊

水流深淺等等條件選用。

(2)活動式取水水構(gòu)筑物：常常用的有纜車車式和浮船式式。前者適用用于水位漲落落幅度大，河河岸有適宜坡坡度，河床較較穩(wěn)定的地點點；后者尚需需有較好的停停泊條件。

(二)地下水取水水點和取水設(shè)設(shè)備

1.取水點的位位置

地下水埋藏藏愈深，含水水層上面的不不透水層愈厚厚，給養(yǎng)區(qū)愈愈遠，在衛(wèi)生生上愈宜作取取水點；當深深層地下水的的覆蓋層為裂裂隙地層，或或取用淺層地地下水時，取取水

點應在污染染源上游；此此外，應考慮慮技術(shù)上方便便的地點。

2．取水設(shè)備

①管井：又名名機井或鉆孔孔井。管井可可采取各層地地下水，故應應用廣。②大口井:適用于地下下水埋藏較淺淺，含水層薄薄和不宜打管管井的地點。

三、水質(zhì)處處理

水源水往往往不能滿足飲飲用水水質(zhì)標標準的要求，因因而需進行處處理。地面水水的常規(guī)處理理是：混凝沉沉淀(或澄清)一過濾一消消毒。地下水水如水質(zhì)較好好，僅需消毒毒處理。但如如原水有臭、味味，或含有過過量鐵、錳、氟氟時，則需特特殊處理。

當前有的地地區(qū)，有機污污染和重金屬屬污染相當嚴嚴重，而現(xiàn)行行常規(guī)處理往往往難以有效效地解決這類類問題。為此此，有時尚需需增加預處理理或深度處理理。前者如用用臭氧預氧化化，生物氧化化法(對有機物而而言)；后者如用用活性炭或生生物活性炭吸吸附。但這些些技術(shù)在我國國目前尚難廣廣泛應用。

(一)混凝沉淀

天然水中的的細小懸浮物物，特別是膠膠體微粒，是是使水渾濁的的主要根源；；同時，它們們又難以用自自然沉淀的方方法加以去除除。因此，需需加混凝劑進進行混凝沉淀淀。

1．混凝原理

主要有三：

((1)壓縮雙電層層作用：

吸附層和擴擴散層，合稱稱雙電層。雙雙電層中正離離子濃度由內(nèi)內(nèi)向外逐漸降降低，最后與與水中的正離離子濃度大致致相等。因此此雙電層有一一定的厚度。如如向水中加入入大量電解質(zhì)質(zhì)，則其正離離子就會擠入入擴散層而使使之變?。贿M進而擠入吸附附層，使膠核核表面的負電電性降低。這這種作用稱壓壓縮雙電層。當當雙電層被壓壓縮，顆粒間間的靜電斥能能就會降低。當當降至小于顆顆粒布朗運動動的動能時，顆顆粒就能相互互吸附凝聚。凝凝聚顆粒在水水的紊流中彼彼此易碰撞吸吸附，形成絮絮凝體(亦稱絨體或或礬花)。絮凝體具具有強大吸附附力，不僅能能吸附懸浮物物，還能吸附附部分細菌和和溶解性物質(zhì)質(zhì)。絮凝體通通過吸附，體體積增大而下下沉。

投加電解質(zhì)質(zhì)也可壓縮親親水膠體(如腐殖質(zhì)、蛋蛋白質(zhì))的水膜，但但主要是電解解質(zhì)離子奪走走了親水膠體體的水膜，從從而使膠核相相互凝聚。

正離子壓縮縮雙電層的能能力隨價數(shù)增增加而提高。但但即使是3價離子，仍仍需較高濃度度才能使膠粒粒凝聚，特別別對親水膠體體，則更如此此。

(2)電中和作用用：以上是同同種膠粒間的的凝聚。而電電中和作用，是是指混凝劑在在水中形成帶帶正電的膠粒粒，它們能和和水中帶負電電的膠粒相互互吸引，從而而使彼此的電電性中和而凝凝聚。為此，要要求兩者的電電荷量要大致致相等。

((3)吸附架橋作作用：一些呈呈線型結(jié)構(gòu)的的高分子混凝凝劑，以及金金屬鹽類混凝凝劑在水中形形成線型高聚聚物后，均能能強烈吸附膠膠體微粒。當當吸附的微粒粒增多時，上上述線型分子子會彎曲變形形和成網(wǎng)，從從而起到橋的的作用，使微微粒間的距離離縮短而相互互粘結(jié)，逐漸漸形成粗大的的絮凝體。

上述三種作作用所引起的的凝聚和絮凝凝，總稱混凝凝?，F(xiàn)以硫酸酸鋁為例，說說明這些作用用的意義。

Al2(SSO4)3··18H200溶于水后，即即離解出[Al(HH2O)6]]3+。后者通過過水解形成單單核羥基絡(luò)合合物，最終生生成水合氫氧氧化鋁沉淀.

為使上述反反應進行，水水中應有足夠夠的堿度，以以中和H+。如水的pH＜4，水解受抑抑制；如pH＞8．5，水合氫氧氧化鋁會進一一步水解成[Al(OOH)4(HH2O)2]]-。而溶解。因因此，用硫酸酸鋁作混凝劑劑時，水的有有效pH約在5-8之間。上述述水解產(chǎn)物能能縮聚成多核核羥基組合物物,

同時，多核核經(jīng)基絡(luò)合物物又會水解.

因此，水解解和縮聚反應應交錯進行，產(chǎn)產(chǎn)物相當復雜雜；且隨水的的pH變化而變化化。但一般地地說，pH較低時，以以高電荷低聚聚合度的產(chǎn)物物為主，因而而側(cè)重于電中中和和壓縮雙雙電層作用。研研究表明，此此時有利于消消除水膜，但但所需混凝劑劑量大。因此此，為去除腐腐殖質(zhì)等有機機物及其色度度，應控制水水的pH在5左右。pH較高時，以以低電荷高聚聚合度的產(chǎn)物物為主，因而而側(cè)重于吸附附架橋作用，此此時有利于去去除負電荷不不高的粘土膠膠體。

2．混凝劑和和助凝劑

(1))混凝劑：有有金屬鹽類和和高分子兩類類混凝劑。前前者如硫酸鋁鋁、三氯化鐵鐵和硫酸亞鐵鐵；后者如聚聚合氯化鋁和和聚丙烯酰胺胺等。

①硫酸鋁：有有精、粗兩種種產(chǎn)品，分別別為白色和灰灰白色結(jié)晶。操操作液常用10％-20％的濃度。

明礬[A12((SO4)33·K2SOO4.24HH20]的作用仍是A12(SS04)3成分。

硫酸鋁，腐腐蝕性小，使使用方便，效效果好，且對對水質(zhì)無不良良影響。但水水溫低時，絮絮凝體形成慢慢而松散，效效果不如鐵鹽鹽；粗制品使使用麻煩。

②三氯化鐵(FeCll3.6H220)：是具有金金屬光澤的黑黑褐色結(jié)晶，易易溶于水，含含雜質(zhì)少。操操作液濃度宜宜高，可達45％。

三氯化鐵，適適應的pH范圍較廣(5-9)，絮凝體大大而緊密，對對低溫，低濁濁水的效果較較鋁鹽好。但但易潮解，溶溶液的腐蝕性性極強。

③硫酸亞鐵(FeS004·7H220)：又稱綠礬礬，是綠色半半透明結(jié)晶。20℃時的溶解度度為21％。亞鐵的的混凝效果差差。因此，應應先將亞鐵氧氧化成三價鐵鐵

6FeS004十3C12—2Fe2((S04)33十2FeCll3

④聚合氯化鋁鋁：化學式有有多種。我國國常用的是聚聚合氯化鋁和和堿式氯化鋁鋁。在硫酸鋁鋁的使用中，因因水質(zhì)條件復復雜，不可能能控制它的水水解聚合物的的形態(tài)。聚合合氯化鋁正是是針對這一問問題經(jīng)研制而而成的人工合合成品。

堿式氯化鋁鋁產(chǎn)品的要求求是：外觀為為灰褐色至灰灰白色液體;比重20CO時大于1.2;含A1203在10％以上；堿堿化度在50—80％之間；pH為3。5-4．5；不溶物小小于10％。其中堿堿化度(B)以下式表示示：B＝[OH]／3[A1]]×100％。堿化度度高，有利于于吸附架橋；；但過高，易易生成沉淀。

聚合氯化鋁(包括堿式氯氯化鋁)，腐蝕性小小，適應的pH范圍較寬(5、9)；絮凝體形形成快而緊密密，對低溫、低低濁以及高濁濁、高色水的的效果均好，成成本較低。但但產(chǎn)品多為土土法生產(chǎn)，質(zhì)質(zhì)量不易得到到保證。

⑤聚丙烯酰胺胺：

它是一種非非離子型聚合合物，具有吸吸附架橋作用用。聚丙烯酰酰胺加堿水解解，可形成陰陰離子型聚合合物;上述水解產(chǎn)產(chǎn)物因分子內(nèi)內(nèi)同號電荷相相斥，使聚合合物鏈條保持持伸展狀態(tài)，較較未水解前更更有利于吸附附架橋。但如如水解度過高高，帶電性過過強,則將阻礙對對粘土膠體的的絮凝。聚丙丙烯酞胺作助助凝劑使用時時，如原水濁濁度低，宜先先加其他混凝凝劑，使膠粒粒脫穩(wěn)到一定定程度(約半分鐘)后，再加聚聚丙烯酰胺溶溶液，可更好好地發(fā)揮后者者的作用；如如原水濁度高高，宜先加聚聚丙烯酰胺，使使它先吸附部部分膠粒，以以節(jié)省其他混混凝劑用量，聚聚丙烯酰胺常常含有微量未未聚合的單體體，其毒性甚甚高。因而建建議：飲水中中丙烯酰胺的的濃度，經(jīng)常常使用(每年1月以上)時不應超過0.01mmg／L;非經(jīng)常使用用時，不應超超過0．1mg／L。

聚丙烯酰胺胺對高濁、低低濁水的效果果均優(yōu)，但較較貴，且產(chǎn)品品中單體含量量不易達到要要求。

(2)助凝劑：助凝劑的作用，一是調(diào)節(jié)或改善混凝條件。如原水堿度不足，可加石灰：用氯將亞鐵氧化成高鐵。二是改善絮凝體結(jié)構(gòu)。如鋁鹽產(chǎn)生的絮凝體細小而松散時，可用聚丙烯酰胺或活性硅酸等助凝。

3．影響混凝的因素

主要有：(1)水中顆粒的性質(zhì)和含量；(2)水中荷電的溶解性有機物和離子的成分及其含量；(3)水溫；(4)水的pH和堿度；(5)混凝劑的品種、質(zhì)量和用量；(6)混凝劑的投加法、攪拌強度和反應時間(詳后)。由于影響因素多，故需通過混凝試驗以選擇混凝劑品種、最佳pH和投藥量。

4．混凝設(shè)備

(1)混凝劑的投加系統(tǒng)：目前大多用濕式投藥，即先在溶解池內(nèi)將混凝劑溶解：然后用耐酸泵將藥液抽至溶液池，在此配成一定濃度的操作液；再通過計量設(shè)備進行定量投藥。

計量設(shè)備有多種。較簡單的是孔口計量投藥箱。它由恒位水箱及其出液管末端的苗嘴組成。因水壓恒定，故更換不同口徑的苗嘴可準確調(diào)節(jié)投藥量。

投藥與混合：投藥后要求急速混勻，以便為形成凝聚顆粒創(chuàng)造條件。為此，常用以下投藥方式：①泵前投藥，利用水泵混合。此法簡單，效果好。但FeCl3會腐蝕葉輪；泵站離水廠遠時，會在輸水管內(nèi)形成絮凝體。②水射器投藥：利

用高壓水通過噴咀和喉管產(chǎn)生的吸力將藥液吸入而混合。

對投藥系統(tǒng)的要求是：防腐性能好，計量準確，可以調(diào)節(jié)藥量，且簡便可靠.

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2)反應設(shè)備

其作用是使凝聚顆粒凝結(jié)成沉淀性能良好的絮凝體。為此，要求水流有適當?shù)牧魉俸臀闪?，以利顆粒的相互碰撞，并可防止絮凝體過早沉淀，但流速過快、紊流過強，會使已形成的絮凝體破碎。由于絮凝體是逐漸長大的，所以反應設(shè)備內(nèi)的流速和紊流應逐漸降低、減弱。反應的時間要適當。時間過短，絮凝作用不充分；過長，絮凝體會下沉，而反應設(shè)備是不容許沉淀物積存的。

反應設(shè)備有水力攪拌和機械攪拌兩類。后者一般按水流方向設(shè)3-4臺軸式攪拌機，前后每兩臺機間都設(shè)有導流墻。

5．沉淀設(shè)備

其作用是去除反應后的絮凝體?？偟囊笫牵毫魉俨贿^快，水流平穩(wěn)而均勻，有足夠的沉淀時間，能及時而有效地排泥，出水濁度一般不大于10度。

(1)平流式沉淀池：反應后的水由池的穿孔花墻流入沉淀區(qū)，然后沿水平方向流向出水端的溢流堰或穿孔槽。沉淀區(qū)的有效水深一般為3-3．5m；流速10-25mm／s；沉淀時間l-3小時。池的寬度過大時，應設(shè)縱向?qū)Я鲏Ψ指?，使每格寬度?-9m內(nèi)。

平流式沉淀池，構(gòu)造簡單，操作方便，效果穩(wěn)定。但占地面積大；不采用機械排泥時，排泥較困難。

(2)斜板和斜管沉淀池：沉淀池愈淺，絮凝體沉至底部的時問愈短，這就是淺池理論。但因排泥困難，這一理論未獲實際應用。為此，有人在沉淀池內(nèi)設(shè)置了傾斜50-60。和間距100mm的一系列隔板，構(gòu)成斜板沉淀池。結(jié)果，既克服了排泥問題，又因板間距離小(側(cè)向流為50-150mm，下向流為35mm)，水流特別穩(wěn)定，沉淀效率大為提高。

斜管沉淀池的原理與斜板沉淀池相同，只是用六角形蜂窩斜管代替斜板，從而使水力條件更好。斜板和斜管沉淀池，沉淀效率高，故宜用于已有沉淀池和澄清池的挖潛。但對原水濁度的適應性較平流沉淀池差，塑料板(管)老化后需更換。

6．澄清

澄清池的特點：一是利用積聚的泥渣與水中脫穩(wěn)顆粒相互接觸、吸附，因而充分利用了泥渣的絮凝活性；二是將混合、反應和泥水分離等放在同一池內(nèi)完成。

澄清池的類型很多，大體可分為泥渣循環(huán)型和泥渣懸浮型兩類?，F(xiàn)各舉一例如下：

(1)加速澄清池：加混凝劑后的水，由進水管流經(jīng)環(huán)形配水槽至第一反應池。在此，受提升葉輪槳攪拌，與數(shù)倍于進水量的回流活性泥渣混合，完成初步反應。然后，被提升至第二反應室繼續(xù)反應。反應后的水經(jīng)導流室進入分離室。在分離室內(nèi)，泥渣下沉，清水經(jīng)集水管流出。下沉的泥渣，大部分經(jīng)回流縫流入第一反應池；其余進入集泥斗濃集。

加速澄清池可調(diào)控泥渣回流量，對水量、水質(zhì)和水溫變化的適應性強。但需機械設(shè)備。

(2)脈沖澄清池

脈沖發(fā)生器有多種形式，多為真空泵式脈沖澄清池。由于真空泵造成進水室真空，使加藥后的原水進入進水室；當進水室達到最高水位時，進氣閥自動開啟，使進水室通大氣；此時進水室即迅速放水；當水位下降至最低水位時，進氣閥自動關(guān)閉，真空泵自動開啟，使進水室再次造成真空。如此反復進行脈沖式放水。原水由進水室放出后，從配水支管的孔口高速噴出，在穩(wěn)流板下進行混合和初步反應。然后通過穩(wěn)流板整流，進入懸浮泥渣區(qū)，懸浮泥渣層在脈沖水流作用下，時而膨脹，時而收縮，使顆粒既保持懸浮狀態(tài)，又能相互碰撞絮凝。因而顆粒被截留，清水則經(jīng)清水區(qū)由集水槽引出。

真空式脈沖澄清池，工作可靠，易于調(diào)節(jié)，但真空設(shè)備較復雜，噪聲大。

(二)過濾

過濾是指渾水通過石英砂等濾料層以截留水中懸浮雜質(zhì)和微生物等的凈水過程。濾池通常設(shè)在沉淀池或澄清池之后。目的是使濾后水的濁度達到水質(zhì)標準的要求。水經(jīng)過濾后，殘留的細菌、病毒失去了懸浮物的保護作用，從而為濾后消毒創(chuàng)造了條件。所以，在以地面水為水源的飲用水凈化中，有時可省去沉淀或澄清，但過濾是不可缺少的。過濾的凈水原理，主要有二：①篩

除作用：水通過濾料時，比濾層孔隙大的顆粒被截留；隨后，濾層孔隙逐漸變小，較小的顆粒也被截留。②接觸凝聚作用；未被沉淀去除的細小絮凝體或脫穩(wěn)顆粒，因與濾料接觸而被吸附;濾料吸附絮凝體后，其吸附作用進一步增強。

濾池于作可分三期：①成熟期：此時濾料很清潔,過濾效果不高，常需降低濾速或?qū)嵭谐鯙V排水；②過濾期：此時濾料表面已有濾膜，凈水效果良好；②清洗期:在過濾過程中，濾層孔隙不斷減小，水流阻力越來越大，終因產(chǎn)水量大減，或出水水質(zhì)欠佳，而需停止過濾，沖洗濾料。以上三期即為濾池的工作周期。

過濾的凈水效率，取決于進水水質(zhì)、濾料粒徑、濾料層厚度、濾池構(gòu)造、濾速和管理等因素。

濾速是指每小時通過單位濾池面積的水量(m／h)。濾速越大，雜質(zhì)在濾層中穿透越深。但濾速過大會影響濾后水質(zhì)。

對濾料的要求是：具有足夠的機械強度；不惡化水質(zhì)；有一定的顆粒級配；經(jīng)濟易得。濾料顆粒級配，是指不同大小的濾料粒徑所占的比例。如以普通快濾池為例，石英砂(如河沙)的顆粒級配，一般規(guī)定其最大粒徑為1．2mm，最小粒徑為0．5mm，不均勻系數(shù)K80＝D80/D10＜=2。式中D80和D10，是指在篩分析曲線中，按重量計分別有的80％和10％的濾料通過的篩孔直徑。D10稱有效直徑，要求為0．5-0．6mm。

濾池型式，常用的有以下幾種：

1．普通快濾池

平面為方形或圓形，過濾時，進水由分配渠流入排水槽；然后均勻地分布于濾池表面，再通過濾料層和承托層；最后由濾管系統(tǒng)收集后

經(jīng)清水管排出。洗砂時，清水通過濾管系統(tǒng)由下向上反沖洗，使砂層膨脹浮起，砂粒相互摩擦，洗下污泥;污水由配水、排水槽流至分配渠；最后由洗池污水渠排出。

普通快濾池的濾料層厚度為700mm。接觸濾料層的池壁，其水泥抹面應拉毛.濾料層上面的水深為1．5-2．0m。濾速一般為8-10m／h?？鞛V池至少應有兩個。每個濾池面積一般不大于100m2。因此，大水廠常有多個濾池。

快濾池運行可靠，并可通過降低濾速改善出水水質(zhì)。

2，雙層和三層濾料濾池

雙層濾料濾池，是在石英砂層上面再加一層粒徑較大、比重較小的無煙煤濾料。因無煙煤層的孔隙大，故截泥能力較快濾池高。

雙層濾料的級配和組成：無煙煤的最大和最小粒徑分別為1.8和0．8mm，K80＜2.0，濾料層厚300-400mm；石英砂的最大和最小粒徑為1．2和0.5mm，

K80＜2．0，濾料層厚400mm。

濾速一般為l

0-14m／h，在低溫低濁水地區(qū)，濾速應適當降低。

三層濾料濾池，是在石英砂層下面再加一層重質(zhì)濾料，如磁鐵礦砂、鈦鐵礦砂等。因重質(zhì)濾料在防止雜質(zhì)穿透上有很大作用，故濾速可再提高(18-20m／h)。但承托層的構(gòu)造應作相應改變。

雙層和三層濾料濾池含泥量大，濾速高，但濾料選擇要求高，且易流失；同時，沖洗亦較困難，易積泥球。當原水濁度較低，且水質(zhì)較好和穩(wěn)定時，可采用雙層或三層接觸濾池。即原水在加混凝劑和助凝劑后，直接經(jīng)濾池過濾。其優(yōu)點是：不需沉淀設(shè)備，混凝劑用量省。但濾速低(5m／h)，過濾周期短，并需根據(jù)原水和出水水質(zhì)隨時調(diào)節(jié)混凝劑用量。

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3．虹吸濾池、無閥濾池和移動沖洗罩濾池：這些濾池的凈水原理與普通快濾池相同。它們的共同優(yōu)點是，減少了閥門，并便于操作管理。但構(gòu)造復雜。

(三)消毒

為了使水質(zhì)符合細菌學標準，水經(jīng)過濾后還必須消毒。某些地下水可不經(jīng)凈化處理，但通常仍需消毒。

飲水消毒劑的選擇，應考慮以下因素：①殺滅病原體的效果；②控制和監(jiān)測的難易；③剩余消毒劑的有無；④對水的感官性狀的影響；⑤副產(chǎn)物對健康的影響，以及預防或消除的可能性；⑥經(jīng)濟技術(shù)上的可行性。

美國安全飲水委員會通過對12種消毒劑的評價后指出：氯、臭氧、二氧化氯和氯胺，是可供公共給水選擇的消毒劑；紫外線只適用于單位供水。

為了方便敘述，以下將氯胺消毒放在氯消毒項下一并介紹。

1．氯化消毒(氯消毒)

氯在常溫下為黃綠色氣體，具強烈刺激性及特殊臭味，氧化能力很強。在6、7個大氣壓下，可變成液態(tài)氯，體積縮小457倍。液態(tài)氯灌入鋼瓶，有利于貯存和運輸。

除氯外，漂白粉[Ca(ocl)Cl]和漂粉精[Ca(OCl)2]等也能用于消毒。含氯化合物中，氯的價數(shù)大于一l者，稱為有效氯，具有殺菌作用。漂白粉含有效氯約為30％，漂粉精約含60-70%。

(1)氯消毒原理：氯溶于水后起下列反應：

C12十H20——HOCl十H+十Cl-。

HOCl=====H+十Ocl-

漂白粉在水中也能水解成次氯酸,氯的殺菌作用，主要是次氯酸體積小，不荷電，易穿過細胞壁；同時，它又是一種強氧化劑，能損害細胞膜，使蛋白質(zhì)、RNA和DNA等物質(zhì)釋出，并影響多種酶系統(tǒng)(主要是磷酸葡萄糖脫氫酶的巰基被氧化破壞)，從而使細菌死亡。氯對病毒的作用，在于對核酸的致死性損害。上述反應是可逆反應，因而一氯胺和二氯胺的殺菌原理仍是次氯酸的作用，只是在次氯酸被消耗后，反應才向左進行；氯胺本身也有殺菌作用，但需較高的濃度和接觸時間。

(2)影響氯消毒的因素：

①加氯量和接觸時間：加氯量除需滿足需氯量外，尚應有一定量的剩余氯。需氯量是指因滅菌、氧化有機物和還原性無機物以及某些氯化反應等所消耗的氯量。所需余氯量的多少，與余氯性質(zhì)有關(guān)。就游離性余氯而言(指HOCl和OCl—)，則要求接觸30分鐘后，有0．3-0．5mg／L余氯；對于化合性余氯(指NH2Cl和NHCl2)，要求接觸1-2小時后，有1-2mg／L。

②水的pH值：次氯酸是弱電解質(zhì)，其離解程度取

決于水溫和水的pH值。在0℃和20℃下，不同pH值時HOCl和OCl-的比例?？梢?，當pH值＜6．o時，HOCl接近100％；pH＝7．5時，HOCl和Ocl-大致相等；pH＞9十，Ocl-接近100％。HOGI的殺菌效率約較Ocl-高80倍。因此，消毒時水的pH值不宜太高。

用漂白粉消毒時，因同時產(chǎn)生Ca(OH)2，可使pH值升高。故當漂白粉因保存不當或放置過久而使有效氯含量降低時，消毒效果會受影響。

二氯胺的殺菌效果較一氯胺高，三氯胺則幾乎無殺菌作用。它們之間的生成量比例，取決于氨和氯的相對濃度、pH值和溫度等因素。一般而言，當pH＞7時，一氯胺的生成量較多；pH＝7．0時，一氯胺和二氯胺近似相等；pH＜6．5時，主要為二氯胺；三氯胺只有當pH＜4.4時才存在。因二氯胺很臭，故主要應以一氯胺消毒。

③水溫：水溫高，殺菌效果好。水溫每提高10℃，病菌殺滅率約提高2、3倍．

④水的渾濁度：懸游顆粒對消毒的影響，因顆粒性質(zhì)、微生物種類而不同。如粘土顆粒吸附微生物后，對消毒效果影響甚小，而糞尿中的細胞碎片、或污水中的有機顆粒與微生物結(jié)合后，會使后者獲得明顯的保護作用。病毒因體積小，表面積大，易被吸附成團，因而顆粒對病毒的保護作用較細菌大。

⑤水中微生物的種類和數(shù)量：不同微生物對氯的耐受性不盡相同。但概括地說，除腺病毒外，腸道病毒對氯的耐受性較腸道病原菌強。

消毒往往不易達到100％的殺滅效果，故常以99％、99．9％或99．99％的效果為參數(shù)．由此可見，如消毒前水中細菌過多，則消毒后水中細菌數(shù)就不易達到衛(wèi)生標準的要求。

(3)氯消毒方法：

①普通氯化消毒：是指水的需氯量較低，且基本無氨，用少量氯即可達到消毒目的的一種消毒法。此法產(chǎn)生的主要是游離性余氯，所需接觸時間短，效果可靠。但要求原水污染較輕，且基本無酚類物質(zhì)(否則會產(chǎn)生氯酚臭)；原水為地面水時，往往會使飲用水具有致突變性，以及含有三鹵甲烷。

②氯胺消毒法：本法相當于前述加氯量控制在C點前的消毒，不同的只是人為地加氨(液氨、硫酸銨或氯化銨)。氨與氯的比例應通過試驗確定，其范圍一般為1：3-1：6。與普通氯化消毒法相比，本法產(chǎn)生的三鹵甲烷明顯較低；消毒后的飲水，在Ames試驗中其致突變性亦較弱；如先加氨后加氯，則可防止氯酚臭；如先加氯，消毒后再加氨，則可使管網(wǎng)末梢余氯得到保證。但本法的消毒作用較弱，故要求的接觸時間較長，余氯濃度較高；費用較貴：一氯胺在大腸桿菌回變試驗中呈陽性反應。

③折點消毒法：本法的優(yōu)點是：消毒效果可靠；能明顯降低錳、鐵、酚和有機物含量；并具有降低臭味和色度的作用。缺點是耗氯多，并因而有可能產(chǎn)生較多的氯化副產(chǎn)物；需事先求出折點加氯量，且有時折點不明顯；會使水的pH過低，故必要時尚需加堿調(diào)整。

④過量氯消毒法：當有機污染嚴重，或需在短時間內(nèi)達到消毒目的時，可加過量氯于水中，使余氯達到1-5mg／L。消毒后的水，需用S02、亞硫酸鈉或活性炭脫氯。

氯消毒法還可根據(jù)加氯點不同而分為預氯化法，后氯化法和中途加氯法。預氯化法是指在混凝沉淀前加氯，其主要目的在于改良混凝沉淀和防止藻類生長。但易生成大量氯化副產(chǎn)物。后氯化法即在濾后水中加氯，它是最常用的氯消毒法。中途加氯又稱二次加氯，是在管網(wǎng)中途的加壓泵站或貯水池泵站的補充加氯。管道很長時，采用此法既能保證末梢余氯，又不致使水廠附近的管網(wǎng)水含余氯過高。

(4)加氯設(shè)備：大中型水廠一般均用液氯。氯的投加設(shè)備種類很多，常用的有真空加氯機和轉(zhuǎn)子加氯機。來自氯瓶的氯氣首先進入旋風分離器，以分離懸浮雜質(zhì)；再通過彈簧膜閥、控制閥、轉(zhuǎn)子流量計和中轉(zhuǎn)玻璃罩，以調(diào)控和測定加氯量；然后氯氣經(jīng)水射器與壓力水混合、溶解，并被輸送至加氯點。

小水廠也可用漂白粉消毒。

(5)氯化副產(chǎn)物的防治：概括地說，可采用以下措施：盡可能選擇有機前體物含量低的水源；加強混凝沉淀和過濾等凈化措施，并防止藻類在此等構(gòu)筑物內(nèi)的生長，以降低有機前體物的含量；改善氯化方法，如避免預氯化，采用中途加氯等，以減少氯化副產(chǎn)物的形成；采用顆?；钚蕴繛V池過濾，以去除氯化副產(chǎn)物。此外，尚可考慮采用其他消毒劑的可能性。

2．二氧化氯消毒；C102是橙黃色氣體，在大氣壓下，液化溫度為9．7℃。C102易揮發(fā)，遇光又易分解成C10和[o]，故需在臨用時就地制備。C10：易溶于水，其水溶液在密閉、避光條件下保存于冷處很穩(wěn)定，如輕度酸化，則更穩(wěn)定。

C102水溶液常按下列反應制備：

2NaClO2十C12—2C102十2NaCl。為獲得滿意的產(chǎn)量，氯溶液的加量應較上述反應式大2—3倍。在此條件下，溶液中有大量氯，且尚有以下副反應：

2C102十HOCl十H20—2C103-十2H+十HCl。

為防止氯化副產(chǎn)物的形成，近年來一直在探索無氯的C102制備法；據(jù)報道，如用4g／L濃度的氯溶液，并加入適量鹽酸(使制得的C102溶液的pH在2、3范圍內(nèi))，然后才讓氯與亞氯酸鈉反應，則產(chǎn)品中的氯很少，并可獲得95％的產(chǎn)量。此法制得C102濃度為6-10g／L，應立即稀釋成1g／L。使用時，配成6-8mg／l的操作液。

C102的消毒效果及余氯的穩(wěn)定性，均較氯高，且不受pH值的影響(9H6、10)，

不與氨反應，不產(chǎn)生三鹵甲烷(有溴離子時除外)和致突變性；C102的氧化能力為氯的2倍，因而對鐵、錳、嗅味和色度的去除效果均較氯優(yōu)。同時；C10s系統(tǒng)和氯化系統(tǒng)在運轉(zhuǎn)上十分類似，因而國外已有不少水廠改用C10：消毒或用于前處理.但clO2消毒的成本較氯和臭氧高。此外，動物實驗還揭示：C10

2及其歧化產(chǎn)物ClO2-和C103-均能引起溶血性貧血和變性血紅蛋白血癥；C102尚具有降低血清甲狀腺素的作用。因此，美國規(guī)定，水中C10s的最高污染水平為1mg／L；美國水廠協(xié)會建議，管網(wǎng)中cl02和C102-的總濃度不應大于0．5mg／L。

3．臭氧消毒

O3是極強的氧化劑。它在水中的溶解度約較02大13倍。O：極不穩(wěn)定，需在臨用時制備，并立即通入水中。

O3用于消毒的投加量一般不大于1mg／L。要求接觸時間為10-15分鐘；剩余o3為0.4mg／I.

03消毒的優(yōu)點是：效果較C102和C12好；用量少；接觸時間短，pH值在6-8．5范圍內(nèi)均有效；不影響水的感官性狀；除水中有溴離子外，不產(chǎn)生三鹵甲烷；用于前處理時尚能促進絮凝和澄清，降低混凝劑用量，并因而能減少化學污泥量。缺點是：投資大，消毒費用也較氯和氯胺高；水中O3不穩(wěn)定，控制和檢測O3均需要一定技術(shù)；出廠水無剩余O3(O3對水管腐蝕作用強，也不允許有剩余O3)，故需使用第二消毒劑，以防止細菌后生長；與有機物、鐵和錳反應，可產(chǎn)生微絮凝，使水濁度提高。

4．紫外線消毒

波長200-295nm的紫外線具有殺菌作用，其中以波長254nm的紫外線殺菌作用最強。紫外線光源為高壓石英水銀燈。用于飲水消毒的設(shè)備有兩種，即浸入式和水面式，前者消毒效率較高，后者構(gòu)造簡單。利用紫外線消毒時，水的色度和濁度要低，水深最好不超過12cm。

紫外線消毒的接觸時間短，效率高，不影響水的嗅味，管理簡單；但無持續(xù)殺菌作用，成本也較貴。故除單位供水外，未獲廣泛應用。

(四)水質(zhì)的特殊處理

1。除臭

因藻類繁殖而產(chǎn)生的臭味，可用C102或CuSO4控制藻類生長；揮發(fā)性物質(zhì)如H2S等產(chǎn)生的臭味，可用曝氣法去除；有機污染產(chǎn)生的臭味，可用O3或C102加以處理；原因不明的其他臭味，或用上述方法效果不理想時，可用活性炭吸附處理。

2。除氟

常用方法有：①吸附過濾法：常用吸附濾料有活性氧化鋁和磷酸三鈣等。以前者為例,其除氟原理是，氟離子與活性氧化鋁中的S042-進行交換.該法要求：濾料粒徑為0．5-2．5mm;濾層厚700-1000mm;濾速1．5-2．5m／h。當除氟能力降至出水含氟量不符合要求時，可通入2％硫酸鋁溶液進行再生。再生時，濾速采用0．6m／h，過濾6-8分鐘。②混凝沉淀法：常用硫酸鋁或堿性氯化鋁作混凝劑。絮凝體吸附氟后經(jīng)沉淀或過濾除去。本法簡單，但投藥量約為含氟量的100-200倍，且效果也不如前法。③電滲析法：本法運行管理簡單，不僅對去氟有效，還可改善水質(zhì)，故近年來應用增加，但成本貴。

3．除鐵和除錳

地下水中的二價鐵、錳，可用接觸氧化法(即曝氣加過濾)去除。曝氣的作用有二：一是增加水中的溶解氧量;二是驅(qū)除C02，以提高水的pH(如水的堿度不足，尚需加石灰)。二者都有利于二價鐵氧化為三價鐵。過濾的作用是：除去由三價鐵形成的絮凝體；將尚未氧化的二價鐵接觸吸附于濾料上，使濾料形成鐵質(zhì)濾膜，后者能對二價鐵的氧化起催化作用。所以，只有當濾料經(jīng)過成熟期后，才有良好的除鐵效果。

除錳方法同上。錳質(zhì)濾膜也具催化作用，能加速二價錳氧化成三價和四價錳。如鐵、錳含量不高時，上述方法能同時將它們?nèi)コ?。但如二者含量均高時，二價鐵會阻礙二價錳的吸附和氧化，因而，除錳效果下降。遇此情況，濾后水需經(jīng)再次曝氣，使水的pH值提高到7．5左右(必要時，曝氣后再加石灰)，然后再經(jīng)過濾。

4．苦咸水的淡化

在特殊場合必需或只能使