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安全饮用水的主要处理工艺流程 周鑫根 浙江省城乡规划设计研究院 一、给水处理工艺流程概述 给水处理的任务是通过必要的处理方法去除水中杂质，使之符合生活饮用或工业使用所要求的水质。水处理方法应根据水源水质和用水对象对水质的要求胡定。在给水处理中，有的处理方法除了具有某一特定的处理效果外，往往也直接或间接地兼收其它处理效果。为了达到某一处理目的，往往几种方法结合使用。本节仅列出几种主要给水处理方法，以便于读者对给水处理有一概括的了解。 ．澄清和消毒 这是以地表水为水源的生活饮用水的常用处理工艺。但工业用水也常需澄清工艺。 澄清工艺通常包括混凝、沉淀和过滤。处理对象主要是水中悬浮物和胶体杂质。原水加药后，经混凝使水中悬浮物和胶体形成大颗粒絮凝体，而后通过沉淀池进行重力分离。过滤是利用粒状滤料截留水中杂质的构筑物，常置于混凝和沉淀构筑物之后，用以进一步降低水的浑浊度。完善而有效的混凝、沉淀和过滤，不仅能有效地降低水的浊度，对水中某些有机物、细菌及病毒等的去除也是有一定效果的。根据原水水质不同，在上述澄清工艺系统中还可适当增加或减少某些处理构筑物。例如，处理高浊度原水时，往往需设置泥沙预沉池或沉沙池；原水浊度很低时，可以省去沉淀构筑物而进行原水加药后的直接过滤。但在生活饮用水处理中，过滤是必不可少的。大多数工业用水也往往采用澄清工艺作为预处理过程。如果工业用水对澄清要求不高，可以省去过滤而仅需混凝、沉淀即可。 消毒是灭活水中致病微生物，通常在过滤以后进行。主要消毒方法是在水中投加消毒剂以灭致病微生物。当前我国普遍采用的消毒剂是氯，也有采用漂白粉、二氧化氯及次氯酸钠等。臭氧消毒也是一种消毒方法。 “混凝—沉淀—过滤—消毒”可称之为生活饮用水的常规处理工艺。我国以地表水为水源的水厂主要采用这种工艺流程。如前所述，根据水源水质不同，尚可增加或减少某些处理构筑物。 ．除臭、除味 这是饮用水净化中所需的特殊处理方法。当原水中臭和味严重而采用澄清和消毒工艺系统不能达到水质要求时方才采用。除臭、除味的方法取决于水中臭和味的来源。例如，对于水中有机物所产生的臭和味，可用活性炭吸附或氧化法去除；对于溶解性气体或挥发性有机物所产生的臭和味，可采用曝气法去除；因藻类繁殖而产生的臭和味，可采用微滤机或气浮法去除藻类，也可在水中投加除藻药剂；因溶解盐类所产生的臭和味，可采用适当的除盐措施等等。 二、混凝混凝机理简而言之，“混凝”就是水中胶体粒子以及微小悬浮物的聚集过程。这一过程涉及三方面问题：水中胶体粒子包括微小悬浮物的性质；混凝剂在水中的水解物种以及胶体粒子与混凝剂之间的相互作用。关于“混凝”一词的概念， 目前尚无统一规范化的定义。“混凝”有时与“凝聚”和“絮凝”相互通用。不过，现在较多的专家学者一般认为水中胶体“脱稳”——胶体失去稳定性的过程称“凝聚”；脱稳胶体相互聚集称“絮凝”；“混凝”是凝聚和絮凝的总称。在概念上可以这样理解，但在实际生产中很难截然划分。含量以及水的pH值等。这3种作用有时会同时发生，有时仅其中1～2种机理起作用。目前1．对铝盐混凝剂（铁盐类似）而言，当pH＜3时，简单水合铝离子[Al（H2O6）6]3+可起压缩胶体双电层作用，但在给水处理中，这种情况少见；在pH=4.5～6.0范围内（视混凝剂投量不同而异），主要是～～～]m 铁系 三氯化铁 硫酸亚铁 聚合硫酸铁（PFS） 聚合氯化铁（PFC） FeCl3·6H2O FeSO4·7H2O [Fe2（OH）nSO4）3-]m [Fe2（OH）nCl6-n]m （2）有机高分子混凝剂 有机高分子混凝剂又分天然和人工合成两类。在给水处理中，人工合成的日益增多并居主要地位。这类混凝剂均为巨大的线性分子。每一大分子由许多链节组成且常含带电基团，故又被称为聚合电解质。按基团带电情况，又可分以下4种：凡基团离解后带正电荷者称阳离子型，带负荷者称阴离子型，分子中既含正电基团又含负电荷基团者称两性型，若分子中不含可离解基团者称非离子型。水处理中常用的是阳离子型、阴离子型和非离子型3种高分子混凝剂，两性型使用极少。 三、沉淀和澄清 3.1 悬浮颗粒在静水中的沉淀水中悬浮颗粒依靠重力作用，从水中分离出来的过程称为沉淀。颗粒比重大于1时，表现为下沉；小于1时，表现为上浮。在给水处理中，常遇到两种沉淀，一种是颗粒沉淀过程中，彼此没有干扰，只受到颗粒本身在水中的重力和水流阻力的作用，称为自由沉淀；另一种是颗粒在沉淀过程中，彼此相互干扰，或者受到容器壁的干扰，虽然其粒度和第一种相同，但沉淀速度却较小，称为拥挤沉淀。分述如下。悬浮颗粒在静水中的自由沉淀颗粒在静水中的沉淀速度取决：颗粒在水中的重力F1和颗粒下沉时所受水的阻力F2；直径为d的球形颗粒在静水中所受的重力F1为F1=πd3（ρp-ρ1）g （16-1