自来水厂常规处理工艺介绍及相关技术要点

自来水厂常规处理工艺介绍及相关技术要点

作者：魏立国

来源：《科技信息·上旬刊》2018年第03期

摘要：对城市供水来说，自来水的常规处理是保证供水水质安全的基础条件之一，因此必须根据生活饮用水卫生指标的要求对常规处理工艺的应用进行合理的控制，从而保证自来水实时达标。自来水常规处理工艺中关键的技术手段、要点直接或间接影响自来水处理的效果，针对此类问题必须要采取适当的解决措施及技术手段加以改进，对关键的技术要点提高认识，以此来保证城市供水水质的安全。

关键词：自来水；常规处理；技术要点

自来水是城市居民维持正常生活的必需物质之一，无论饮用还是洗涤，人们都离不开它。净水处理是供水系统的一个重要环节，直接关系到居民饮用水的清洁、卫生状况，关乎人民群众的身体健康，这就要求供水行业的广大从业者树立严谨的工作态度，掌握先进的技术，让人们喝上安全、放心的自来水。

一、城市供水常用自来水常规处理工艺技术简介

一般情况下，城市供水常用的自来水常规处理工艺，主要是原水投加絮凝剂后混合，混合后进行絮凝沉淀，沉淀后进行过滤，过滤后的清水进行消毒，最终达标的清水再送至千家万户。

1、混凝处理技术

一般情况下，水源地的原水首先经取水泵房汲取并通过原水管道输送至厂区。未经处理的原水，含有各种悬浮物、胶体和溶解物等杂质，使水呈现浊度、色度、臭和味等，特别是原水中的胶体微粒大多数属粘土类带负电荷的胶体，因此有必要向水中投加絮凝剂，其作用主要是通过絮凝剂水解产物压缩胶体颗粒的扩散层，达到胶粒脱稳而相互聚结，或者通过絮凝剂的水解和缩聚反应而形成的高聚物的强烈吸附架桥作用，使胶粒被吸附粘结。混凝处理过程包括混合、絮凝两个阶段，凝聚阶段形成较小微粒，再通过絮凝以形成较大絮粒。在絮粒形成过程中，不但能形成悬浮颗粒，还能吸附一部分细菌及悬浮物物质。目前在混凝反应处理中最常应用的药剂为聚合氯化铝，聚合氯化铝又名碱式氯化铝，其溶于水后形成聚合阳离子，对水中胶粒发挥电性中和及吸附架桥作用，将原水中含有的一些不易沉淀及分离的胶粒脱稳，并产生吸附及聚结作用。在混凝技术的应用中需要注意在其药剂加入后立刻将其与原水进行充分混合，混合可通过机械搅拌、静态混合器等多种方式使投加的药剂快速的分散于水中并与原水充分接触，完成此阶段处理后进入絮凝处理阶段。

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2、絮凝处理技术

投加混凝剂并经充分混合后的原水，在水流作用下使微絮粒相互接触碰撞，以形成更大絮粒的过程称为絮凝，絮粒变大后，为下一步沉淀提供良好的条件。一般絮凝有机械及水力两种形式，机械絮凝主要是通过设在絮凝池内的浆板对处理水进行搅拌，通过合理控制浆板的转速、耗散功率等相关参数，使絮粒形成具备良好沉淀效果的矾花。水力絮凝则不需动力机械设备，即水流通过设在絮凝池内的网格或折板以及孔洞消耗自然水头来达到絮凝的效果，水力絮凝应合理控制絮凝各阶段的流速等相关参数，使絮粒矾花。完成此阶段处理后进入沉淀处理阶段。

3、沉淀处理技术

形成矾花的原水进入沉淀处理阶段。密度大于水的悬浮物在重力作用下从水中分离出去的现象称为沉淀，用于沉淀的构筑物称为沉淀池。在经絮凝形成矾花的原水进入沉淀处理阶段，在经过这道工序后水中含有的大颗粒杂质可以被有效的去除，水质得到了较大改善，一般经过沉淀处理后的水浊度能控制在≤5NTU，这也为下一道工序——过滤正常稳定、运行提供了良好条件。沉淀池目前应用较多的主要有平流沉淀池、斜管沉淀池等。平流沉淀池的池形较大，土建投资较高，占地大，但沉淀效果较为理想，这对具备一定规模的水厂，以及资金及场地相对宽松的项目一般优先选择；根据浅池沉淀理论，为增加沉淀面积，斜管沉淀池采用了斜管，使池形大大减小，故其土建投资较低，占地较小，这对资金及场地相对紧张的项目可考虑选用，但其处理效果较平流沉淀池稍劣，会一定程度增加矾耗，日常需定期对斜管进行更换、维护，一般斜管沉淀池在小规模水厂，尤其镇乡村级的供水项目应用广泛，也取得了良好效果。实际运用中，沉淀池形式的选择应视项目具体情况综合比较而定。 4、过滤处理技术

经沉淀处理后的水浊度虽得到降低，但仍达不到生活饮用水卫生标准，需进行过滤工序处理。在常规处理工艺中，过滤是指以石英砂等颗粒状滤料层截留水中悬浮杂质，从而使水获得澄清的工艺过程，其作用不仅在于进一步降低水的浊度而达到生活饮用水标准，同时另一作用是：水中有机物、细菌乃至病毒等将随浊度的降低而被去除，残留于水中的细菌、病毒等在失去混浊物的保护或依附后，在滤后消毒中将很容易被杀死，这就为滤后消毒创造了条件。事实上，在生活饮用水净化过程中，有时沉淀或澄清可以省略，但过滤是不可缺少的，它是保证生活饮用水卫生安全的重要措施。用于过滤的处理设施称为滤池，目前应用较多的主要有普通快滤池、V形滤池。普通快滤池采用较小颗粒的石英砂滤料，其设计滤速相对较低，滤料冲洗一般采用单水冲洗，较V形滤池比较耗水量较大，反冲洗过程滤料膨胀，冲洗排水过程有滤料流失的可能。而V形滤池采用相对较大颗粒的石英砂滤料，提高了滤料孔隙，设计滤速可适当提高，滤料冲洗一般采用气冲、气水联合冲洗、水洗几个阶段，较普通滤池比较耗水量相对较小，因石英砂滤料颗粒较大，反冲洗过程，滤料的绕流阻力相对小，因此反冲洗过程滤料微膨胀，冲洗排水过程滤料流失可能较小，其孔隙率大，滤料层相对厚，提高了滤料纳污能力，

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滤料表面也不容易形成泥膜，其反冲洗周期得到延长，但V形滤池因其增加了空气供给系统，其运行、管理相对复杂，根据工程实践看，其投资较普通快滤池稍高。滤池形式的选择也应视项目具体情况综合比较而定。 5、自来水的消毒处理技术

经过絮凝、沉淀、过滤后的清水虽浊度、微生物指标均得到下降，但为保证供水安全，仍需进行消毒，现行国家相关规范强制性条文要求：生活饮用水必须消毒。主要考虑饮用水微生物安全性是与人民健康休戚相关，饮用水水源容易受到粪便和生活污水等的污染，管网水在输送过程中也可能由于各种原因受到污染，会使水中微生物增加，其中的致病菌可能引起多种水致疾病，如贾第虫病、隐孢子虫病、肝炎、脊髓灰质炎、细菌性痢疾等等，一旦发作，便会引起区域性爆发性流行，涉及人数多，影响大。消毒是杀灭水中的病原菌、病毒和其它致病性微生物。国家标准规定生活饮用水的细菌学指标是在37℃下培养24h的水样中，菌落总数不超过100个CFU/ml。总大肠菌群和耐热大肠菌群及大肠埃希氏菌，每100ml中均不得检出。因此，消毒是饮用水处理中必不可少的环节。

目前自来水消毒处理技术，主要是向滤后水投加消毒剂，投加消毒剂后的清水在清水池内与消毒剂进行接触达到控制微生物指标的作用。目前水厂采用的消毒剂种类较多，但广泛采用的有液氯、二氧化氯、次氯酸钠等几种。液氯是应用较早、传统的消毒剂，其消毒效果得到广泛认可，较为经济有效，但对大量有机污染物和消毒副产物无能为力，但因日常自来水厂需存储一定量的液氯，使安全隐患增加，这为安全生产带来挑战，且液氯属危险品，其采购、运输受安全部门严格管控。二氧化氯消毒也有一定的历史，其消毒效果也较为理想，二氧化氯可一定程度避免产生氯酚和三卤甲烷，但其消毒成本较液氯高，二氧化氯一般采用盐酸、氯酸钠两种原料现场进行制备，因其制备原料采用了腐蚀品盐酸，采用了强氧化剂氯酸钠，其原料储备一定危险性，其制备有一定爆炸风险，因此二氧化氯制备也存在一定安全隐患，但从国内相关案例、报道看，二氧化氯的安全隐患还是较液氯低。次氯酸钠一般是采用电解食盐的方法现场制备，或采用成品次氯酸钠直接投加，其安全隐患较液氯及二氧化氯大大降低，但其消毒成本较高。尽管不同消毒剂的安全隐患不同，但实际运用中均可通过合理的设计、严格的管理操作消除或降低这些安全隐患。消毒剂的选用也应视项目具体情况综合比较选用。 二、自来水常规处理工艺主要技术要点

我国经济高速发展使人民生活水平得到极大改善，但同时也带来了水环境不同程度的污染。现行《生活饮用水卫生标准》的颁布、水污染防治法、水十条的颁布实施，环保督查工作的全面展开，这对促进我国水环境治理、水源保护和 （下转第页）

（上接第页）生态环境保护，起到了重要的作用。目前，我国水污染恶化的势头虽得到了有效控制，水环境质量得到逐步改善。但因供水安全事关重大，因此水环境质量对水处理的影

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响仍不能小觑，为保证供水安全，水处理行业广大从业者仍应根据自身情况以积极的态度、谨慎的作风，有针对性的应对、解决自身的问题。并对一些关键的技术要点提高认识。 1、保证原水水质

在自来水的处理中，其原水的优劣直接影响了常规处理技术的应用效果，一般经验，原水水质在Ⅱ～Ⅲ类时，原水经常规处理后均可达到现行《生活饮用水卫生标准》，但劣质的原水，常规处理技术却无能为力。为此已应用了常规处理工艺技术的水厂，特别是提标具备困难的常规处理工艺自来水厂，保证原水水质尤为重要，为此需严格对水源地进行保护，划定水源保护区，避免水源污染并实时达标。同时还需提高水安全工作的执行效力，以此来防止出现突发性水污染事故。定期对水源进行取样检测，对关键的原水指标还应实时监测，还应制定完善的应急处理措施，以此来应对水质污染所带来的负面影响。 2、合理确定工艺方案及技术参数

在设计阶段，应掌握原水全年各项指标实时监测资料，在此基础上合理确定处理工艺流程，对净水构筑物、药剂的选型应根据项目情况进行综合比较、科学论证后加以确定。必要时，根据原水水质情况可采用强化常规处理工艺，甚至可在常规处理工艺前增加预处理工艺，其后增加深度处理工艺。对常规处理工艺中，混凝阶段应注意合理选择混合时间、使G值在合理范围；水力絮凝池设计时，合理选择絮凝时间、控制各阶段的流速，使各阶段G、GT值在合理范围；平流沉淀池设计应注意选择合理的沉淀池时间，水平流速，特别是在水平流速较低的情况注意对弗劳德数的校核，以确保水流具备稳定性及抗外界干扰能力；对滤池的滤速合理的选择，必要时降低滤速，以提高净水能力；在充分调研的基础上，合理确定絮凝剂、消毒剂的投加量，运营单位也应在实际运行中摸索最佳投量；对清水池导流墙合理进行布置，保证水流与消毒剂充分混合的同时不留死水区，合理的确定清水池通气帽数量，避免通气帽过少引起池内气压不稳定，过多增加消毒剂挥发及外部微生物入池的风险。 3、加强供水系统的日常管理维护

城市供水水质的保证，不仅需要一套完备的供水系统，供水系统的日常管理维护也尤为重要。如新建成的管网在投入使用前要彻底冲洗消毒，事故管线在抢修结束后，投入使用前也需进行冲洗。供水运营单位要全面掌握供水水质状况，在供水水源、水厂和配水管网的相关部位、地点应设立水质采样点对水质进行实时监测，按照国家规定指标对水质定期进行化验、监测。 结语：

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通过以上介绍、分析，我们可以对自来水常规处理技术的应用有一定的了解，在实际运用中，为了保证居民的用水安全，还需加强对自来水常规处理技术的一些要点的认识，通过采取各种措施，来确保水厂通过常规处理后，水质实时达标。 参考文献：

[1]张玲利.自来水水质检测常规处理措施探讨[J].华东科技：学术版，2017（3）：315-315；

[2]王亮.关于常规处理自来水水质检测的措施[J].工程技术：文摘版，2016（4）：00206.

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