目前，许多自来水厂仍采用以下基本步骤将地下水或地表水处理为居民生活用水。然而，实际上处理后的水质仍可能存在重金属或砷超标的情况。随着地下水和地表水污染日益严重，给水处理工艺需要比现有技术更复杂的工序和更高的处理效率。

生活给水处理工艺流程

生活给水处理工艺说明

1. 蓄水池与预沉淀：

– 为自然净化过程创造有利条件：沉淀悬浮物，减少微生物，利用水中溶解氧进行氧化反应，并起到调节原水泵站供水与水厂处理需求之间流量平衡的作用。

2. 格栅与筛网：

– 去除水中的漂浮物，以保护设备并提高处理设施的净化效率。水中的漂浮物和悬浮物（如牙签大小的杂物）若进入水泵及后续处理设施，可能会被粉碎或腐烂，从而增加水的色度和含渣量。

3. 沉砂池：

– 对于浊度较高（>250 mg/L）的地表水源，在格栅之后，通过沉砂池截留无机悬浮颗粒。这些颗粒粒径小、密度大、硬度高，易于快速沉淀。

– 为沉淀粒径大于或等于0.2 mm且密度大于或等于2.6的颗粒创造条件，以防止机械传动部件磨损，并减少絮凝池和沉淀池中的重渣沉积。

4. 原水化学处理：

– 抑制藻类和微生物生长，消除因微生物死亡产生的色、味。常用化学药剂为：硫酸铜（CuSO₄），投加量为0.12 ÷ 0.3 mg/L。投加量及投加间隔取决于原水成分、微生物及藻类浓度、温度、碱度和CO₂含量。

5. 曝气：

– 将空气中的氧溶解于水中，将二价铁、二价锰氧化为三价铁、四价锰，形成易沉淀的Fe(OH)₃、Mn(OH)₄氢氧化物，从而通过沉淀和过滤去除。

– 去除水中的CO₂、H₂S气体，提高水体pH值，促进铁锰的氧化水解，提高除铁锰工艺中沉淀和过滤设施的效率。

– 曝气过程增加了水中的溶解氧含量，提高了氧化还原电位，便于在除臭除色过程中氧化有机物。

– 曝气方法有两种：水气接触法和气水接触法（主要采用水气接触法）。

– 曝气效果取决于：

气液两相中待交换气体的浓度差。
气液接触面积，接触面积越大，气体交换过程越快。
气液在设施内的接触时间，接触时间越长，交换越彻底。
环境温度，温度升高有利于气体从水中析出，不利于气体在水中的吸收和溶解。
交换气体的性质。

6. 预氯化：

– 在沉淀池和过滤池前投加氯。

– 当原水污染严重时，延长接触时间以进行消毒。

– 氧化有机态溶解铁，氧化溶解锰以形成相应的沉淀物。

– 氧化有机物以脱色。

– 将氨中和为具有持久消毒作用的氯胺。

– 防止反应池和沉淀池中藻类生长，破坏在滤池表面产生粘液的微生物细胞，延长过滤周期。

– 缺点：

氯消耗量通常是滤后消毒的3÷5倍，增加了处理成本。
氯与水中溶解物质反应生成三卤甲烷（致癌物），因此不建议用于含有大量有机物的地表水源。

7. 药剂混合：

– 使药剂在待处理水中快速均匀分散。混凝剂混合要求快速均匀，因为形成胶体核的水解反应发生极快（通常小于1/10秒）。若混合不均匀或时间过长，将无法在水体中形成足够、坚固且均匀的胶体核，导致沉淀效率低下并浪费药剂。其他化学药剂也需均匀混合，但对时间要求不如混凝剂严格。

8. 混凝与絮凝反应：

– 产生能够将水中溶解性及悬浮性污染物粘结成絮体的药剂，使其在沉淀池中沉淀，并以最快、最经济的方式粘附在滤料表面。

– 混凝剂与水混合后，立即发生化学和物理化学反应，形成均匀分散在水中的正电荷胶体系统。中和后，这些胶体核能够与水中的负电荷胶体粘结，并相互聚集形成絮体。形成胶体核的过程称为混凝，污染物与胶体核粘结形成絮体的过程称为絮凝。

– 通常使用铝盐和铁盐混凝剂。

9. 沉淀：

– 通过以下措施降低原水中悬浮物含量：

重力沉淀：在沉淀池中，密度大于水的颗粒在合适的水力条件下沉降。
离心力沉淀：在离心沉淀池和水力旋流器中。
气浮：利用气泡附着在颗粒上产生的浮力。沉淀过程还能去除水中90÷95%的微生物，因为微生物在沉淀过程中会被吸附并粘附在絮体上。

10. 过滤：

– 不仅截留粒径大于滤料孔隙的悬浮颗粒，还能截留引起浊度和色度的铁胶体、有机胶体。这些胶体粒径远小于孔隙，但能够粘附并吸附在滤料表面。

– 影响颗粒滤池过滤过程的因素：

滤料粒径及滤层中的级配分布。
水中悬浮杂质的粒径、形状、密度、浓度及粘结能力。
过滤速度、滤层厚度、滤料成分及过滤周期内的压力损失。
水温和粘度。

11. 吸附除臭除色：

– 活性炭粉末具有巨大的比表面积，能够吸附水中引起异味和色度的溶解性气体分子及液体分子，从而去除水中的异味和色度。

– 使用活性炭除臭除色的两种方法：

– 将传统工艺处理后的水直接通过活性炭滤池过滤。

– 将粉碎至几十微米的活性炭粉末与混凝剂一起投加到原水混合池中（投加量3 ÷ 15 mg/l），以吸附引起异味和色度的有机物。该方法提高了混凝、沉淀、过滤的效率，且沉淀池中的污泥更易处理。

12. 加氟：

– 由于净化处理后水中的氟含量低于标准，因此需要补充氟。

13. 消毒：

– 为确保微生物学安全，水在供水前必须进行消毒。

消毒措施：
煮沸。
紫外线消毒。
使用高效消毒化学品：臭氧、氯等。

14. 水质稳定：

– 消除水的侵蚀性，同时在管道内壁形成保护膜，防止水与管材直接接触。

– 作用：

防止钢管及管件锈蚀。
防止水溶解铸铁管、球墨铸铁管内衬水泥及混凝土管内壁中的石灰。

– 用于水质稳定的化学药剂：六偏磷酸钠、硅酸钠、纯碱、石灰。

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来源：NGO

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自来水厂常用生活给水处理工艺流程

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