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写在前面的话:水是人类赖以生存的生命之源,城镇供水系统是一个城镇的命脉。一个城市可以停电,但万万不能出现水质问题,2007年太湖蓝藻事件造成无锡市桶装水被抢购一空,水质问题造成的社会影响可见一斑。

现在有很多无良商家为了推销其净水器,大肆渲染“自来水很脏、自来水致癌”,颇有一种你不买我的产品分分钟要挂的架势。在这里我请你们换一个角度思考一下,在水厂工作的人会忍心让自己和家人喝不干净的水吗?事实上,水厂的任何一个人都会拼尽全力保障供水安全,不论是为了让自己和家人喝到干净的水,还是为了自己的工作、前途,水质安全与任何人的利益都是一致的。

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先上个图,五颜六色的水表。
自来水厂根据水源的不同、地势的高低、供水规模采用不同的处理工艺及处理构筑物,但其核心还是“混凝、沉淀、过滤、消毒”的老路子。

水的常规处理流程是:“进水——混凝——沉淀——过滤——消毒”。详情如下图

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其中:一级泵站负责输送原水至自来水厂,絮凝池负责混凝、沉淀池负责沉淀(澄清池是兼具混凝和沉淀功能的构筑物)、快滤池负责过滤、滤后水加氯后进入清水池待用,二级泵站将清水池内的清水泵入管网并配送至千家万户。

一级泵站

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上图为建在水库中的取水头部。该构筑物水下部分为原水取水管道的开始端,水通过该构筑物流入原水管道,经一级泵站输送至自来水厂。

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此为泵站内部构造图(图片来自网络)。泵站内设多台机组,通过开关不同数量的机组调节水量,实际运行中至少有一台为待机备用状态,以应对突发情况。

絮凝池。

絮凝阶段的主要任务是创造适当的水力条件,使药剂与水混合后所产生的微絮凝体,在一定时间内凝聚成具有良好物理性能的絮凝体,并为杂质颗粒在沉淀澄清阶段迅速沉降分离创造良好的条件。通俗的讲,絮凝的目的就是通过投加混凝剂在水中起络合反应生成絮状物(矾花),絮状物在沉淀的过程中会由于电性吸附等物理特性清除水中的悬浮固体,达到澄清水质的作用。

絮凝池分为折板絮凝池、网格絮凝池、机械絮凝池等。其分性能比较及使用见下表:

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上图是水厂中较为常见的折板絮凝池,可以看到刚进入水厂的水还是很浑浊的。

沉淀池。

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。当水中悬浮颗粒细小、粒度较均匀、含量又很大(大于5000mg/l)时,将发生浓缩现象,即在沉淀过程中出现一个清水和浑水的交界面(浑液面),交界面的下降过程也就是沉淀的进行过程。用于沉淀的构筑物称为沉淀池。

沉淀池按其构造可分为平流沉淀池、斜管沉淀池。

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该图为平流沉淀池的土建实例。水由拍照所在位置向前方流动,矾花在重力作用下逐渐下沉并带走水中的悬浮颗粒,清水保持在上部通过远方的集水槽流入滤池。注:远处一排一排的物体为集水槽支墩,该图未安装集水槽

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上图是我在网上找到的,可以看见集水槽,并可见水已清澈见底了。

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上图是平流沉淀池的工艺图解,水从左端进入进水区;AB线是穿孔花墙,用于调整进水的流动方向,使水从左向右平行水平线移动;沉淀区用于沉降污泥,矾花在重力作用下缓慢的沉底,清水自左向右移动最终进入出水区。

滤池

经过混凝沉淀或澄清后,原水中颗粒较大而易于下沉的杂质已被截流于沉淀池或澄清池中。但仍有细小杂质及细菌留在水中,还需要进一步用过滤的方法进行处理。

滤池通常置于沉淀池或澄清池之后,滤出水浊度必须达到生活饮用水水质标准。

水的过滤处理是让原水通过具有孔隙的粒状滤料层,利用滤料与杂质间吸附、筛滤、沉淀等作用,截留水中的细微杂质,使水得到澄清。

滤池不仅能进一步降低水的浊度,而且水中有机物、细菌乃至病毒等将随浊度的降低而被去除。残留于滤后水中的细菌、病毒等在失去浑浊物的保护或依附时,在滤后消毒过程中也将容易被杀灭,这就为滤后消毒创造了良好条件。

在生活饮用水的净化工艺中,有时沉淀池可以省略,但过滤是不可缺少的。

滤池分为快滤池与慢滤池,目前水厂大部分使用快滤池,慢滤池很少见。快滤池又分为V型滤池、虹吸滤池、双阀滤池、普通快滤池等

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上图为安装完滤头正在进行闭水闭气试验(检测滤池是否有漏水或者漏气)的V型滤池

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上图是V型滤池的剖面结构。完全态的滤池会在滤头上覆盖一层或多层不同粒径的滤砂(若原水水质较差还会在砂层上铺一层活性炭),滤砂高度在1米至1.5米左右。水通过滤砂向下过滤,从滤头的微小开孔流出滤池。

经过滤池过滤的水已经非常干净了,大部分地区的滤后水直接加氯消毒进入清水池;有些地区使用地下水或者水源有某些物质(如铁、锰、氟)须单独处理,还会在滤池后面添加针对性的处理构筑物进行深度处理,这里就不展开讲了。

清水池

清水池为掩埋或半埋于地下,顶层覆土,接种绿化草坪后与绿地无异,其作用是调节供水量,与屋顶水箱作用类似。

消毒

国内一般采用液氯、次氯酸钠、二氧化氯、臭氧、紫外线等消毒方法。主流消毒方式为液氯消毒,但由于液氯属重大危险源,交通运输的限制条件越来越严格,水厂内氯库的安防措施堪比监狱(感应报警器360度无死角且直连公安局,必须两个操作人员一起刷指纹才能打开氯库大门。漏氯报警装置实时监控,一旦启动报警立刻开动大喇叭全厂警报,并启动漏氯吸收装置)。因此行业内也在寻求更加简(sheng)单(qian)高(sheng)效(xin)的消毒方式,比如次氯酸钠消毒,现在已经全换成次氯酸钠了。

(文章来源于网络,侵删)

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