自来水的基本处理工艺

水厂预处理分为格栅和初沉池两部分.
1. 格栅是一种最简单的过滤设备,用来截留水中粗大的悬浮物和漂浮物,用在初沉池的进口处,过栅流速一般为0.6-1.0m/s ,格栅倾角为45°-70°.
2. 初沉池
原理:利用水中悬浮颗粒与水的密度差进行分离,水中悬浮物依靠重力作用从水中分离  出来,小于水密度的悬浮物则上浮至水面.
功能:可以去除水中的砂粒物,树叶,树枝等漂浮物.
分类:可分为平流式,辐流式,竖流式三种.大中型水厂一般用辐流式,分为流入区,流出区,沉淀区,污泥区四部分,池深4.0-6.0m,停留时间一般为1.0-3.0h,大多在1.0-1.5h.
排泥方式:重力排泥,机械排泥.


一、自来水过滤


自来水经过絮凝沉淀之后进入过滤池。现在一般的水厂用得滤料有无烟煤、石英砂、粗砂、和粗鹅卵石。其中无烟煤的颗粒在1-2mm，石英砂的标准颗粒大小是0.6-1-2mm，粗砂的大小一般在2-4mm或4-8mm，粗鹅卵石的大小一般在8-16mm。这些滤料的排列大小的原则是从小到大的由上往下的分布在过滤池中。所以刚开始的顺序应该是石英砂-无烟煤-粗砂-鹅卵石。但是石英砂的比重为1.7而无烟煤的比重为1，所以后来经过反洗的结果无烟煤会排在石英砂的上面。过滤过程中杂质是由粗到细的一种过滤。这个过滤过程非完全的物理过滤，石英砂的过滤精度可达到5μm。
其中2005年哈尔滨水中毒事件的时候，哈尔滨的制水厂用过活性炭作为滤料。


二、自来水的消毒


自来水经过过滤池之后进入清水库会先经过消毒，从清水库加压送入管网之前也需要消毒。现在的标准要求管网末端余氯要>0.05ppm。
现在自来水消毒大都采用氯化法，公共给水氯化的主要目的就是防止水传播疾病，这种方法推广到至今有100多年历史了，具有较完善的生产技术和设备，氯气用于自来水消毒具有消毒效果好，费用较低，几乎没有有害物质的优点。但我们经过对理论资料了解、研究，认为氯气用于自来水消毒还是有在一定的弊端。氯化消毒后的自来水能产生致癌物质。在现阶段，消毒剂除氯气外，还有二氧化氯，臭氧，采用代用消毒剂可降低有害物质的生成量，同时提高处理效率。但是臭氧消毒的费用比较高，而且消毒后的保留时间是有限的，所以应用的不多。

 
三．混凝技术


在诸多的水处理方法中，混凝法是一种最常用的水处理物化方法。这种方法是通过向水中加入混凝剂而使胶体脱稳产生絮凝，从而去除污染物的方法。影响混凝的因素有很多，比如温度、PH值、水力条件、絮凝剂投加量和性质等，调节好这些因素能达到很高的去除效

    在工业废水和生活废水处理中，有一种很重要的物化处理方法：混凝法。这种水处理方法应用广泛，各种污染指标去除率高。下面对这一方法进行简单介绍。

1 混凝法
1.1 混凝法的概念 在天然水中和各种废水中，物质在水中存在的形式有三种：离子状态、胶体状态和悬浮状态。一般认为，颗粒粒径小于1nm的为溶解物质，颗粒粒径在1~100nm的为胶体物质，颗粒粒径在100nm~1mm为悬浮物质。其中的悬浮物质是肉眼可见物，可以通过自然沉淀法进行去除；溶解物质在水中是离子状态存在的，可以向水中加入一种药剂使之反应生成不溶于水的物质，然后用自然沉淀法去除掉；而胶体物质由于胶粒具有双电层结构而具有稳定性，不能用自然沉淀法去除，需要向水中投加一些药剂，使水中难以沉淀的胶体颗粒脱稳而互相聚合，增加至能自然沉淀的程度而去除。这种通过向水中加入药剂而使胶体脱稳形成沉淀的方法叫混凝法，所投加的药剂叫混凝剂。

1.2 混凝的基本原理 废水中的胶体物质具有巨大的比表面积，可以吸附液体介质中的正离子或负离子或极性分子等，使固液两相界面上的电荷呈不平衡分布，在界面两边产生电位差，这就是胶体微粒的双电层结构。形成双电层结构的微粒的整个胶体结构就称为胶团，整个胶团是电中性的。胶团中心是带有电荷的固体微粒本身，称为胶核。胶核所带电荷的符号就是胶体所带电荷的符号。胶体微粒之所以能在水中保持稳定性，原因在于胶体粒子之间的静电斥力（胶体常常带有同种电荷而具有斥力）、胶体表面的水化作用及胶粒之间相互吸引的范德华力共同作用。胶体微粒带电越多，其电位就越大，带电荷的胶粒和反离子与周围水分子发生水化作用越大，水化壳也越厚，越具有稳定性。向水中投加药剂，使胶体失去稳定性而形成微小颗粒，而后这些均匀分散的微小颗粒再进一步形成较大的颗粒，从液体中沉淀下来，这个过程称为凝聚。


凝聚有以下几方面的作用：


1.2.1 压缩双电层与电荷的中和作用。加入电解质，使固体微粒表面形成的双电层有效厚度减小，从而范德华力占优势而达到彼此吸引形成凝聚；或者加入电不同电荷的固体微粒，使不同电荷的粒子由于静电吸引而彼此吸引，最后达到凝聚。

1.2.2 高分子絮凝剂的吸附架桥作用。高分子絮凝剂的碳碳单键一般情况下是可以旋转的，再加上聚合度较大，即主链较长，在水介质中主链是弯曲的。在主链的各个部位吸附了很多固体颗粒，就象是为固体颗粒架了许多桥梁，让这些固体颗粒相对地聚集起来形成大的颗粒。

1.2.3 絮体的网捕作用。有些混凝剂（如铝盐或铁盐）有水中形成高聚合度的多羟基化合物的絮体，在沉淀过程中可以吸附卷带水中胶体颗粒共同沉淀，此过程称为絮凝剂的网捕作用。