自来水生产工艺.ppt

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自来水生产工艺及应用方案,自来水生产简介自来水生产监测应用方案水源监测应用方案管网监测应用方案,内容,自来水生产简介,由于自然因素和人为因素，原水里含有各种各样的杂质。

从给水处理角度考虑，这些杂质可分为悬浮物、胶体、溶解物三大类。

城市水厂净水处理的目的就是去除原水中这些会给人类健康和工业生产带来危害的悬浮物质、胶体物质、细菌及其他有害成分，使净化后的水能满足生活饮用及工业生产的需要。

概述,市自来水总公司水厂采用常规水处理工艺，它包括混合、反应（絮凝）、沉淀、过滤及消毒几个过程。

概述,混凝：

凝聚和絮凝总称为混凝絮凝是指由高分子物质吸附架桥作用而使微粒相互黏结的过程脱稳的胶粒相互聚结，称为凝聚把能起凝聚与絮凝作用的药剂统称为混凝剂,什么是混凝,混凝去除的对象悬浮颗粒和胶体将悬浮物和胶体凝聚成更大的颗粒（大矾花）。

范围在：

1nm-0.1m（或1m）去除对象:

粘土（50nm-4m）,细菌（0.2m-80m）,病毒（10nm-300nm）,蛋白质（1nm-50nm）,腐殖酸。

混凝的对象,电位离子,扩散离子,矾花如何变大,混凝的去除,吸附电中和,桥联,网捕作用,从混凝的原理不难看出，水中的离子强度对胶体电层会有明显作用。

那么在不同pH条件下,混凝过程自然容易受到影响。

以铝盐为例:

pH3简单的水合铝离子起压缩双电层作用pH=4-5多核羟基络合物起吸附电性中和pH=6.5-7.5多核羟基络合物起吸附电性中和；氢氧化铝起吸附架桥、网捕pH对于混凝过程是很重要的，而且是可以控制的，因此我们在混凝过程对pH进行监控可以提高混凝剂效率，减少加药。

天然水体一般pH=6.5-7.8,混凝的影响因素,混凝后矾花变大，更利于往后的沉淀、过滤工序将杂质去除,混凝与其他工艺的对比,当胶体、悬浮颗粒被絮凝剂捕获变成大的矾花，胶体、悬浮物本身不具备沉降性能就具备了。

混凝阶段的任务不光是形成矾花捕获胶体和悬浮物，另外一个任务是使矾花尽可能的大，因为根据沉降公式，颗粒的沉降速度与粒径的平方成正比。

沉淀,水流入沉淀区后，沿水区整个截面进行分配，进入沉淀区，然后缓慢地流向出口区。

水中的颗粒沉于池底，污泥不断堆积并浓缩，定期排出池外。

沉淀,过滤一般是指以石英砂等有空隙的粒状滤料层通过黏附作用截留水中悬浮颗粒，从而进一步除去水中细小悬浮杂质、有机物、细菌、病毒等，使水澄清的过程。

过滤,过滤过程不仅是滤料对颗粒的截留，更重要的是滤池熟化后泥饼对颗粒的截留。

所以，滤池才可以截留远比滤料堆积空隙小的颗粒。

过滤,混凝、沉淀、过滤的主要目的是去除浊度及天然有机物。

浊度是表征水中悬浮颗粒及胶体浓度的指标，既能反映水中悬浮物的含量，同时又是人的感官对水质的最直接的评价。

浊度本身属于感官性指标，但在一定程度上和范围内是多项指标的综合反应。

浊度的大小反映水中悬浮物质和溶解性杂质的多与少，悬浮杂质中包括：

泥沙，虫类，原生生物，藻类，细菌，微生物，病毒，腐殖质，蛋白质等，溶解性杂质主要是无机离子。

美国EPA将浊度列为微生物指标。

混凝、沉淀、过滤,严格来说造成水浊度的物质与天然有机物有一定范围的重合。

混凝、沉淀、过滤,泥沙，虫类，原生生物，藻类，细菌，微生物，病毒,腐殖质蛋白质,溶解性有机物,饮用水毒理指标中有机化合物如：

三卤甲烷、二氯甲烷、1,2-二氯乙烷、1,1,1-三氯乙烷、三溴甲烷、一氯二溴甲烷、二氯一溴甲烷、环氧氯丙烷、氯乙烯、1,1-二氯乙烯、1,2-二氯乙烯、三氯乙烯、四氯乙烯、六氯丁二烯、二氯乙酸、三氯乙酸、三氯乙醛等等。

几乎全部是加氯消毒后产生的副产物。

所以，浊度是自来水生产中最重要的指标。

浊度,天然有机物,有时为了得到更高的出水水质，在滤池出水后，进行更深度的处理。

采用的工艺一般有：

臭氧/生物活性炭工艺和膜工艺。

臭氧/生物活性炭工艺是利用臭氧的氧化性以及生物活性炭的生物作用，去除水中残余的生物营养物。

其中，臭氧分解释放在水中的溶解氧维持生物活性炭塔的好氧环境。

深度处理的目标是降低有机物浓度，因此监测的任务就是了解有机物的去除情况。

另外，深度处理单元是否穿透。

深度处理,混凝、沉淀、过滤并不能消除所有的细菌及杂质（有机物）。

这些细菌若不抑制一定会在水的输送储存过程中再次爆发，威胁饮水安全。

水经过滤后，浊度进一步降低，同时亦使残留细菌、病毒等失去浑浊物保护或依附，为滤后消毒创造良好条件。

消毒的任务，就是消灭致病微生物，以及维护自来水中输送过程中的安全。

消毒,加氯消毒是自来水生产使用最为广泛的消毒方式。

消毒剂一般有：

氯气、次氯酸（次氯酸钠、次氯酸钙）、二氧化氯。

加氯消毒,消毒的加氯量（液氯）在1.0-2.5g/m3之间。

主要是通过氯与水反应生成的次氯酸在细菌内部起氧化作用，破坏细菌的酶系统而使细菌死亡。

加氯消毒是自来水生产使用最为广泛的消毒方式。

消毒剂一般有：

氯气、次氯酸（次氯酸钠、次氯酸钙）、二氧化氯。

氯胺的杀毒机理虽然是氯胺分解后得到次氯酸根，然后杀毒，但是氯胺在水中较稳定具有持续杀毒效果，所以有些水厂在加氯消毒同时加一定量的氨，生成一定量的氯胺，以保证远距离输水。

加氯消毒,并不是投加如氯消毒剂后就可以有相当当量的消毒效果，一般需要采用折点加氯。

简而言之就是需要创造游离性余氯与化合性余氯的共存状态，和一定的消毒剂含量。

折点加氯,一般而言，氯消毒剂主要靠次氯酸根消毒，此时氯的状态就格外重要，而pH对消毒成分的影响很大。

消毒剂与pH,二氧化氯臭氧消毒:

不论采用那种消毒剂，采用什么投加方式，消毒剂残余量及消毒效果的保证，都需要我们对消毒剂和实际水质有把握。

其他消毒工艺,自来水生产监测应用方案,从以上对工艺的介绍可以看出，我们可以看出，自来水生产涉及到监控因子（指标）如下：

浊度（颗粒计数），pH、氨氮、有机物（CODMn、UV254、TOC）、污泥浓度（污泥界面）、消毒剂浓度（余氯、总氯、二氧化氯、氯胺、臭氧）,自来水生产在线应用方案,混凝沉淀工艺是制水工艺过程中最为重要的环节之一。

混凝沉淀工艺在线监测,在有pH调节投碱系统时配置,有前加氯工艺时使用,通过对液位、污泥浓度、泥水界面及悬浮固体的测量，控制排泥池、污泥浓缩池及污泥调节池的自动排泥、上清液排放等工艺过程。

沉淀池污泥处理,任务：

根据原水浑浊度和排泥水浑浊度确定排泥周期。

监控絮凝环节Ph,为絮凝创造最佳环境。

沉淀池的出口应设质量控制点，出水浑浊度一般宜控制在3NTU以下。

在此工艺环节配置的浊度仪最好采用符合ISO标准的红外光浊度仪，以保证避免色度的干扰，传感器安装方式以浸入式或管道插入式为好，以避免由于易沉降水在取样管路中沉淀造成浊度测量的误差。

混凝沉淀工艺监测,混凝沉淀工艺监测,过滤在线监控,任务滤后水浊度应优于出厂水浊度标准，满足1NTU管网末梢要求。

滤池反冲洗应在反冲洗废水浊度降低到10NTU时停止。

过滤工序质量控制重点为滤速、冲洗强度、水位、冲洗周期、冲洗时间、初滤水管理等，其中水位、冲洗周期、冲洗时间、初滤水管理可以依靠在线仪表进行精确控制。

通过颗粒计数器及对水中小于2微米悬浮颗粒极为敏感的激光超低量程浊度仪监测滤池出水颗粒穿透事件，快速反应滤池穿透现象，从而精确控制反冲洗的开始。

过滤在线监控,过滤在线监控,臭氧/生物活性炭工艺,深度处理工艺监测方案,关键词：

出水水质、臭氧、溶解氧、生物活性炭。

任务：

污染物：

去除污染物效果能否达到目标值（有机物、氨氮、磷）臭氧：

接触池出水端应设置水中余臭氧监测仪，应保持水中剩余臭氧浓度在0.2mg/l溶解氧（DO）：

是否满足生物活性炭需要出水生物相监测，确保出水生物安全性出水浊度、反洗废水浊度控制反洗,臭氧/生物活性炭工艺在线监测,臭氧/生物活性炭工艺在线监测,任务：

对于膜处理工艺，运用符合浊度监测技术（浊度/超低量激光浊度/颗粒计数器）在线监测膜池出水水质，对膜工艺膜损进行安全监控，以确保膜系统的完整性及有效性。

对膜池清洗废液处理进行pH及ORP监测。

膜工艺在线监测,膜工艺在线监测,任务：

在线监测投加消毒剂后水中的消毒剂浓度，从而控制消毒剂的投加量；在采用氯胺消毒时，对一氯胺/总氨/游离氨进行监测，以确保最适合的氯/氨投加比例，避免产生有臭味的二氯胺及三氯胺的生成，或避免由于氨的过量投加，使管网中产生硝化反应，提高出水的生物稳定性。

消毒工艺监测,采用氯气消毒时，对于对信号滞后时间敏感的水厂，应采用电极式氯分析仪，以保证测量反应速度；对于对信号准确性及稳定性要求高的水厂，建议采用DPD方法的氯分析仪表，以保证测量的准确性和稳定性。

消毒工艺监测,消毒工艺监测,自来水行业涉及因子却复杂很多，除了生产部分监控因子外，还有水源地监控因子（指标）以及出水水质控制因子（指标）。

具体内容包括生活饮用水卫生标准（GB5749-2006）规定的106项指标和地表水环境质量标准（GB3838-2002）规定的水源地水质109项指标的能力,但是，然而,水源监测应用方案,饮用水水源水质在线监测预警具有下面三个层面目的和意义:

对饮用水水源水质常规基础水质参数进行监测指导水厂制水基础常规工艺的运行基本水质参数是水质常规五参数：

PH、电导率、DO、浊度、温度对饮用水水源重点水质污染参数进行监测针对重点污染物质，指导水厂制水工艺运行。

对整体最突出的CODMn、氨氮、总磷/总氮重点污染参数进行监测,水源地（进水）监测,对饮用水水源进行综合安全预警对由于安全事故，自然灾害，恐怖袭击等原因引发的饮用水水源突发污染事件进行预警，为启动后续应急处理预案提供保障,水源地（进水）监测,水质参数的选择常规五参数：

PH、电导率、DO、浊度、温度其他CODmn、氨氮、总磷、总氮、叶绿素/蓝绿藻分析仪、重金属、氯离子、硝氮,水源地（进水）监测,水质安全综合预警系统,水源区及上游河道船舶事故导致危险品直接泄露进入水源；河道桥梁或附近道路交通事故导致危险品泄露进入水源；水源区及上游河道附近工厂、仓库等发生爆炸、火灾等事故导致危险品泄露进入水源；排水口设置在水源上游河道的工矿企业发生事故导致大量有害物质经下水道排入水源；暴雨引发附近农业及养殖业大面积面源污染突然进入水源；地震，洪水等自然灾害引发的水源水污染；以饮用水水源为目标的恐怖袭击；,发生时间和地点无法确定事件性质和污染物类型无法预测,工作原理：

全光谱（紫外-可见光）光谱仪是在液体介质中直接进行连续光谱测量（200nm到750nm波段）的水质分析仪器。

在线光谱仪采用紫外-可见光照射，检测被测水样对光的吸收强弱而确定水中相应有害物的浓度。

仪器除可测量的参数包括：

有机物质：

COD、BOD、TOC、DOC、UV254含氮物质：

NO3-N、NO2-N、NH4+-N;颗粒/浊度：

总悬浮固体物（TSS）、浊度（FTU/NTU）吸光度：

SAC,水质安全综合预警系统-光谱技术,工作原理：

以水生生物作为检测器的生物技术现有的生物毒性监测技术，从生物探测传感器种类，分为以下几个类型：

细菌类；藻类；无脊椎动物类；鱼类。

水质安全综合预警系统-生物毒性技术,特殊鱼类,发光细菌,水蚤,贝类,水藻,生物毒性技术特点：

能够综合反应水质的毒性情况，相对来讲是现在唯一可以对水质进行一定程度的综合预警的技术；生物毒性监测技术的最根本问题是分析基线无法稳定；生物毒性监测技术另一个缺陷是无法对污染物质进行快速定性为保证生物监测器稳定性的维护工作复杂、费用高,水质安全综合预警系统-生物毒性技术,事实上，监测每一可能引起水质恶化的因素是很难的。

污染物质都会对常规水质参数引起波动；污染物质对各种常规水质参数的影响都是有规律的。

因此，建立这种既定的经验的事故数据库作为我们监测环境的“指纹”可以简化我们的工作。

在这种简化中，我们把环境变化看作是若干关键因素的“合力”,水质指纹：

多维矢量水质预警技术,对多种特征水质常规参数因污染事件而引起的特定变化,通过数学计算,转化为一个单一的矢量，使用这一单一矢量作为水质预警的单一特征矢量特征矢量的大小表征污染物质的浓度特征矢量在多维空间中的角度表征特征矢量的特性（污染物质类型）,多维矢量水质预警技术原理,PH,Cond,Turb,DO,TOC,特征矢量,矢量角度,特征长度,PH,Cond,DO,HACH饮用水原水监测解决方案,管网监测应用方案,根据调查统计中国自来水出水水质及管网状况：

管网末梢的水质比出厂水水质降低30%。

为什么要进行管网监测,管网水的稳定性根据调查研究结果,自来水在经过长距离管网输送后,水质会大幅下降,主要原因一是管网老化造成的二次污染,二是由于出厂水的稳定性不足,导致水质下降。

管网水的生物稳定性管网水的化学稳定性,管网监测内容,管网水的生物稳定性:

微生物二次污染,管网腐蚀影响生物稳定性的水质参数有:

余氯:

足够的余氯量,可以防止管道中微生物的二次污染CODMn:

管网水微生物繁殖生长的营养源.过高的CODMn会导致水产生臭味氨氮:

在氧充足条件下，通过好氧型亚硝化菌和硝化菌的硝化作用，氧化成亚硝酸盐.同时,不完全的硝化反应还会对金属管道造成腐蚀,从供水管网运行特点来看，产生红水的铁、锰沉积，只有两种来源：

一是金属管道在长期运行中由于腐蚀产生铁锈，混于水中产生局部黄水现象；二是出厂水中的铁、锰虽然含量低微，但依然能被氧化成氧化物，并粘积于管壁，在管道内水流剧烈变化时再分散于水中，产生大面积红水现象。

保持水的化学稳定性的意义是控制管网腐蚀,控制铁含量,避免“红水”现象,管网水的化学稳定性:

影响化学稳定性的水质参数有:

pH:

较低的pH值会导致会引起管道铁的释放,导致管网水中铁含量升高碱度:

在高碱度的条件下，管壁中碳酸亚铁的含量较多，铁释放主要是受碳酸亚铁溶解性的控制.碱度的降低增加了碳酸亚铁的溶解度，同时促进了铁的释放余氯:

余氯相对较高的时候总铁的含量比较低，在余氯相对较低的时候总铁的含量较高,管网水的化学稳定性:

浊度:

浊度的升高,会导致电导率的升高,从而提高了水与金属之间由于微电池现象造成的腐蚀电导率:

高电导率增加了金属管道的腐蚀,管网水的化学稳定性:

管网监测方案,谢谢！