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供水厂净水技术和运行管理开平市供水集团吕跃进二○一○年九月二十八日☺提高水厂净水技术☺规范水厂运行管理☺保障水厂安全供水《供水厂净水技术和运行管理》学习目的第一章净水处理概论第二章混凝及加药第三章沉淀第四章过滤第五章消毒和安全用氯第六章运行管理第七章产供水过程的有关计算和记录《供水厂净水技术和运行管理》学习内容第一章净水处理概论一、天然水源的概况（一）天然水源分类1.地面水源：河水，江水，水库水等2.地下水源：泉水，井水等（二）源水中杂质1．杂质来源（1）自然因素：尘埃、微生物、泥沙、垃圾（2）人为污染：工业污染、农业污染、生活污染2．水中杂质分类按照水中杂质颗粒大小及其存在的形态分为三类。（1）悬浮物质：（2）胶体物质：（3）溶解物质：水的基本性质（三）地面水分类地面水的质量按国家《地面水环境质量标准》GB3838-2002分为五类。Ⅰ类主要适用于源头水、国家自然保护区；Ⅱ类主要适用于集中式生活饮用水地表水源地一级保护区、珍稀水生生物栖息地、鱼虾类产卵场、仔稚幼鱼的索饵场等；Ⅲ类主要适用于集中式生活饮用水地表水源地二级保护区、鱼虾类越冬场、洄游通道、水产养殖区等渔业水域及游泳区；Ⅳ类主要适用于一般工业用水区及人体非直接接触的娱乐用水区；Ⅴ类主要适用于农业用水区及一般景观要求水域。（四）水体污染源主要包括细菌与微生物污染、有机物污染、异臭、油污染、富营养化污染等。（五）地面水水源卫生防护特级保护区：取水点20m范围内；一级保护区：取水点周围半径100m水域；二级保护区：取水点上游1000m至下游100m。二、生活饮用水水质标准生活饮用水按照国家《生活饮用水卫生标准》GB5749-2006执行。该标准2006年12月29日发布，2007年07月01日实施。三、净水生产工艺1.处理方法（1）常规处理方法包括混凝、沉淀、过滤、消毒等。（2）特殊处理方法包括除铁、软化、除藻、除臭、除味等。2．一般水厂净水工艺流程源水－→取水泵房（投混凝剂、前加氯）－→混凝－→沉淀－→过滤（后加氯消毒）－→清水池－→送水泵房－→城市管网（自来水）3．其它净水工艺流程第二章混凝及加药一、混凝概述1.混凝概念混凝指在水中加药，使细小颗粒结成大粒的过程，它是净化处理的第一道工序。它的好坏直接影响沉淀、过滤效果直至出厂水质。混凝一般分成以下三个步骤：加药：投加适量的带正电荷的药剂（如混凝剂）。混合：使药剂能快速而均匀地分散到水中去，使水中胶体脱稳并开始形成极微小的絮粒。反应：通过水力的作用使微小的絮粒充分碰撞接触，絮凝成较大的颗粒即矾花。2.混凝作用电中和作用：投加于水中的混凝剂,经水解后形成带正电荷的胶粒，能和水中带负电荷的胶粒相互吸引,使彼此的电荷中和而凝聚。凝聚的颗粒称绒体或矾花，它们具有强大的吸附能力,能吸附悬浮物质、部分细菌和溶解性物质。吸附架桥作用：混凝剂溶解在水中以后,经水解和缩聚形成绒型结构的高聚物，能强烈的吸附胶体微粒。随着吸附微粒的增多,高聚物会弯曲变形和成网，从而起到架桥的作用，使微粒间的距离缩短而互相粘结,逐渐形成粗大的絮聚体。絮聚体也能吸附部分细菌和溶解性物质。3.影响混凝的因素影响混凝效果的因素很多，但以水力条件、pH值、碱度、水温和混凝剂投加量最为重要。二、混凝剂和助凝剂1.常用混凝剂聚合氯化铝（PAC）,明矾,硫酸铝,三氯化铁,硫酸亚铁等2.混凝剂的选用【聚合氯化铝铁（PAFC）】3.混凝剂的配制4.混凝剂的投加量5.混凝剂的投加（计量投加）6.助凝剂（1）石灰（2）聚丙烯酰胺（PAM）三、反应池混凝一般在反应池中进行。1.反应池的类型常用的反应池有：平流式隔板反应池，竖流式隔板反应池，回转式隔板反应池，机械反应池等。2.反应池的运行参数包括流速V、平均速度梯度G值、停留时间T、GT值。第三章沉淀一、沉淀概述沉淀指水中杂质依靠重力作用从水中分离出来使浑水变清的过程。分为：1.自然沉淀：源水中不投加混凝剂的沉淀。2.混凝沉淀：源水加药混凝形成矾花后的沉淀。二、沉淀池的类型常用的沉淀池有平流沉淀池和斜管（板）沉淀池两种。1.平流沉淀池：颗粒在水平水流中运动中下沉。分为：进水区、沉淀区、出水区、存泥区。2.斜管沉淀池：颗粒在水流倾斜运动中下沉。分为：配水区、斜管区、清水区、积泥区。三、沉淀池的结构沉淀池的主要作用：让矾花即是水中的悬浮杂质从水中分离沉淀下来并排除这些沉淀物，为后面过滤起到辅助作用。第四章过滤一、过滤概述1.过滤概念当水流通过一种多孔性或具有孔隙性结构的介质（如石英砂）时，水中一些悬浮和胶体杂质被截留在孔隙中，或附着在杂质的表面上，这种把杂质从母液中分离出来的方法叫过滤。沉淀出来的水虽然很清，已无大颗粒矾花，但还夹杂有稀少的用肉眼难看出的矾花及杂质颗粒，且还有一部分细菌，这些悬浮杂质对水质有影响，经过滤后可去除绝大部分，所以经过沉淀后的水还要进行过滤。2.过滤机理（1）机械筛滤作用：当水通过滤料时，一些颗粒由于粒径大于滤料孔隙，因而被筛除，随着滤层孔隙逐渐变小，被筛除颗粒的粒径也愈来愈小。（2）沉淀作用:（3）接触吸咐作用：细小的绒体和悬浮颗粒，因与滤料碰撞而被吸附。3．影响过滤的主要因素（1）沉淀池出水浊度（2）滤速（3）滤料（4）冲洗条件（5）水温二、滤池的类型滤池按控制方式可分为普通快滤池、虹吸滤池、无阀滤池、压力滤池、V型滤池。三、滤池工作过程1.滤池过滤过程2.滤池反冲洗过程（1）过滤周期（2）滤池反冲洗基本形式滤池反冲洗基本形式有单独水反冲洗、气水反冲洗、反冲洗加表面冲洗等。（3）滤池反冲洗的目的在较短反冲洗时间内，使滤料得到彻底清洗，清除滤料中截留的杂质，恢复滤池的过滤性能。四、滤池运行主要指标1）滤速与水头损失2）冲洗强度与工作周期3）膨胀率4）杂质穿透深度5）滤料截污能力五、滤池运行中可能产生的故障1）漏砂――滤板破裂变形。2）跑砂――反冲洗强度过大，滤板部分破裂。3）滤料中结泥球――反冲洗不彻底。4）气阻――滤池滤干，使空气进入滤料。5）滤料表面不平――滤板破裂，气管破裂。第五章消毒和安全用氯一、消毒的目的和方法1.消毒的目的消毒的目的是杀灭水中的细菌和病毒，防止发生肠道传染病，使水质符合细菌学标准。消毒的具体目标是经过消毒后的出厂水中总大肠菌群100mL水中不得检出；菌落总数1mL水中不超过100个；游离性余氯在接触30分钟后应不低于0.3mg/L，管网末梢水不低于0.05mg/L。2.消毒的方法（1）物理方法包括加热法、紫外线法、超声波法等。（2）化学方法包括加氯法、二氧化氯法、臭氧法、重金属离子法或其它氧化剂法等。二、加氯消毒的基本知识1.氯气的性质氯气是一种黄绿色并具有强烈刺激性的窒息性气体，有剧毒。2.氯气消毒原理氯气加入水中后，发生一系列化学变化，氯首先很快水解，产生次氯酸HOCl，HOCl是一种强氧化剂,能损害细菌的细胞膜，使蛋白质、脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)等物质释出，并可以影响多种酶系统，从而使细菌死亡。3.影响氯气消毒效果因素主要有投氯量、接触时间、水温、pH值、水质（如浑浊度、氨氮、有机物质）、混合情况等。4.加氯量的确定5.余氯余氯是指消毒后剩余在水中的氯量。包括游离余氯和化合余氯。三、安全用氯1.为了防止氯瓶进水，除了在加氯机上采取一定措施（如设置单向阀）外，还一般要求液氯不能完全用完，更不能抽吸成真空状态，一般氯瓶内剩余压力保持到0.1MPa。2.负压式投加是指将水射器设置在投加点附近，从加氯机到水射器管道呈负压状态输送氯气。3.识别漏氯点可以用10%氨水去接近投加系统，如某处有白色烟雾产生，说明该处漏氯，应及时修补。4.氯气在使用、运输、保管期间要严格按照《用氯安全管理规定》执行。第六章运行管理一、预处理工序质量控制（1）当原水混浊度较高时，应采取预沉淀使高混浊度降到常规工艺可接受的混浊度标准。（2）当原水pH值偏离混凝剂适宜范围，或为去除某种污染物时，均应经实验确定合理的pH值调值量。pH值应能使混凝剂充分发挥其药效，并应使污染物去除效果达到最佳。（3）预氧化（包括预氯化、高锰酸钾和臭氧氧化）使用的各种氧化剂，应根据水源水质和试验结果确定药剂投加量、投加方式和投加地点。同时应定期监测消毒副产物的影响，当副产物有超标现象时应采取相应的措施。（4）粉末活性炭投加量、投加点和投加方式应符合要求。（5）生物预处理技术应根据水源水质、水温变化，按照设计要求，控制水力停留时间、运行水位、冲洗周期、气水比、生化水力负荷和排泥周期等工艺参数。二、常规处理工艺、工序质量控制1、净水药剂投加工序质量控制（1）投加量应以当日原水的混凝搅拌试验推荐值为参考进行投加，并依据其混凝效果进一步调整，确定合理的加注率。（2）投加浓度按制水生产工艺、药剂种类和计量装置的需要进行配置、计量投加。（3）投加点应根据不同药剂的特点和对混合强度的要求及其在制水工艺中的作用进行选择。混凝剂应加在混合的最佳处，有机高分子助凝剂加在混合工序之后、絮凝工序的始端。（4）投加方式依据原水水质和混凝效果选择，因地制宜地选用流量比例投加或其它自动控制方式投加。二、常规处理工艺、工序质量控制（续）2、混合工序质量控制（1）混合强度满足投加的净水药剂快速均匀扩散到水中。（2）利用进水泵进行混合的工艺，药剂投加点的设置应防止因代入气体而影响水泵及其后续的工作质量。3、絮凝工序质量控制（1）按设计要求和实际生产水量，通过调整絮凝工序设施和设备运行数量控制进出口流速、运行水位、停留时间等工艺参数。（2）对絮凝效果进行控制，可采用对投药后水样做烧杯试验、观察絮凝池出口絮体的形态及与水体的分离度来判断絮凝效果，并调整絮凝剂的投加量。（3）定期排除絮凝池的积泥。二、常规处理工艺、工序质量控制（续）4、沉淀、澄清、气浮工序质量控制（1）严格控制沉淀、澄清、气浮工序的运行水位。（2）沉淀池应根据原水水质情况控制连续排泥周期。澄清池应根据泥渣的沉降比控制回流量、排泥和排泥时间。气浮池应根据浮渣厚度和出水水质确定清渣时间和周期。（3）定期停池清理池中死区积泥。（4）严格控制沉淀池、澄清池、气浮池出水水质，并使其符合工艺规程的要求。二、常规处理工艺、工序质量控制（续）5、过滤工序质量控制（1）按生产实际情况并依据设计要求控制滤池滤速、运行水位、冲洗周期、冲洗时间、冲洗强度等工艺参数。（2）滤后水质应符合工艺规程的要求。滤后水浊度应优于出厂水浊度标准。（3）滤池冲洗后应采取措施控制投入运行时滤池的初滤水浊度符合工艺规程要求。（4）定期测定滤池滤料层、承托层的相关技术参数。（5）对定期测定的参数进行分析，对测定的技术参数严重偏离设计要求的应对滤池进行维修。二、常规处理工艺、工序质量控制（续）6、消毒工序质量控制（1）化学法消毒剂的投加量应以消毒试验推荐值为参考进行投加，并依据处理水量、水的pH值、水温和接触时间等参数调整投加量。（2）氯消毒时可采用一点加氯法或多点加氯法，并严格控制游离氯与水体的接触时间大于30min,严禁将液氯向水体中直接投加。必须具备安全、可靠、启动有效的氯气吸收或中和的设施。（3）当采用次氯酸钠消毒时，将有效氯在水体中的浓度作为消毒的控制指标，有效氯与水体的接触时间大于30min。（4）当采用二氧化氯消毒时，应在使用现场制备并应严格控制制备原料的稀释浓度，同时应对水中二氧化氯含量建立快速、灵敏、适合现场操作的检测方法，实现对二氧化氯消毒工艺的有效控制。二、常规处理工艺、工序质量控制（续）7、清水池工序质量控制（1）根据设计和生产实际的要求，严格控制清水池的水位，严禁超上、下限（最高、最低水位）运行。应装有在线连续检测水位计或固定式水尺。（2）当供水量低于最高设计负荷时，清水池应在24h内有最高水位和最低水位的运行过程。（3）定期对清水池进行清洗，地下式清水池排空时应按设计要求对其抗浮采取相应的措施。8、地下水铁锰去除工艺质量控制（1）当采用自然氧化法和接触氧化法时，在生产运行过程中必须保证曝气量。（2）当采用化学氧化法直接过滤时，应进行实验室试验确定投加量。第七章产供水过程的有关计算和记录