自来水处理

公用部培训材料,XXXX2010年XX月XX日,江苏德力化纤有限公司JIANGSU DELI CHEMICAL FIBRE CO.,LTD,自来水处理,AGENDA,水的预处理基础水的混凝处理水的沉淀、沉降、澄清处理水的过滤处理,一.水的预处理基础,1、水的预处理含义,天然水体中常含有泥沙、粘土、腐殖质等悬浮物和胶体杂质及细菌、真菌、藻类、病毒等微生物，它们在水中具有一定的稳定性，是造成水体混浊、颜色和异味的主要原因。混凝处理、沉降澄清和过滤处理，就是以除去这些杂质为主要目的，使水中悬浮物的含量降至5mg/L以下，即得到澄清水。这称为水的预处理。水的预处理的工艺流程通常为：原水混凝沉淀澄清过滤。,2、常规水处理工艺,混凝是向原水中投加混凝剂，使水中难于自然沉淀分离的悬浮物和胶体颗粒相互聚合，形成大颗粒絮体（俗称矾花）。沉淀使将混凝形成的大颗粒絮体通过重力沉降作用从水中分离。澄清则是把混凝与沉淀两个过程集中在同一个处理构筑物中进行。过滤是利用颗粒状滤料（如石英砂等）截留经过沉淀后水中残留的颗粒物，进一步去除水中的杂质，降低水的浑浊度。消毒是饮用水处理的最后一步，向水中加人消毒剂（一般用液氯）来灭活水中的病原微生物,常规处理工艺对水中的悬浮物、胶体物和病原微生物有很好的去除效果，对水中的一些无机污染物，如某些重金属离子和少量的有机物也有一定的去除效果。地表水水源水经过常规处理工艺处理后，可以去除水中的悬浮物和胶体物，出厂水的浊度可以降到lNTU以下（运行良好的出厂水浊度可在0.3NTU以下）。,二.水的混凝处理,1、水的混凝处理,在水的预处理中，从原水投加混凝剂开始，到产生大颗粒的絮凝物为止，整个过程叫混凝处理过程。 它包括两个阶段：首先是胶体颗粒脱稳，它是指水中胶体颗粒的双电层被压缩或电性中和而失去稳定性的过程，即在瞬间内将混凝剂与水快速均匀混合并产生一系列化学反应，这一过程所需要的时间很短，一般可在1030秒内完成，最多不超过2分钟；第二个阶段是絮凝，它是指脱稳后的胶体颗粒聚合成大颗粒絮凝物的过程，这一过程需要一定的聚合时间。,2、混凝处理的目的,混凝处理的目的是除去水中的悬浮物，同时使水中胶体、硅化合物及有机物有所降低，所以常以出水浊度评价混凝处理的效果。,3、混凝处理的影响因素,水温水的PH值混凝剂的用量接触介质水和混凝剂的混合速度,3.1 水温,水温对混凝处理效果有明显影响，低温水是水处理中的一个较难解决的问题。高价金属盐类的混凝剂 ，其水解反应是吸热反应，水温低时，混凝剂水解更加困难，特别是水温低于5时，水解速率极其缓慢，所形成的絮凝物结构疏松，含水量多，颗粒细小。水温低时，水的粘度大，水流的剪切力大，使絮凝物不易长大，已长大的絮凝物也可能被水切碎；水温低时，胶体颗粒的溶剂化作用增强，形成絮凝物的时间长，沉降速度慢。用铝盐作混凝剂时，水温为2530比较适宜。铁盐受温度的影响较小。,3.2 水的PH值,以铝盐为例，水中铝盐的水解过程是一个不断放出H+的过程。因此，在不同的PH值条件下，将有不同的水解中间产物。用铝盐作混凝剂时，混凝处理的最佳PH值一般在6.57.5之间。此时混凝效果较高。PH对水中有机物的形态也有一定的影响。当PH值较低时，有机物如腐殖质为带负电荷的腐殖酸，容易通过混凝处理除去；当PH较高时，成为溶解性的腐殖酸盐，除去效果较差。,尽管水的PH值对混凝处理效果影响较大，但在天然水体的混凝处理中，却很少有投加碱性药剂或酸性药剂来调节PH值的。这一方面是因为天然水体比较接近最优PH值；另一方面水中投加药剂后又增加了其它物质的含量，给后续处理带来不必要的麻烦。,3.3 混凝剂的用量,当混凝剂加入量不足时，出水中剩余浊度较大；当加入量过大时，由于水中的胶体颗粒吸附了过量的混凝剂，引起胶体颗粒电荷性改变，导致出水中的剩余浊度重新增加。因此，只有当混凝剂的加入量适当时，才可产生快速凝聚，使出水剩余浊度急剧降低。,由于混凝过程并不是一种单纯的化学反应，因此所需的加药量不能根据计算来确定，而应根据具体的水质来确定最适宜的加药量；当水质发生季节性变化时，应相应地调整加药量。一般来说，水中的悬浮物和胶体物含量愈高，所需混凝剂量就愈大；但有时水中有机物较多及色度较大时，虽然悬浮物等含量较少，所需的混凝剂量却反而较大。,3.3.1 混凝剂的种类,3.3.2 助凝剂的种类,助凝剂：凡能提高或改善混凝剂作用效果的化学药剂可称为助凝剂。助凝剂可以参加混凝，也可不参加混凝。广义上可分为以下几类：酸碱类：调整水的pH，如石灰、硫酸等；加大矾花的粒度和结实性：如活化硅酸（SiO2 nH2O）、骨胶、高分子絮凝剂；氧化剂类：破坏干扰混凝的物质，如有机物。如投加Cl2、O3等。,3.4 接触介质,在进行混凝处理或其它沉淀处理时，如果在水中保持有一定数量的泥渣层，可明显提高混凝处理的效果。这个泥渣层就是前期混凝处理过程中生成的絮凝物，它可提供巨大的表面积，通过吸附、催化及结晶核心等作用，提高混凝处理的效果。所以在目前设计的混凝沉降处理设备中，都设计了泥渣层。比如我们的澄清池。,3.5 水和混凝剂的混合速度,通常混合时的流速应大于1.5m/s，混合时间一般不大于2分钟。水的混凝处理中常用的混凝剂一般为铝盐和铁盐。我们现在采用的是液体复合聚铝或固体聚合氯化铝。它们具有以下优点：投药量少；形成絮凝物的速度快，而且密实易沉降；适用范围广，对低浊度水、高浊度水、低温水及高色度水均有较好的效果；腐蚀性小，即使过量投加也不会使水质恶化。,我们的原水浊度低有机物含量较高，预处理系统中又没有活性碳过滤器等除去有机物的装置，因此在平时的混凝剂加入量调整时，不仅要考虑到出水的浊度，还要考滤到出水中有机物含量及色度。当原水水质恶化，发绿发臭，澄清池出水色度较高时，应适当加大混凝剂的加入量，以避免过多的有机物等进入离子交换器，污染树脂，降低树脂的交换容量，甚至影响除盐系统的出水水质。,三.水的沉淀、沉降、澄清处理,1、基础概念,向水中投加一种化学药剂，使该药剂与水中的结垢性离子进行化学反应，生成难溶的化合物，从水中沉淀析出的过程称为水的沉淀。例如，向水中投加石灰，生成难溶的碳酸钙从水中析出。目前由于离子交换水处理和膜分离等技术的发展，水的沉淀处理已很少使用。水中悬浮颗粒在重力的作用下，从水中分离出来的过程称为水的沉降。混凝和沉降在同一个设备中完成，那么这种设备称为澄清池，这种处理工艺就是常说的水的澄清处理。澄清处理的技术特点是在池内维持一定量的悬浮泥渣层，与加了混凝剂的原水一起进行混合、反应和沉降过程，从而获得较为理想的处理效果。,2、水力澄清池,水力循环澄池主要由进水混合室（喷嘴、喉管）、第一反应室、箱二反应室、分离室、排泥系统、出水系统等部分组成。原水由池底进入，经喷嘴高速喷入喉管内，此时在喉管下部喇叭口处造成一个负压区，使高速水流将数倍于进水量的泥渣吸入混合室。水、混凝剂和回流的泥渣在混合室和喉管内快速、充分混合与反应。,混合后的水流程为：第一反应室第二反应室分离室集水系统。水在进入第一反应室到流出第二反应室的过程中，由于沿程 的过水断面是逐渐扩大的，因而流速逐渐降低，有利于凝絮的长大。水进入分离室后，由于流速大为下降，泥渣在重力作用下与水分离，从分离室沉下来的泥渣大部分回流再循环，少部分泥渣进入泥渣浓缩室浓缩后排出池外或由池底排出池外。,2.1 澄清池的初次投运,澄清池在投运前，应先进行混凝模拟试验，确定最佳混凝剂和最佳混凝剂量，并检查各部件是否正常。(1)尽快形成所需泥渣浓度。这时可使进水量为设计出水量的(1/22/3)，并增加混凝剂量(一般为正常加药量的12倍)，减少第一反应室的提升水量。 (2) 在泥渣形成过程中，逐步提高泥渣回流量。加强搅拌措施，并经常取水样测定泥渣的沉降比。若第一反应室和池底部的泥渣浓度开始逐步提高，则表明泥渣层在23小时后即可形成。若发现泥渣比较松散，絮凝体较小或原水水温和浊度较低，可适当投加粘土促使泥渣尽快形成。,(3)当泥渣形成以后，出水残留浊度应达到设计要求。如残留浊度小于520度，这时可适当减少混凝剂投加量，一直到正常加药量，然后再逐步增大进水量，直到设计值 。(4) 当泥渣面达到规定高度时，应开始排泥，使泥渣层高度稳定。,2.2 停运后的重新投运,澄清池在3小时以内的短期停运，无需采取任何措施，或只是经常搅动一下，以免泥渣被压实。如停运时间较长，则会发生泥渣被压实和腐败现象，在此种情况下投运时，应该先将池底泥渣排出一些，然后采用增大混凝剂加入量和小进水量的方式运行，等出水水质稳定后，逐渐调整至正常状态。如停用时间过长，则应将池内泥渣排空。,2.3 运行中的故障处理,（1）.当清水区出现细小絮凝体、出水水质浑浊、第一反应室絮凝体细小、反应室泥渣浓度变小时，都可能是由于加药量不足或原水碱度（浊度）不足造成的，应随时调整加药量或投加助凝剂。（2）.当分离室泥渣层逐渐上升、出水水质变坏、反应室泥渣浓度增高，都可能是由于排泥量不足，应缩短排泥周期，加大排泥量。,(3). 清水区出现絮凝体明显上升，甚至出现翻池现象，可能有以下几种原因：日光强烈照晒，造成池水对流；进水量超过设计值或配水不均造成短流；投药中断或排泥不适；进水温度突然上升。这时应根据原因进行调整。,2.4 运行中的注意事项,（1）泥渣循环量或悬浮泥渣层厚度是影响其效果的一个重要因素。水力循环澄清池可通过调节喷嘴与喉管间的距离来调节泥渣的循环量。但是，循环量多大为最优不能估算，在各种不同条件下此最优量不一样。因此，它应通过调试或运行经验来确定。,（2）澄清池的出力应稳定，当需要变动时应逐渐进行。如出力剧增，则会破坏悬浮泥渣层和排泥系统的动态平衡，以致影响到出水水质。(3) 出水水质的监督项目主要是浊度。原水水质恶化的情况下还有色度、有机物等。,四.水的过滤处理,水的过滤,水经过澄清处理后，还不能直接送入后续的除盐系统，还要求进一