城镇供水厂生产工艺和运行管理课件

1、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

2、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。 类 主要适用于源头水、国家自然保护区； 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； 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； 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； 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

3、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

4、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

5、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

6、 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

7、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

8、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

9、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

10、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

11、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 0.1 MPa。 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

12、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

13、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

14、、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。 （

15、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

16、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

17、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

18、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 一、容积计算 1. 长方体：长宽高 2. 圆柱体：圆面积高 单位：立方米，m3 二、流量计算（生产量计算） 单位：m3h， km3d 三、投药量计算 投药量是单位水量投加药剂的重量。 单位：kgkm3，mg/L或ppm 1. 溶解药剂的计算：总药重总格数每格药量 每格药量使用格数用药量 2. 根据生产情况求平均投药量：用药量水量 四

19、、用电量计算 单位：kwh 单位耗电量： kwh km3,五、计算实例 例1：某系统原设计6000m3d，实际日生产量2400m3d，实际日供水 量2250m3d，求生产负荷？求产水率？ 2400600010040 2250240010093.75 例2：一天生产水量为4000立方米，全日用碱铝25kg，求平均投药量？ 25kg4000m30.00625kgm36.25kgkm36.25ppm 例3：每小时生产水量2500立方米，要按3ppm投矾量，计算每小时投矾量？ 2500m33kgkm310007.5kg 例4：某班当班进水量是1000立方米，投氯气1.5kg，计算平均投氯量？ 1.5k

20、g1km31.5kgkm31.5ppm 例5：某日当班送水量是1000立方米，机组用电180 kwh，计算电耗？ 180 kwh1km3180 kwhkm3,六、记录表格,六、记录表格,六、记录表格,水的重要性,我們人類不能沒有水。人體上水的比例約佔了 70%，我們可以三天不吃東西，但不能三天沒喝水。 如果人類脫水超過15%20%，可能導致死亡，可見水的重要性。,人類對於淡水的利用，尚未達到100%。幾乎所有地球上的動、植物，都需要靠水的滋潤，才能生存。 水對人類及其他生物是繁衍生存的基本條件， 是人們生活不可替代的重要資源，沒有水，就沒有生命。,水的基本性质 纯净的水是无色、无味、无臭的透明

21、液体，能溶解多种固态的、液态的和气态的物质，可以以气态、液态和固态的形式存在，在标准大气压时纯水的凝固点为，沸点为，在时，体积最小而密度最大。 水分子是由两个氢原子的和一个氧原子的所组成，分子式为H2O。,生活饮用水卫生标准 GB 5749-2006 2007年7月1日开始实施 本标准自实施之日起代替GB 5749-85生活饮用水卫生标准。 与原标准（GB 5749-85）相比主要变化如下：水质指标由GB 5749-85的35项增加至106项，增加了71项，修订了8项；常规指标42项，非常规指标64项。 全部指标2012年7月1日实施。,生活饮用水卫生标准 GB 5749-2006 适用范围

22、本标准规定了生活饮用水水质要求、相关的卫生要求、水质检测和水质检验方法。 本标准适用于城乡各类集中式供水的生活饮用水，也适用于分散式供水的生活饮用水。,水质的概念 由于天然水经常与各种物质相接触，因而它不可能是纯化学的，而且具有很复杂成分组成的溶液。在水中含有这些不同成分就决定了水的各种性质，包括物理的、化学的、放射性以及微生物的性质，这些总称为水质。 水质简单来说就是水的好坏。,浑浊度的概念，新标准有何要求？ 水的浑浊度就是由于水中悬浮物和胶体杂质对光线具有反射和散射作用而造成的光线透过水体时所发生的阻碍程度。与水中所含杂质的多少、颗粒大小、形状和表面反射性有关。 出厂水浑浊度（NTU-散射

23、浊度单位）1，水源与净水技术条件限制时为3NTU 。,我们使用的自来水有时颜色会发黄，甚至呈红褐色，是什么原因造成？有何危害？ 当水中铁锰超过一定浓度，就会使水变成黄色或红褐色，产生铁锰化合物沉淀。这样会使洗涤的衣物和器皿产生锈斑，使水产生金属味，使铁细菌繁殖，还会影响饮用者的身体健康。出厂水不合格是原因之一，不过可能性很小，绝大部分的原因是管网老化，这种情况一般在停水后恢复供水或长时间停止用水后重新用水的初期较为常见。,测定值有什么意义？ 值指的是水样酸碱程度，呈中性，呈碱性。呈酸性。碱性易生水垢，碱性高也影响到杀菌处理效果，酸性易腐蚀管道。水的值与混凝和消毒效果有密切关系，铝盐和铁盐混凝剂

24、需在一定范围值的水中才起良好的混凝作用，所以测定水中值很重要。 新标准值要求：大于6.5，小于8.5 。,为什么要检验水中的菌落总数？ 检验水中菌落总数可作为评价水质清洁程度和考核净化效果的指标 。 新标准要求菌落总数 100 CFU/mL。,为什么要检验水中的大肠菌群？ 大肠菌群作为人类粪便的主要细菌，具有作为指标菌的一般特性，因而被用来作为水中有否粪便污染的指标菌，大肠菌群数的高低，表明了粪便污染的程度，也反映了对人体健康危害性的大小。因而大肠菌群被规定为饮用水和水源水的一个重要的细菌卫生学指标而检验。 新标准要求总大肠菌群（MPN/100mL或CFU/100mL）不得检出。,余氯的概念和

25、分类,测定余氯有什么意义？ 余氯是指氯投入水中后，除了与水中细菌、微生物、有机物、无机物等作用消耗一部分氯量外，还剩下了一部分氯量，这部分氯量就叫做余氯。 余氯可分为化合性余氯和游离性余氯，其中游离性余氯杀菌速度快，杀菌力强，但消失快。 检验自来水中的细菌，不能马上得出结果，而自来水中细菌的存在数量与其余氯量是成反比的，故测定自来水中的余氯，可以作为衡量对水消毒的效果和预示自来水再次受污染的信号。对于管网较长，有死水端和设备陈旧的情况尤为需要。所以余氯是保证氯的持续杀菌能力，防止外来污染的一个重要指标。当余氯保持在.mg/L时，则不仅对伤寒、痢疾、钩端螺旋体、布氏杆菌等有完全的杀灭效果，而且对肠系病毒，如传染性肝炎、小儿麻痹性病毒也有杀灭作用。,水中杂质的分类,净水工艺流程,自来水生产工艺,自来水是一种特殊的商品，自来水生产工艺的实质，是对原水通过一系列的自来水加工过程，包括混凝、沉淀、过滤、消毒等工序，改变原水中杂质的数量和比例，使之达到饮用水标准的加工过程。 对于地表水通俗讲就是“除浊”、“杀菌”等，对于地下水有除铁、除锰、除氟等。水的浊度指标