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關于自來水廠工藝的詳解!

2021-09-28 08:48來源:清啦環保圈 


水是生命之源,水占人體組成的 70%,科學研究表明,成年人平均每天需水量 2500ml 以上,可以說水質是身體健康的基礎保障。那我們喝的水是怎么來的呢?

目前多數水廠采用的方法是從水源地抽水進水廠統一消毒、沉淀、過濾,最后泵送至用戶家中,其中主要用到以下 6 種藥品

1、HCLO 次氯酸

由氯庫中的氯氣和次氯酸鈉溶液加入到水中生成,具有很強的殺菌消毒能力,根據投加位置的不同可分為前加氯、后加氯。

圖1.氯庫

2、PAC 聚合氯化鋁

溶液儲存在加藥間,泵送至混合池與水充分攪拌,作用是使水中細微懸浮粒子和膠體離子脫穩,聚集、絮凝、混凝、沉淀,達到凈化處理效果。

3、臭氧

由O2氧氣放電生成,強氧化劑,作用是殺菌消毒,溶裂藻類細胞,降低其含量。按投加位置可分為預(前)臭氧、后臭氧投加點。

使用臭氧進行水處理的優點很多,比如殺菌效果佳,穩定性差易分解,不存在有毒殘留物,但大量的使用帶來了問題,比如腐蝕金屬管道,更重要的是產生了一定量的溴酸鹽,你也知道的,這是潛在致癌物,水廠目前應對方法是使用一定量的 H?O?來處理,后面會提到。

圖2.氧氣罐 汽化器即使在夏天也是結滿冰霜

圖 3.臭氧發生器(氧氣通電產生臭氧)

圖 4.池內臭氧投加點

4、H?O?雙氧水

強氧化劑,有殺菌消毒的能力,但主要用于應對溴酸鹽,加入水中后與O3形成競爭關系,避免形成溴酸鹽,常在水質較差的月份添加使用。溴酸鹽是潛在致癌物,但受熱易分解,不僅是自來水,市面上大多數瓶裝水也存在,脫離劑量談毒性毫無意義,為安心一點,涼白開最衛生。

圖5.雙氧水投加系統

5、KMnO?高錳酸鉀,PAM 聚丙烯酰胺

作用是氧化有機物、殺菌消毒,加多了水會變紅,需嚴格控制用量。PAM僅用于污泥系統的平衡池,因為貴。

了解完水處理過程中的部分化學物品,現在有 3 個問題擺在面前:

水從哪里來?

水到這里做什么?

水到哪里去?

請系好安全帶,前方飆車。

1、水源地 - 取水泵房 - 凈水廠

一句話,高揚程,大功率水泵伺候,符合國家規范要求的三類水即可,選用水泵時考慮部分水頭損失,根據用戶需求量控制好進場水量。

圖 6.某地取水泵房

2、高錳酸鉀 - 預臭氧 - 前加氯

其中高錳酸鉀、氯氣投加方法是在主進水管道上開孔設置投加點,將藥物直接泵送至管道內與水混合,預臭氧有單獨的構筑物,池體內部投加充分混合并且要將尾氣回收破壞。

圖 7.預臭氧接觸池

圖 8.臭氧投加裝置

圖 9.氯氣投加機

3、機械攪拌混合池

池內投加 PAC 聚合氯化鋁,攪拌機機械混合。

圖10.水中呼啦圈即環形加藥管,攪拌機就很明顯了

4、絮凝平流沉淀池

折板式、回轉隔板式都有,水中細微懸浮粒子和膠體離子在此絮凝沉淀,特殊的構造將增加水流長度、增大接觸面積與時間、增加碰撞概率、從而提高聚合沉淀效果,上清液將通過集水槽流入濾池。

圖 11.折板式,上部遮陽以減少青苔滋生,效果一般

圖 12.回轉隔板式

圖 13.沉淀池

圖 14.絮凝沉淀(雪花點)

那么有朋友問了,這一直絮凝沉淀水池不很容易臟嘛,難道定期洗池子嗎?這時候就體會到這群水務工作者的智慧了,他們發明了刮泥機,移動的黑科技,沉淀于池底的淤泥無處藏身。

圖 15.刮泥機

圖 16.刮泥機

圖 17.刮泥機刮出來的泥水排至污泥系統

5、濾池(普快 2 座,V 型 1 座)

經過絮凝沉淀后的水進入濾池,濾料是石英砂,可以過濾掉水中的懸浮物。

圖 18.濾池

6、提升泵房

普通砂濾池處理過后的水勢能較低,無法通過重力流入臭氧接觸池及活性炭濾池,在此需要借助提升泵獲得較大的勢能,以便順利完成后續工藝。

圖 19.軸流提升泵(約 2m 高,Q=4800m3/h,共 6 臺)

7、臭氧接觸池

提升以后的水流入臭氧接觸池,投加臭氧殺菌消毒,此階段為后臭氧。

8、活性炭濾池

自上而下是 2.2m 厚活性炭 +0.5m 厚石英砂 +0.2m 厚承托層,活性炭濾料能較大限度的提升水質,濾后水經管廊中央水渠匯流再分配至清水池。

圖 20.經過活性炭處理后的水很清澈,可以看到底,藍綠色是折射的原因。

9、清水池 - 吸水井 - 二級泵房

清水池的水流入吸水井,二級泵房水泵隨時待命,按下啟動,干凈、衛生的自來水就通過市政給水管輸送到了千家萬戶。

圖21.二級泵房

以上是凈水廠工藝流程,是不是感覺重新認識了自來水君,我們從頭來對比一下水質的變化:

圖 22.原水進廠,無任何處理,渾濁發黑

圖 23.經過絮凝沉淀后的水,是不是稍微能接受了點

圖 24.即將輸送至用戶家里的水,干凈衛生

但這不是全部,看完以后你是否想問:

長期過濾的情況下,無論是石英砂還是活性炭必然會變臟,濾料里面夾雜的懸浮物如何清理?

刮泥機刮出的污泥水去了哪里?

別急,我們先引出兩個概念:反沖洗系統 、污泥處置系統。

反沖洗系統

過濾水在空間上是自上而下流動,反沖洗系統則是自下而上,一般有水沖洗 + 氣沖洗。水沖系統的水來源于清水池,為什么用清水,感覺好浪費啊,這是因為你如果用臟水刷碗,是刷不干凈的,即使外表干凈了你也不敢直接拿來盛飯。

氣沖則是由鼓風機將空氣壓縮吹入濾料底部,氣泡在水中上升的過程中帶動濾料上下翻滾,進而將雜質清理出去,反沖洗后的水進入回收池,水質檢測達標后可重新接入水廠主進水管,再走一遍以上流程,故名回收池,當然緊急情況下也能切換閥門流入雨水系統。

污泥處置系統

顧名思義是處理水廠產生的污泥水的。主要是沉淀池刮泥機產生的,刮泥機排出的污泥水進入排水排泥池,再泵送至配水井,由配水井分配給濃縮池,污泥水在濃縮池中沉淀,上部含泥量低的水將排放至雨水系統,下部泥水含泥量太大,匯流至平衡池,再抽入至脫水機房的離心機,泥水分離,水由雨水系統排放,泥餅堆放在污泥堆棚定期清理。

圖 25.地埋式排水排泥池,地下池體,地表青青草原

圖 26.濃縮池與環形軌道刮泥機

圖 27.離心機

圖 28.正在清理的污泥堆棚

水廠的工藝管道、閥門錯綜復雜,不同的任務需要用到不同的閥門啟閉組合,而現在這些都可以用遠程控制,不得不說,科技的進步極大地提高了生產力,以后的水處理工藝將會更加出色。

圖 29.水處理遠程監控

凈水廠的生產系統、反沖系統、污泥系統就簡單了解到這里,水廠運營的重難點是在原水水質多變的情況下持續輸出符合要求的凈水,是一種動態的管理,季節、氣溫、微生物等外界條件變化時,原水成分也發生改變,比如說夏季到來,藻類、微生物含量爆發,加入的氯氣含量相應要增大,但增大到什么程度才能保證既可以起到殺菌消毒的作用,又不至于余氯過高,這些不僅僅靠的理論計算,更多的是無數水務工作者們常年積累下來的經驗,在此我向所有水務工作者致敬,是你們的努力造福了社會。

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來源:清啦環保圈


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