自来水厂水处理工艺(详细)

众所周知，由于自然和人为因素，原水含有各种杂质。从给水处理的角度来看，这些杂质可分为悬浮物、胶体和溶解物质。城市自来水厂净水处理的目的是去除原水中的悬浮物、胶体物质、细菌等对人体健康和工业生产带来危害的有害成分，使净化后的水满足生活饮用和工业生产的需要。市自来水公司的自来水厂采用常规的水处理工艺，包括混合、反应、沉淀、过滤和消毒。

(1)混凝反应处理

原水经取水泵房提升后，首先进行混凝处理，即:

原水+水处理剂→混合→反应→明矾花水

从化学药品和水的均匀混合直到形成大颗粒絮体的整个混凝过程称为混凝。常用的水处理剂有聚合氯化铝、硫酸铝、氯化铁等。汕头市使用碱式氯化铝。根据铝的化学性质，加入化学物质后水中有离子化的铝离子，与水分子发生以下可逆反应:

Al3+ + 3H2O ←→ Al(OH)3 + 3H+

氢氧化铝具有吸附作用，能使水中不易沉淀的胶粒和微小悬浮物失稳，相互聚结，然后被吸附和架桥，形成较大的絮体，有利于从水中分离和沉降。

要求在给药后快速完成混合过程。混合的目的是通过水力和机械手段的剧烈搅拌，使药物迅速均匀地分散在水中。

经过混凝反应处理的水通过管道流入沉淀池，进入第二级净水。

(2)沉淀处理

在混凝阶段形成的絮凝物通过重力从水中分离出来的过程称为沉淀，该过程在沉淀池中进行。水流进入沉淀区后，沿整个水域断面分布，进入沉淀区，然后缓慢流向出口区。水中的颗粒沉入池底，污泥不断积累浓缩，定期排出池外。

(3)过滤处理

过滤一般是指用石英砂等多孔粒状滤料层通过粘附作用拦截水中悬浮颗粒，从而进一步去除细小悬浮杂质、有机物、细菌、病毒等的过程。在水中，并澄清水。

(4)过滤后消毒。

水经过过滤后，浊度进一步降低，同时残留的细菌、病毒失去了浊度的保护或附着，为过滤后的消毒创造了良好的条件。消毒并不消灭所有微生物，只要求消灭病原微生物。虽然通过混凝、沉淀、过滤可以去除水中的大部分细菌和病毒，但消毒起到了保证饮用水达到细菌学指标的作用，同时在城市水管末端保持一定的余氯，控制细菌繁殖，防止污染。消毒加氯量(液氯)在1.0-2.5g/m3之间。氯与水反应生成的次氯酸在细菌中起氧化作用，破坏细菌的酶系统，导致细菌死亡。消毒后的水由清水池通过供水泵房提升到一定压力，再通过输配水管网送到千家万户。

2.自来水是否含有对人体健康有害的物质？

从上面自来水的生产过程可以看出，河水中的各种悬浮颗粒和胶体物质在混凝过程中已经被分离出来。原水中的病原微生物也在过滤后的消毒过程中被消灭。因此，在自来水生产过程中，原水中所含的有害物质已被去除。

那么，生产过程中添加的化学物质呢？在去除水中原有杂质的过程中，不可避免地会加入新的杂质。这些新的杂质会危害我们的健康吗？

一般来说，混凝过程中加入的水处理剂是和原水的悬浮颗粒、胶体一起沉淀的，不至于出厂时影响水质。那么，就只剩下氯了。氯消毒是自来水生产的最后一步。在水中加入氯气进行反应，然后可以将水输送到市民家中使用。那么，氯会危害我们的健康吗？

让我们把重点放在氯上。

氯气(Cl2)是一种黄绿色气体，有刺激性气味，可溶于水。在室温下，1体积的水可以溶解2体积的氯。同等条件下，氯气比同体积的空气重，标准条件下其密度为3.214g/L。氯气容易液化。当压力为101.3kPa，冷却到-34.6℃时，气态氯会变成黄色油状液氯。液氯继续冷却到-101℃，变成固体氯。氯气是有毒物质，对人体有强烈的刺激性。吸入少量氯气会刺激鼻腔和喉黏膜，引起胸痛和咳嗽。吸入更多的氯气会窒息而死。

当氯气加入水中时，会发生以下反应:

Cl2 + H2O = HCl + HClO

由于消毒过程中氯的用量很少(一般1L水中只引入0.005g左右的氯)，可以说只要出厂自来水符合正常的国家标准，自来水中投入的氯就会完全与水反应生成其他物质，因此可以认为出厂水中不含Cl2。所谓“城市自来水管道末端保持一定的余氯”，其实指的是氯，而不是氯气。

然而，尽管氯气已经完全反应，但还会产生其他物质。我们先来看次氯酸。次氯酸(HClO)具有强氧化性，因此具有很强的杀菌消毒能力，是一种常用的消毒剂。次氯酸是一种弱酸，非常不稳定，在光照条件下容易发生以下反应:

2HClO = 2HCl + O2↑

这样，水中可能含有的杂质只有HCl。

氯化氢(HCl)是一种无色有刺激性的气体，其密度高于空气，约为空气的1.26倍。氯化氢极易溶于水(在0℃时，1体积的水可以溶解约500体积的氯化氢)。氯化氢的水溶液叫盐酸，俗称盐酸，是一种强酸，具有很强的氧化性和腐蚀性。

从上式可以知道，根据氯原子守恒，某种物质中的氯气量与水反应最终生成氯化氢，是原来氯气的两倍。因为生产水的过程中使用的氯气量很少，产生的氯化氢量自然也很少。根据生理学和健康常识，我们知道人体的胃液中含有少量的盐酸，所以可以认为少量的氯化氢不影响人体健康，几乎可以忽略不计。此外，氯化氢是一种挥发性气体。根据这一性质可以推断，开水中几乎不含氯化氢。

由此可以得出结论，生产工艺符合国家标准的自来水不会危害人体健康。

最后，我们就“饮用水对人体健康的影响”这一问题进行了社会问卷调查。通过调查报告，我们发现14.3%的人饮用纯净水，49%的人饮用自来水，36.7%的人饮用井水。在饮用纯净水的人群中:约36.7%的人认为纯净水对人体无害，更愿意饮用；22.4%的人认为喝纯净水对人体有害，不喜欢喝；另外，约40.9%的人不清楚喝纯净水是否有害，因为大部分人都在喝，所以会跟着喝。大多数人不喝自来水是因为目前水污染严重，说明在自然经济条件允许的情况下，他们愿意喝天然的河流、湖泊或者矿泉水。大多数人选择喝什么样的纯净水，大多是考虑质量和价格。

进水泵-蓄水池-澄清池-过滤池-计量箱-过滤池-澄清池-出水泵

先将水从泵房抽到水池中，经初步过滤后，加入水沉淀剂聚合过滤得到清水，再加入氯气消毒(小型水厂加二氧化氯)，水储存在清水池中备用，再用高压泵抽出水来供水。

水厂工艺流程图