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对自来水水质处理的问题思考。

来源:      更新时间: 2016-07-06 12:17:53      浏览:      评论: 0
对自来水水质处理的问题思考。由环球网校小编整理发布。一级建造师考试在即，环球网校一级建造师考试频道，率先公布2016年一级建造师考试报名条件与报考资格相关信息。更多一级建造师考试信息请关注环球网校一级建造师考试频道。
　　[摘要]水质处理是自来水供水系统中的一个重要环节，居民饮用水的清洁状况如何，直接关系到自来水公司的形象，也将影响到人民的身体健康。本文对自来水水质污染情况及原因进行客观分析，并提出解决水质污染的措施，旨在通过解决水质污染，保证城镇和居民用水安全，达到树立自来水公司形象，提高企业效益的目的。
　　
　　在水处理过程中，只要某一个环节稍有疏忽就不能保证出厂水水质完全符合生活饮用水卫生标准。笔者根据南通港水厂等几年来出厂水水质状况，就地面水厂水质控制的几个主要环节作一个简要的介绍。一、掌握水源的水质变化规律1、自然要素引起水质的变化我公司南通港水厂多年来原水中有机污染检测值夏天一般大于冬天，而原水的碱度、硬度、氧化物则冬季检测值反而高。汛期暴雨之后，常常由于河水猛涨，地面上大量有机物被带入河中，原水中有机物含量达到顶峰。因此原水有机污染的最高值均出现在6~9月份之间。潮汐对处于沿海附近的水厂原水水质也有显著的影响，涨潮期间原水浑浊度和氯化物的含量均高于平水期。南通港水厂潮汛期间原水中的砷、氟的工业废水卷入内河的缘故。2、人为的影响使天然河道受到污染人类的生产和生活造成了水污染，人类活动又影响着水污染物的迁移和积累。如南通港水厂吸水口附近有磷肥厂和第四化工厂的废水排放，致使原水中经常性地检出砷、氟等有害物质。南通港水厂吸水口位于通吕运河南岸，它东西1000米处的节制闸东段河面连接市内濠河及通杨运河，每当暴雨之后，节制闸因泄洪将市内一些工作的废水及市内生活污水由通吕运河流经水厂吸水口注入长江，此时原水水质恶化，特别是闸东屠宰场的血污水、粪便水随之而来，虽耗用大量的矾、氯仍不能处理出理想的水，特别是水中的细菌、大肠菌指标很难确保符合饮用水卫生标准。又如1979年夏季由于停泊在南通港水厂吸水口附近的温州、福建船只上船员患传染病，并将生产污水粪便等倾入河中，结果不得不采取两次加氯的措施，致使耗氯量为平时的4倍方才保证供水安全。 二、严格控制混凝、沉淀阶段影响水质的诸要素在水处理过程中，混凝、沉淀阶段的水温、碱度、水量对处理后的水质影响较大。在进行水处理时，当水温在10oC以下，矾花不易沉淀，因为水温低时混凝剂与水中碱度的化学反应速度减慢，并且由于水的粘滞系统增大致使凝聚速度变慢，颗粒碰撞机会减低，沉淀效果差，同时水流对矾花剪力增大，使已生成的矾花容易破碎。所以冬季矾耗总是偏高。夏季暴雨之后，地面上大量酸性物质随之流入吸水口附近水域，此时进行水处理总感到碱度不足，若多加混凝剂则效果反而不佳，若投加一些碱性物质如石灰等，混凝反应即能正常进行。混凝剂的投加量与水量变化应相适应。南通港水厂吸水口受潮汐变化影响水位落差可达2~3米，从而引起了药剂投加量的波动，若混凝剂投加过量则会增加水中的重金属含量、色度、浊度。如何选择适宜的混凝剂，创造适宜的化学和水力条件是净水工艺的关键。我公司有三个水厂的原水来自长江，经过二十余年的生产实践感到宜选用三氯化铁作混凝剂。一方面温度变化对其影响小，它所生成的矾花比之硫酸铝重、大、坚韧，但在保存使用中遇热和强光，效果将明显降低。此外在配制三氯化铁溶液时，浓度要适中，浓度太大投加量不易控制还容易形成结晶，使加药管道堵塞。浓度太小（低于1%）则药剂的pH值就显得打，一旦出现问题难以补救，按照不通的水源水质情况来决定适宜的浓度和相应的投加量往往是通过混凝试验来达到的。选择适宜的加药点位置对混凝效果有直接影响。南通港水厂原先在吸水管投加混凝剂，利用叶轮使其快速混合，但发现进入反应室的水中矾花往往破碎，这是由于一泵房离净水构筑太远之故，后改在反应池附近的配水井投加药剂，就收到较好的效果。两种不同的投加药液方式在我公司的几个水厂都先后采用过，我们感到采用重力式投加较为安全可靠，操作简便。药液的pH值不易变化，设备维修也不困难，当然药液面应该高于反应池，这是必须满足的条件。使用水射器投加药液效率较低，喷嘴处易结垢污染，尽管设备简单，使用灵便，液面高度也不受限制，但检修工作量大。对于脉冲澄清池和机械加速澄清池运行正常与否关键之一是排泥问题，掌握排泥周期是保证出厂水水质的重要一环，据南通港水厂的池子运行情况来看，要保证反应室悬浮层有充分的泥渣回流，如果澄清池排泥过多回流活性泥渣减少，不能充分得到利用，削弱了凝聚能力，形成的矾花微粒较小，净水效果也随之而降低，沉淀池排泥过多，既浪费水量，又增加耗用。 三、妥善处理滤池运行中易影响水质的几个问题沉淀水的浊度是影响滤池水质的主要因素，滤池的运行周期、冲洗效果、滤床本身的情况，都直接影响滤后水水质，而滤池运行周期的长短、水头损失、水量的大小都与沉淀水水质密切相关。在冲洗过程中，冲洗强度和滤层膨胀率、水温、滤料粒径及比重等有关；为了保证足够的膨胀率，滤料粒径和比重越大，要求的冲洗强度便越大。当水温低时，水的比重要相应地变大，砂粒的浮力即变大。这时，就应调小冲洗强度，反之，则应增大冲洗强度。一般将快滤池常用的冲洗强度控制在10~15l/s·m2左右。但南通港水厂5号滤池因客观条件限制，冲洗强度仅有9.61/s·m2，冲洗效果良好。我们经过探索认为：从冲洗机理角度出发，强度在冲洗过程中不一地占主导地位，而滤料颗粒的碰撞机率十分重要。滤池搁砂进入空气、冲洗结束时冲洗水量不够进入空气、普通滤池的负压过滤，均会引起气阻产生穿透造成水质恶化。藻类繁多的地面水，由于藻类能产生嗅味化合物，藻类死亡机体分解时亦产生嗅，同时藻类本身有色，故它又能增加原水的色度。水中藻类繁生，可造成水厂进水口滤网阻塞及水管内壁形成有机粘层使输水量降低。藻类对快滤池的影响也很明显，它使滤池滤速及运行周期降低，冲洗频率及水量大为增加，滤池砂层内许多藻类能分泌出粘胶物质，可使砂层结块，有时使滤层发生裂缝，影响过滤水质，为消除藻类对水质的影响可采用滤前加氯或加强表面冲洗。各种不同类型的快滤池具有不同的滤层组成，往往由于冲洗强度过大和配水系统的损坏而出现跑漏现象，使滤层达不到规定要求，从而影响水质，所以必须经常测定滤层厚度，定期测定砂层中的含泥量。 四、合理投加氯气、一定的接触时间决定消毒效果地面水厂处理中氯气投加是视原水、沉淀水、滤后水的水质情况而定，特别是随原水的污染要素如：氯化物、耗氯量的变化而改变。夏季气温，水温均高，细菌，微生物繁殖快，氯气易消耗，加氯量就要增大，冬季由于氯气不太活泼则加氯量就要适当增加，当制水量大，pH值高时则耗氯量就大，一般控制出厂水余氯在0.5~0.7ppm之间，水中细菌、大肠菌两项指标均能合格，当水源遭受轻度污染水中余氯亦不要超过1.0ppm。倘若水体遭受严重污染，加氯量不断升高遂使饮用水具有令人厌恶的氯臭，给人以不舒服的感觉。特别水体有机污染严重时，加氯量过高又会增加水中的有机氯。去年夏天我公司在南通港水厂二级泵房进行泵前加氯试验，结果发现当氯与水接触1分钟，余氯保持平常的标准，细菌，大肠菌均能符合生活饮用水卫生标准。 五、设备的完好状况、值班人员的责任心，对出厂水质量至关重要总结了这些年来的各类水质事故，究其原因不外乎人（责任心）和物（设备）两个方面。从重大的机电设备、溶矾、输矾、加矾、管道以及排泥阀、虹吸管、闸门、刮泥机、搅拌机、氯瓶等都必须有专人定期检查，维修人员不但要熟知操作规程，特别要注意维修作业的合理性、科学性、及时性、严格检查零配件的质量是否符合要求等。值班人员应在“勤”、“细”两个字上下努夫，要培养和训练他们善于寻找和发现事故隐患，并能立即予以正确排除的技能。在一级泵房则要注意吸水口的高度和水泵吸水高度是否能在低水时期正常运转，当大潮汛来到之时水位猛涨是否会对泵房构成威胁，还要时刻留心原水可能遭到的任何污染。在沉淀池上值班，则要注意每班存矾量的多少、浓度大小、设备运转完好情况（包括抽矾泵，加矾管道和加矾龙头）、矾花的大小、投加量的适当控制、排泥次数及状况、沉淀水浊度、水射器使用正常与否，冬季还要考虑防冻措施。滤池操作人员要及时了解沉淀水浊度、各运行池水位高低、美小时滤后水水质变化情况、滤池运行周期及冲洗。负责加氯者配合二级泵房控制出厂水余氯。二级泵房除定时检测出厂水浊度余氯等，还要及时掌握清水池水位进行合理调泵，并将工作信息及时反馈给调度人员。而调度人员在保证水质的前提下，帮助督促检查各生产班组的情况，行使调度的职责，发现问题及时处理。 六、加强水质检验，及时指导生产、确保出厂水水质水厂除厂部设化验室外，班组也应定时，定项进行水质检验，将这两级化验的资料作为水质信息反馈至厂办公室，及时指导生产，化验室要协同解决水质问题。水厂不能单纯满足于国家颁发的国家饮用水卫生规程中所列的水质项目的检测，而要将重点放在原水水质变化和对余氯、浊度的控制上，为此应要求化验员熟知厂内管道埋设分布情况，以及各净水构筑物的运行规律，特别是结合水质检测掌握它们的运行是否正常，是否存在事故的隐患，根据历史资料及其他因素搞好原水水质的预测预报，以便及时掌握，评价原水水质。
　　
　　一、自来水公司现状及水质状况
　　
　　1.富平县自来水公司现状。富平县自来水公司成立于1979年8月，现有职工175名，下设12个股室，设计供水能力4000吨/d.九十年代又建成了东区水厂，供水能力10000吨/d.现有机井7眼，变压器8台，总容量820KVA.公司目前供水管线采用环网铺设(管材选用球墨铸铁管),总长35.7公里，覆盖面积16平方公里。现在用水水源为“380岩溶水”,根据卫生防疫部门化验水质良好，符合生活饮用水标准。
　　
　　2.自来水水质状况。08年我们富平县自来水管道内壁腐蚀情况进行取样调查，并进行分析，发现凡是没做内衬的管材，使用5年以上均百分之百被锈蚀，尤其是普通铸铁管材更为明显，结出5cm高的锈瘤。而自来水公司早期开发的管网大都以普通铸铁管和镀锌钢管为主，这些受腐蚀管线成了自来水公司供水水质的最大污染源，也成了供水企业的一块心病。同时公司从上个世纪八十年代逐步推广对金属管道应用水泥砂浆内衬进行防腐，2009年公司对此进行检修，从检修挖出管道来看，内防腐效果良好，但也存在一定的缺点，水中酸性成分消耗水泥碱性成分，引起Ca2与OH分解，使饮用水水质恶化。同时因管道施工回填后变形引起砂浆爆裂，部分脱落，以及水泥砂浆经长期浸泡、冲刷，水泥砂浆结构松散，部份脱落的水泥砂浆流至用户表前，有时导致阀门不能正常启闭。同时加之管道及设备损坏使水质不同程度受到污染。管道埋于地下，或管道的排水闸出口低于河床水位或接至下水管道中，若是管道穿孔、闸门渗漏、接口漏水等未得到及时修复，一旦失压或停水，污水就有可能被吸入，引起管内污染，水质出现二次污染，水质状况堪忧。
　　
　　二、水质污染影响了用水安全和饮用信心
　　
　　由于长期受到水的腐蚀作用，管内壁上生成一种含有多种成分和细菌的“生长环”,加之管内锈垢上所含的多种成分和细菌，使水质受到“二次污染”。该水会使水中余氯被有机物消耗殆尽，所以细菌的总数增加，在这些细菌中有病原菌，加速了管道腐蚀，严重影响了用水户身心健康，使用水者对自来水饮用失去信心。据世界卫生组织(WHO)调查表明，全世界80%的疾病和50%的儿童死亡都与饮用水水质不良有关。由于饮用不良水质导致的消化疾病、传染病、各种皮肤病、糖尿病、癌症、结石病、心血管病等多达50多种，因为水质污染引起新发病种的情况也越来越多。
　　
　　三、产生水质污染的主要原因
　　
　　1.出厂水质是决定水质的主要因素。出厂水质虽然符合卫生标准，但仍含有微小的悬浮物，存在着余氯和溶解氯、游离碳酸、碳酸离子、硝酸离子等，以及水中铁锰经加氯消毒氧化生成的铁锰氧化物。这些物质积聚在管道内壁使管网水的浊度、色度、含铁量、含锰量等高于出厂水。另外工业废水排放越来越多，尤其是生活用水总量呈直线上升趋势。大部分城市特别是中小城市，没有污水处理厂，这使许多使用地表水做水源的水质直接受到污染。与地表水相比，使用地下水做水源的相对较好一些，但由于近年来化学肥料及农药的过度使用，使得有害物质渗入地下，不同程度地影响了地下水质，以上这些因素都将直接影响出厂水质。
　　
　　2.管道材质的不同，对水质也有不同的影响。金属管壁由于受到水的腐蚀性等原因，容易形成以氧化铁为主的结垢。而且使用时间越长，结垢层越厚，增大了管道阻力，使管道中的微生物、有机物粘附在管道内壁，容易滋生厌氧菌，使细菌含量超标，对水质形成污染。其它如水泥管内壁涂衬不光滑，也会出现类似情况。
　　
　　3.管道附属设施和管道设计施工也会影响到水质。为了管网的正常运行，管网中需设置一定数量的控制阀门、泄水阀、消防栓等附属设施，长期置于地下或露天，经常受到雨水或其他污水的侵蚀，极易损坏。管网一旦失压，会将附近地下污水吸入管网，造成二次污染。
　　
　　4.管道流速和管网压力不稳也是影响水质的又一原因。管道中水的流速过低，或者管径过粗而用户很少，水在管道中的滞留时间过长，促使铁、锰氧化沉积，越积越多，影响水质。在一定程度上会间接地对管网造成污染，在用水高峰时使用太阳能，特别是高楼层用户使用时，由于压力低，太阳能可能不上水，反而会发生水倒流入管网现象。由于太阳能开口直接与大气接触，容易滋生细菌，这些水进入管网，势必会对管网水质造成影响。
　　
　　四、解决水质污染的主要措施
　　
　　1.提高出厂水水质和稳定性，严格控制浊度超标。经传统常规处理工艺(混凝、沉淀、过滤、消毒)处理净化的水，有的已不符合饮用水标准，可增加预处理和浓度处理工艺，如臭氧法、活性炭法，生物活性炭法、接触氧化法、光氧化法等。对含铁量高的地下水，可采取氧化法、碱化法、充氧回藻法;对含氟量高的可采用沉淀法、离子交换法。同时加强净水过程的全面质量控制工作，合理加药，实现投注加药自动化，以提高供水水质。尤其是要严格控制水的浊度指标，对降低管网中病毒、细菌和有机物的含量非常重要。在水质稳定性方面，推行调整PH值法，即水在出厂前投加稳定剂，把PH值调整至7-8.5,提高水的稳定性。
　　
　　2.更新或改造供水管道系统，深化管网管理。管材要选用产品质量较好的厂家，管道要有较好的内壁，既能抗腐蚀又不析出有害物质;新铺设的管道或对旧管道更新改造的管道可应用预应力钢筋混凝土管、给水塑料管、玻璃钢管、球墨铸铁管等;100mm以下的可采用给水塑料管、衬里钢管、铝塑复合管、薄壁不锈钢管等，应逐步减少镀锌钢管的使用;管道上阀门要采用橡胶衬里的球面三角形软件、环氧树脂喷涂的铸件和不锈钢配件;在做金属管道衬里时，可加丙烯酸树脂分散剂(占硝浆干重3%)或采用蒸汽养护，以增强抗酸性水和抗腐蚀的能力，此外施压法衬里比喷压法衬里质量好，砂子失落量小;在设计施工上，应严格遵守给水工程设计、施工规范，如给管道与其它管(尤其是排水管)交叉时，要保证规范要求的最小间距，与自备水源或非饮用水管道连接时，应采取空气隔断装置等措施，防止饮用水的污染;由于环状管网比树状管线水质条件好，如经济条件许可，管线尽可能采取环状，即使采用树状，管线也不宜太长，以免末端滞水，如果管线延伸太长，应考虑在中途加氯和定期冲洗;泄水阀安装位置要合理，不要淹没在水中;减少管道集水机率，减少管内流向、流速的剧变;管道安装或抢修完毕后要彻底冲洗消毒;打水钻时，施工要小心，防止管道碎片落入管中;禁止用泵直接从管网抽水，确需加压时，最好增设蓄水池，以免管网产生负压，使污物浸入;在维护管理方面，对使用年限太长的供水管道进行更新改造或刮管涂衬，其次定期冲洗管道，对管网末端冲洗周期一年不少于一次，整个系统每两年进行一次。通过管理措施使水质不再受到污染。
　　
　　3.完善二次供水设施的设计与施工，加强管理。在设计施工方面，改进水池(箱)的工艺结构，避免了出现死水区，使水形成推流式流动状态，并保持一定流速;消防水池(箱)与生活水池(箱)宜分开建设，如果合建可采取隔离措施，生活用水部分可进入消防系统，但消防系统水不可进入生活水系统，消防水的卫生问题可通过定期排放用于它用，以定期更新;生活水池(箱)容积不宜过大，以满足一天用水量的40-60%为宜;进、出水管的设置要合理，进水管要设置水位控制阀，尽量不要设溢流管。在材质方面，水池一般多为水泥材料，内壁和底部要光滑平整;在管理方面，制定城市二次供水管理的行政规章制度，建立二次供水管理体系，会同卫生防疫部门，加强水质监测，监督用户对水箱、水池进行清洗、消毒，每年不少于一次，建立二次供水设施档案，健全周期监督管理制度。通过措施有效解决二次供水中水质污染问题。
　　
　　4.合理加氯。在保证消灭水中细菌、病毒和其他微生物的前提下，应尽量降低氯的投加量，加氯点尽量往后道工序移，在设施上尽可能实现多点加氯，为了有利于保持管网的余氯，可使出厂水余氯呈氯胺状态，和出厂水充分混合，保持30分钟以上的接触时间。同时要增强水质检测手段，加强对出厂水氯含量和管网余氯量的连续监测，如管道过长余氯不足时，要考虑中途加氯，此外，当水中铁、锰含量高时，不宜用氯消毒，以免其析出造成黑褐色水，提高加氯自动化程度，这是实现合理加氯的关键。
　　
　　5.加强管网水质的测定和预测。为了掌握管网水质变化动态，自来水公司应对管网采样点设置余氯连续测定仪、浊度测定仪、细菌测定仪，超过一定数值就报警。目前水质预报软件已经问世，它根据生物可降解有机物、细菌、余氯、pH值、水温等参数与水质变化的关系，可以预报管网中的余氯、细菌等指标的变化，为改善管网水质提供决策依据。
　　
　　五、结论
　　
　　水质问题关系到民生，研究解决水质二次污染至关重要，它不仅是解决饮用水安全提高饮用信心的关键，也能达到树立公司形象，提高企业效益之目的。
　　
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