關于自來水廠工藝的詳解!

2021-09-28 08:48來源:清啦環(huán)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(zhì)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(shù)水廠采用的方法是從水源地抽水進水廠統(tǒng)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(jù)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(wěn),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(yōu)點很多,比如殺菌效果佳,穩(wěn)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(chǎn)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(fā)生器(氧氣通電產(chǎn)生臭氧)

圖 4.池內(nèi)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(zhì)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(shù)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(wèi)生。

圖5.雙氧水投加系統(tǒng)

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(tǒng)的平衡池,因為貴。

了解完水處理過程中的部分化學物品,現(xiàn)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(guī)范要求的三類水即可,選用水泵時考慮部分水頭損失,根據(jù)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(nèi)與水混合,預臭氧有單獨的構筑物,池體內(nèi)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(nèi)投加 PAC 聚合氯化鋁,攪拌機機械混合。

圖10.水中呼啦圈即環(huán)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(fā)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(tǒng)

5、濾池(普快 2 座,V 型 1 座)

經(jīng)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(xù)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(zhì),濾后水經(jīng)管廊中央水渠匯流再分配至清水池。

圖 20.經(jīng)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(wèi)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(zhì)的變化:

圖 22.原水進廠,無任何處理,渾濁發(fā)黑

圖 23.經(jīng)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(wèi)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(tǒng) 、污泥處置系統(tǒng)

反沖洗系統(tǒng)

過濾水在空間上是自上而下流動,反沖洗系統(tǒng)則是自下而上,一般有水沖洗 + 氣沖洗。水沖系統(tǒng)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(zhì)清理出去,反沖洗后的水進入回收池,水質(zhì)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(tǒng)。

污泥處置系統(tǒng)

顧名思義是處理水廠產(chǎn)生的污泥水的。主要是沉淀池刮泥機產(chǎn)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(tǒng),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(tǒng)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(huán)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(xiàn)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(chǎn)力,以后的水處理工藝將會更加出色。

圖 29.水處理遠程監(jiān)控

凈水廠的生產(chǎn)系統(tǒng)、反沖系統(tǒng)、污泥系統(tǒng)就簡單了解到這里,水廠運營的重難點是在原水水質(zhì)多變的情況下持續(xù)輸出符合要求的凈水,是一種動態(tài)的管理,季節(jié)、氣溫、微生物等外界條件變化時,原水成分也發(fā)生改變,比如說夏季到來,藻類、微生物含量爆發(fā),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(shù)水務工作者們常年積累下來的經(jīng)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(huán)保圈


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