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1、给水处理知识及工艺介绍本讲稿第一页，共四十四页目 录一、专业术语二、水源三、水质指标四、净水工艺 1、混凝加药 2、沉淀 3、澄清 4、过滤 5、消毒五、公司业绩介绍六、工艺过程演示本讲稿第二页，共四十四页1、给水系统 ：由取水、输水、水质处理和配水等设施所组成的总体。2、用水量：用户所消耗的水量。3、居民生活用水：居民日常生活所需用的水，包括饮用、洗涤、冲厕、洗澡等。4、综合生活用水：居民日常生活用水以及公共建筑和设施用水的总称。5、未预见用水量：给水系统设计中，对难于预测的各项因素而准备的水量。6、自用水量：水厂内部生产工艺过程和其他用途所需用的水量。7、最小服务水头：配水管网在用户接管点
2、处应维持的最小水头。一、专业术语本讲稿第三页，共四十四页专业术语8、水头损失：水通过管（渠）、设备、构筑物等引起的能耗。9、取水头部：河床式取水构筑物的进水部分。10、水处理：对水源水或不符合用水水质要求的水，采用物理、化学、生物等方法改善水质的过程。11、原水：由水源地取来进行水处理的原料水。12、地表水：存在于地壳表面，暴露于大气的水。13、地下水：存在于地壳岩石裂缝或土壤空隙中的水。14、苦咸水：碱度大于硬度的水，并含大量中性盐，ph值大于7。15、淡水：含盐量小于500mg/l的水。本讲稿第四页，共四十四页专业术语16、预处理：在混凝、沉淀、过滤、消毒等工艺前所设置的处理工序。17、预
3、沉：原水泥沙颗粒较大或浓度较高时，在凝聚沉淀前设置的沉淀工序。18、混凝剂：为使胶体失去稳定性和脱稳胶体相互聚集所投加的药剂。19、助凝剂：为改善絮凝效果所投加的辅助药剂。20、混合：使投入的药剂迅速均匀地扩散于被处理水中以创造良好反应条件的过程。21、絮凝：完成凝聚的胶体在一定的外力扰动下相互碰撞、聚集，以形成较大絮状颗粒的过程。本讲稿第五页，共四十四页专业术语22、沉淀：利用重力沉降作用去除水中杂物的过程。23、澄清：通过与高浓度泥渣层的接触而去除水中杂物的过程。24、机械搅拌澄清池：利用机械的提升和搅拌作用，促使泥渣循环，并使原水中杂质颗粒与已形成的泥渣接触絮凝和分离沉淀的构筑物。25、
4、水力循环澄清池：利用水力的提升作用，促使泥渣循环，并使原水中杂质颗粒与已形成的泥渣接触絮凝和分离沉淀的构筑物。26、过滤：水流通过粒状材料或多孔介质以去除水中杂物的过程。27、滤料：用以进行过滤的粒状材料，一般有石英砂、无烟煤、重质矿石等。本讲稿第六页，共四十四页专业术语28、滤速：单位过滤面积在单位时间内的滤过水量，一般以 m/h 为单位。29、表面冲洗：采用固定式或旋转式的水射流系统，对滤料表层进行冲洗的冲洗方式。30、表面扫洗：V 型滤池反冲洗时，待滤水通过 V 型进水槽底配水孔在水面横向将冲洗含泥水扫向中央排水槽的一种辅助冲洗方式。31、工作周期：从过滤开始到冲洗结束的一段时间称为快滤
5、池的工作周期。从过滤开始到过滤结束称为过滤周期。滤池的工作周期为1224h。32、消毒：采用物理、化学或者生物方法消灭病原体的过程。33、余氯：水中投氯，经过一定时间接触后，水中余留的游离性氯和结合性氯的总和。本讲稿第七页，共四十四页二、水源 水源指工程用水的供水地。其供水能力、供水保障程度、对环境的影响、对当地工农业生产与居民生活的影响等方面应满足工程的要求。给水水源主要分为地表水、地下水。地表水：地表水包括陆地表面形成的径流及地表贮存的水（如江、河、湖、水库等水）。地下水：地下水包括地下径流或埋藏于地下的，经过提取可被利用的淡水（如潜水、承压水、岩溶水，裂隙水等）。本讲稿第八页，共四十四页
6、水域功能分类 依据地面水水域使用目的和保护目标将其划分为5类：类：主要适用于源头水和自然保护区；类：主要适用于集中式生活饮用水水源地一级保 护区、珍贵鱼类保护区、鱼虾产卵厂等；类：主要适用于集中式生活饮用水水源地二级保 护区、一般鱼类保护区及游泳区；类：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。本讲稿第九页，共四十四页生活饮用水水质要求生活饮用水卫生标准GB5749-2006本讲稿第十页，共四十四页本讲稿第十一页，共四十四页本讲稿第十二页，共四十四页本讲稿第十三页，共四十四页三、水质指标1、浊度（、浊度（NTU）（1）定义：）定义：水的透明程度的
7、量度。指水溶液中所含颗粒物对光的散射情况。（2）简介：水中含有泥土、粉砂、微细有机物、无机物、浮游生物等悬浮物和胶体物都可以使水质变的浑浊而呈现一定浊度，水质分析中规定：1L水中含有1mgSiO2所构成的浊度为一个标准浊度单位，简称1度。浊度是指水中悬浮物对光线透过时所发生的阻碍程度。水中的悬浮物一般是泥土、砂粒、微细的有机物和无机物、浮游生物、微生物和胶体物质等。水的浊度不仅与水中悬浮物质的含量有关，而且与它们的大小、形状及折射系数等有关。本讲稿第十四页，共四十四页2、总大肠菌群：所谓总大肠菌群系指一群在37培养24小时能发酵乳酸、产酸产气、需氧和兼性厌氧的革兰氏阴性无芽胞杆菌。大肠菌群是作
8、为粪便污染指标菌提出来的，主要是以该菌群的检出情况来表示食品中有否粪便污染。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。大肠菌群是评价食品卫生质量的重要指标之一，目前已被国内外广泛应用于食品卫生工作中。水质指标本讲稿第十五页，共四十四页3、色度：是水质的外观指标，水的的颜色分为表色和真色。真色是指去除悬浮物后水的颜色，没有去除的水具有的颜色称表色。对于清洁的或浊度很低的水，真色和表色相近，对于着色深的工业废水和污水，真色和表色差别较大。而水的色度一般指真色而水的色度一般指真色，水的颜色常用以下方法测定：1.铂钴标准比色法（常用于天然水和饮用水，单位 度）2.稀释倍数
9、法（常用于工业废水，单位 倍）。水质指标本讲稿第十六页，共四十四页总硬度：水总硬度是指水中Ca2+、Mg2+的总量，它包括暂时硬度和永久硬度。水中Ca2+、Mg2+以酸式碳酸盐形式存在的部分，因其遇热即形成碳酸盐沉淀而被除去，称之为暂时硬度；而以硫酸盐、硝酸盐和氯化物等形式存在的部分，因其性质比较稳定，不能够通过加热的方式除去，故称为永久硬度。水硬度是表示水质的一个重要指标，对工业用水关系很大。水硬度是形成锅垢和影响产品质量的主要因素。因此，水的总硬度即水中钙、镁总量的测定，为确定用水质量和进行水的处理提供依据。水质指标本讲稿第十七页，共四十四页溶解性总固体：是指溶解于水中的总固体含量，TDS
10、计，它包括溶解于地下水中各种离子、分子、化合物的总量,但不包括悬浮物和溶解气体。给水溶解性总固体1000mg/L；pH：水溶液中酸碱度的一种表示方法。pH的应用范围在0-14之间，当pH7时水呈中性；pH7时水呈酸性，pH愈小，水的酸性愈大；当pH7时水呈碱性，pH愈大，水的碱性愈大。给水pH：69水质指标本讲稿第十八页，共四十四页根据原水水质情况1、地表水：主要指标：浊度、色度、微生物指标、pH、余氯原水+预处理（混凝+沉淀）+过滤+消毒+饮用水原水+预处理（混凝+沉淀）+过滤+活性炭+消毒+饮用水（活性炭：吸附溶解性物质，改善臭、味）2、地下水：主要指标：浊度、色度、pH、总硬度、硫酸盐、
11、氯化物、溶解性固体原水+过滤/软化+保安过滤+膜过滤+消毒+出水四、净水工艺本讲稿第十九页，共四十四页3、混凝的作用有：a.有效地去除原水中的悬浮物和胶体物质，降低出水浊度和BOD5；混凝一般适用于粒度在1nm-100m的分散体质。可以用在流程的不同位置上，也可用于污泥的的调理。b.有效地去除水中微生物、病原菌和病毒。c.投加混凝剂可改善水质，有利于后续处理。常用混凝/絮凝药剂有：碱式氯化铝（PAC）、聚丙烯酰胺（PAM）本讲稿第二十页，共四十四页混凝/助凝药剂聚丙烯酰胺：聚丙烯酰胺（聚丙烯酰胺（PAM）为水溶性）为水溶性高分子聚高分子聚合物合物，不溶于大多数有机溶剂，具有良好的，不溶于大多数
12、有机溶剂，具有良好的絮凝性，可以降低液体之间的磨擦阻力，按絮凝性，可以降低液体之间的磨擦阻力，按离子特性分可分为非离子、阴离子、阳离子离子特性分可分为非离子、阴离子、阳离子和两性型四种类型。和两性型四种类型。物理性质：物理性质：无色或淡黄色稠胶体、无臭、中性、溶于水、不溶于无色或淡黄色稠胶体、无臭、中性、溶于水、不溶于乙醇、丙酮，温度超过乙醇、丙酮，温度超过120时易分解，絮凝，沉降，补强等作用时易分解，絮凝，沉降，补强等作用。本讲稿第二十一页，共四十四页形式优点缺点适用条件网格（栅条）絮凝池絮凝效果好、水头损失小、絮凝时间短；水量变化影响絮凝效果水量变化不大的水厂隔板絮凝池构造简单、管理方便
13、；出水流量不易分配均匀、水头损失较大、絮凝时间较长、池子容积较大。水量变动小、适用于旧池改造和扩建折板絮凝池絮凝效果好、絮凝时间短构造较复杂、水量变化影响絮凝效果。水量变化不大的水厂机械絮凝池絮凝效果好、水头损失小、可适应水质水量的变化；需机械设备和经常维护适用水量变化较大的水厂不同形式絮凝比较本讲稿第二十二页，共四十四页絮凝反应池本讲稿第二十三页，共四十四页网格絮凝反应池本讲稿第二十四页，共四十四页网格絮凝反应池本讲稿第二十五页，共四十四页4、沉淀：沉淀是利用重力沉降作用去除水中杂物的过程。沉淀常用的类型有：平流沉淀池、斜板（管）沉淀池。不同形式沉淀的比较形式优点缺点适用条件平流沉淀池构造简
14、单，施工容易，造价较低，排泥困难，处理效果一般，占地面积大大、中型水厂斜板（管）沉淀池沉淀效果好，池体较小，动力消耗少；排泥阀门较多大、中、小型水厂本讲稿第二十六页，共四十四页5、澄清：澄清是通过与高浓度泥渣层的接触而去除水中杂物的过程。澄清常用的类型有：机械搅拌澄清池、水力循环澄清池。不同形式澄清的比较形式优点缺点适用条件机械搅拌澄清池处理效率好，单位面积产水量大；处理效果稳定，适应性较强。需要机械搅拌设备、土建施工较困难进水悬浮物含量5000mg/l，短时间内允许5000-10000 mg/l；适用于中、大型水处理厂水力循环澄清池无需机械搅拌设备，无动力消耗但投药量较大，对水质、水温变化适
15、应性差；水头损失较大 进水悬浮物含量2000mg/l，短时间内允许5000 mg/l；适用于中、大型水处理厂本讲稿第二十七页，共四十四页澄清池图片本讲稿第二十八页，共四十四页水力循环澄清池本讲稿第二十九页，共四十四页改进型水力循环澄清池本讲稿第三十页，共四十四页6、过滤：目前国内常用的滤池形式主要有以下几种：均质滤料滤池（V型滤池）、D型滤池。V型滤池是用了传统的石英砂滤料作为滤床进行过滤，这种滤层称为均质滤层，滤料则称为均质滤料，其特点是在整个滤层内，滤料的级配相差很小，滤料是按从小到大的顺序排列的。由于均质滤层的分级（也叫级配）作用在过滤时产生以下问题：1、使滤料层在厚度方向上空隙大小是从
16、滤层的顶部到底部是从小到大排列的，形成一个金字塔的构造。2、在孔隙最小的顶部滤层要容纳的悬浮固体数量最大，而孔隙最大的底部滤层却是容纳的悬浮固体量最小。3、滤池由于滤层顶部迅速地被悬浮固体堵塞，水头损失迅速上升，在过滤的水头损失达到允许值的时候，整个滤层的截留悬浮固体能力未能发挥出来。本讲稿第三十一页，共四十四页V型滤池缺点：上述原因导致均质砂滤存在以下问题：（1）过滤速度低。（2）占地面积大。（3）过滤周期相对较短。（4）反冲洗时，照样进水，反冲洗自耗水量大。（5）出水水质随着时间的延长而逐渐变差。（6）滤层的纳污量小。（7）由于砂滤在反冲洗时受其膨胀率的影响，其反冲洗强度不能太大，所以反冲
17、洗不彻底，这样必然影响过滤周期及出水质。（8）反冲洗强度太大容易跑滤料，所以经常需要更换滤料。（9）过滤时的阻力大。（10）过滤过程不易控制（11）砂滤池的表面容易积泥，导致需要经常换砂。本讲稿第三十二页，共四十四页D型滤池：D型滤池是在V型滤池的基础上，采用863慧星式滤料，小阻力配水、气水反冲洗的一种重力式高速滤池。它具有比表面积大，过滤阻力小、处理效果好、操作简单、设计灵活（可根据需要选用不同类型的构筑物和增减水处理工艺）等优点。可满足一般的饮用水要求（当进水悬浮物20mg/l时，出水浊度1NTU）。与V型滤池有所不同的是滤料，它采用彗星式纤维滤料，是由清华环境环境工程系自主研发的一种自
18、适应滤料,专利号ZL98249298。适用范围：适用于受到微污染的地表水（如、级地表水），浊度较高（一般大于20NTU而小于200 NTU的情况）或需去除水中其它杂质（如钙镁离子等）的情况。本讲稿第三十三页，共四十四页彗星式滤料、常规的纤维束、石英砂滤料图片展示彗星式滤料、常规的纤维束、石英砂滤料图片展示DA863彗星式滤料彗星式滤料石英砂滤料石英砂滤料纤维束滤料纤维束滤料本讲稿第三十四页，共四十四页（1）、结构的不对称型：彗星式纤维滤料为一种不对称结构形纤维过滤滤料，一端为松散的纤维丝束，称为“彗尾”；另一端为比较重较大的实心体，将纤维丝束熔化固定在内，称为“彗核”，整体呈彗星状。彗星式纤维
19、滤料的彗核密度大，体积小,滤料彗尾为纤维丝束，密度小。（2）过滤精度高：由于彗星式纤维滤料的结构特点，所以滤层具有在水流方向上具备从大到小的空隙，形成了一个倒金字塔的构造，具有纳污量大，过滤精度高；过滤时，比重较大的彗核起到了对纤维丝束的压密作用。（3）纳污量大：高效纤维滤料过滤装置是一种全新的过滤装置，它具有比表面积大，过滤阻力小的优点。微小的单根纤维丝滤料的直径，极大地增大了滤料的比表面积和表面自由能，增加了水中的杂质和颗粒与滤料的接触机会和滤料的吸附能力，从而提高了过滤效率。滤池运行时滤层孔隙率沿水流方向逐渐缩小，纤维密度增大，实现了理想的深层过滤，增加了滤层的截污容量。D型滤池特点：本
20、讲稿第三十五页，共四十四页（4）、反冲彻底：气水同时反冲洗时，由于彗星式纤维滤料处于自由状态，在反冲洗时，由于“彗核”和“彗尾”纤维丝束的密度差，处于降落伞的状态，“彗核”在下，“彗尾”在上，“彗尾”纤维丝束随反冲洗水流散开并摆，产生较强的甩曳力，过滤材料之间的相互碰撞也加剧了纤维在水中所受到的机械作用力，过滤材料的不规则形状使过滤材料在反冲洗水流作用下产生旋转，强化了纤维在水中所受到的机械作用力，上述几种力的共同作用结果使随着在纤维表面的固体杂质颗粒很容易脱落，从而提高了过滤材料的洗净度。清洗时滤料恢复自由状态，即可对滤料进行气、水混合擦洗，有效恢复滤料的过滤性能。（5）、滤速高：彗星式纤维
21、滤料不对称结构形的特点，彗核密度大体积小,滤料彗尾为纤维丝束，密度小，过滤时彗核把纤维丝束压实，从而在纵断面形成了上疏下密的梯度，滤层下部以过滤为主，上部以吸附为主，因此实现了高速过滤。本讲稿第三十六页，共四十四页常用的过滤器对比序号性能指标 DA863高效过滤器 石英砂过滤器 纤维球过滤器 多介质过滤器 1滤料彗星式纤维滤料石英砂纤维球石英砂、无烟煤、2截污能力15-35kg/m35-10kg/m36-20kg/m35-10kg/m33反洗耗水量23-54反洗时间15-20min30min5反洗压力0.1MPa0.2-0.4 MPa6反洗水强度8L/m3s4-15L/m3s 0.5m3/mi
22、nm3 3-8L/m3s 7反洗气强度6-60L/m3s-3m3/minm3 60-80L/m3s 8使用寿命8年3年，且在使用过程中普遍存在跑料、漏砂，需经常补料。5年 3-5年 本讲稿第三十七页，共四十四页9滤速40m/h10m/h15m/h20m/h10设计压力0.4Mpa0.4Mpa0.6Mpa0.6Mpa11过滤周期8-24h12-24h 12过滤精度 2um5um3um3um13处理水量2500m3/d（105m3/h）14过滤面积2.7m210.5m27m25.25m215过滤器数量1台3台2台2台16过滤器规格18004360mm22004034mm 20004150mm 20
23、005468mm 17占地面积说明由过滤器的规格和数量可以看出，DA863高效过滤器的占地面积约为纤维球、多介质过滤器的1/2，为石英砂过滤器的1/3，故占地面积是现有常用过滤器中最小的。18出水水质DA863高效过滤器过滤精度可达2um，出水水质稳定，石英砂过滤器、纤维球过滤器精度低，因此长期运行中水质不稳定，不能保证出水水质合格。本讲稿第三十八页，共四十四页常用的滤池对比序号性能指标 DA-D型滤池普通快滤池 虹吸滤池无阀滤池 V型滤池1滤料彗星式纤维滤料 石英砂（单层、双层、三层）石英砂石英砂均质石英砂2截污能力15-35kg/m35-10kg/m33反洗耗水量23-54反洗时间15-2
24、0min30min5反洗压力0.1MPa0.2-0.3 MPa6反洗水强度5-6L/m3s5L/m3s 7反洗气强度28-32L/m3s15L/m3s 8使用寿命8年3年，且在使用过程中普遍存在跑料、漏砂，需经常补料。本讲稿第三十九页，共四十四页9滤速给水：19-23m/h污水：16-20m/h8-10m/h10设计压力0.02Mpa0.04Mpa11过滤周期8-24h12-24h 12过滤精度 2um5um13处理水量20000m3/d（833.3m3/h）14过滤面积46.3m292.6m215过滤池数量4座8座16过滤器规格12m2412m2817占地面积说明由于普通快滤池、虹吸滤池、无
25、阀滤池以及V型滤池所使用的滤料相同，滤速也基本一样，因此D型滤池的占地面积是现有常用过滤池中最小的。本讲稿第四十页，共四十四页消毒7、消毒：常用的消毒方法有氯消毒、ClO2、紫外线、臭氧消毒等。本讲稿第四十一页，共四十四页消毒剂性能比较表性 能液氯、漂白粉二氧化氯臭 氧紫外线消毒灭细菌优良(HOCL)优良优良良好灭病毒优良(HOCL)优良优良良好灭活微生物效果第三位第二位第一位PH影响消毒效果随PH增大而下降，在PH=7左右时加氯较好PH的影响比较小 PH影响小，PH值小时，剩余O3残留较久对PH值变化不敏感在配水管网中的剩余消毒作用有比氯有更长的剩余消毒无需补加氯无需补加氯副产物生成THM可
26、生成不大可能不可能不可能本讲稿第四十二页，共四十四页性 能液氯、漂白粉二氧化氯臭 氧紫外线其它中间产物产生氯化和氯化中间产物，如氯胺、氯酚、氯化有机物等，某些会产生产生的中间产物为氯化芳香族化合物，氯酸盐亚氯酸盐等中间产物为醛、芳族羧酸、酞酸盐等产生何种中间产物不详国内应用情况应用广泛应有很少应用较少开始在国内应用一般投加量(mg/L)2200.11.513接触时间30分钟30分钟数秒至10分钟数秒适用条件极大多数水厂用氯消毒，漂白粉只适用于小水厂适用于有机物如酚污染严重时，须在现场制备，直接应用制水成本高，适用有机污染严重时，因无持续消毒作用在进入管网水中还应加少量氯消毒管网中没有持续消毒作用，适用于就地回用或排放消毒剂性能比较表本讲稿第四十三页，共四十四页本讲稿第四十四页，共四十四页