7-2 给水处理在线视频

大家好

这一节我们先来学习

给水处理

我们先来看给水的水源

给水水源包括地下水源和地表水源

地下水包括潜水

自流水泉水等等

地表水包括江河湖泊水库以及海水

那么这张图片是给水的地表水的水源

那么大家可以看出来

水源来源还是分布比较广

从刚才我们看到的图片

我们可以看出

给水的水源当中可能会含有各种杂质

为了满足用水的要求

需要进行处理

就是给水处理

一般来说

给水的取水一般都会选择水质比较清洁的水源

所以原水当中虽然含有污染物

但是污染物的含量还是比较低

那么这些污染物如果按化学物质分可以分为

有机物和无机物

按照物理形态的大小分分为悬浮物胶体和溶解

性的有机物

一般我们是按物理形态来分

悬浮物的颗粒一般比较大

易于下沉或者是上浮

主要是泥沙矿物质和废渣等无机物

胶体的尺寸会比较小

在水中长期静止难以下沉

它主要成分是粘土某些细菌和病毒腐殖质

以及蛋白质等

是给水处理的主要目标污染物

溶解性杂质

包括有机物和无机物两类

主要是一些溶解的气体和离子等

它们的尺寸是从溶解物到胶体到悬浮物是依次增大

然后如果是从分辨工具来看

溶解物和胶体分别是电子显微镜可见

以及超显微镜可见

悬浮物是我们可以通过显微镜或者是肉眼

就能够看见

如果从观察水来看

就是溶解物它是透明的

如果是有胶体水

可能就会浑浊

悬浮物更是浑浊

不管是胶体还是悬浮物

它是我们给水处理当中最主要的处理对象

我们一般是采用混凝工艺去进行去除

所以给水处理的基本流程一般包括混凝沉淀

过滤和消毒

混凝是通过投加絮凝剂使胶体失去稳定性

然后聚集

然后通过后续的沉淀和过滤来进行去除

沉淀主要是除去聚集以后的颗粒物

过滤一般是用石英砂等粒状滤料来截留水中的

残留的悬浮的杂质

对于给水处理来讲

消毒是一个很重要的步骤

它一般来消除致病性的微生物等等

那么我们分别来看一下这个过程

首先我们来看混凝

混凝所处理的对象主要是水和废水当中的微小的

悬浮物和胶体的杂质

一般粒度是1纳米到0.45微米

比较大的颗粒一般是通过重力沉淀法去除

但是微小粒径的悬浮物和胶体

它能在水中长期保持分散的悬浮的状态

即使静置几十个小时也不会自然沉降

所以我们一般要用混凝的方法去去除

所以这些物质主要包括粘土细菌病毒蛋白质等等

混凝是胶体以及微小的悬浮物的聚集的过程

它包括凝聚和絮凝两个过程

凝聚主要是胶体失去稳定性的过程

絮凝是脱稳的胶体相互聚集的过程

所以这就要说到胶体的性质

胶体作为特殊的颗粒物

通常具有以下的一些基本特性

一个是光学特性

它是指胶体在水溶液中能引起光的反射

再一个是布朗运动

因为胶体的颗粒非常小

它是常见的分散体系之一

再一个是表面特性

分散体系的分散度越大

胶体颗粒的比表面积越大

具有的表面自由能越大

所以使胶体可以产生特殊的吸附能力

和溶解的现象

再一个就是电泳现象或者也叫动电现象

就是因为胶体具有带电性

在电场力的作用下

胶体微粒向一个电极的方向移动的现象

我们把它称为是动电现象

那么在水处理过程中

我们主要关注的是胶体的稳定性

胶体的稳定性是指胶体粒子在水中长期保持

分散悬浮状态的这种特性

在水处理中短时间内无法沉降

我们都可以把它视为稳定

那么胶体的稳定性表现在两个方面

一个是动力学稳定性

再一个是聚集稳定性

动力学稳定性主要是指不下沉指的是颗粒的

布朗运动对抗重力的影响的能力

所以一般来说颗粒越小越稳定

聚集稳定性是指的颗粒不相互聚集

那么对于憎水胶体来讲

粒子表面同性电荷相互排斥

如果对于亲水的胶体来讲

聚集稳定指的是水化膜的阻碍的作用

胶体的稳定性的关键在于聚集稳定

如果能打破胶体的聚集稳定性

胶体相互聚集

颗粒变大

失去布朗运动的特性

那么动力学稳定性随即就会消失

那么如何来破坏胶体的稳定性

因为在自然水体中

胶体一般是带有负电荷

那么胶体之间同种电荷相互排斥

使胶体保持稳定

那么我们要破坏这种稳定性

那么一个方法就是投加阳离子

中和掉负电荷

使带电的胶体失去电性

所以金属阳离子就会具有脱稳作用

比如说铝离子钠离子等等

给水处理当中

为了使胶体脱稳

一般我们是投加絮凝剂

常用的絮凝剂

我们一般把它分为无机的和有机的

无机的絮凝剂用的比较多的是铝盐和铁盐

铝盐一般是硫酸铝明矾氯化铝以及聚合硫酸铝

和聚合氯化铝

铁系一般是三氯化铁硫酸亚铁聚合氯化铁

聚合硫酸铁等等

有机絮凝剂一般包括人工合成的和天然的

人工合成的

一般又分为阳离子型的阴离子型以及非离子型

我们用的比较多的是聚丙烯酰胺

天然的絮凝剂

包括淀粉动物胶甲壳素等等

此外还有微生物絮凝剂

沉淀和过滤是絮凝的延续

单一的絮凝工艺可以实现颗粒物从水中分离

后续的沉淀和过滤工艺只是加速

或者是强化絮体从水中分离

沉淀一般是将粒度比较大的絮体加速分离

而过滤则是将粒度相对较小的絮体

一般是难以在沉淀池实现固液分离

或者是由于特殊条件没有分离的絮体进行

进一步的去除

沉淀

我们在后面污水处理的时候再详细讲

在这里我们主要是讲过滤

过滤是使含悬浮物的水流过具有一定孔隙率的过滤介质

水中的悬浮物被截留在介质表面

或者是内部而去除

那么这个图就是一个过滤过程的示意图

原水通过过滤的介质层把污染物去除

然后排出

过滤的工艺包括过滤和冲洗两个阶段

所谓的过滤就是截留污染物

冲洗就是把污染物从滤料层中冲走

使之恢复过滤能力

那么过滤周期就是从过滤开始到结束

算一个过滤周期

过滤工作周期是从过滤开始到反冲洗结束

算一个工作周期

我们来仔细看一下过滤过程

它是原水

通过一定厚度的有一定粒度的粒状介质组成的床层

由于粒状介质之间存在大小不同的孔隙

那么水中的悬浮物被这些孔隙截留而去除

那么过滤到一定程度时

就不能再进行需要进行冲洗

冲洗是通过上升水流的作用

使滤料呈悬浮状态

滤料间的孔隙变大

污染物随水流带走

反冲洗完成之后可以再重新进行过滤

这个就是我们实际工程当中的一个滤池

那么这个就是一个普通快滤池它的一个构造的

剖面的示意图

我们可以看出来原水通过由一定粒度的介质

构成的床层

因为粒状介质之间有大小不同的孔隙

所以水当中的这种悬浮的污染物就被孔隙截留

而去除

那么床层用了一定时间之后就不能再进行过滤

就需要进行冲洗

我们把它叫做反冲洗

反冲洗是通过上升的水流的作用

使滤料呈现悬浮的状态

滤料之间孔隙变大

污染物就被水流带走

反冲洗之后

床层可以重新用来进行过滤

再一个我们来看消毒

消毒并非是将水体当中的所有病原微生物进行灭活

而只是要消除水中的致病微生物的致病作用

所以消毒和灭菌是不同的

灭菌是要灭活所有的生物

水体当中致病微生物主要包括病菌

原生动物胞囊病毒等等

消毒的评价指标

包括细菌总数一般要求小于一百个每毫升

还有就是总大肠菌群

那么一般规定一百毫升水样当中不得检出

还有一个指标就是粪大肠菌群

那么每一百毫升水样当中也不得检出

常用的消毒方法

包括化学药剂法

物理法机械法和辐射法

化学药剂我们用的比较多的是氯

还有一些氯化物以及臭氧

那么氯化物包括二氧化氯氯胺次氯酸钠漂白粉等等

这是在我们水处理当中用的比较多的

再一个是物理法

就是通过热光紫外线等等来进行消毒

机械法是通过格网或者是膜

辐射法就是通过电子束或者是伽马射线进行消毒

那么我们刚才也说到

用的比较多的是氯消毒

氯消毒比较经济有效

使用比较方便

使用的历史也最为悠久

不过受污染原水尤其是受有机污染的原水

经氯消毒以后

会产生一些消毒的副产物

危害人体

因此在现在工艺当中

常在受有机污染的原水氯消毒前

需要进行预处理

预先去除消毒副产物的前期物

比如说腐殖酸等等

好

这节课就到这里

谢谢大家