水是生命之源，水占人體組成的 70%，科學(xué)研究表明，成年人平均每天需水量 2500ml 以上，可以說(shuō)水質(zhì)是身體健康的基礎保障。

 

擰開(kāi)水龍頭，自來(lái)水緩緩流出，我們在享受現代生活帶來(lái)的便利的同時(shí)，有沒(méi)有想過(guò)這些隨開(kāi)隨用的自來(lái)水究竟經(jīng)過(guò)了哪些工藝流程才由江河湖海中流入千家萬(wàn)戶(hù)，有時(shí)候流出的水像牛奶一樣白，而且里面有大量的氣泡，散發(fā)出消毒水的味道，要靜置幾分鐘才恢復清澈，這些現象究竟是如何形成的？

 

農村來(lái)的朋友可能知道，以前沒(méi)有自來(lái)水，家里都有一口大水缸，父親斜著(zhù)身子，扁擔吱呀呀，從池塘挑著(zhù)水回家，倒進(jìn)水缸后打上明礬靜止一段時(shí)間缸底開(kāi)始出現沉淀，這是農村最原始的水處理工藝。

 

后來(lái)，大家發(fā)現將水缸集中在一起，由專(zhuān)人統一打明礬，效率更高，于是水缸越做越大就成了水廠(chǎng)，更為高效的藥品也逐步取代了明礬。

 

目前多數水廠(chǎng)采用的方法是從水源地抽水進(jìn)水廠(chǎng)統一消毒、沉淀、過(guò)濾，最后泵送至用戶(hù)家中，其中主要用到以下 6 種藥品：

 

1.HCLO 次氯酸，由氯庫中的氯氣加入到水中生成，具有很強的殺菌消毒能力，根據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，聚集、絮凝、混凝、沉淀，達到凈化處理效果。

3.O3 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(lèi)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(diǎn)。

 

使用臭氧進(jìn)行水處理的優(yōu)點(diǎn)很多，比如殺菌效果佳，穩定性差易分解，不存在有毒殘留物，但大量的使用帶來(lái)了問(wèn)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(chǎng)目前應對方法是使用一定量的 H2O2 來(lái)處理，后面會(huì )提到。

 

圖 2.氧氣罐 汽化器即使在夏天也是結滿(mǎn)冰霜

 

圖 3.臭氧發(fā)生器（氧氣通電產(chǎn)生臭氧）

 

圖 4.池內臭氧投加點(diǎn)

 

4.H2O2 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(guān)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(lái)水，市面上大多數瓶裝水也存在，脫離劑量談毒性毫無(wú)意義，為安心一點(diǎn)，涼白開(kāi)最衛生。

 

圖 5.雙氧水投加系統

 

5.KMnO4 高錳酸鉀，作用是氧化有機物、殺菌消毒，加多了水會(huì )變紅，需嚴格控制用量。

6.PAM 聚丙烯酰胺，絮凝劑，僅用于污泥系統的平衡池，因為貴。

 

了解完水處理過(guò)程中的部分化學(xué)物品，現在有 3 個(gè)問(wèn)題擺在面前：

 

1. 水從哪里來(lái)？

2. 水到這里做什么？

3. 水到哪里去？

 

請系好安全帶，前方飆車(chē)。

 

1.水源地 - 取水泵房 - 凈水廠(chǎng)，一句話(huà)，高揚程，大功率水泵伺候，符合國家規范要求的三類(lèi)水即可，選用水泵時(shí)考慮部分水頭損失，根據用戶(hù)需求量控制好進(jìn)場(chǎng)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(jìn)水管道上開(kāi)孔設置投加點(diǎn)，將藥物直接泵送至管道內與水混合，預臭氧有單獨的構筑物，池體內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(cháng)度、增大接觸面積與時(shí)間、增加碰撞概率、從而提高聚合沉淀效果，上清液將通過(guò)集水槽流入濾池。

 

圖 11.折板式，上部遮陽(yáng)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(diǎn)）

 

那么有朋友問(wèn)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(shí)候就體會(huì )到這群水務(wù)工作者的智慧了，他們發(fā)明了刮泥機，移動(dòng)的黑科技，沉淀于池底的淤泥無(wú)處藏身。

 

圖 15.刮泥機

 

圖 16.刮泥機

 

圖 17.刮泥機刮出來(lái)的泥水排至污泥系統

 

5.濾池（普快 2 座，V 型 1 座），經(jīng)過(guò)絮凝沉淀后的水進(jìn)入濾池，濾料是石英砂，可以過(guò)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(guò)后的水勢能較低，無(wú)法通過(guò)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(guò)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(shí)待命，按下啟動(dòng)，干凈、衛生的自來(lái)水就通過(guò)市政給水管輸送到了千家萬(wàn)戶(hù)。

 

圖 21.二級泵房

 

以上是凈水廠(chǎng)工藝流程，是不是感覺(jué)重新認識了自來(lái)水君，我們從頭來(lái)對比一下水質(zhì)的變化：

 

圖 22.原水進(jìn)廠(chǎng)，無(wú)任何處理，渾濁發(fā)黑

 

圖 23.經(jīng)過(guò)絮凝沉淀后的水，是不是稍微能接受了點(diǎn)

 

圖 24.即將輸送至用戶(hù)家里的水，干凈衛生

 

但這不是全部，看完以后你是否想問(wèn)：

1. 長(cháng)期過(guò)濾的情況下，無(wú)論是石英砂還是活性炭必然會(huì )變臟，濾料里面夾雜的懸浮物如何清理？

2. 刮泥機刮出的污泥水去了哪里？

    

別急，我們先來(lái)引出兩個(gè)概念：

 

1. 反沖洗系統 

2. 污泥處置系統

 

先說(shuō)第一個(gè)，過(guò)濾水在空間上是自上而下流動(dòng)，反沖洗系統則是自下而上，一般有水沖洗 + 氣沖洗。

 

水沖系統的水來(lái)源于清水池，為什么用清水，感覺(jué)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(lái)盛飯。

 

氣沖則是由空壓機將空氣壓縮吹入濾料底部，氣泡在水中上升的過(guò)程中帶動(dòng)濾料上下翻滾，進(jìn)而將雜質(zhì)清理出去，反沖洗后的水進(jìn)入回收池，水質(zhì)檢測達標后可重新接入水廠(chǎng)主進(jìn)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(mén)流入雨水系統。

 

至于污泥處置系統，顧名思義是處理水廠(chǎng)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(jìn)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，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(chǎng)的工藝管道、閥門(mén)錯綜復雜，不同的任務(wù)需要用到不同的閥門(mén)啟閉組合，而現在這些都可以用遠程控制，不得不說(shuō)，科技的進(jìn)步極大地提高了生產(chǎn)力，以后的水處理工藝將會(huì )更加出色。

 

圖 29.水處理遠程監控

 

凈水廠(chǎng)的生產(chǎn)系統、反沖系統、污泥系統就簡(jiǎn)單了解到這里，水廠(chǎng)運營(yíng)的重難點(diǎn)是在原水水質(zhì)多變的情況下持續輸出符合要求的凈水，是一種動(dòng)態(tài)的管理，季節、氣溫、微生物等外界條件變化時(shí)，原水成分也發(fā)生改變，比如說(shuō)夏季到來(lái)，藻類(lèi)、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(guò)高，這些不僅僅靠的理論計算，更多的是無(wú)數水務(wù)工作者們常年積累下來(lái)的經(jīng)驗，在此我向所有水務(wù)工作者致敬，是你們的努力造福了社會(huì )。

 

題圖那個(gè)奇怪的蘑菇造型的建筑物很多朋友見(jiàn)過(guò)，這是水廠(chǎng)的標志，科技的進(jìn)步讓它逐漸退出歷史舞臺，直至全部消失，以前的反沖洗工藝是先將水泵送至水塔頂部，儲存較高勢能，開(kāi)閘以后利用重力反沖洗，現在的工藝都是直接用水泵反沖洗，不再經(jīng)過(guò)水塔。

 

最后回到開(kāi)篇的幾個(gè)問(wèn)題：

 

1. 打開(kāi)水龍頭發(fā)現水像牛奶一樣，這是因為停水檢修時(shí)空氣混入到管道內，再次供水時(shí)水壓過(guò)大將空氣壓入水體，從水龍頭放出時(shí)由于光線(xiàn)折射看上去成乳白色，靜置兩分鐘即可，無(wú)任何影響。

2. 水體有 84 消毒水味道，這是 HCLO 的味道，為保證水體在市政管道中持續不受細菌污染，一般在送入用戶(hù)家中前仍然加氯，水中有余氯（氯元素），也不用擔心，這些都是水質(zhì)監控的指標數據，劑量會(huì )被嚴格控制的，靜置兩分鐘就沒(méi)味道了。

3. 喝水就是喝水，不能當營(yíng)養品，也不能指望著(zhù)補微量元素，缺鐵多用鐵鍋炒菜，市面上的什么礦物質(zhì)水、堿性水噱頭大于實(shí)際意義，不一定比涼白開(kāi)好。

4. 正常自來(lái)水是無(wú)色透明的，如果水泛紅，靜置后有明顯沉淀，大概率是因為管道年久生銹或破損后有泥沙混入，應及時(shí)向自來(lái)水公司反映。