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研究自来水厂工艺优化与水质管理
摘要:保护水环境,利用自来水厂处理水,为人们提供高质量生活饮用水,对于保护人们身体健康,提高人们生活质量有着重要意义。但是,从实际情况来看,自来水厂在具体处理期间,受处理工艺不合理,或者水质管理不合理等各项因素影响,可能导致最终经过处理后的水无法满足生活饮用需求,为了应对这一问题,相关工作人员必须做好相应探讨工作。下面,以水质处理基本流程作为切入点,分析了水处理工艺优化,最终总结了水质管理措施,希望文中内容对相关工作人员能够有所帮助。
关键词:自来水厂;水质管理;沉淀过滤;反冲洗
近几年,人们生活质量得到了显著提高,人们健康安全意识增强,尤其是提高了对饮用水安全问题的重视。为了保证人们饮水安全,必须针对自来水厂的具体运行情况,持续优化水处理工艺,做好全过程水质管理。
1 水质处理基本流程
生产自来水不仅是一项对技术要求较高的工作,而且要依据制定好的流程进行,各工艺段之间环环相扣,只有这样才能确保生产顺利进行,保证最终生产自来水水质可以满足人们的生活饮用需求。一般来说,自来水厂水处理流程如图1所示。
1水处理流程
依据图1流程开展水处理工作时,为了保证处理的合理性和有效性,要做好以下分析:
(1)原水反应过程中,应当将原水引入混合槽内,然后将净水剂投入混合槽内,经过一段时间反应,将会使水中细微颗粒发生聚集,最终形成大颗粒团,这可以为后续去除水中杂质提供支持[1]。在絮凝反应时,会有部分絮凝颗粒沉淀到底部,需要定期排泥,以免影响絮凝反应需要的水力流动。
(2)原水沉淀处理时,絮凝反应后的原水将会流入沉淀池内,在重力作用下,水中颗粒团将会自然沉淀到池底。针对这些沉淀物,为了避免其对后续生产自来水工作造成不良影响,保证生产效率和生产质量,要定期排泥,以免发生大量堆积现象影响沉淀池正常运行,导致沉后水水质控制失效。一般规定沉后水浑浊度应控制在3NTU左右。
(3)原水过滤期间,水内杂质会被滤砂截留,经过过滤处理后,清水将会流入清水池内,以备下一步生产应用[2]。一般规定滤后水浑浊度应控制在1NTU以下。
(4)开展加压供水作业时,为了确保处理效果能够达到预期,工作人员应当将液氯投入在清水池内,让氯和清水在池内充分接触30分钟以上达到消毒杀菌效果。然后利用二级泵房开展加压处理,最终将洁净自来水投入供水系统,向人们提供水质能够满足使用需求的自来水[3]。
2 水处理工艺优化
2.1 优化原水预处理工艺
自然环境中的水资源会存在泥沙、杂质、腐殖质各种杂物,这些杂物颗粒大,肉眼可见,处理起来相对较为容易。但是在原生水中,还会存在一些肉眼不可见的化合物、微生物等多种会影响水质的物质,这些杂质处理难度大,而且处理后的效果检测也面临一定难度。由此可见,生产自来水期间,处理原生水时,工作人员要全面考虑原水中不同类型杂质,采取合理方式处理,提高最终处理效果。
“前加氯”在预氧化杀菌的同时,还可以完成对水中不同类型藻类物质的灭杀工作,避免原水中藻类产生异味,降低饮用水口感[4]。“前加氯”对有一定的除藻效果,但对嗅味物质去除效果微弱,还可能导致藻细胞破裂释放嗅味物质,在高藻水中需慎用。如需使用最好控制投加量,并事先评估其风险。
不同区域水源也会存在差异,这也就致使不同区域水质会出现较大差别。针对这一情况,自来水厂在实际运行过程中,应当依据当地水源情况,调整自来水厂生产工艺,在确保生产的自来水质量能够达到要求基础上,降低生产成本。例如,在处理原水时,可以采取“前加碱”或“前加泥”方式处理,提高净水剂作用。采取“前加碱”方式处理的原水,可以调节原水pH值。pH值会影响净水剂作用,以及实际处理过程中的沉淀效果。若水为偏酸性,在实际处理过程中,会对水体絮凝沉淀效果造成不良影响,可以将石灰等碱性为主物质加入原水内,调整水体pH值,提高絮凝沉淀效果。但需要对碱性物质投加量进行计算,保证pH调节效果,并对沉后水的pH进行检测,必要时进行pH回调,确保出厂水pH符合生活饮用水标准。
自来水厂水处理本身是一项复杂工作,涉及流程多,原水处理是整个工作的第一步,该项工作会对最终处理质量产生直接影响,可见,工作人员在开展该项工作时,要加强对整个过程开展情况的监测,做好相应判断工作,一旦发现在处理时存在不合理情况,要及时进行调整,保证最终处理效果能够达到预期,为人们提供高质量自来水[5]。
2.2 优化絮凝反应工艺
自来水厂在实际运行过程中,工作人员要依据具体需求,将聚合氯化铝加到原生水内。聚合氯化铝在水内可以形成正电荷颗粒,其具有吸附作用,可以吸收水内各种细微颗粒,最终将大量微粒聚集在一起,形成大颗粒团,后续通过沉淀和过滤方式将其去除,处理效率高,效果好。这一工艺被称作“加矾”,其在生产自来水中起到的主要作用就是去除原水中胶体颗粒、悬浮物[6]。
原水絮凝反应时,水中杂质将会形成颗粒团,也就是俗称的“矾花”。工作人员需要密切关注絮凝反应情况,也就是“矾花”形成状况,及时判断净水药剂投加量是否符合要求。如发现“矾花”颗粒过大或过小甚至“矾花”颗粒消失时,应及时查找原因进行处置。为了获得更好的絮凝效果,可以使用混凝搅拌试验分析不同原水采用不同絮凝剂、不同投加量的絮凝反应效果,根据试验结果指导实际生产。
2.3 优化反冲洗工艺
沉后水流入过滤池,利用过滤池可以二次截留水流内残余杂质,提高处理效率。需要工作人员注意的是,随着时间推移,过滤池内杂质将会不断累积,当积累量较大时,将会对后续处理效果造成不良影响,因此,要定期采取“气水反冲洗”方式去除截留下来的杂质,恢复滤池的过滤净化能力。自来水厂在实际运行期间,应当依据自来水厂情况和处理水质的具体要求,适当优化过滤环节,完成处理工作[7]。
(1)滤池反冲洗工作开展,为了保证反冲洗的合理性,确保反冲洗质量能够达到预期,反冲洗工作开展要逐格进行,不得为了追赶速度,在同一时间反冲洗两格,避免影响反冲洗强度。
(2)若需要反冲洗滤池时,工作人员要先关闭进水阀,待滤池水位降低至排水堰口时,关闭清水出口阀;开启排污出口阀;启动气反冲阀和鼓风机。
(3)通常情况下,反冲洗周期一般为18- 24h,特殊情况可允许反冲洗时间缩减到12h,避免反冲洗过于频繁,浪费大量滤后水。
(4)采用单水开展反冲洗时,采用较大流速的反向水流冲洗滤层,通过这一方式处理,可以使滤层实现流态化,受滤料颗粒碰撞与摩擦和水流剪力两者的共同作用影响,使截留杂质从滤料表面脱落,然后在水冲作用下,将杂质从滤池中带出。实际反冲洗效果主要受时间、强度等各因素影响,因此,在反冲洗时,要依据反冲洗的具体要求,适当调整反冲洗期间的各项参数。
(5)采取气、水反冲洗时,要加设冲洗设备具体操作程序。采用的操作方式主要有以下几种:第一种:先空气后水反冲洗。第二种,先同时采用水与空气,再用水反冲洗。第三种,先空气,再同时用气、水反冲,最后用水反冲。
(6)滤池反冲洗效果可以通过滤速、滤后水浊度、反冲洗强度、滤层膨胀率、滤料含泥率等参数的检测进行评估,根据评估结果判断滤池状况,调整优化反冲洗程序,保障滤池正常运行。
总之,从自来水厂的具体处理情况来看,要分析自来水厂自身情况、处理要求等各项内容,选择与需求相符的反冲洗工艺,既保证过滤效果又避免成本浪费。
2.4 优化消毒工艺
消毒是自来水生产过程中的一项重要工艺,通过前加氯和后加氯两次完成,目的就是提高处理效果,保证经过处理后,自来水消毒效果能够达到预期。通过对自来水厂中原水进行分析可以发现,其中存在大量的细菌、胶体等物质,这也就致使原水会呈现浑浊状态,如果这些物质未得到处理,长期存在于水体中,将会导致原水发生变质,其中最显著的表现就是水体会变色,而且还会释放难闻的气味,部分病原体、细菌也会通过水传播,一旦爆发传染性疾病,将会诱发群体性卫生事件,危害巨大。由此可见,在自来水厂运行过程中,必须依据原水的情况,通过“前加氯”预氧化,消除原水中的各种有害微生物,达到消毒目的。
原水经过净化处理后,水质整体来看已经足够清澈,水内已经不存在肉眼可见的杂质,但是此时水被并未达到应用标准,水内还会存在一些病毒和细菌,并未得到处理,可见,要采取二次消毒方式处理过滤水,这一工艺就是“后加氯”,加氯消毒流程如图2所示。
需要工作人员在工作期间注意的是,完成消毒处理作业之后,要对经过消毒处理后的水的质量情况进行检测,例如游离余氯、微生物指标检测等,确定消毒的水质是否达到处理要求。
3水质管理措施
3.1 注重监测水质
在自来水厂运行过程中,相关工作人员为了能够实时掌握水质情况,确保后续处理工作的合理性,可以在制水工艺关键质量控制点设置在线检测设备,如浊度、余氯、pH等,对原水、过程水和出厂水水质进行在线监测,减少人工检测工作量。工作人员通过对这些仪器可以精准、动态监测水质的变化情况,并对获取的数据进行分析。根据分析结果调整各种药剂投入量,提高处理效果,减少药剂使用量。
为了保证在线检测水质结果的准确性和可靠性,需要定期对在线监测设备进行巡检、结果比对和维护,发现故障及时维修。
3.2 培训工作人员
自来水厂生长期间采用的各种技术更新速度快,这就对相关工作人员的综合能力提出了较高要求。因此,要加强对工作人员的培训,使其能够掌握自来水厂在运行过程中各项操作要求,保证操作的准确性。培训内容应包括水处理工艺、设备操作、水质检测、生产巡检、数据分析、应急处置等。同时,工作人员还要加强对先进技术和工作经验的交流,取长补短,不断提升业务能力。
3.3 提高原水水质污染突发事件应急处置能力
(1)根据原水、出厂水历史检测数据,分析未来可能出现的原水水质风险,根据各类污染物处理技术和饮用水污染物超标可能造成的影响程度,对各水质指标进行风险等级综合评判,进行分级管控。
(2)分析各类污染物可以采用的应急处理技术,形成水质应急处理技术指南。
(3)根据水厂处理能力和处理难度,按原水污染物不同浓度设置不同响应等级,制定相应的应急预案。如超出水厂自身处理能力,应及时将问题上报给相应管理部门,由上级部门依据原水污染情况,加强源头控制或水力调控,确保出厂水质达标。
(4)做好应急队伍的建设,做好应急物资和应急投加系统的配置,定期组织培训和针对性演练强化应急体系建设。
(5)和政府相关部门、上游水厂建立原水水质监测、预警联动机制,实现原水监测结果互通共享、突发情况及时预警处置,并不断提升自身原水水质检测能力。
4 结语:
总而言之,饮用水安全会对人们生命健康产生直接影响。可见,自来水厂中的相关工作人员在实际工作开展期间,要从具体情况入手,加强对自来水厂控制内容探究,把控水处理工艺的各个环节,优化水处理,防范水质风险,提高饮用水质量,保证人们用水安全。
参考文献:
[1]雷梦真,方淑红,王若男.自来水厂不同水处理工艺环节对全氟化合物浓度的影响[J].三峡生态环境监测, 2024, 9 (01): 19-27.
[2]郭庆龄,吴锦谢.自来水厂深度处理工艺运行优化研究[J].给水排水, 2023, 59 (S1): 44-48+53.
[3]陈会娟.自来水厂生产能力与负荷评估系统研究与应用[J].北京水务, 2023, (02): 58-63.
[4]笪跃武,陈燚,缪绎,等.自来水厂排泥水处理浓缩工艺运行优化研究[J].给水排水, 2022, 58 (S2): 137-142.
[5]李杰,袁霄,赵黄浦.雨季原水水质波动条件下的自来水厂系统优化-水质保障和成本控制[J].山东化工, 2019, 48 (13): 247-248+250.
[6]范雨萍. 关于自来水厂常用的水处理消毒技术研究 [J]. 清洗世界, 2022, 38 (06): 84-86.
[7]杨玉军,钱龙,杨金明,等. 滇中某自来水厂排泥水的处理 [J]. 城市建设理论研究(电子版), 2020, (11): 46-47.
作者简介:任维(1981.10)女,汉族,湖南汨罗,硕士研究生,工程师,主要从事化学分析、水质管理、制水生产等方向工作


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