生活飲用水處理工藝探析

1、<p>　　生活飲用水處理工藝探析</p><p>　　摘要：本文介紹了我國居民生活飲用水的水質(zhì)狀況，對當前比較常用的水質(zhì)處理過程進行了闡述，最后對某小區(qū)飲用水處理工程的設計進行了概述。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：飲用水 水質(zhì)處理 </p><p>　　中圖分類號：TU991.21文獻標識碼： A </p><p><b&

2、gt;　　一、引文 </b></p><p>　　我國經(jīng)濟迅速發(fā)展的同時也面臨著嚴峻的生態(tài)環(huán)境問題，隨著工業(yè)化的發(fā)展，大量的生活和工業(yè)廢水排入水體，使人類賴以生存的水源日益受到污染； 而且常規(guī)自來水處理工藝的局限性，導致我國城市自來水存在不同程度的有機污染物、總硬度、鐵錳、氨氮含量高等問題[1]。另一方面，自來水流入住戶前，漫長的管道經(jīng)過了復雜的地形和道路，有些管道年久失修，老化、生銹、材質(zhì)不達標。高

3、樓供水過程中，自來水在水箱、水塔里停留時間過長，水中余氯消失，微生物滋生，且水箱長期不清洗，都造成了水龍頭里流出的自來水重金屬、有機物等超標。同時，隨著人們生活水平的提高和健康條件的改善，對飲用水水質(zhì)的要求越來越高。因此飲用水凈化技術(shù)的發(fā)展日益為人們所關(guān)注。 </p><p>　　二、生活飲用水處理技術(shù) </p><p>　　根據(jù)《國家生活飲用水衛(wèi)生標準》（GB5749-2006），生活飲

4、用水應符合下列基本要求，保證用戶飲用安全。 </p><p>　　1.生活飲用水中不得含有病原微生物。 </p><p>　　2.生活飲用水中的化學物質(zhì)不得危害人體健康。 </p><p>　　3.生活飲用水中放射性物質(zhì)不得危害人體健康。 </p><p>　　4.生活飲用水的感官性狀良好。 </p><p>　　5.

5、生活飲用水應經(jīng)過消毒處理。 </p><p>　　健康飲用水應是水中沒有對人體有毒、有害、有異味的物質(zhì)，且水中含有適量的有益于人體健康的礦物質(zhì)和微量元素；它的理想硬度指標是170mg/L(以碳酸鈣計)左右，總?cè)芙夤腆w理想指標是300mg/L，PH值呈弱堿性(7.0—8.0)，水分子團小，水中溶解氧及二氧化碳含量適度(水中溶解氧含量6mg/L)，還有水的溶解力、滲透力、擴散力、乳化力、洗凈力等比較強，即所謂活水[2

6、]。因此采用合理的飲用水處理工藝，是決定飲用水水質(zhì)的關(guān)鍵因素。 </p><p>　　水質(zhì)處理的主要過程主要為： </p><p>　　一、水的預處理。水的預處理是指水進入離子交換裝置或膜法脫鹽裝置前的處理過程，包括混凝、澄清、過濾、殺菌、活性炭過濾。根據(jù)水質(zhì)的不同可以選擇不同的預處理設備，預處理的目的主要是①除去水中的懸浮物，膠體物和有機物②降低生物物質(zhì)，如浮游生物，藻類和細菌。因市政用

7、水量大，目前大多自來水廠基本上采用都是混凝澄清、沉淀、過濾工藝，對水質(zhì)進行預處理消毒后就對外供水，很少對水質(zhì)進行深度處理。 </p><p>　　二、水的深度處理（軟化、除鹽）。對水質(zhì)進行深度處理的主要方法有離子交換法和膜過濾技術(shù)。離子交換的原理是利用離子交換樹脂中的氫離子和氫氧根離子與水中的陰陽離子進行交換，將水中的陰、陽離子完全去除，此種方法主要在工業(yè)作為鍋爐補給水處理方法，處理后的產(chǎn)水就是我們常說的除鹽水。

8、因除鹽水不含有任何金屬離子，飲用水一般不采用離子交換法處理。 </p><p>　　膜過濾技術(shù)是以壓力為推動力的膜分離技術(shù)，這是近年膜技術(shù)發(fā)展后形成的新的水處理技術(shù)。根據(jù)膜選擇性的不同可分為反滲透(RO)、納濾(NF)、超濾(UF)和微濾(MF)四種過濾方式。四種方式的處理水質(zhì)見下圖。 </p><p>　　根據(jù)膜技術(shù)四種過濾方式的出水水質(zhì)，微濾和超濾屬于水的預處理。納濾和反滲透屬于水的深

9、度處理，能夠?qū)⑺械拇蟛糠蛀}類、陰、陽離子去除。將自來水軟化。 </p><p>　　超濾（UF）:過濾精度在0.001-0.1微米，可濾去水中的鐵銹、泥沙、懸浮物、膠體、細菌、大分子有機物等物質(zhì)，并能保留水中對人體有益的一些礦物質(zhì)離子。是目前生產(chǎn)礦泉水、山泉水的主要水處理工藝。超濾工藝中水的回收率可達到95%。并可方便的實現(xiàn)沖洗和反沖洗，不宜堵塞，使用壽命長，超濾不需要加電加壓，僅依靠自來水壓力就可以進行過濾，

10、流量大，使用成本低廉，適合生活飲用水的凈化處理。 </p><p>　　鈉濾（NF）:過濾精度在超濾和反滲透之間，納濾主要去除的水中的二價及以上離子，經(jīng)過鈉濾僅保留了水中的一價離子和少量的二價離子，鈉濾要求進水有一定的壓力，水的回收率80%，鈉濾能夠去除水中的硬度及重金屬離子，將水質(zhì)軟化。 </p><p>　　反滲透(RO):反滲透基本上能夠?qū)⑺械碾x子去除，去除的離子的程度比納濾高，反

11、滲透過濾能夠去除水中的硬度及重金屬離子。同時也會將人體所必須的微量元素去除，長期飲用純凈水，人體得不到必須的微量元素，對人體會造成一定的影響。反滲透常用于海水、苦咸水處理。在一些水源缺乏的地區(qū)如海島等地方應用廣泛。 </p><p>　　三、某小區(qū)飲用水深度處理工藝設計 </p><p>　　某小區(qū)位于復州城鎮(zhèn)，水源引自復州城鎮(zhèn)自來水廠，經(jīng)管網(wǎng)輸送至該小區(qū)后水質(zhì)檢測報告顯示渾濁度、耗氧量等

12、指標不合格，水質(zhì)偏硬，重金屬等指標偏高，故需要深度處理后再飲用。 </p><p>　　本項目設計產(chǎn)水水量為2×25m3/h，產(chǎn)水水質(zhì)優(yōu)于《生活飲用水衛(wèi)生標準》（GB 5749-2006），產(chǎn)水電導： <350μs.cm。 </p><p><b>　　1.工藝流程 </b></p><p>　　【原水】→原水泵→多介質(zhì)過濾器→

13、活性炭過濾器→阻垢劑加藥裝置→保安過濾器→納濾泵→納濾裝置→直飲水水箱→臭氧消毒裝置→變頻供水系統(tǒng)→小區(qū)管網(wǎng) </p><p><b>　　2.系統(tǒng)組成 </b></p><p><b>　　2.1預處理系統(tǒng) </b></p><p>　　因原水中含懸浮物、膠體、有機物等達不到納濾膜進水的水質(zhì)要求。針對該水質(zhì)特點，本系統(tǒng)采

14、用的預處理設施為多介質(zhì)過濾器+活性炭過濾器。預處理系統(tǒng)作為納濾的前處理，主要目的是去除原水中的懸浮物、膠體、濁度、大顆粒有機物等，防止進入鈉濾系統(tǒng)，造成鈉濾膜的污堵，同時設置活性炭過濾器，去除水中的余氯，防止氧化鈉濾膜，降低鈉濾膜的使用壽命。 </p><p><b>　　2.2納濾系統(tǒng) </b></p><p>　　因原水中重金屬離子超標，采用常規(guī)的處理工藝及超濾，

15、均去除不掉重金屬離子，只能選擇鈉濾來去除水中的重金屬離子，鈉濾能夠有效地去除水中的重金屬離子，將水質(zhì)軟化。所以根據(jù)進水水質(zhì)，選擇鈉濾作為本工程的深度處理工藝。 </p><p>　　納濾系統(tǒng)配置兩臺格蘭富水泵不銹鋼材質(zhì)高壓泵為原水進入納濾膜提供足夠的壓力，并保證穩(wěn)定的流量。本工程中，擬采用美國陶氏納濾膜，型號是8040，它是目前世界上性能穩(wěn)定、使用壽命長的納濾膜，具有較高脫鹽率和高水量、低壓運行等特點。 <

16、/p><p>　　納濾裝置的運行工況： </p><p>　　1)設計溫度： 25℃ ≥T ≥5℃ </p><p>　　2)設計預處理產(chǎn)水量：65m3/h.套 </p><p>　　3)設計NF產(chǎn)水量： 2×25m3/h.套 </p><p><b>　　阻垢劑加藥裝置 </b></

17、p><p>　　本系統(tǒng)設置兩套阻垢劑計量加藥裝置。主要包括一臺計量泵和一個容積為200L的計量儲藥箱。藥劑的具體添加量根據(jù)現(xiàn)場的進水水質(zhì)和選用藥劑的品牌型號等可靈活調(diào)整；藥劑的稀釋倍數(shù)由藥液濃度、計量泵的流量范圍和計量箱的容積而定。 </p><p><b>　　保安過濾器 </b></p><p>　　保安過濾器用以去除5μm以上的懸浮物，以保護

18、納濾膜不被堵塞，保安過濾器內(nèi)裝聚丙烯濾芯（過濾等級5微米），精密過濾器進出口設壓力指示表，當壓差達到設定值時（進出口壓力差大于0.1Mpa）應及時更換濾芯，更換周期1-3個月。本系統(tǒng)在納濾系統(tǒng)前設5μm保安過濾器兩臺。 </p><p><b>　　化學清洗系統(tǒng) </b></p><p>　　當系統(tǒng)運行較長時間后, 會積累某些難以沖洗的污垢，如有機物、無機鹽結(jié)垢等，造

19、成納濾透膜性能下降，產(chǎn)水量將明顯下降、壓差增大、出水電導（含鹽量）上升，這時僅靠系統(tǒng)自身的物理清洗已經(jīng)不能達到用水要求，這類污垢必須使用化學藥品進行清洗才能去除，以恢復納濾膜的性能?；瘜W清洗裝置包括一臺清洗液水箱、清洗過濾器、清洗泵以及配套管道、閥門和儀表。當膜組件受污染時,可以用它進行納濾系統(tǒng)的化學清洗。 </p><p><b>　　3.系統(tǒng)管道 </b></p><

20、p>　　本系統(tǒng)全部管道采用衛(wèi)生級SS304不銹鋼材質(zhì)。 </p><p>　　四、.公用工程指標 </p><p><b>　　4.1廠房 </b></p><p>　　水處理用房200平方米建設樓層1層，樓高3.5米；主要設備的大概尺寸（單位：mm）如下： </p><p>　　2臺多介質(zhì)過濾器：φ2800*42

21、00； </p><p>　　2臺活性炭過濾器：φ2800*4200； </p><p>　　2套25t/h納濾裝置：長x寬x高=7000x1800x1500； </p><p>　　納濾清洗裝置：長x寬x高=1500x2000x1500； </p><p>　　2套加藥裝置：長x寬x高=600x600x1500； </p>&

22、lt;p>　　原水箱：長x寬x高=300x300x350不銹鋼材質(zhì)； </p><p>　　凈水水箱：長x寬x高=7000x8000x4000不銹鋼材質(zhì)。 </p><p><b>　　4.2電力 </b></p><p>　　電源： 380V/220V±10%，50HZ； </p><p>　　總裝功率

23、： 95kW； </p><p>　　運行功率： 60kW。 </p><p><b>　　4.3原水水量： </b></p><p>　　65-68m3/h。 </p><p>　　4.4納濾濃水排放 </p><p>　　鈉濾濃水因無污染水，接入小區(qū)雨水管網(wǎng)排放。 </p>&l

24、t;p><b>　　五、.系統(tǒng)控制 </b></p><p>　　本飲用水深度處理系統(tǒng)納濾裝置采用全自動控制。根據(jù)系統(tǒng)特點，納濾采用PLC方式實現(xiàn)自動控制，觸摸屏數(shù)字化顯示。運行數(shù)據(jù)顯示、存儲、記憶等高智能化。故障聲光報警自鎖功能?？蛇M行自動與手動運行方式的切換。 </p><p>　　經(jīng)該套設備處理之后，出水水質(zhì)達到《生活飲用水衛(wèi)生標準》（GB 5749-20

25、06），符合該小區(qū)的規(guī)格定位，滿足小區(qū)內(nèi)今后的餐飲、衛(wèi)生等多方面的水質(zhì)需求。 </p><p><b>　　六、.結(jié)束語 </b></p><p>　　隨著現(xiàn)代科技的進步，凈水處理行業(yè)出現(xiàn)了越來越多的許多新技術(shù)、新工藝，飲用水深度處理技術(shù)不斷優(yōu)化并得到日益廣泛的應用，相信將來人們可以喝到更加經(jīng)濟、健康的水。 </p><p><b>

26、　　參考文獻： </b></p><p>　　[1]楊敦 徐揚，生活飲用水的深度處理技術(shù)[J]，給水排水，2007（S2） </p><p>　　[2]朱守文， 飲用水深度處理工藝設計的探討[J]，安徽建筑，2001（5） </p><p>　　[3]唐偉杰，李會強，鄭京．家庭飲用水凈水處理工藝綜述[J]．廣東化工，2012，39(17) </p&