环卫(饮用水2)

1、第五节第五节 集中式给水集中式给水（collecting water supply system）生活饮用水给水方式的优缺点生活饮用水给水方式的优缺点给水给水方式方式集中式给水集中式给水（自来水）（自来水）分散式给水分散式给水优点优点缺点缺点有利水源选择和保护有利水源选择和保护易于保证水质易于保证水质用水方便用水方便一旦受污染影响大一旦受污染影响大一旦受污染影响小一旦受污染影响小不利水源选择和保护不利水源选择和保护不易保证水质不易保证水质用水不方便用水不方便（河水、井水）（河水、井水）水源水源一级泵站一级泵站反应池反应池沉淀池沉淀池快滤池快滤池清水池清水池二级泵站二级泵站管网管网地面水净化流程

2、示意图地面水净化流程示意图加混凝剂加混凝剂加氯加氯取水设备取水设备净化消毒设备净化消毒设备配水设备配水设备澄清池澄清池地下水净化流程示意图地下水净化流程示意图水井水井水泵水泵水塔或压力罐水塔或压力罐管网管网用户用户加消毒剂加消毒剂一、水源选择和卫生防护一、水源选择和卫生防护 (choice of water source and sanitary protection) 1. 水量充足水量充足 要求要求95%保证率的枯水流量大于总用水量保证率的枯水流量大于总用水量 2. 水质良好水质良好 水源水质应符合水源水质应符合地表水环境质量标准地表水环境质量标准 （一）水源选择的原则（一）水源选择的原则

3、 地方病区应选含氟地方病区应选含氟( 1 mg/L) 、含碘量、含碘量 （ 10ug/L）适宜水源）适宜水源便于防护便于防护 水源周围卫生状况良好，不受废水污染水源周围卫生状况良好，不受废水污染 取水点应设置在工矿企业的上游取水点应设置在工矿企业的上游 4. 技术经济合理技术经济合理 优先选用地下水作为水源优先选用地下水作为水源地面水水源地面水水源(二二) 水源卫生防护水源卫生防护1. 地表水水源卫生防护地表水水源卫生防护 取水点周围取水点周围100m半径水域内半径水域内, 严禁可能污染严禁可能污染 水源的一切活动水源的一切活动 取水点上游取水点上游1000m 和下游和下游100m水域内，不得

4、水域内，不得 排入废水。不得设置污染源，不得进行污水排入废水。不得设置污染源，不得进行污水 灌田和施用危害大的农药灌田和施用危害大的农药 取水点上游取水点上游1000m 以外的地区，应限制污染以外的地区，应限制污染 物的排放物的排放2. 地下水水源卫生防护地下水水源卫生防护 井周一定范围内井周一定范围内 ,不得建厕所，不得进行污水不得建厕所，不得进行污水 灌田和施用危害大的农药灌田和施用危害大的农药二、取水点和取水设备二、取水点和取水设备1. 地面水的取水点位置地面水的取水点位置 位于城镇和工业企业上游位于城镇和工业企业上游, 避开污染源避开污染源 最低水深应有最低水深应有2.5m以上以上进水

5、口进水口1.5m1.0m2. 地面水取水设备地面水取水设备3. 地下水取水设备地下水取水设备(深度深度20m)(300m)三、水质处理三、水质处理 ( (treatment of water quality) )水厂水质水厂水质常规处理常规处理工艺过程工艺过程净化净化消毒消毒混凝沉淀混凝沉淀过滤过滤去除悬浮物质去除悬浮物质、胶体物质，、胶体物质，改善感官性状改善感官性状- 杀灭病原体杀灭病原体（一）（一） 混凝沉淀混凝沉淀（coagulation precipitation）1. 混凝沉淀的原理混凝沉淀的原理(1) 压缩双电层作用压缩双电层作用-水中粘土胶团表面具有双电子层（带负电水中粘土胶团

6、表面具有双电子层（带负电 吸附层和带正电扩散层）吸附层和带正电扩散层）,水中加入硫酸铝水中加入硫酸铝 等混凝剂后等混凝剂后, 形成的正离子挤入扩散层形成的正离子挤入扩散层 , 进进 入吸附层入吸附层, 使双电层被压缩使双电层被压缩 ,胶粒表面负电胶粒表面负电 性降低性降低 , 胶粒间的静电斥能降低而相互吸胶粒间的静电斥能降低而相互吸 附凝聚附凝聚 (2) 电中和作用电中和作用硫酸铝硫酸铝水解水解水中带负电水中带负电胶体粒子胶体粒子彼此中和彼此中和相互凝聚相互凝聚绒体或矾花绒体或矾花带正电胶带正电胶体粒子体粒子(3) 吸附架桥作用吸附架桥作用 硫酸铝硫酸铝水解水解线形结构线形结构高聚物高聚物吸附

7、胶体微粒吸附胶体微粒网状网状结构结构微粒间距微粒间距离缩短而离缩短而相互粘结相互粘结聚凝体聚凝体架桥架桥聚合聚合硫酸铝混凝沉淀原理硫酸铝混凝沉淀原理Al2(SO)3 + 12 H2O 2 Al(H2O)63+ +3SO42-Al(H2O)63+H2OAl(OH)(H2O)52+ H+Al(OH)(H2O)52+ H2OAl(OH)2(H2O)4+ H+Al(OH)2(H2O)4+ H2OAl(OH)3(H2O)3水合氢氧化铝沉淀水合氢氧化铝沉淀+ H+水合铝离子水合铝离子羟基络合物羟基络合物羟基络合物羟基络合物Al(OH)(H2O)52+ Al(OH)(H2O)52+聚合聚合-2 H2O(H2

8、O)4AlHOHOAl (H2O)44+2H2O2. 常用混凝剂常用混凝剂 (coagulant agent)混凝剂混凝剂金属盐类金属盐类混凝剂混凝剂高分子高分子混凝剂混凝剂铝盐铝盐铁盐铁盐硫酸铝硫酸铝明矾明矾(硫酸钾铝硫酸钾铝)三氯化铁三氯化铁硫酸亚铁硫酸亚铁硫酸铁硫酸铁聚合氯化铝聚合氯化铝聚丙烯酰胺聚丙烯酰胺 (吸附架桥吸附架桥)混凝剂混凝剂硫酸铝硫酸铝 3. 混凝设备混凝设备 (1) 混凝剂投加设备混凝剂投加设备-泵前加药，湿式投药泵前加药，湿式投药(2) 混合设备混合设备 -水泵混合水泵混合混凝剂溶解池混凝剂溶解池混凝剂投加设备混凝剂投加设备(3) 反应设备反应设备-使初级矾花不断增大

9、使初级矾花不断增大 进水管进水管折流式隔板反应池示意图折流式隔板反应池示意图(平面图平面图)隔板反应池隔板反应池 ( reaction tank)反应池运行过程（反应池运行过程（VCD）4. 沉淀设备沉淀设备-去除反应增大的聚凝体去除反应增大的聚凝体进水进水出水出水（平面图）（平面图）出水出水进水进水（剖面图）（剖面图）集泥斗集泥斗隔板反应池隔板反应池平流式沉淀池示意图平流式沉淀池示意图斜板沉淀池的水流方向斜板沉淀池的水流方向上向流上向流横向流横向流下向流下向流沉淀池沉淀池(sedimentation tank)沉淀池沉淀池沉淀池（沉淀池（VCD）5. 澄清澄清 ( clarification

10、) 综合完成混合、反应、沉淀作用综合完成混合、反应、沉淀作用（二）（二） 过滤过滤 去除未沉淀的细微杂质去除未沉淀的细微杂质 , 去除大部分病原体去除大部分病原体1、过滤净水原理、过滤净水原理 筛除作用筛除作用 接触凝聚作用接触凝聚作用2、 滤池工作周期滤池工作周期 成熟期成熟期 过滤期过滤期 清洗期清洗期(filtration)快滤池（快滤池（rapid filter)过滤池过滤池过滤池（过滤池（VCD）（三）（三） 水的消毒水的消毒（disinfection of water）饮水消毒方法饮水消毒方法 化学方法化学方法 物理方法物理方法 氯化消毒氯化消毒 (chlorination) 臭氧

11、臭氧 (ozone) 二氧化氯二氧化氯 (chlorine dioxide) 紫外线紫外线 (ultraviolet radiation) 煮沸煮沸 (boiling) 1. 氯化消毒氯化消毒（chlorination）（1）基本概念）基本概念 有效氯有效氯 (available chlorine) -含氯化合物中具有杀菌作用的有效成分，含氯化合物中具有杀菌作用的有效成分， 或含氯化合物中氯的价数大于或含氯化合物中氯的价数大于-1价的氯价的氯 漂白粉漂白粉 caocl+1cl-1漂粉精漂粉精 caocl+1ocl+1 需氯量需氯量 ( chlorine demand ) -用氯消毒时，杀死细菌

12、以及氧化有机用氯消毒时，杀死细菌以及氧化有机 物和还原性无机物所消耗的有效氯量物和还原性无机物所消耗的有效氯量 余氯余氯 (residual chlorine) -氯化消毒时，在达到消毒效果后，水中还氯化消毒时，在达到消毒效果后，水中还 剩余一些有效氯剩余一些有效氯余氯的作用余氯的作用抑制残存细菌的繁殖抑制残存细菌的繁殖指示二次污染指示二次污染指示加氯量是否适当指示加氯量是否适当 加氯量加氯量 (chlorine dose)= 需氯量需氯量 + 余氯余氯加漂粉精量加漂粉精量（50%有效氯）有效氯）加氯量加氯量需氯量需氯量余氯余氯-余氯分游离氯（余氯分游离氯（HOCl，OCl -）和化合氯）和化

13、合氯 （ NH2Cl ， NHCl2） （2）常用于氯化消毒的含氯化合物）常用于氯化消毒的含氯化合物 气态氯气态氯 Cl2 漂白粉漂白粉 Ca(OCl)Cl 漂粉精漂粉精 Ca(OCl)2(3) 氯化消毒的原理氯化消毒的原理Cl2 + H2O HOCl + H+ + Cl2 Ca(OCl) Cl +2 H2OCa(OH)2+ HOCl +CaCl2Ca(OCl) 2+ 2 H2OCa(OH)2+ 2 HOCl Cl2水解水解HOCl 体积微小体积微小电荷中性电荷中性透过细菌透过细菌细胞壁细胞壁强氧化性强氧化性蛋白质、蛋白质、核酸外释核酸外释影响细菌影响细菌酶系统酶系统细菌细菌死亡死亡氯化消毒的

14、原理氯化消毒的原理损害细菌损害细菌细胞膜细胞膜氯化消毒原理（氯化消毒原理（VCD） 氯对病毒的作用氯对病毒的作用-对病毒核酸的致死性损害对病毒核酸的致死性损害 氯胺的杀菌机理氯胺的杀菌机理NH3 + HOClNH2Cl + H2ONH2Cl + HOCl NHCl2 + H2ONHCl2 + HOCl NCl3 + H2O一氯胺一氯胺二氯胺二氯胺三氯胺三氯胺（二氯胺的杀菌效果大于一氯胺，三氯胺无消毒效果）（二氯胺的杀菌效果大于一氯胺，三氯胺无消毒效果）-次氯酸的作用次氯酸的作用+1+1-1（4）影响氯化消毒的因素）影响氯化消毒的因素 加氯量和接触时间加氯量和接触时间-普通氯化法消毒普通氯化法消

15、毒, 接触时间接触时间30分钟分钟, 余余 氯保持氯保持0.30.5 mg /L 水的水的pH值值 HOC lH+ OC l-水的水的pH值增高值增高, HOC l减少减少, OC l 增增 加加, 杀菌效果下降杀菌效果下降- HOC l的杀菌效果是的杀菌效果是OC l 的的80倍倍 水温水温-水温每提高水温每提高10，病菌杀灭率约高，病菌杀灭率约高 23 倍。冬季消毒接触时间比夏季长倍。冬季消毒接触时间比夏季长 水的浑浊度水的浑浊度 消耗有效氯，细菌多附消耗有效氯，细菌多附 -水中悬浮颗粒能水中悬浮颗粒能 在悬浮物中，不易受到氯的作用在悬浮物中，不易受到氯的作用 水中微生物的种类和数量水中微

16、生物的种类和数量 -大肠杆菌抵抗力最低，病毒次之大肠杆菌抵抗力最低，病毒次之, 原虫包原虫包 囊抵抗力最强囊抵抗力最强 （5） 氯化消毒的优缺点氯化消毒的优缺点 加氯量省、接触时间短、效果可靠加氯量省、接触时间短、效果可靠 经济、方便、实用经济、方便、实用 缺点缺点 水中含酚时，形成氯酚，产生臭味水中含酚时，形成氯酚，产生臭味 游离余氯较不稳定游离余氯较不稳定, 不宜保持至管网末梢不宜保持至管网末梢 对病毒杀灭效果较差对病毒杀灭效果较差 能产生三卤甲烷类致癌物质能产生三卤甲烷类致癌物质 优点优点（6）加氯设备）加氯设备大、中型水厂一般采用液氯消毒大、中型水厂一般采用液氯消毒-液氯钢瓶液氯钢瓶转

17、子加氯机转子加氯机转子加氯机转子加氯机水厂消毒（水厂消毒（VCD） 以地下水为水源的小水厂可用漂白以地下水为水源的小水厂可用漂白 粉消毒粉消毒, 漂白粉有效氯应达到漂白粉有效氯应达到 25%2. 臭氧消毒臭氧消毒 (ozonation)优点优点 对细菌、病毒杀灭效果比对细菌、病毒杀灭效果比Cl2和和ClO2好好 用量少用量少 , 接触时间短接触时间短 不形成三卤甲烷类物质不形成三卤甲烷类物质 有很好的除色、臭、味能力有很好的除色、臭、味能力缺点缺点 投资大，耗费多投资大，耗费多 可产生致癌副产物溴酸盐可产生致癌副产物溴酸盐 -由空气中氧在高压电流作用下制取。由空气中氧在高压电流作用下制取。O3

18、 极不稳定，需随时制备，随时使用极不稳定，需随时制备，随时使用 对配水管有腐蚀作用对配水管有腐蚀作用不能维持剩余臭氧不能维持剩余臭氧 , 无持续杀菌作用无持续杀菌作用3. 二氧化氯消毒二氧化氯消毒 优点优点 消毒能力比氯好，仅次于臭氧消毒能力比氯好，仅次于臭氧 不形成三卤甲烷类物质不形成三卤甲烷类物质 能保持余氯，余氯无氯臭味能保持余氯，余氯无氯臭味 有很好的除色、臭、味能力有很好的除色、臭、味能力缺点缺点 成本高成本高 歧化产物可致溶血性贫血和变性血歧化产物可致溶血性贫血和变性血 红蛋白血症红蛋白血症 消毒效果不受消毒效果不受pH 影响影响 制备制备ClO2不安全不安全, 具爆炸性具爆炸性

19、-由亚氯酸钠和氯在酸性溶液中反应生成的澄黄由亚氯酸钠和氯在酸性溶液中反应生成的澄黄 色气体色气体, 遇光易分解遇光易分解, 需边生产需边生产, 边使用边使用 4. 紫外线消毒紫外线消毒优点优点 接触时间短、杀菌效率高接触时间短、杀菌效率高 处理后的水无色、无味处理后的水无色、无味缺点缺点 消毒后无持续杀菌作用消毒后无持续杀菌作用 处理能力低，适用供水量不大的场所处理能力低，适用供水量不大的场所-一般用波长为一般用波长为254nm的紫外灯的紫外灯, 消毒设备有浸入消毒设备有浸入 式、水面式。要求水浊度低，水深不超过式、水面式。要求水浊度低，水深不超过12cm水流入口水流入口水流出口水流出口紫外线

20、水消毒器紫外线水消毒器 (水面式水面式)地面水源地面水源混凝剂溶解池混凝剂溶解池混凝剂投加设备混凝剂投加设备反应池反应池沉淀池沉淀池过滤池过滤池氯气消毒氯气消毒（四）饮用水的深度净化（四）饮用水的深度净化-在自来水原有常规净化的基础上在自来水原有常规净化的基础上, 对水质进一对水质进一 步净化处理步净化处理1、深度净化的目的、深度净化的目的进一步改善水的感官性状进一步改善水的感官性状(色、嗅、味、浑浊度）色、嗅、味、浑浊度）去除微量有机、无机污染物去除微量有机、无机污染物2、深度净化的方式、深度净化的方式 分散式分散式-桶装纯水（反渗透、蒸馏）桶装纯水（反渗透、蒸馏）,桶装净水桶装净水 (活性

21、炭吸附、超滤）活性炭吸附、超滤）, 家用净水器家用净水器 集中式集中式-双管分质供水双管分质供水, 直饮水需采用深度净化直饮水需采用深度净化 (活性炭吸附、反渗透、臭氧消毒）活性炭吸附、反渗透、臭氧消毒）3、深度净化常用方法原理、深度净化常用方法原理活性炭活性炭-主要吸附去除水中嗅味、有机物主要吸附去除水中嗅味、有机物超滤超滤-水在一定压力下通过半透膜，水和水在一定压力下通过半透膜，水和 电解质能透过半透膜电解质能透过半透膜, 而微粒、大分而微粒、大分 子物质、微生物被截留去除子物质、微生物被截留去除反渗透反渗透-在一定压力下，用半透膜使水溶在一定压力下，用半透膜使水溶 液中水和溶质分离液中水

22、和溶质分离 (制纯水制纯水)4、饮用水深度净化有关卫生问题、饮用水深度净化有关卫生问题活性炭使用一定时间会繁殖细菌活性炭使用一定时间会繁殖细菌, 吸附饱和吸附饱和 桶装水生产过程消毒不严桶装水生产过程消毒不严, 微生物常超标微生物常超标 纯水去除微量元素和无机盐纯水去除微量元素和无机盐, 长期饮用不利长期饮用不利超滤净水原理示意图超滤净水原理示意图水水溶质溶质+水水半透膜半透膜初始状态初始状态水水溶质溶质+水水半透膜半透膜渗透状态渗透状态水水溶质溶质+水水半透膜半透膜反渗透状态反渗透状态水水水水加压加压反渗透原理反渗透原理各种家用净水器各种家用净水器（滤芯和滤材）（滤芯和滤材） 2010年上海

23、世博会直饮水设备年上海世博会直饮水设备（自来水（自来水 活性炭活性炭 超滤膜超滤膜 紫外线紫外线 直饮水直饮水 ）四、配水管网的卫生要求四、配水管网的卫生要求1. 配水管网的布置形式配水管网的布置形式-分枝状、环状分枝状、环状2. 配水管卫生配水管卫生-防腐、安全性防腐、安全性3. 管道埋设卫生管道埋设卫生 避免穿过垃圾堆和毒物污染区避免穿过垃圾堆和毒物污染区 水管与污水管平行埋设时水管与污水管平行埋设时, 垂直间距垂直间距 0.5 m， 水平间距水平间距 1.53 m 交叉埋设交叉埋设, 水管应在污水管上面水管应在污水管上面, 垂直间距垂直间距 0.4 m 单位自备供水系统不得与城镇饮用水管网连接单位自备供水系统不得与城镇饮用水管网连接 管道安装完毕后，应充分冲洗和消毒管道安装完毕后，应充分冲洗和消毒5.