1、生活饮用水处理工艺探析摘要：本文介绍了我国居民生活饮用水的水质状况，对当前比较常用的水质处理过程进行了阐述，最后对某小区饮用水处理工程的设计进行了概述。 关键词：饮用水 水质处理 中图分类号：TU991.21 文献标识码： A 一、引文 我国经济迅速发展的同时也面临着严峻的生态环境问题，随着工业化的发展，大量的生活和工业废水排入水体，使人类赖以生存的水源日益受到污染； 而且常规自来水处理工艺的局限性，导致我国城市自来水存在不同程度的有机污染物、总硬度、铁锰、氨氮含量高等问题1。另一方面，自来水流入住户前，漫长的管道经过了复杂的地形和道路，有些管道年久失修，老化、生锈、材质不达标。高楼供水过程中
2、，自来水在水箱、水塔里停留时间过长，水中余氯消失，微生物滋生，且水箱长期不清洗，都造成了水龙头里流出的自来水重金属、有机物等超标。同时，随着人们生活水平的提高和健康条件的改善，对饮用水水质的要求越来越高。因此饮用水净化技术的发展日益为人们所关注。 二、生活饮用水处理技术 根据国家生活饮用水卫生标准 （GB5749-2006） ，生活饮用水应符合下列基本要求，保证用户饮用安全。 1.生活饮用水中不得含有病原微生物。 2.生活饮用水中的化学物质不得危害人体健康。 3.生活饮用水中放射性物质不得危害人体健康。 4.生活饮用水的感官性状良好。 5.生活饮用水应经过消毒处理。 健康饮用水应是水中没有对人
3、体有毒、有害、有异味的物质，且水中含有适量的有益于人体健康的矿物质和微量元素；它的理想硬度指标是 170mg/L(以碳酸钙计)左右，总溶解固体理想指标是 300mg/L，PH 值呈弱碱性(7.08.0)，水分子团小，水中溶解氧及二氧化碳含量适度(水中溶解氧含量 6mg/L)，还有水的溶解力、渗透力、扩散力、乳化力、洗净力等比较强，即所谓活水2。因此采用合理的饮用水处理工艺，是决定饮用水水质的关键因素。 水质处理的主要过程主要为： 一、水的预处理。水的预处理是指水进入离子交换装置或膜法脱盐装置前的处理过程，包括混凝、澄清、过滤、杀菌、活性炭过滤。根据水质的不同可以选择不同的预处理设备，预处理的目
4、的主要是除去水中的悬浮物，胶体物和有机物降低生物物质，如浮游生物，藻类和细菌。因市政用水量大，目前大多自来水厂基本上采用都是混凝澄清、沉淀、过滤工艺，对水质进行预处理消毒后就对外供水，很少对水质进行深度处理。 二、水的深度处理（软化、除盐） 。对水质进行深度处理的主要方法有离子交换法和膜过滤技术。离子交换的原理是利用离子交换树脂中的氢离子和氢氧根离子与水中的阴阳离子进行交换，将水中的阴、阳离子完全去除，此种方法主要在工业作为锅炉补给水处理方法，处理后的产水就是我们常说的除盐水。因除盐水不含有任何金属离子，饮用水一般不采用离子交换法处理。 膜过滤技术是以压力为推动力的膜分离技术，这是近年膜技术发
5、展后形成的新的水处理技术。根据膜选择性的不同可分为反渗透(RO)、纳滤(NF)、超滤(UF)和微滤(MF)四种过滤方式。四种方式的处理水质见下图。 根据膜技术四种过滤方式的出水水质，微滤和超滤属于水的预处理。纳滤和反渗透属于水的深度处理，能够将水中的大部分盐类、阴、阳离子去除。将自来水软化。 超滤（UF）:过滤精度在 0.001-0.1 微米，可滤去水中的铁锈、泥沙、悬浮物、胶体、细菌、大分子有机物等物质，并能保留水中对人体有益的一些矿物质离子。是目前生产矿泉水、山泉水的主要水处理工艺。超滤工艺中水的回收率可达到 95%。并可方便的实现冲洗和反冲洗，不宜堵塞，使用寿命长，超滤不需要加电加压，仅
6、依靠自来水压力就可以进行过滤，流量大，使用成本低廉，适合生活饮用水的净化处理。 钠滤（NF）:过滤精度在超滤和反渗透之间，纳滤主要去除的水中的二价及以上离子，经过钠滤仅保留了水中的一价离子和少量的二价离子，钠滤要求进水有一定的压力，水的回收率 80%，钠滤能够去除水中的硬度及重金属离子，将水质软化。 反渗透(RO):反渗透基本上能够将水中的离子去除，去除的离子的程度比纳滤高，反渗透过滤能够去除水中的硬度及重金属离子。同时也会将人体所必须的微量元素去除，长期饮用纯净水，人体得不到必须的微量元素，对人体会造成一定的影响。反渗透常用于海水、苦咸水处理。在一些水源缺乏的地区如海岛等地方应用广泛。 三、
7、某小区饮用水深度处理工艺设计 某小区位于复州城镇，水源引自复州城镇自来水厂，经管网输送至该小区后水质检测报告显示浑浊度、耗氧量等指标不合格，水质偏硬，重金属等指标偏高，故需要深度处理后再饮用。 本项目设计产水水量为 225m3/h，产水水质优于生活饮用水卫生标准 （GB 5749-2006） ，产水电导： 350s.cm。 1.工艺流程 【原水】原水泵多介质过滤器活性炭过滤器阻垢剂加药装置保安过滤器纳滤泵纳滤装置直饮水水箱臭氧消毒装置变频供水系统小区管网 2.系统组成 2.1 预处理系统 因原水中含悬浮物、胶体、有机物等达不到纳滤膜进水的水质要求。针对该水质特点，本系统采用的预处理设施为多介质
8、过滤器+活性炭过滤器。预处理系统作为纳滤的前处理，主要目的是去除原水中的悬浮物、胶体、浊度、大颗粒有机物等，防止进入钠滤系统，造成钠滤膜的污堵，同时设置活性炭过滤器，去除水中的余氯，防止氧化钠滤膜，降低钠滤膜的使用寿命。 2.2 纳滤系统 因原水中重金属离子超标，采用常规的处理工艺及超滤，均去除不掉重金属离子，只能选择钠滤来去除水中的重金属离子，钠滤能够有效地去除水中的重金属离子，将水质软化。所以根据进水水质，选择钠滤作为本工程的深度处理工艺。 纳滤系统配置两台格兰富水泵不锈钢材质高压泵为原水进入纳滤膜提供足够的压力，并保证稳定的流量。本工程中，拟采用美国陶氏纳滤膜，型号是 8040，它是目前
9、世界上性能稳定、使用寿命长的纳滤膜，具有较高脱盐率和高水量、低压运行等特点。 纳滤装置的运行工况： 1)设计温度： 25 T 5 2)设计预处理产水量：65m3/h.套 3)设计 NF 产水量： 225m3/h.套 阻垢剂加药装置 本系统设置两套阻垢剂计量加药装置。主要包括一台计量泵和一个容积为 200L 的计量储药箱。药剂的具体添加量根据现场的进水水质和选用药剂的品牌型号等可灵活调整；药剂的稀释倍数由药液浓度、计量泵的流量范围和计量箱的容积而定。 保安过滤器 保安过滤器用以去除 5m 以上的悬浮物，以保护纳滤膜不被堵塞，保安过滤器内装聚丙烯滤芯（过滤等级 5 微米） ，精密过滤器进出口设压力
10、指示表，当压差达到设定值时（进出口压力差大于 0.1Mpa）应及时更换滤芯，更换周期 1-3 个月。本系统在纳滤系统前设 5m 保安过滤器两台。 化学清洗系统 当系统运行较长时间后, 会积累某些难以冲洗的污垢，如有机物、无机盐结垢等，造成纳滤透膜性能下降，产水量将明显下降、压差增大、出水电导（含盐量）上升，这时仅靠系统自身的物理清洗已经不能达到用水要求，这类污垢必须使用化学药品进行清洗才能去除，以恢复纳滤膜的性能。化学清洗装置包括一台清洗液水箱、清洗过滤器、清洗泵以及配套管道、阀门和仪表。当膜组件受污染时,可以用它进行纳滤系统的化学清洗。 3.系统管道 本系统全部管道采用卫生级 SS304 不
11、锈钢材质。 四、.公用工程指标 4.1 厂房 水处理用房 200 平方米建设楼层 1 层，楼高 3.5 米；主要设备的大概尺寸（单位：mm）如下： 2 台多介质过滤器：2800*4200； 2 台活性炭过滤器：2800*4200； 2 套 25t/h 纳滤装置：长 x 宽 x 高=7000x1800x1500； 纳滤清洗装置：长 x 宽 x 高=1500x2000x1500； 2 套加药装置：长 x 宽 x 高=600x600x1500； 原水箱：长 x 宽 x 高=300x300x350 不锈钢材质； 净水水箱：长 x 宽 x 高=7000x8000x4000 不锈钢材质。 4.2 电力 电
12、源： 380V/220V10%，50HZ； 总装功率： 95kW； 运行功率： 60kW。 4.3 原水水量： 65-68m3/h。 4.4 纳滤浓水排放 钠滤浓水因无污染水，接入小区雨水管网排放。 五、.系统控制 本饮用水深度处理系统纳滤装置采用全自动控制。根据系统特点，纳滤采用 PLC 方式实现自动控制，触摸屏数字化显示。运行数据显示、存储、记忆等高智能化。故障声光报警自锁功能。可进行自动与手动运行方式的切换。 经该套设备处理之后，出水水质达到生活饮用水卫生标准 （GB 5749-2006） ，符合该小区的规格定位，满足小区内今后的餐饮、卫生等多方面的水质需求。 六、.结束语 随着现代科技的进步，净水处理行业出现了越来越多的许多新技术、新工艺，饮用水深度处理技术不断优化并得到日益广泛的应用，相信将来人们可以喝到更加经济、健康的水。 参考文献： 1杨敦 徐扬，生活饮用水的深度处理技术J，给水排水，2007（S2） 2朱守文， 饮用水深度处理工艺设计的探讨J，安徽建筑，2001（5） 3唐伟杰，李会强，郑京家庭饮用水净水处理工艺综述J广东化工，2012，39(17)
