饮用水净化与消毒

有机悬浮物 + 混凝剂 混 中 吸 凝聚、絮凝 沉
阴性电荷胶体
合 和 附 絮状物(矾花) 降
水解
混凝剂 + 水
正电荷的胶粒
水中负电荷的胶粒
凝聚
绒体或矾花
吸附悬浮物、部分细菌和溶解物
体积增大,重量增加
加速下沉 附图 水质净化电荷中和作用原理示意图
混凝沉淀池
沉淀池
（二）过滤
过滤（filtration）是指浑水通过石英砂等滤料层，以截 留水中悬浮杂质和微生物等的净水过程。过滤净水的原理如下：
▲1.氯化消毒
饮水的氯化消毒（chlorination）是指用氯或氯 制剂进行饮水消毒的一种方法。氯制剂有漂白粉和 漂白粉精等，凡含氯化合物中氯的价数大于-1者称 为有效氯，其具有杀菌作用。许多氯制剂如氯胺、 二氧化氯等的消毒也属于氯化消毒，但在公共给水 中，氯化消毒一词主要是指用液氯或漂白粉对饮水 进行的消毒。
▲氯消毒原理：
氯消毒原理在于氯或漂白粉在水中水解产生次氯酸， ①次氯酸不荷电，易于穿过细胞壁；
②是一种强氧化剂，能损害细胞膜，使其通透性增加， 使细胞内容物如蛋白质、RNA和DNA 漏出， ③能干扰多种酶系统，从而使细胞死亡，氯对病毒的 核酸有致死性损害。
自来水厂的工人正在给水消毒
2.臭氧消毒
机械阻留 接触混凝 表面吸附
出水
浊度<5
细颗粒……………………………………………….
小颗粒。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。
中颗粒
大颗粒
进水 附图 砂滤池(纵剖面)和过滤净化原理示意图
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（三）消毒
饮 水 消 毒 （ disinfection ） 方 法 可 分 物 理 消 毒法和化学消毒法，前者如煮沸、紫外线、超 声波等；后者如用氯、二氧化氯和臭氧等进行 消毒，其中应用最广的是氯化消毒。
臭氧是极强的氧化剂，它在水中的溶解度大约比氧大 13倍，因其极不稳定，需临时制备立即投入水中。
其优点是: a) 用量少，消毒效果比氯气和二氧化氯好； b) 接触时间短； c) pH值适应范围宽； d) 不影响水的感官性状，不产生三卤甲烷；有除臭、色、
铁、酚等多种作用。
2.臭氧消毒 其缺点是:
a) 技术要求高，投资费用大；
1.筛除作用 水通过滤料时，比滤层孔隙大的颗粒被阻留， 随着阻留颗粒的增多，滤层孔隙愈来愈小，较小的颗粒也会被 阻留。
2.沉淀作用 水中悬浮颗粒由于重力作用沉淀在滤料表面。 此外，比重较大的颗粒随水流动，还会因惯性作用直接碰撞而 降落到滤料表面。
3.接触凝聚作用 未被沉淀去除的细小絮凝体或脱稳颗粒， 当它们接近滤料颗粒表面时，会产生接触吸附，当滤料吸附絮 凝体后，其接触凝聚作用会加强。
集中式给水是指由水源集中取水，然后对水 进行净化和消毒，并通过输水管和配水管网送到 给水站和用户。通常称自来水。
分散式给水是指居民分散地直接从水源取水， 如井水、河水、泉水等。
水源水往往不能满足饮用水水质标准的要求，因而需 要处理。
取水 水处理
配水
水源选择
取水构筑
净化 消毒
混凝沉淀 过滤
氯化消毒 配水管网
b) 缺乏剩余消毒剂，因而需用第二消毒剂，否 则可引起细菌后生长。
目前，包括北京市在内的世界许多城市 水厂在水处理中采用臭氧消毒的方法
臭氧消毒直饮机
纯净水 游泳池
[问题讨论]
1.选择水源有何卫生学要求？可采取哪些取水方式？ 2.描述饮用水净化消毒的工艺流程。请各举一例影片 中使用了的混凝剂、助凝剂？ 3.影片中使用了什么沉淀装置？沉淀装置还有哪些类 型？ 4.影片中使用了什么过滤设备，举一例？ 5.影片中使用了什么消毒法？其它还有哪些消毒法， 各自有何优缺点？
▲消毒的目的是杀灭病原体，以防止介水传染 病的发生和流行。
地面水的常规处理是混凝沉淀、过滤和消毒， 地下水如果水质较好，仅需消毒处理。
（－）混凝沉淀
天然水中常含有各种悬浮物和胶体物质，由于重力作用某些悬浮物可
以下沉，使水浑浊度降低，称为自然沉淀。但天然水中的细小悬浮物，
特别是胶体颗粒，难以用自然沉淀的方法去除，因此需加混凝剂进行混凝 沉淀（coagulative precipitation）。常用的混凝剂有金属盐类和高分子两 类，前者如硫酸铝、三氯化铁和硫酸亚铁，后者如聚合氯化铝和聚丙烯酰 胺等。
[教学目标]
通过实验教学，要求了解集中式供水 的净化处理工艺流程，熟悉饮用水常用 消毒方法，掌握饮用水氯化消毒的评价 指标、检测方法和评价。
[基本理论]
天然水源暴露于环境中易受到污染， 往往不能满足饮用水水质卫生标准的要求， 因而集中式供水的水源水需要经过净化消 毒处理方能饮用。
生活饮用水的给水方式有两种，即集中式给 水和分散式给水。
混凝剂
氯 余氯
用户
末梢பைடு நூலகம்氯
集中式给水流程示意图
饮水的净化和消毒
▲饮用水的净化包括混凝沉淀和过滤，其目的 是降低水中的悬浮物质和胶体颗粒，清除水中可能 存在的原虫包囊以及大大降低水中微生物含量。
水的 净化
沉淀 过滤
自然沉淀(如进水河或输水渠道) 混凝沉淀
特殊处理*(如除臭、除味、除铁、淡化等)
饮水的净化和消毒