自來(lái)水廠采用哪些凈水方法 達(dá)到的目的 (化學(xué))

【專(zhuān)家解說(shuō)】：首先來(lái)了解下自來(lái)水的生產(chǎn)過(guò)程： 1、自來(lái)水是如何生產(chǎn)的？ 眾所周知，由于自然因素和人為因素，原水里含有各種各樣的雜質(zhì)。從給水處理角度考慮，這些雜質(zhì)可分為懸浮物、膠體、溶解物三大類(lèi)。城市水廠凈水處理的目的就是去除原水中這些會(huì)給人類(lèi)健康和工業(yè)生產(chǎn)帶來(lái)危害的懸浮物質(zhì)、膠體物質(zhì)、細(xì)菌及其他有害成分，使凈化后的水能滿足生活飲用及工業(yè)生產(chǎn)的需要。市自來(lái)水總公司水廠采用常規(guī)水處理工藝，它包括混合、反應(yīng)、沉淀、過(guò)濾及消毒幾個(gè)過(guò)程。 （1）混凝反應(yīng)處理 原水經(jīng)取水泵房提升后，首先經(jīng)過(guò)混凝工藝處理，即： 原水 + 水處理劑 → 混合 → 反應(yīng) → 礬花水 自藥劑與水均勻混合起直到大顆粒絮凝體形成為止，整個(gè)稱(chēng)混凝過(guò)程。常用的水處理劑有聚合氯化鋁、硫酸鋁、三氯化鐵等。汕頭市使用的是堿式氯化鋁。根據(jù)鋁元素的化學(xué)性質(zhì)可知，投入藥劑后水中存在電離出來(lái)的鋁離子，它與水分子存在以下的可逆反應(yīng)： Al3+ + 3H2O ←→ Al(OH)3 + 3H+ 氫氧化鋁具有吸附作用，可把水中不易沉淀的膠粒及微小懸浮物脫穩(wěn)、相互聚結(jié)，再被吸附架橋，從而形成較大的絮粒，以利于從水中分離、沉降下來(lái)。 混合過(guò)程要求在加藥后迅速完成?；旌系哪康氖峭ㄟ^(guò)水力、機(jī)械的劇烈攪拌，使藥劑迅速均勻地散于水中。 經(jīng)混凝反應(yīng)處理過(guò)的水通過(guò)道管流入沉淀池，進(jìn)入凈水第二階段。 （2）沉淀處理 混凝階段形成的絮狀體依靠重力作用從水中分離出來(lái)的過(guò)程稱(chēng)為沉淀，這個(gè)過(guò)程在沉淀池中進(jìn)行。水流入沉淀區(qū)后，沿水區(qū)整個(gè)截面進(jìn)行分配，進(jìn)入沉淀區(qū)，然后緩慢地流向出口區(qū)。水中的顆粒沉于池底，污泥不斷堆積并濃縮，定期排出池外。 （3）過(guò)濾處理 過(guò)濾一般是指以石英砂等有空隙的粒狀濾料層通過(guò)黏附作用截留水中懸浮顆粒，從而進(jìn)一步除去水中細(xì)小懸浮雜質(zhì)、有機(jī)物、細(xì)菌、病毒等，使水澄清的過(guò)程。 （4）濾后消毒處理 水經(jīng)過(guò)濾后，濁度進(jìn)一步降低，同時(shí)亦使殘留細(xì)菌、病毒等失去渾濁物保護(hù)或依附，為濾后消毒創(chuàng)造良好條件。消毒并非把微生物全部消滅，只要求消滅致病微生物。雖然水經(jīng)混凝、沉淀和過(guò)濾，可以除去大多數(shù)細(xì)菌和病毒，但消毒則起了保證飲用達(dá)到飲用水細(xì)菌學(xué)指標(biāo)的作用，同時(shí)它使城市水管末梢保持一定余氯量，以控制細(xì)菌繁殖且預(yù)防污染。消毒的加氯量（液氯）在1.0-2.5g/m3之間。主要是通過(guò)氯與水反應(yīng)生成的次氯酸在細(xì)菌內(nèi)部起氧化作用，破壞細(xì)菌的酶系統(tǒng)而使細(xì)菌死亡。消毒后的水由清水池經(jīng)送水泵房提升達(dá)到一定的水壓，在通過(guò)輸、配水管網(wǎng)送給千家萬(wàn)戶。 2、自來(lái)水是否含有有害人體健康的物質(zhì)？ 由以上自來(lái)水的生產(chǎn)過(guò)程，可見(jiàn)河水中原有的種種懸浮顆粒及膠體物質(zhì)已在混凝過(guò)程中分離。而原水中的致病微生物也已在濾后消毒處理過(guò)程中被消滅。因此，在自來(lái)水生產(chǎn)過(guò)程中已把原水含有的有害人體健康物質(zhì)去除掉。 那么，生產(chǎn)過(guò)程中所加入的藥劑呢？在去除水中原有雜質(zhì)的過(guò)程中不免地加入了新的雜質(zhì)。這些新的雜質(zhì)是否會(huì)危害到我們的健康呢？ 在混凝過(guò)程中所加入的水處理劑，一般情況下都與原水的懸浮顆粒及膠體一起沉淀開(kāi)來(lái)，從而不影響水出廠時(shí)的質(zhì)量。那么，就只剩下氯氣了。氯氣消毒法是生產(chǎn)自來(lái)水的最后一個(gè)環(huán)節(jié)。往水里加氯氣經(jīng)反應(yīng)后即可把水輸送到市民家庭使用。如此，氯氣是否會(huì)危害到我們的健康呢？ 以下我們來(lái)重點(diǎn)研究氯氣。 氯氣（Cl2）是一種黃綠色有刺激性氣味的氣體，能溶于水，常溫下1體積水能溶解2體積氯氣。在相同條件下，氯氣比同體積的空氣重，標(biāo)準(zhǔn)狀況下，它的密度3.214g/L。氯氣容易液化，當(dāng)壓強(qiáng)為101.3kPa，冷卻到-34.6℃，氣態(tài)的氯就變成黃色油狀的液態(tài)氯。液態(tài)氯繼續(xù)冷卻到-101℃，就變成了固態(tài)氯。氯氣是一種有毒物質(zhì)，對(duì)人體有強(qiáng)烈的刺激性，吸入少量氯氣會(huì)刺激鼻腔和喉頭粘膜，并引起胸痛和咳嗽；吸入較多氯氣會(huì)窒息致死。 把氯氣加入水中，會(huì)發(fā)生以下反應(yīng)： Cl2 + H2O = HCl + HClO 因?yàn)橄具^(guò)程中氯氣用量很?。ㄒ话阍?L水中僅通入約0.005g氯氣），可以說(shuō)只要出廠的自來(lái)水符合正常的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，在自來(lái)水中的投入的氯氣會(huì)完全與水反應(yīng)生成其他物質(zhì)，故可認(rèn)為出廠的水中不含Cl2。上文所謂的"使城市水管末梢保持一定余氯量"，實(shí)際上應(yīng)是指氯元素，而不是氯氣。 然而，雖然氯氣已完全反應(yīng)，卻有其他物質(zhì)生成。我們先來(lái)看次氯酸。次氯酸（HClO）具有強(qiáng)氧化性，因此具有很強(qiáng)的殺菌消毒能力，是常用的消毒劑。次氯酸是一種弱酸，很不穩(wěn)定，在光照條件下易發(fā)生以下反應(yīng)： 2HClO = 2HCl + O2↑ 如此，水中有可能含有的雜質(zhì)就只剩HCl了。 氯化氫（HCl）是無(wú)色而有刺激性氣味的氣體，它的密度比空氣大，約為空氣的1.26倍。氯化氫極易溶于水（0℃時(shí)，1體積水大約能溶解500體積的氯化氫）。氯化氫的水溶液叫氫氯酸，俗稱(chēng)鹽酸，是一種強(qiáng)酸，具有強(qiáng)的氧化性及腐蝕性。 由以上的方程式，根據(jù)氯原子守恒，可知一定物質(zhì)的量的氯氣與水反應(yīng)后最終生成的氯化氫的物質(zhì)的量是原來(lái)氯氣的兩倍。由于在生產(chǎn)水的過(guò)程中使用的氯氣的量很少，產(chǎn)生的氯化氫的量自然微乎其微。根據(jù)生理衛(wèi)生常識(shí)，我們知道人體的胃液含有少量鹽酸，故可認(rèn)為微量的氯化氫并不影響人體健康，幾乎可以忽略不計(jì)。此外，氯化氫是易揮發(fā)氣體，基于這一性質(zhì)可推知煮沸了的水幾乎不含氯化氫。 由此，我們可以得出這樣的結(jié)論：生產(chǎn)過(guò)程符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的自來(lái)水是不會(huì)危害人體健康的。 最后，我們就“飲用水對(duì)人體健康的影響”這一問(wèn)題進(jìn)行了社會(huì)調(diào)查問(wèn)卷。通過(guò)調(diào)查報(bào)告，我們發(fā)現(xiàn) 14.3%的人家中飲用純凈水,49%的人飲用自來(lái)水，36.7%的人家中飲用井水。在飲用純凈水的人中：約36.7%的人認(rèn)為純凈水對(duì)人體無(wú)害，較喜歡飲用；22.4%的人認(rèn)為飲用純凈水對(duì)人體有害，并不喜歡飲用；此外，還有約40.9%的人對(duì)飲用純凈水是否有害不太清楚，因大部分人都在飲用，也就跟著飲用。大部分人不飲用自來(lái)水是因?yàn)槟壳皣?yán)重的水污染狀況，表示若自然經(jīng)濟(jì)條件允許，愿意喝天然的河湖水或礦泉水。多數(shù)人選擇飲用何種純凈水大都從品質(zhì)、價(jià)錢(qián)等方面綜合考慮。 因?yàn)樽詠?lái)水凈化一般是使用氯氣，而殘留的余氯在加熱的過(guò)程中會(huì)生成三鹵甲烷這種致癌物，長(zhǎng)期飲用會(huì)對(duì)人體造成非常大的危害。尤其是近年來(lái)水源污染越發(fā)的嚴(yán)重，直接導(dǎo)致自來(lái)水中余氯含量的增加。所以直接飲用自來(lái)水燒的開(kāi)水也不是健康的選擇，對(duì)自來(lái)水進(jìn)行再凈化是關(guān)鍵。經(jīng)過(guò)凈水設(shè)備凈化后的自來(lái)水稱(chēng)為直飲水，在保留對(duì)人體有益的礦物質(zhì)的基礎(chǔ)上吸附自來(lái)水中的余氯和其他有害物質(zhì)，是真正健康的水。水健康不容忽視，奉勸大家關(guān)注自己的健康，多喝白開(kāi)水。