自來水的使用在人們的生活、生產、工作和學習中是必不可少的。它為人們的生活提供了極大的方便,大大地改善了人們的生活條件。所謂自來水并不是自動來的,而是經過一系列的凈化處理后制成的,即經過對水源水(地面水或地下水)進行凈化處理消毒后,通過管網直接送到用戶使用的水。它的制作過程依水源水的不同而采取的凈化處理方式不同。下面就自來水的制作過程加以介紹。
(1)地面水(江河、湖泊、塘、水庫水)的處理過程主要有四步:
第一步:取水。由設置在岸邊的取水塔和泵站,將原水送至凈水廠進行凈化處理。
第二步:混凝沉淀。混凝沉淀主要是依照電中和作用和吸附架橋作用的原理進行的。電中和作用是指投加于水中的混凝劑,經水解后形成帶正電荷的膠粒,能和水中帶負電荷的膠粒相互吸引,使彼此的電荷中和而凝聚。凝聚的顆粒稱絨體或礬花,它們具有強大的吸附能力,能吸附懸浮物質、部分細菌和溶解性物質。絨體通過吸附,體積逐漸增大,易于下沉,下沉過程中還可以進一步吸附上述物質。吸附架橋作用是指混凝劑溶解在水中以后,經水解和縮聚形成絨型結構的高聚物。后者能強烈的吸附膠體微粒。隨著吸附微粒的增多,高聚物會彎曲變形和成網,從而起到架橋的作用,使微粒間的距離縮短而互相粘結,逐漸形成粗大的絮聚體。絮聚體也能吸附部分細菌和溶解性物質,最終因重力而下沉。以上兩種作用原理所引起的凝聚和絮聚,總稱為混凝。
混凝劑一般可分為無機鹽類混凝劑和高分子混凝劑兩類。無機鹽類混凝劑常見的有明礬、硫酸鋁、三氯化鐵以及硫酸亞鐵等。高分子混凝劑主要有聚合氯化鋁和聚丙烯酷膠兩種。
第三步：過濾。利用過濾使水質凈化的原理主要有兩個方面。一是篩除作用,也就是說當水通過濾料時,一些顆粒由于粒徑大于濾料孔隙,因而被篩除,隨著濾層孔隙逐漸變小,被篩除顆粒的粒徑也愈來愈小；二是接觸混凝作用,細小的絨體和懸浮顆粒,因與濾料碰撞而被吸附。水的過濾是通過濾池來完成的。過濾的凈水效率取決于進水水質、濾料粒徑、濾料層厚度、濾池構造、濾速和管理等因素。
第四步:消毒。為了使水質符合細菌學標準,水經過濾后還必須進行消毒。一些地下水可不需凈化處理,但通常仍需消毒。目前廣泛使用的方法是氯化消毒法,其殺菌作用是依靠含氯的消毒劑(液氯、漂白精、次氯酸鈉等)加入水中后,能夠形成體積小、不帶電、容易穿過細菌細胞壁的次氯酸,它也是一種強氧化劑,能損害細菌的細胞膜,使蛋白質、脫氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)等物質釋出,并可以影響多種酶系統,從而使細菌死亡。氯化消毒法受加氯量、接觸時間、水的酸堿性、水溫、水的渾濁度、水中微生物的種類和數量等因素的影響。除氯化消毒外,還有二氧化氯消毒、臭氧消毒、紫外線消毒等方法。
第五步:送配水。經過前四步的凈化消毒處理后,通過管網送給用戶,即成為自來水。
(2)地下水
由于地下水的水質良好,無色透明,細菌數很少,所以由它制水的過程較地面水簡單,只需要經過三步即可完成(特殊水質處理除外)。
第一步:取水。一般的地下水的取水方式是開鑿深井,采取地下井水,大多數是取深層地下水作為供水的水源。
第二步:消毒。原理和方法同地面水的水質消毒。
第三步:送配水。方法同地面水的方法。特殊水質的處理:由于地質結構的不同,地下水中可能含有一些化學元素,對人體健康會造成危圃害,必須采取相應的處理措施(如除臭、除氟、除鐵、除錳、軟化硬度過高的水質等),才能保證飲水的質量。
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