自来水的使用在人们的生活、生产、工作和学习中是必不可少的。它为人们的生活提供了极大的方便,大大地改善了人们的生活条件。所谓自来水并不是自动来的,而是经过一系列的净化处理后制成的,即经过对水源水(地面水或地下水)进行净化处理消毒后,通过管网直接送到用户使用的水。它的制作过程依水源水的不同而采取的净化处理方式不同。下面就自来水的制作过程加以介绍。
(1)地面水(江河、湖泊、塘、水库水)的处理过程主要有四步:
第一步:取水。由设置在岸边的取水塔和泵站,将原水送至净水厂进行净化处理。
第二步:混凝沉淀。混凝沉淀主要是依照电中和作用和吸附架桥作用的原理进行的。电中和作用是指投加于水中的混凝剂,经水解后形成带正电荷的胶粒,能和水中带负电荷的胶粒相互吸引,使彼此的电荷中和而凝聚。凝聚的颗粒称绒体或矾花,它们具有强大的吸附能力,能吸附悬浮物质、部分细菌和溶解性物质。绒体通过吸附,体积逐渐增大,易于下沉,下沉过程中还可以进一步吸附上述物质。吸附架桥作用是指混凝剂溶解在水中以后,经水解和缩聚形成绒型结构的高聚物。后者能强烈的吸附胶体微粒。随着吸附微粒的增多,高聚物会弯曲变形和成网,从而起到架桥的作用,使微粒间的距离缩短而互相粘结,逐渐形成粗大的絮聚体。絮聚体也能吸附部分细菌和溶解性物质,最终因重力而下沉。以上两种作用原理所引起的凝聚和絮聚,总称为混凝。
混凝剂一般可分为无机盐类混凝剂和高分子混凝剂两类。无机盐类混凝剂常见的有明矾、硫酸铝、三氯化铁以及硫酸亚铁等。高分子混凝剂主要有聚合氯化铝和聚丙烯酷胶两种。
第三步：过滤。利用过滤使水质净化的原理主要有两个方面。一是筛除作用,也就是说当水通过滤料时,一些颗粒由于粒径大于滤料孔隙,因而被筛除,随着滤层孔隙逐渐变小,被筛除颗粒的粒径也愈来愈小；二是接触混凝作用,细小的绒体和悬浮颗粒,因与滤料碰撞而被吸附。水的过滤是通过滤池来完成的。过滤的净水效率取决于进水水质、滤料粒径、滤料层厚度、滤池构造、滤速和管理等因素。
第四步:消毒。为了使水质符合细菌学标准,水经过滤后还必须进行消毒。一些地下水可不需净化处理,但通常仍需消毒。目前广泛使用的方法是氯化消毒法,其杀菌作用是依靠含氯的消毒剂(液氯、漂白精、次氯酸钠等)加入水中后,能够形成体积小、不带电、容易穿过细菌细胞壁的次氯酸,它也是一种强氧化剂,能损害细菌的细胞膜,使蛋白质、脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)等物质释出,并可以影响多种酶系统,从而使细菌死亡。氯化消毒法受加氯量、接触时间、水的酸碱性、水温、水的浑浊度、水中微生物的种类和数量等因素的影响。除氯化消毒外,还有二氧化氯消毒、臭氧消毒、紫外线消毒等方法。
第五步:送配水。经过前四步的净化消毒处理后,通过管网送给用户,即成为自来水。
(2)地下水
由于地下水的水质良好,无色透明,细菌数很少,所以由它制水的过程较地面水简单,只需要经过三步即可完成(特殊水质处理除外)。
第一步:取水。一般的地下水的取水方式是开凿深井,采取地下井水,大多数是取深层地下水作为供水的水源。
第二步:消毒。原理和方法同地面水的水质消毒。
第三步:送配水。方法同地面水的方法。特殊水质的处理:由于地质结构的不同,地下水中可能含有一些化学元素,对人体健康会造成危圃害,必须采取相应的处理措施(如除臭、除氟、除铁、除锰、软化硬度过高的水质等),才能保证饮水的质量。
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