羅斯蒙特儀表在自來水廠的典型應(yīng)用

引言 

數(shù)量充足、質(zhì)量**的水是人類 生存必不可少的。從地區(qū)來看，亞洲面 臨著嚴(yán)重的供水壓力，主要原因是亞洲 的人口密度高，農(nóng)業(yè)和工業(yè)用水量大。 飲用水的質(zhì)量是一個(gè)健康問題， 因?yàn)樗墙】惦[患傳播的媒介。在東南亞， 如同其它發(fā)達(dá)地區(qū)一樣，可能存在顯著 的水質(zhì)問題，在這些問題中，由致病微 生物導(dǎo)致的飲用水源污染仍然是*重要 的問題。 影響全球水處理市場(chǎng)的主要因素 來自環(huán)境監(jiān)管部門。越來越多的國家正 在采取嚴(yán)格的政策法規(guī)，促進(jìn)環(huán)保產(chǎn)品 的采用，特別是涉及人體接觸的產(chǎn)品。 其結(jié)果是，為了滿足全球迅速變 化的環(huán)境要求，專門用于水處理產(chǎn)品的 需求量正在呈現(xiàn)上升趨勢(shì)。來自亞洲和 拉丁美洲的經(jīng)濟(jì)體，尤其是中國、印度 和巴西的需求，正在驅(qū)動(dòng)整個(gè)水處理設(shè) 備及服務(wù)市場(chǎng)的增長。 獲取更清潔、更純凈水的需求造 就了一個(gè)強(qiáng)有力的事實(shí)，即移動(dòng)水處理 裝置在亞太地區(qū)的迅速發(fā)展。移動(dòng)系統(tǒng) 可以提供一系列處理選項(xiàng)，包括：澄 清、過濾、脫鹽、反滲透、膜分離、以 及誘導(dǎo)空氣/氣體浮選。系統(tǒng)是橇裝結(jié) 構(gòu)，可以現(xiàn)場(chǎng)安裝或者拖車安裝，拖車 包含儀器和設(shè)備，是完全自動(dòng)監(jiān)控操 作。 此外，水處理廠的規(guī)模也是多種 多樣的，沒有兩個(gè)廠是一模一樣的。但是，無論是國有的、私有的、還是移 動(dòng)的水處理廠，它們都有著相同的目 標(biāo)——為客戶社區(qū)提供**可靠的飲用 水源。液體分析系統(tǒng)在維護(hù)水廠**方 面起著至關(guān)重要的作用。 要處理所用原水水源中的污染 物，自來水公司應(yīng)當(dāng)選擇恰當(dāng)?shù)乃幚? 工藝組合，常用的工藝包括：預(yù)處理、 凝聚、絮凝、沉淀、過濾和消除微生物，其它 處理方法還包括離子交換、反滲透以及 吸附。 在上述每個(gè)工藝過程中，優(yōu)化使 用液體分析測(cè)量將為水處理廠節(jié)省時(shí)間 和財(cái)富，并有助于提高水的純度和** 性。此外，優(yōu)化使用這些測(cè)量還有助于 改進(jìn)工藝過程和相關(guān)的副產(chǎn)品。 預(yù)處理 為了更好地定義水處理廠所用原 水水源的動(dòng)態(tài)特性，在進(jìn)入處理過程之 前，要進(jìn)行一些液體分析測(cè)量。進(jìn)水監(jiān) 測(cè)測(cè)量包括：pH值、電導(dǎo)率、溫度、濁度和溶解氧。 有些水廠還需保存每個(gè)測(cè)量的永 久記錄，以便今后參考，或者用于檢測(cè) 源水水源的季節(jié)變化。 在水進(jìn)行澄清處理前，需要通過 粗過濾器，去除較大的物體，阻止它們 進(jìn)入水處理廠。預(yù)處理還包括一次消除微生物 工藝，即使用氯或臭氧，處理藻類的生 長以及化學(xué)品和微生物的氧化。 燒堿是基本化學(xué)構(gòu)造塊之一，正 因如此，它具有多樣化的應(yīng)用，其中之 一就是水處理。市政水處理設(shè)施使用燒 堿調(diào)節(jié)pH值、離子交換再生和生成次 氯酸鈉。特別是在控制pH值時(shí)，燒堿 中和廢酸，還有其它類似的應(yīng)用。燒堿 可以對(duì)抗其它的堿，特別是碳酸鈉（純 堿）。選擇燒堿的常見因素是其堿性更 強(qiáng)，易于存儲(chǔ)和處理。 預(yù)處理是水處理的**步，在混 合罐的濾床前面，使用環(huán)形電導(dǎo)率可以 測(cè)量流體中是否含有燒堿，該測(cè)量結(jié)果 可以表明進(jìn)料泵是否正常工作。環(huán)形電導(dǎo)率傳感器在此應(yīng)用中持久耐用，電導(dǎo) 率值下降表明進(jìn)料泵沒有往水流體中注 入燒堿。

羅斯蒙特儀表在自來水廠的典型應(yīng)用

羅斯蒙特儀表在自來水廠的典型應(yīng)用

一次消除微生物 由于水是一種萬能的溶劑，它會(huì) 與各種不同的病原體接觸（微生物、病毒 和寄生蟲原蟲），其中一些是公知的， 且可能致命的。地表水和地下水源都可 能被這些病原體污染，通過化學(xué)消除微生物和 機(jī)械過濾處理，能夠完成讓病原體失去 活性的操作。 氯可作為飲用水的化學(xué)消除微生物劑， 臭氧（O3）也是水處理時(shí)使用的強(qiáng)力消 毒劑。臭氧消除微生物與氯消除微生物相比，其攻擊 水中病原體化學(xué)鍵的速度更快，從而降 低有機(jī)物質(zhì)、鐵、錳和硫的濃度，減少 或消除氣味和味道的問題。 氯作為一種緩慢的氧化劑，對(duì)細(xì) 菌的影響有限，隱孢子蟲和賈第鞭毛蟲 都十分耐氯。臭氧處理作為一種快速、 有效的處理技術(shù)，在一次消除微生物工序日益 普及。 臭氧空氣通過接觸容器內(nèi)的水， 向上鼓泡，當(dāng)水達(dá)到接觸容器的端部 時(shí)，一次消除微生物完成，臭氧又轉(zhuǎn)換回氧。 為了正確地進(jìn)行臭氧消除微生物，需要合適的 水接觸時(shí)間和適當(dāng)?shù)某粞跬度肓俊?/span>

澄清 在預(yù)處理和一次消除微生物后，原水澄 清通常是一個(gè)多步驟的過程，目的是降 低水的濁度和懸浮固體。澄清通常包括 混凝、絮凝和沉淀工序。 較小的顆粒物結(jié)合或“混凝”成 較大的蓬松顆粒物，稱為“絮凝物”， 使原水水源中“泥沙”沉淀下來。通過 加入化學(xué)混凝劑，諸如：明礬、鐵鹽或 合成的有機(jī)聚合物，促進(jìn)混凝過程。在 加入化學(xué)品后，水流經(jīng)混合通道，在混 合通道進(jìn)行閃混。 絮凝物被機(jī)械攪拌，以便吸附懸 浮固體和微生物。在此過程這保持合適 的pH值十分重要，因?yàn)樗芨纳苹炷? 過程，降低水的濁度。 如果原水水源有異常高的硬度， 則需要向水中加入石灰和蘇打灰這樣的化學(xué)品，以減少鈣和鎂的含量。石灰軟 化法可以使水的硬度達(dá)到60~120ppm， 但是，該方法導(dǎo)致水的pH值較高，因 此，處理后的水需要進(jìn)行緩沖，以降低 pH值，使其達(dá)到后續(xù)工藝可以接受的 數(shù)值。 絮凝物沉降到底部，在沉淀池形 成污泥。由于污垢和化學(xué)試劑變得足夠 重，因此沉到池子的底部，使較大的顆 粒物自然地沉降或沉淀出來。污泥通過 機(jī)械鏟運(yùn)機(jī)除去，并妥善處置。水從沉 降池的表面取出，并流入下沉的水通 道。 過濾 沉淀工藝去除了25微米以上的顆 粒物，但是該過程不是100%的有效， 因此還需要進(jìn)一步的過濾。進(jìn)入過濾工 序的水濁度是1~10NTU。 水流經(jīng)砂過濾器，向下滲濾，順 序通過砂、礫石、無煙煤的組合層，以 及礫石和細(xì)砂的混合層，較大的顆粒物 首先被阻攔，較小的顆粒物諸如粘土、 鐵、錳、微生物、有機(jī)物、其它處理過 程的沉淀物和淤泥也將被去除，從而得 到清澈的水。 過濾工藝還要將在一次消除微生物過程 中有機(jī)化學(xué)品與微生物氧化反應(yīng)產(chǎn)生的 殘余物質(zhì)去除掉，在預(yù)處理過程中耐氯消除微生物或耐臭氧消除微生物的微生物去除掉。 過濾器必須定期進(jìn)行反沖洗，以去除在過濾介質(zhì)上累積的沉淀物。用濁 度儀連續(xù)監(jiān)測(cè)濾床的流出物，以此可作 為衡量過濾器性能以及過濾器反沖洗需 求的指標(biāo)。濁度參數(shù)反映樣品的清澈 度，外觀混濁的水是由水中微小顆粒物 導(dǎo)致的。濁度測(cè)量還有助于監(jiān)控、提高 工廠的效率，濁度值高表明過濾器工作 不正常，需要進(jìn)行反沖洗。 政府部門的規(guī)章制度適用于公共 供水系統(tǒng)，其要求水處理廠要將有害的 微生物和病毒降至*低。設(shè)想過濾系統(tǒng) 通過滿足特定的濁度極限值，再結(jié)合充 分的消除微生物，可以完成將有害的隱孢子 蟲、賈第鞭毛蟲和病毒降低到*低百分 比的工藝操作。 通過測(cè)量組合過濾器出水的濁 度，可以確定過濾過程的充分性以及微 生物的去除情況，以便滿足政府的標(biāo) 準(zhǔn)。這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)包括：濁度監(jiān)測(cè)的頻率、 *大的濁度極限值、核準(zhǔn)的濁度測(cè)量方 法。 二次消除微生物 二次消除微生物是防止某些病原體的再 次生長，這些病原體是由回流污染進(jìn)入 或引入處理廠的。為了符合二次剩余 的消除微生物規(guī)定，工廠要在*后的處理步 驟，用氯化處理方式進(jìn)行二次消除微生物。當(dāng) 今，加氯是以氯氣（Cl2）、次氯酸鈉 （NaOCl）或者二氧化氯（ClO2）作為 二次消除微生物劑。

羅斯蒙特儀表在自來水廠的典型應(yīng)用

向水中加氯時(shí)，游離氯形成次氯 酸（HOCl）和次氯酸根離子（OCl - ） 的混合物，每種物質(zhì)相對(duì)的量取決 于pH值，次氯酸（HOCl）和次氯酸 根離子（OCl - ）的總量定義為游離 氯（余氯）。對(duì)于消除微生物水來說，次 氯酸（HOCl）不僅比次氯酸根離子 （OCl - ）的反應(yīng)更活躍，而且具有更強(qiáng) 的消除微生物和氧化作用，次氯酸（HOCl） 的效力是次氯酸根離子（OCl - ） 的 80~100倍。 1974年在飲用水中發(fā)現(xiàn)了氯化副 產(chǎn)物。當(dāng)氯與溴以及水源中存在天然有 機(jī)物質(zhì)反應(yīng)時(shí)，便形成了氯化副產(chǎn)物， 該物質(zhì)對(duì)人類有潛在的健康影響。在分 析儀器中，氯通過半透膜擴(kuò)散傳感器內(nèi) 部，傳感器產(chǎn)生與氯濃度成比例的電流 信號(hào)。

目前有了替補(bǔ)氯的消除微生物方法，如 氯胺。這種消除微生物方法要向水中加氯和氨 的化合物，經(jīng)適當(dāng)控制，形成氯胺。 與加氯相比，氯胺產(chǎn)生的氯化副 產(chǎn)物較少，而且這些副產(chǎn)物以一氯胺、 二氯胺和三氯胺的形式存在，一氯胺是 三種形態(tài)中*理想的，因?yàn)樗苌儆谢? 者沒有味道或氣味，被認(rèn)為是*有效的消除微生物劑。采用氯胺進(jìn)行消除微生物處理的工廠 操作人員需要準(zhǔn)確確定在水處理系統(tǒng)中 一氯胺的用量。 *終處理 許多供水系統(tǒng)水中已經(jīng)有氨，或 者在處理過程中加氨，配水系統(tǒng)中多余 的氨會(huì)促進(jìn)生物生長和氮的硝化作用。 如果系統(tǒng)位于水質(zhì)退化的偏遠(yuǎn)地區(qū)，則 不好的水質(zhì)會(huì)影響水的感官質(zhì)量（諸

如：水的味道、氣味和顆粒物）。如果 系統(tǒng)位于很難持續(xù)提供合格氯的地區(qū)， 則可能直接導(dǎo)致生物生長和氮的硝化作 用。 當(dāng)水中天然含有氨或者用氯胺對(duì) 水進(jìn)行消除微生物時(shí)，會(huì)用到“游離氨”這一 術(shù)語。在氯胺化過程中，向水中添加氯 和氨，形成一氯胺，部分沒有與氯化合 的氨稱為游離氨，根據(jù)水的pH值和溫 度，游離氨以NH4+或NH3的形式存在。 水的典型pH值是7.0~7.8，溫度是 12℃~24℃，96%以上的氨是銨離子 形式（NH4+），隨著pH值和溫度的升 高，NH3的含量增加，NH4+的含量減 少。 確定處理過的水是否含有氨的唯 一準(zhǔn)確的方法是進(jìn)行氨分析，如果檢測(cè) 到氨，則需要在游離氨的輸配系統(tǒng)中探 索額外的采樣裝置。地下水的含氨量是 0.2~2.0mg/l。 市政飲用水廠仔細(xì)控制游離氨 （通常也描述為總氮或NH3-N）和氯胺 （通常也稱為一氯胺或MCl）的含量， 以確保水是適合人類消費(fèi)的。可提供單 測(cè)量系統(tǒng)操作面板或雙測(cè)量系統(tǒng)操作面 板。

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