净水厂常用的水处理技术及流程有哪些？

水处理的目标是去除水中不需要的成分，使其可以安全饮用或适合工业或医疗应用中的特定用途。有多种技术可用于去除污染物，如细小固体、微生物和一些溶解的无机和有机材料，或环境持久性药物污染物。方法的选择取决于被处理水的质量、处理过程的成本和处理水的预期质量标准。

以下流程是净水厂常用的水处理技术及流程。根据工厂规模和原水（水源）质量，部分或大部分可能不使用。

预处理

泵送和控制——大部分水必须从水源泵送或导入管道或储罐。为避免向水中添加污染物，该物理基础设施必须由适当的材料制成，并且其结构应确保不会发生意外污染。

筛分——净化地表水的第一步是清除可能干扰后续净化步骤的大碎屑，如棍棒、树叶、垃圾和其他大颗粒。大多数深层地下水在其他净化步骤之前不需要筛选。

储存——河流中的水也可以储存在河岸水库中几天到几个月，以便进行自然生物净化。如果采用慢速砂滤器进行处理，这一点尤为重要。蓄水池还提供了一个缓冲区，以抵御短期干旱，或在源河发生短暂污染事件期间维持供水。

预氯化——在许多工厂，对进水进行氯化处理，以尽可能地减少管道工程和储罐上的污垢生物生长。由于潜在的不良质量影响，这已基本停止。

pH值调节

纯水的pH值接近7（既不碱性也不酸性）。海水的pH值可以在7.5到8.4之间（中等碱性）。根据流域或含水层的地质情况以及污染物输入（酸雨）的影响，淡水的pH值范围很广。如果水是酸性的（低于7），可以添加石灰、纯碱或氢氧化钠，以提高水净化过程中的pH值。石灰的加入增加了钙离子浓度，从而提高了水的硬度。对于高酸性水，强制通风脱气器可以有效地提高pH值，从水中去除溶解的二氧化碳。使水呈碱性有助于凝结和絮凝过程有效工作，还有助于尽可能地降低铅从铅管和管件中的铅焊料中溶解的风险。充足的碱度还可以降低水对铁管的腐蚀性。在某些情况下，可以向碱性水中添加酸（碳酸、盐酸或硫酸）以降低pH值。碱性水（pH值高于7.0）并不一定意味着管道系统中的铅或铜不会溶解到水中。水沉淀碳酸钙以保护金属表面并降低有毒金属溶解在水中的可能性的能力是pH值、矿物质含量、温度、碱度和钙浓度的函数。

混凝和絮凝

大多数传统水净化过程的第一步是添加化学品以帮助去除悬浮在水中的颗粒。颗粒可以是无机的，例如粘土和淤泥，也可以是有机的，例如藻类、细菌、病毒、原生动物和天然有机物质。无机和有机颗粒会导致水的浊度和颜色。

添加无机混凝剂，例如硫酸铝（或明矾）或铁 (III) 盐，例如氯化铁 (III)，会在颗粒上和颗粒之间产生多种同时发生的化学和物理相互作用。在几秒钟内，颗粒上的负电荷被无机凝结剂中和。同样在几秒钟内，铁和铝离子的金属氢氧化物沉淀开始形成。这些沉淀物在自然过程（例如布朗运动）下和通过诱导混合（有时称为絮凝）结合成更大的颗粒。无定形金属氢氧化物被称为“絮状物”。大的、无定形的铝和铁 (III) 氢氧化物吸附和包裹悬浮液中的颗粒，并通过后续的沉淀和过滤过程促进颗粒的去除。

氢氧化铝在相当窄的 pH 范围内形成，通常为：5.5 至约 7.7。氢氧化铁 (III) 可以在更大的 pH 值范围内形成，包括低于对明矾有效的 pH 值水平，通常为：5.0 至 8.5。

在文献中，对于混凝和絮凝这两个术语的使用存在很多争论和混淆：混凝在哪里结束和絮凝从哪里开始？在净水厂中，通常有一个高能量、快速的混合单元过程（以秒为单位的滞留时间），其中添加混凝剂化学品，然后是絮凝池（滞留时间范围为 15 到 45 分钟），其中低能量输入变成大桨或其他温和的混合装置，以促进絮凝物的形成。事实上，一旦加入金属盐混凝剂，混凝和絮凝过程就会持续进行。

有机聚合物是在 1960 年代开发的，作为凝结剂的助剂，在某些情况下，作为无机金属盐凝结剂的替代品。合成有机聚合物是带有负、正或中性电荷的高分子量化合物。当有机聚合物与颗粒一起加入水中时，高分子量化合物吸附在颗粒表面，并通过颗粒间桥接与其他颗粒结合形成絮凝物。聚二甲基二烯丙基氯化铵（PolyDADMAC）是一种流行的阳离子（带正电荷）有机聚合物，用于净水厂。

澄清

离开絮凝池的水可以进入沉淀池，也称为澄清池或沉淀池。这是一个低水速的大水箱，可以让絮状物沉淀到底部。沉淀池最好靠近絮凝池，这样两个过程之间的过渡就不会发生沉降或絮凝体破碎。沉淀池可以是矩形的，水从一端流到另一端，也可以是圆形的，从中心向外流动。沉淀池的出水口通常在堰上，因此只有一层薄薄的水——离污泥最远的水层——流出。

可以将倾斜的平板或管道添加到传统的沉淀池中，以提高颗粒去除性能。

污泥储存和清除

当颗粒沉降到沉淀池底部时，会在池底形成一层污泥，必须将其清除和处理。产生的污泥量很大，通常占待处理水总量的 3% 至 5%。处理和处置污泥的成本会影响水处理厂的运营成本。沉淀池可配备机械清洗装置，不断清洗其底部，或定期停止使用沉淀池并进行人工清洗。