混浊的河水是怎样变成清澈透明的自来水的

我们日常生活使用的自来水都是经过自来水厂加工过的。自来水厂抽取地表的江河水或地下水,经过处理后,送往千家万户。很多江河水都是混浊而含有杂质的,它们是如何变身为清澈透明、安全清洁的自来水的呢?

让我们去自来水厂看看自来水生产的过程吧!

自来水制备过程示意图

首先,通过泵站将水源来的水抽入沉降池,让水中大颗粒泥沙沉降下来。但是,水中的一些细微的泥沙颗粒,特别是形成胶体状的固体颗粒不易迅速沉降。为此,必须加入混凝剂。混凝剂可以使产生水体混浊的胶体物质失去稳定性,聚集并沉淀下来。水中天然胶体一般表面带负电荷,由于同性电荷之间的排斥力使胶体颗粒不能聚集在一起。混凝剂是带有较强正电荷的电解质,投加到水中以后电离产生的阳离子可以中和胶体的负电性,有利于胶体的聚集。常用的混凝剂有明矾类,如硫酸铝[Al2(SO4)3]、三氯化铁(FeCl3)等。通过混凝剂形成的絮状疏松的沉淀具有很强的吸附性,在自身迅速沉降的过程中,会携带周围各种固体杂质一起沉淀下来。这样就可在较短的时间内,让混浊的水变成清澈透明的水。

沉降池上部经过沉降的澄清水,还要经过砂滤,砂滤是采用直径为1~2毫米的石英砂层对沉淀水进行过滤,把一些不能通过沉淀去除的颗粒物质在石英砂表面截留下来,让水变得更加澄清透明。

最后,水厂还要把水中的细菌,特别是大肠杆菌消灭掉,通常的方法是向水中通入氯气。氯气溶于水会生成盐酸和次氯酸。次氯酸是一种不稳定的化合物,会很快释放出新生态氧。新生态氧的氧化能力极强,遇到有机物等,立即就会和它们发生反应,细菌也不例外。所以,在自来水的处理过程中,主要起消毒杀菌作用的就是氯气。

上述处理方法是最传统的自来水处理工艺,随着水污染程度的加剧及人们对水质要求的提高,科学家在传统工艺的基础上又开发出许多新的工艺并陆续投入到实践中。如在混凝、沉淀过滤后加入超滤膜处理工艺,利用孔径约0.1微米的超滤膜过滤病原性微生物;或者加入臭氧和生物活性炭处理工艺,臭氧首先把水中大分子的有机物氧化为小分子,使之可以吸附到活性炭的表面,利用活性炭中的微生物再把小分子有机物降解为二氧化碳和水,以最大限度地去除水中的有机物,等等。

好水来之不易,我们在使用自来水的时候,必须记住:要珍惜每一滴水!

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