水处理作业指导手册.docx
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水处理作业指导手册
SPM质量管理体系文件—P
水处理作业指导手册
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绝密□机密□一般□
青田起源矿泉水有限公司
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2013年3月1日
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2013年3月1日
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2013年3月1日
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目录
第一部分水处理总则4
第1章原水监护4
第2章水知识7
第3章水处理基本流程8
第二部分水处理预处理9
第1章机械过滤9
第2章活性炭吸附13
第3章锰砂过滤17
第4章曝气21
第5章脱气23
第6章软化24
第7章药剂添加系统27
第三部分水处理膜处理29
第1章膜技术介绍29
第2章超滤31
第3章反渗透膜37
第4章膜处理附属设备42
第四部分水体消毒43
第1章消毒基本知识43
第2章臭氧消毒44
第3章紫外线杀菌47
第4章二氧化氯消毒49
第五部分水处理附属设备52
第1章水箱52
第2章水泵53
第3章水处理CIP系统54
第六部分水处理作业要求57
第1章水处理系统操作57
第2章水处理监控计划60
第3章水处理工岗位作业规范62
第一部分水处理总则
本部分的内容包括原水监控，与水相关知识的简单介绍以及水处理流程及简介。
第1章原水监护
1.水源地防护
1.1水源地三级防护标准
1.1.1I级保护区（开采区）
a.范围包括天然（矿泉）水取水点、引水及取水建筑物所在地区。
b.保护区边界距取水点最少为10～15m。
对天然出露型天然（矿泉）水以及处于卫生保护性能较差的地质、水文地质条件时，范围可适当的扩大。
c.范围内严禁无关的工作人员居住或逗留；禁止兴建与天然（矿泉）水引水无关的建筑物；消除一切可能导致天然（矿泉）水污染的因素及妨碍取水建筑物运行的活动。
1.1.2II级保护区（内保护区）
a.范围包括水源地的周围地区，即地表水及潜水向天然（矿泉）水取水点流动的径流地区。
b.在天然（矿泉）水与潜水具有水力联系且流速很小的情况下，二级保护区界离开引水工程的上游最短距离不小于100m；产于岩溶含水层的天然（矿泉）水，二级保护区界距离不小于300m。
当有条件确定天然（矿泉）水流速时，可考虑以50d的自净化范围界限作为确定二级保护区的依据。
亦可用计算方法确定二级保护区的范围。
c.范围内，禁止设置可导致天然（矿泉）水水质、水量、水温改变的引水工程；禁止进行可能引起含水层污染的人类生活及经济-工程活动。
1.1.3III级保护区（外保护区）
a.范围包括矿泉水资源补给和形成的整个地区。
b.在此地区内只允许对水源地卫生情况没有危害的经济-工程活动。
1.2水源地防护巡查计划
1.2.1巡查时机
正常情况下（指水质稳定、天气稳定、无地质灾害发生的情况），每15天巡查一次。
出现以下情况，应立即进行现场巡查：
a.工厂内集水池水质色度、浊度、杂质、气味、PH值、电导率出现异常较大变动。
b.出现暴雨、冰雹、台风等恶劣天气。
c.出现地震、泥石流等地质灾害。
1.2.2巡查要求
按照三级防护标准的要求检查周围有无土建工程、垃圾处理情况，检查防护设施是否完好，标志桩是否明确。
对变化情况做好记录，并及时反馈至部门负责人。
1.3水源地取水设备设施巡查维护
1.3.1巡查时机
水源地设备设施包括水池、泵、阀门、输水管路、输电线路。
这些设备设施由设备部进行维护管理。
设备部每正常情况下（指水质稳定、天气稳定、无地质灾害发生的情况）7天进行一次现场检查。
如出现以下情况，应立即进行现场巡查：
a.工厂内集水池水质色度、浊度、杂质、气味、PH值、电导率出现异常较大变动。
b.出现暴雨、冰雹、台风等恶劣天气。
c.出现地震、泥石流等地质灾害。
d.供水异常，如流量变小。
1.3.2巡查维护要求
a.检查管路是否完好，有无破损和腐蚀。
b.检查泵的运转是否正常、开关阀门状态是否良好。
否则应及时维修更换。
2.原水监控计划
2.1地下水动态监控
2.1.1监控的项目：
水温、水与环境温差、流量（液位S）
2.1.2监控的时机：
15天一次
2.2水源原水理化、微生物指标监控
2.2.1监控项目标准
a.水源原水常规项目要符合GB5749和DB33/383中水源原水的要求。
具体指标见表1。
表1天然（矿泉）水原水技术标准与质量要求（常规项目）
序号
项目
标准
1
色度（度）
≤15，并不得呈现异色
2
混浊度（NTU）
≤5
3
臭和味
不得有异臭、异味
4
肉眼可见物
不得检出
5
PH值
5.5-8.5
6
电导率（25℃uS/cm）
≥20
7
菌落总数（CFU/mL）
≤100
8
大肠菌群（MPN/100mL）
≤3
b.包含常规项目在内的其他所有项目标准：
天然矿泉水符合GB8537，天然水符合DB33/383附录
2.2.2监控时机
a.常规项目正常情况下由化验员每15天进行一次取样，检验项目及标准为表1中的要求。
b.所有项目（包含天然矿泉水和天然水）由品控部送检第三方机构进行检测，一般一年1-2次（具体次数依照当地监管部门的要求），每次送检量应达到500mL×5瓶。
3.蓄（集）水池清洗消毒
3.1蓄（集）水池清洗消毒计划
计划中的消毒频率根据表2的要求进行。
计划外的清洗消毒根据品控的要求。
表2计划中的消毒频率
清洗消毒对象
清洗消毒频率
水源地1号水池
2月/次
水源地2号水池
2月/次
水处理1号水池
1月/次
水处理2号水池
1月/次
水处理3号水池
1月/次
3.2蓄（集）水池清洗消毒作业控制
3.2.1清洗消毒的准备
a.配制250-300ppm的二氧化氯消毒液。
b.准备好进入水池需要的梯子、手电筒、刷子、桶。
c.为保证生产用水，水处理水池3个水池的清洗应错开进行。
3.2.2清洗消毒步骤
放掉水池的水，将水池中的杂物、淤泥、青苔清除干净，然后用水冲洗干净，然后再用250-300ppm的二氧化氯消毒液喷洒一遍，再用水冲洗干净。
3.2.3清洗结果验证
取清洗后流出的水，进行相应的指标检测，结果应符合以下要求。
a.PH值为原水PH值
b.余氯≤0.1ppm
c.无肉眼可见物
第2章水知识
1.水与健康知识
1.1高能量活化健康好水的标准：
1.1.1不含任何对人体有毒、有害及有异味的物质，如细菌、病毒、胶体等有机污染物；
1.1.2水的硬度（以CaCO3计）介于50—200mg/L，理想是100mg/L左右；
1.1.3含人体所需的矿物质含量适中；
1.1.4PH值呈弱碱性（7—8）；
1.1.5水中溶解氧为6mg/L，以及二氧化碳为10—30mg/L适中；
1.1.6水分子团小（水的活性指标之一）；
1.1.7水中的营养功能（如水中溶解力、渗透力、扩散力）要强；
1.2水和心脏病：
首先，水的硬度和心脏病死亡率有确定的清楚的关系，我们应尽可能饮用硬度大约为170mg/L的水，这个标准是理想的；其次TDS（总溶解固体）和心脏病死亡率之间也有确定的关系，TDS越高，心脏病发作率越少。
水中含有适当的硬度和TDS是健康饮用水的两个有益特点。
因此，理想的饮用水能够使心血管死亡率减少15%。
"动脉粥样硬化的本质原因是氯，与之相联系的诸如心力衰歇和大部分常见的硬化形式，本质也是由氯引起的。
在氯化过程中，氯同天然的有机物质、腐殖质相结合形成潜伏的致癌物三卤甲烷（THM'S）。
三卤甲烷总体上包括着如氯酚、溴酚之类的致癌物。
THM'S在我们饮用水中的总含量理论上EPA规定了限量，虽然法定允许最高量是100PPB，但实际上市政给水系统中多超过此极限。
1.3水和癌症：
饮用水中有4种元素是有助于我们防止癌症的，它们分别是：
TDS、硬度、PH和二氧化硅。
经研究发现如饮用水中有中等含量的TDS（大约300MG/L）。
属硬水、偏碱性（PH大于7.0），并含有15mg/L的二氧化硅，那么癌症的死亡人数就会减少10-25%。
因此，含TDS和硬度的偏碱性水，心脏病和癌症发病率就低。
2.产品国家地方标准
作为天然饮用水的水处理，这些国家或地方标准被饮用，对我们的工作进行规范和指导。
用于饮用的水的标准：
表3我国现行的饮用水标准
序号
国家标准
序号
地方标准
1
GB5749生活饮用水卫生标准
1
DB33/383瓶装饮用天然水（浙江省地方标准）
2
GB17323瓶装饮用纯净水
2
DBS44/001饮用天然山泉水（广东省地方标准）
3
GB17324瓶装饮用纯净水卫生标准
3
DB52/434饮用天然泉水（贵州省地方标准）
4
GB19298瓶（桶）装饮用水卫生标准
4
DB45/T118瓶装饮用天然泉水（广西地方标准）
5
GB8537饮用天然矿泉水
5
DB43/339瓶（桶）装饮用天然泉水（湖南地方标准）
第3章水处理基本流程
3.1常见水处理流程
本章以我公司26T山泉水处理线为基础进行讲解，本水处理主要用于天然水、天然矿泉水的处理。
具体流程图见下图。
3.2预处理系统
本部分包含图中的V101到V103的所有的阀门、罐体、泵、流量计、压力表。
预处理系统的主要作用是将不同水质进行标准化处理，使其符合膜处理的要求。
除上图所描绘的装置外，预处理系统还可以有锰砂过滤器。
用于此部分的药剂添加系统在本章3.5描述。
3.3膜处理系统
本部分包含图中的V103到T104的所有的阀门、罐体、泵、流量计、压力表，主要装置是超滤膜系统。
膜处理的作用是将水体中需要和不需要的成分分开，达到最终水质的理化要求。
膜系统除超滤滤膜系统外，还可以有反渗透（分为一级和多级）、微滤系统、纳滤系统。
用于用于此部分的药剂添加系统在本章3.5描述。
3.4水体消毒系统
本部分包含图中的T104到V052（V053）的有的阀门、罐体、泵、流量计、压力表，主要装置是臭氧混合塔和臭氧发生器（图中未画出）。
本系统的主要作用是对水体进行消毒，使水质的微生物状况符合最终产品的要求。
除臭氧消毒外，还可以在此部分添加紫外线消毒系统、二氧化氯消毒系统。
3.5药剂添加系统
本手册所说的药剂添加系统指用于改善水的理化性质所添加的水处理药剂，一般常见的药剂为砂滤前添加的絮凝剂、炭滤后添加的阻垢剂、膜处理过程中添加的PH调节剂。
3.6CIP清洗系统
本部分包含图中的V01-M01-V02的有的阀门、罐体、泵、流量计、压力表。
主要作用是给超滤系统进行化学清洗消毒。
第二部分水处理预处理
水处理工艺由若干不同功能的水处理工序及输配水管网设备组成。
每个处理工序又是相互关联相互衔接的，都有主要处理设备。
随着水处理研究的深入发展，各工序或主要设备已出现交叉重叠的现象。
现在我公司通用的水处理工序分为：
预处理、膜处理和消毒三大工序。
因此，本手册就从水处理预处理、水处理膜处理、消毒系统三部分来分别阐述。
水处理预处理就是在水深度处理（如超滤、反渗透等膜处理）之前，预先进行的初步处理，以保证水的深度处理取得良好的效果，产水水质达到饮料工艺要求并有效延长深度处理设备的使用寿命。
经过预处理以后，可以将水中悬浮物（浊度），色度、胶体物、有机物、铁、锰、暂时硬度、微生物、挥发性物质、溶解气体等杂质除去或降低到一定的程度。
水处理工艺中常用的预处理设备包括机械过滤器、曝气塔、锰砂过滤器、活性炭吸附器等，以处理原水中的浊度、色度、悬浮性颗粒杂质，微生物、有机物大分子物质、余氯等，还包括地下水原水中常见的过量铁、锰离子。
第1章机械过滤
机械过滤采用机械过滤器将原水进行过滤，以除去原水中的悬浮杂质和交替杂质。
1.1机械过滤器的工作原理
在罐体中按照一定的规格装置滤料，形成滤料层。
水从上流经滤层时，水中的固体悬浮
物进入滤料形成的微小孔眼，受到吸附和机械阻留作用被滤料表面截留。
同时，这些被截留的悬浮物之间又发生重叠和架桥作用，在滤层的表面形成薄膜，继续过滤着水中的悬浮物质，这就是滤料表面的薄膜过滤；当水进入中间滤层时也会产生类似的截留作用，称为渗透过滤此外，由于滤料紧密排列，水中的悬浮物颗粒流经滤料层的孔道时，会和滤料表面相互碰撞
和接触，从而发生接触混凝过程。
综上所述，过滤就是通过薄膜过滤、渗透过滤和接触混凝过程，使水得到净化。
为了增加过滤罐的纳污能力，在滤料层厚度一定的情况下，多采用双层或三层不同的滤料进行过滤。
我们公司现在的机滤采用双层滤料过滤，第一层滤料为无烟煤，第二层滤料为石英砂。
采用双层滤料的机械过滤器，截污能力较大，压差上升较慢，能有效防止细小悬浮物穿透，适应较快的滤速。
1.2机械过滤器滤料结构
机滤罐中放置滤料有三种，最下层采用鹅卵石滤料，中间层放置石英砂滤料，上层放置
无烟煤。
其中起到过滤作用的是上层的无烟煤和中间层最小颗粒的石英砂，下面颗粒较大的
石英砂和鹅卵石起到承托作用，支撑上面的石英砂和无烟煤，防止细小颗粒的石英砂泄露进
入产水中。
无烟煤滤料在最上层，颗粒粒径大于下面其过滤作用的石英砂，起第一层过滤作
用，颗粒之间的空隙较大，使水中较大颗粒的杂质被截留在其中。
石英砂颗粒粒径较小，使
透过无烟煤的杂质颗粒被截留其中，提高过滤精度。
因为系统产水量不同，我们选择的机滤罐有不同的型号，按照罐体的直径来分，主要有
2000mm，2200mm，2400mm三种型号，所需装填料见表4。
表4机械过滤器滤料清单
机械过滤器规格：
Φ2400，填料高度：
1800，有效高度：
1000
填料
粒径（mm）
填料高度
单罐数量（包）
单罐重（T）
无烟煤
0.8-2.0
600
50
2.5
石英砂
0.4-0.6
400
60
3.0
石英砂
0.6-1.6
100
16
0.8
石英砂
1.6-2.0
100
16
0.8
石英砂
2.0-5.0
100
16
0.8
鹅卵石
5.0-10
100
17
0.85
鹅卵石
10-20
100
17
0.85
鹅卵石
20-40
100
17
0.85
鹅卵石
40-60
200
33
1.65
1.3机械过滤器工作流程
原水通过供水泵的作用，从机滤罐顶部进水。
水经过水帽的分散作用后，均匀补水到罐
中。
此时罐中要充满水，防止水直接作用到滤料上面，撞击滤料，造成滤料的破碎。
水在滤
料间的空隙中缓慢向下流动，水与滤料充分接触，使水中的杂质、污物等被滤料截留、吸附，
起到水质净化的作用。
经过滤料的过滤后，水从罐底引出，通过产水管进入下一级处理。
1.4机械过滤器参数
不同机滤罐直径不同，过滤流量不同。
依据我们公司现在采用的机滤罐的尺寸主要有
2000mm、2200mm、2400mm三种规格，三种直径规格对应产水流量见表5。
运行出水压
力要求≥0.21Mpa，最高工作压力0.4MPa，出水指标为污染指数SDI≤4。
表5不同规格机械过滤器的产水流量
规格（mm）
2000
2200
2400
流量（m3/h）
29-33
36-40
43-47
1.5机械过滤器的运行
1.5.1机械过滤器冲洗后的首次运行
1）机械过滤器投入运行前，首先应排空内部空气。
排气时，全开排气阀，开启上进阀，部分开启下排阀，然后启动一台运行泵。
2）当排气口稳定出水后，缓慢关闭排气阀，要保证一定的出水压力，防止进水流速小于排放流速。
3）从下排水阀排水约3-5分钟，调整机滤器出水压力大于0.2MPa，并保持此水压、水量的稳定。
4）检查污染指数。
污染指数合格后，开启出水阀并关闭下排水阀，此机滤罐投入运行。
1.5.2机械过滤器的生产运行
图1机械过滤器生产运行阀门状态图
机械过滤器在日常运行中需注意的事项：
1）机械过滤器在日常运行过程中，要定期打开排气阀排气。
2）机械过滤器在日常运行过程中，每天要检测一次SDI。
1.5.3机械过滤器的冲洗
1.5.3.1机械过滤器冲洗的定义
机械过滤器冲洗的目的是为保证过滤效果，防止截留的颗粒物、胶体泄露污染后道过滤
装置。
1）反冲洗：
使水在机滤器中反向流动，冲洗掉沉积在滤层上的杂质，并使滤料均匀松
2）散，保持较好的过滤通道，简称反洗。
3）正冲洗：
也叫淋洗，指使水在机滤器中正向流动，冲洗掉反冲洗未能冲洗掉的杂质，并重新形成稳定的过滤层。
1.5.3.2机械过滤器冲洗的条件
判断需要清洗的时机如下：
1）正常生产过程中一般每周一次。
2）压差明显上升或超标（＞0.07MPa）。
3）出水SDI值明显增加或超标。
4）出水菌落总数明显增加或超标（大于原水菌落总数或≥100CFU/mL）。
1.5.3.3机械过滤器冲洗程序
准备冲洗—反冲洗20-30分钟—静置15分钟—正冲洗5-10分钟—结束
1.5.3.4机械过滤器的反冲洗
彻底的反洗是机械过滤器正常运行的前提，所以一定要保证反洗的质量。
反洗流量一般为运行流量的3倍。
在冲洗的过程中可以有无烟煤粉末或粉碎的小颗粒滤料冲出，但不得冲出大颗粒滤料或大量滤料。
机械过滤器反冲洗阀门状态见图2。
图2机械过滤器反冲洗阀门状态示意图
机械过滤器反冲洗操作流程如下：
1）反冲洗前先将原水箱蓄满水，给机械过滤器注满水，具体操作为开启排气阀，上进水阀，开一台进水泵，直到排气阀门出水后，关闭泵，阀门。
注满水后，静置一会。
然后调整阀门为开启排气阀，上排水阀门，下进水阀。
2）开启反冲洗泵，用足够大进水量，冲松滤料层，使得滤料层膨胀，滤料之间相互摩擦，冲刷干净。
但应注意不要流量过大，一般是正常运行的3倍。
以排出水中无大颗粒的无烟煤为准。
排气阀出水后，缓慢关闭排气阀，并在反洗过程中间断开启排气阀。
3）反洗15～20分钟后，排水逐渐变清，之后每5-10分钟，观察一次排放口出水有无细小杂质，有则应继续再洗。
反洗到出水清澈为止，并在操作记录日报表上记录反洗时间。
4）反洗结束，关闭清洗泵，然后关闭反冲洗进、出水阀门。
1.5.3.5机械过滤器的正冲洗
良好的正洗是机械过滤器正常运行的保证，所以一定要保证正洗的质量。
正洗流量要尽量大，正洗流量一般为运行流量的2～3倍。
在正洗开始3～5分钟后，正洗水可回收到原水箱。
机械过滤器正冲洗阀门状态见图3。
图3机械过滤器正冲洗阀门状态示意图
机械过滤器反冲洗操作流程如下：
1）反洗结束后，静置15～30分钟以上，使各层滤料按照重力自动分层。
2）正洗开始前，检查清洗管路，打开上进水阀，排气阀，下排水阀，启动反洗水泵，在排气阀出水后，缓慢关闭排气阀。
并在正洗过程中，间断开启排气阀。
3）正洗3～5分钟后，确认排水无杂物，清澈透明，可打开回收阀，缓慢关闭下排水阀，回收到原水箱。
检查出水压力，保证出水压力没有明显升高。
4）正洗时间30～60分钟。
正洗结束后，关闭反洗水泵，关闭上进水阀，下排水阀。
5）按机械过滤器首次运行的操作程序操作。
1.5.3.6机械过滤器冲洗需注意的问题
1）为使冲洗效果好的目的，要先反洗后正洗。
反洗流量要足够大（约为运行流量的3倍），使滤料层有一定的膨胀，一般膨胀20cm以上。
应该有粉碎的小颗粒滤料冲出，但不得冲出大颗粒滤料或大量滤料。
2）为了保证清洗效果，不能一次多台过滤器同时清洗，每次清洗一个过滤器。
3）一般情况下机滤微生物超标的可能性很小，多数原水中有残余氯杀菌，当发现机滤出水微生物菌落总数增加超标时，适当延长反洗时间。
1.6污染指数SDI值的检测和计算详见《检测作业指导手册》
1.7机械过滤器的维护
1）定期打开上人孔盖，检查滤料分布情况，在需要添加无烟煤时，即使添加，添加完
毕进行彻底清洗后投入运行。
2）每次运行前，首先进行排气，防止水头直接作用到滤料表面，造成滤料的破损。
3）在发现产水出现大量滤料或滤料上部沟流严重时，及时更换滤料。
4）在重新装填滤料时，一定要检查罐体底部水帽是否完好，是否存在下沉现象。
第2章活性炭吸附
活性炭吸附是使用活性炭过滤器，用活性炭还原水中余氯、吸附水中的胶体、重金属、有机物及异味的一种压力式过滤设备。
2.1炭滤罐的工作原理
通过在活性炭过滤器中装填活性炭，利用活性炭巨大的表面积和发达的微孔结构在水通
过时，吸附水中的有机物达到活性炭的表面，并逐渐转移至微孔内部，降低出水有机物含量。
在微孔吸附达到饱和时，活性炭就失去了吸附有机物的能力，此时必须进行再生和更换。
我司采用更换活性炭的方式维持活性炭的吸附效果。
2.2炭滤罐工作流程
经过机滤后的产水，从炭滤罐顶部进入炭滤罐内。
通过水帽的分散作用，水均匀地分散
到罐体的上部。
在罐体未充满水，首先进行小流量冲水，直至罐体水满，防止水直接作用到
活性炭滤料上，造成活性炭滤料破碎。
水从上至下，通过活性炭之间的空隙缓慢地流动。
利
用活性炭的疏水性，更加利于与水中的有机物结合。
被吸附的有机物、色素粒子或重金属离
子逐渐进入活性炭的微孔中而被去除。
产水从炭滤罐的底部进入产水管道。
2.3炭滤罐滤料结构
炭滤罐中滤料有三种，最下层是鹅卵石，依据底部水帽孔径的不同，鹅卵石尺寸和层数
不同。
中间层是石英砂（对于含铁锰含量高地下水，此层是锰砂），最上层是活性炭。
下层
的鹅卵石和石英砂均起到垫层的作用，上层的活性炭起吸附作用。
由于活性炭颗粒粒径大于
机滤罐起过滤作用的石英砂的粒径，所以活性炭不起过滤作用，只吸附水中的有机物质。
常用的炭滤罐规格主要有2000mm、2200mm、2400mm三种，滤料装填见表6。
表6活性炭过滤器滤料清单
活性炭过滤器规格：
Φ2000，填料高度：
1500，有效高度：
1200
填料
粒径（mm）
填料高度
单罐数量（包）
单罐重（T）
活性炭
0.8-1.2
1200
75
1.875
石英砂
1.6-2.0
100
11
0.55
石英砂
2.0-5.0
100
11
0.55
鹅卵石
5.0-10
50
6
0.3
鹅卵石
10-20
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