Question

自来水的净化过程

Answer 1

一、 课题提出
水是地球上的万物生命之源，是人类赖以生存的基本物质。俗话说：“人能三日无粮，不可一日缺水。”这形象地说明了水的重要作用。但是，对传染病学和细菌学的研究证明水是传播疾病的重要媒介物，据世界卫生组织（WHO）统计，全球80%的疾病以及1/3以上的死亡直接来源于不清洁的饮用水。水质决定着人的体质，于是自来水的消毒处理成为大规模供水系统中最基本的处理工艺，是保证用户安全用水必不可少的措施之一。潮州市处于潮汕平原，属韩江的灌溉区域。我市的饮用水源来自韩江中上游。韩江中上游处于山区，水污染少，水质优。近来，我市的自来水出现漂白粉味，这对人体健康是否有影响？适逢新教材高一《化学》中学习了有关卤素的知识，这引发了我们一些想法：经过氯化消毒之后，饮用水中会产生哪些物质？这些物质对人体健康会产生什么影响？如何避免自来水氯化消毒所带来的一些弊端？……
二、研究目的
1、了解自来水生产过程中氯化消毒的原理方法以及氯化后水质对人体健康的影响。
2、结合所学知识进行分析，对自来水生产中氯化消毒提出一些改进措施，使自来水消毒更趋向科学化。
3、调查人们对自来水氯化消毒的看法所持观点。
4、通过实践研究，掌握科学研究的基本方法，提高自身素质，如科学态度、科学道德、学识水平和综合运用知识的能力等。
三、研究过程
本课题主要采用“查找资料——提出问题——实地调查——分析研究、解决问题——撰写论文”的思路进行研究。研究方法有文献法、调查法、实践等。
1、准备阶段
收集资料的主要目的是寻找事实论据和理论论据，并通过对资料整理分析，我们从中收集一些难以解答的问题，为实地调查研究作好准备。
2、调查实践
到潮州市竹竿山水厂进行参观访问，了解有关氯气用于自来水消毒的具体情况，潮州竹竿山水厂于1995年5月与挪威合作建成自动化程控设施，是现今粤东地区自动化程度较高的自来水厂，日产量约10万吨。在曹副厂长和化验室许主任的带领下，我们参观了自来水生产的全过程并就自来水氯化消毒问题进行重点调查访问。
3、分析研究
我们设计两份调查问卷进行调查，将所得信息进行整理，写成调查报告。
四、研究成果
水是生命之源，是生命得以维持所必需的物质之一。对传染病学和细菌学的研究证明水的确又是传播疾病的重要媒介物，于是人们开始寻找对水的消毒方法，并在大约一百多年前就采用了氯化消毒方法，并沿用至今，成为一种常规消毒方法。但随着科学技术发展，发现氯化后自来水出现一些令人遗憾的结果！经过氯化后的水会产生哪些物质？这些物质会影响人体健康吗？如何才能得到既清洁又安全的饮用水？……这些均成为我们课题研究的关键问题。
人类的饮用水大多数是经过自来水厂加工生产的。我市的自来水厂水源来自韩江中上游，韩江中上游流域是广大的山区，水污染程度低，水质好，其中含有害物质少。潮州竹竿山水厂是目前粤东地区规模较大的水厂，负责潮州地区的供水。竹竿山水厂自来水生产消毒采用氯化法，在生产过程中使用的主要作用物质是氯气。水厂的自来水生产分为四个阶段，取水，过滤，消毒，输水，自来水进入水厂后，第一道工序是过滤，竹竿山水厂用聚氯化铝（加SO42-）作沉淀剂，药池中AlCl3浓度6%，水中浓度为2mg/L。聚氯化铝可除去水中三卤甲烷母体物质，防止致癌物质产生。
过滤后的水要进行消毒，消毒剂用氯气。氯气易溶于水，与水结合生成次氯酸和盐酸，在整个消毒过程中其主要作用的是次氯酸。对产生臭味的无机物来说，它能将其彻底氧化消毒，对于有生命的天然物质如水藻，细菌而言，它能穿透细胞壁，氧化其酶系统（酶为生物催化剂）使其失去活性，使细菌的生命活动受到障碍而死亡。次氯酸本身呈中性，容易接近细菌体而显示出良好的灭菌效果，次氯酸根离子也具有一定的消毒作用，但它带负电荷而难于接近细菌体（细菌体带负电荷），因而较之次氯酸，其灭菌效果要差得多，所以氯气消毒效果要比采用漂白粉消毒更佳。自来水厂是从梅州、厦门等地购买液氯的，使用时液氯通过减压阀减压，再进入投氯机投到水中。自来水厂每10几天用氯气约1.5吨，水产量达100多万吨。
我们在市区作了调查，自来水中常常有浓烈的漂白粉味，群众都很关心这个问题，那究竟这会不会影响人体健康？我们经过研究，到竹竿山水厂询问有关技术人员，得知自来水中带有漂白粉味不会影响人体健康，它的形成主要原因是水厂的投氯的量度提高，因为长距离送水，管道中会产生硫铁菌等有害物质，自来水中含氯量偏高用于杀菌，以防止自来水到达用户前受到二次污染。自来水厂投氯量度提高，是为了保证水质的安全，居民应体谅这一点，为了尽量减少饮用水中带有的浓烈的漂白粉味，我们建议居民的饮水习惯应有所改变，使之进一步科学化。自来水饮用前应放置一段时间，让水中存有的余氯挥发掉，这可减少水中漂白粉味。同时竹竿山水厂对出厂的自来水进行抽样调查，严格把握水中余氯量，保证居民用水的水质高。
目前，随着我市经济不断发展，工业发展迅速，韩江的水污染逐渐加重。氯化消毒水中检验出的氯化有机物的种类越来越多，因此，我们应更关注自来水的氯化消毒以及怎样才能保证自来水水质等问题。我们通过研究，给自来水厂提以下几点建议：
（1）做好氯化前的工作。竹竿山水厂应和环保等部门合作，对韩江污染源进行综合整治，保证水源的水质。
（2）改革投氯消毒工艺，氯化消毒过程中，强力的混合作用是获得连续的消毒效果的关键。潮州竹竿山水厂现拥有先进的投氯机，但以后还需注意投氯消毒工艺提高。
（3）采用优化消毒剂。在现阶段，消毒剂除氯气外，还有二氧化氯，臭氧，采用代用消毒剂可降低有害物质的生成量，同时提高处理效率。
随着科学技术的不断发展，我们相信自来水生产越来越完善，在不久的将来，氯化消毒法所带来的一些问题会得到解决，人们可安心饮用甘甜的自来水。在调查中，居民反映出我市水价偏高问题，但我们知道，自来水厂的设备投资巨大，而且又要注意提高水的水质，资金费用也相当高，居民这一点应给予体谅。处在夏秋季节，自来水中的有害物质含量偏高，我们在饮用自来水时，最好是延长沸腾时间，使水中难以挥发的有机物质得到消毒以保证健康。

〖报告一〗氯气用于自来水消毒中的利弊
（一）调查目的
现在自来水消毒大都采用氯化法，公共给水氯化的主要目的就是防止水传播疾病，这种方法推广到至今有100多年历史了，具有较完善的生产技术和设备，但我们经过对理论资料了解、研究，认为氯气用于自来水消毒还是有在一定的弊端，因此，我们决定针对这一课题进行深入调查。
（二）调查分析:
1、对50名市自来水厂领导职工进行问卷调查，综合分析如下：
（1）本市自来水生产采用氯化法消毒比较好。
（2）本市自来水厂所引用水源水质好，消毒过程中环保做得较彻底、完善。
（3）本市自来水厂氯化消毒后的水几乎没有有害物质。
（4）日常用水有时会有漂白粉味，但不会危害人体健康。
2、对市区居民进行有关饮水问题的问卷调查。共发放调查问卷50份，实收50份，有效问卷50份。整理调查问卷得到下表：
选 项
题 号 A B C D
1 50人/100% \ \ \
2 \ 8人/16% 42人/84% \
3 50人/100% \ \ \
4 \ 50人/100% \ \
5 4人/8% 46人/92% \ \
6 40人/80% 10人/20% \ \
7 没有:47人/94% 没填:3人/6%
8 考虑环保:27人/54% 没填:23人/46%
9 有时:10人/20% 没有:40人/80%
由上表反映出：
① 关于哪种消毒方法比较好，对氯化法持支持意见占100%即50人，氯气用于自来水消毒在现阶段还是受到认可和支持的。
② 对自来水厂水源污染情况认为“没污染”的人数占84%，认为“污染一般”占总人数的16%，潮州市自来水厂所引用的水源来自韩江，韩江水受污染少，水质较好，这是潮州市自来水生产的一大优势。
③ 对自来水厂所选用消毒剂的看法，“同意”的人数占100%，这从中体现出大家对“氯气”的信任还是较高。
④ 自来水厂消毒剂主要从外地进货，本地没有生产，这也是造成自来水成本偏高的一个原因。
⑤ 对于自来水消毒过程氯气的用量，认为“适可”的人数占总人数92%，认为“过高”的占8%即4人。潮州市竹竿山水厂采用投氯机加氯，全过程由计算机自动控制，投入剂量比较准确, 对比其他乡镇小型水厂受条件限制而出现投氯剂量过高或过低的情况，竹竿山水厂所生产的自来水质更好，居民饮水后对身体健康有保障。
⑥ 对自来水厂在生产过程中是否不断改进消毒方法的回答，“有”占80%，而“没有”只占20%，即十人。不断改进，不但有利于提高自来水厂信誉，而且还能不断提高供水的质量，保证居民饮水健康。
⑦ 认为氯化消毒后的水没有产生有害物质的人占总人数的94%，有6%的人弃权。由此可见，氯化消毒后的水质是比较好，对人体危害较小。
⑧ 在整个消毒过程中，指出厂家考虑到环保问题的占总人数的54%，有46%的人弃权。环保是当今社会关注的问题，特别氯气是有毒气体，更须注意，以免污染环境，破坏生态系统。由调查得知，自来水厂在这方面做得比较好。
⑨ 日常饮用水有时会有漂白粉味，持有这种观点的人数占20%，认为没有的占80%。现今消毒过程中氯的投入量比较准确，投氯量约为1kg/1000吨水。出现漂白粉味是因为水中含氯量偏高，但这是要防止自来水输送过程中的二次污染，对人体危害极低。
综上所述，基于潮州市的实际情况（如水源水质，自来水厂的生产技术水平，经济效益等），在现今自来水生产中，消毒方法大多数采用氯化法，消毒剂采用液氯。潮州市自来水厂所引用的水源来自韩江，韩江受污染程度比较轻，水质与其他地区相比还是比较好，而且氯化后水中所含有的有害物质极少，对人体的健康基本没危害。尽管如此，但许多新的研究都表明自来水氯化消毒后仍不可避免存在有害物质，且目前有关方面专家也提出了许多改进措施。我们在此向潮州市自来水公司提出建议：希望贵公司能不断改进自来水消毒的方法，以保证居民用水的安全。

〖报告二〗关于自来水消毒的调查
（一）调查目的
了解居民对自来水消毒的看法以及平常居民所饮用自来水的水质、居民在生活用水中有何习惯、是否有考虑到珍惜自己的健康等问题。
（二）调查方法
调查分析法。
（三）研究分析
本次调查共发放调查问卷50份，实收问卷50份，有效问卷50份。下面是对答卷的综合分析：
1、居民对自来水生产的了解程度。
对于不