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自来水和人们的生活息息相关，同时也是城乡基础建设的重要标准。那么自来水是从何而来，又是经过哪些步骤才能够让人们正常使用呢？接下来我们就来详细了解一下净水的目的以及自来水的生产工艺流程。
一、净水目的
由于自然因素和人为因素，原水里含有各种各样的杂质，这些杂质可分为悬浮物、胶体、溶解物三大类。为了让水能够满足人们日常生活和工业生产的需要，城市水厂就会对原水进行净水处理，净化原水中的有害物质，使净化后的水质达到正常使用的标准。
二、水厂总体工艺流程
水厂工艺常规流程图城市水厂净化水资源采用常规水处理工艺，主要分为四大部分：混合、反应、沉淀、过滤及消毒。
1、混凝反应处理
原水经取水泵房提升后，首先经过混凝工艺处理，即：原水+水处理剂→混合→反应→矾花水
自药剂与水均匀混合起直到大颗粒絮凝体形成为止，整个称混凝过程。常用的水处理剂有聚合氯化铝、硫酸铝、三氯化铁等。
混合的基本要求是药剂投加后，水流产生剧烈反应使药剂均匀扩散到水中，以利于混凝剂快速的水解、聚合、颗粒脱稳并有助于布朗运动进行异向沉淀，即快速混合。混合的方式目前一般有水泵混合、管式静态混合器混合、机械混合和跌水混合等。混合快速剧烈，通常在10-30s内完成搅拌，至多不能超多2min，否则会导致混合效果下降。
加矾设备反应池2、沉淀处理
混凝阶段形成的絮状体依靠重力作用从水中分离出来的过程称为沉淀，这个过程在沉淀池中进行。沉淀池目前主要有平流式沉淀池、斜管斜板沉淀池、澄清池等。沉淀的方式主要有两种，一种是斜管下部深层阻碍沉淀，另一种是浅层斜管沉淀。水流入沉淀区后，沿水区整个截面进行分配，进入沉淀区，然后缓慢地流向出口区。水中的絮状物沉于池底不断堆积并浓缩，定期排出池外。
斜管斜板沉淀池设计原理图平流式沉淀池设计原理图3、过滤处理
过滤一般是指以石英砂等有空隙的粒状滤料层通过黏附作用截留水中悬浮颗粒，从而进一步除去水中细小悬浮杂质、有机物、细菌、病毒等，使水澄清的过程。过滤阶段主要在过滤池中进行。
过滤池常分自上向下流动的重力式过滤池和自下向上的压力式过滤池两种类型，过滤阶段一般分为过滤和反冲洗两个过程。过滤阶段中原水流过过滤池的滤料层和承托层，将细小的悬浮物和胶体物质截留于滤料表面和被蹭空隙中，使废水得到净化。反冲洗阶段通过将水流反向通过滤池，以冲洗掉滤料中的堵塞物质，使滤池在短时间内恢复过滤能力。
普通快滤池V型过滤池4、滤后消毒处理
水经过滤后，浊度进一步降低，同时亦使残留细菌、病毒等失去浑浊物保护或依附，为滤后消毒创造良好条件。消毒并非把微生物全部消灭，只要求消灭致病微生物。虽然水经混凝、沉淀和过滤，可以除去大多数细菌和病毒，但消毒则起了保证饮用达到饮用水细菌学指标的作用，同时它使城市水管末梢保持一定余氯量，以控制细菌繁殖且预防污染。
消毒的加氯量（液氯）在1.0-2.5g/m之间。主要是通过氯与水反应生成的次氯酸在细菌内部起氧化作用，破坏细菌的酶系统而使细菌死亡。消毒后的水由清水池经送水泵房提升达到一定的水压，在通过输、配水管网送给千家万户。
加氯机消毒系统三、水质变化
以上就是城市水厂中最常见的净水工艺流程，通过一步步的工艺流程，原水由浑浊肮脏变为干净卫生，输送到千家万户。我们可以对水质的变化作一个对比：
预处理池中的原水反应沉淀后的水输送的自来水生产过程符合国家标准的自来水是不会对人体产生危害的，所以大家可以放心使用。
四、水厂工控系统安全隐患
从上述介绍中可以了解到自来水净水过程是一个复杂而又严格的过程，必须保证用户使用的自来水是符合国家标准的，如果净水过程中的某一个环节出现问题，那么就会导致整个水厂生产的水无法使用。
但是，目前水厂的工控系统仍存在许多安全隐患：
设备漏洞：国内自来水厂，大量采用西门子等产品，但由于该系列产品存在漏洞，可利用漏洞，进行脚本攻击改变加氯间控制系统参数，或者直接关闭管道内的阀门，导致管道破裂。
主机系统威胁：自来水厂的工程师站与操作员站大多使用Windows系统，为了保证业务系统的稳定性，工业主机几乎不会更新系统补丁，无法进行全面的安全防护，大部分主机几乎处在“完全裸奔”的状态。
移动介质滥用：在自来水厂的工控环境中，大多数未对移动存储设备、U盘的使用进行有效管控，比如通过主机USB口给手机充电、随意使用U盘进行数据传递等，很容易导致病毒通过移动存储设备进行传播。
通信协议漏洞：主流的工业协议如Modbus、OPC、S7等协议存在缺乏认证机制、缺乏授权机制等脆弱性，容易被不法分子所利用。
了解了目前自来水厂工控系统中存在的安全隐患，那么如何进行有效的安全防护就是重中之重了。
