一農(nóng)飲工程出廠水二氧化氯消毒副產(chǎn)物的分析調(diào)查和控制對(duì)策

【摘要】近年來(lái)，隨著 “民生實(shí)事”的推進(jìn)，解決飲水安全問(wèn)題成為重中之重，建立和執(zhí)行農(nóng)村飲水安全工程建設(shè)、水源保護(hù)、水質(zhì)監(jiān)測(cè)的新“三同時(shí)”制度，保障民生。然而如何保障農(nóng)村飲水安全工程水質(zhì)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)，科學(xué)制定水質(zhì)監(jiān)測(cè)制度，促進(jìn)農(nóng)飲工程的規(guī)范管理和正常運(yùn)行是確保飲水安全的一項(xiàng)重要措施。

本文通過(guò)近兩年來(lái)對(duì)重慶市大足區(qū)各農(nóng)飲工程巡檢，全面掌握城鄉(xiāng)農(nóng)飲工程供水水質(zhì)基本狀況，意在通過(guò)分析一些共性不能穩(wěn)定達(dá)標(biāo)的問(wèn)題，為農(nóng)飲工程的規(guī)范運(yùn)行具有重要的指導(dǎo)意義。

【關(guān)鍵詞】農(nóng)飲工程；水質(zhì)監(jiān)測(cè)；分析調(diào)查

引言

“民生實(shí)事”農(nóng)村飲水工程是為農(nóng)村居民提供人畜飲水的主要供水設(shè)施和供水方式，良好的運(yùn)行管理，供水水質(zhì)是否穩(wěn)定符合衛(wèi)生要求，直接關(guān)系到廣大農(nóng)村居民的身體健康和民生福祉。供水水質(zhì)不合格，會(huì)在不同程度上對(duì)飲用者身體健康構(gòu)成威脅或造成飲用者的感官不適，也會(huì)帶來(lái)一些不穩(wěn)定的社會(huì)風(fēng)險(xiǎn)。按照《生活飲用水衛(wèi)生監(jiān)督管理辦法》的規(guī)定，集中式供水單位供應(yīng)的水質(zhì)應(yīng)當(dāng)符合生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。大足區(qū)農(nóng)村飲水安全水質(zhì)檢測(cè)中心在2017年例行農(nóng)村飲水安全工程水質(zhì)監(jiān)督監(jiān)測(cè)中，發(fā)現(xiàn)某水廠的出廠水氯酸鹽濃度達(dá) 1.4mg/L，按《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB5749-2006）0.7mg/L標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)，超標(biāo)1.0倍。為了查明氯酸鹽超標(biāo)原因，我們對(duì)水廠的制水消毒工藝進(jìn)行調(diào)查，現(xiàn)將結(jié)果如下。

1現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查

1.1 某水廠制水工藝

該水廠日制水量5000t，制水能力最高達(dá)50t/h，采用二氧化氯消毒。二氧化氯發(fā)生器產(chǎn)生含二氧化氯的消毒液，通過(guò)專(zhuān)用連接裝置將反應(yīng)溶液全部加入到清水池中，進(jìn)行“一級(jí)泵后加藥”，“加藥”后的源水經(jīng)過(guò)混凝（混凝劑在源水泵前投加）、沉淀、過(guò)濾、消毒后到達(dá)清水池，再由二級(jí)泵加壓輸送到供水管網(wǎng)（如下圖）。

1.2 二氧化氯發(fā)生器工作原理

水廠使用的二氧化氯發(fā)生器購(gòu)置于2015年，采用化學(xué)法生產(chǎn)二氧化氯，原理是將鹽酸和氯酸鈉溶液輸送到二氧化氯發(fā)生器的負(fù)壓反應(yīng)室內(nèi)發(fā)生反應(yīng)，反應(yīng)能產(chǎn)生二氧化氯，然后將含有二氧化氯的反應(yīng)溶液通過(guò)水射器全部投加到源水管道中（如下圖）。

二氧化氯發(fā)生示意圖

1.3 二氧化氯發(fā)生器使用情況

使用原料為鹽酸和氯酸鈉。鹽酸要求為工業(yè)合成一級(jí)品，含量≥32%；氯酸鈉為工業(yè)一級(jí)品，含量≥99%，按5kg氯酸鈉加 10kg水的比例配置使用。在該水廠的實(shí)際使用中，二氧化氯發(fā)生器投加氯酸鈉（27.8%，3.6mol/L）和鹽酸（32%，10mol/L）按照 1：1.15的體積比投加。查閱該型號(hào)設(shè)備的工藝資料，氯酸鈉（27.8%，3.6moL/L）和鹽酸（32%，l0mol/L）的投加體積比應(yīng)為 1：1.25。

2 解決措施

建議水廠更改二氧化氯發(fā)生器的原料投加比例，將鹽酸和氯酸鈉投加體積比改為1：1.25。為評(píng)價(jià)措施效果，在原料投加比例調(diào)整前后分別采集出廠水水樣，按照《生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)方法》（GB 5750.51-2006）進(jìn)行氯酸鹽檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果依據(jù)《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB 5749-2006）進(jìn)行評(píng)價(jià)。

3 結(jié)果

二氧化氯發(fā)生器按照1：1.15的體積比投加鹽酸和氯酸鈉溶液時(shí)，出廠水氯酸鹽濃度為 1.4mg/L，將該比例調(diào)整為1：1.25后，出廠水氯酸鹽濃度為 0.45mg/L，符合標(biāo)準(zhǔn)。見(jiàn)下表。

4討論

為了使 → → 的轉(zhuǎn)化比較完全，提高氯酸鈉的反應(yīng)率，需要過(guò)量鹽酸來(lái)參與反應(yīng)，實(shí)際應(yīng)用中投加的氯酸鈉與鹽酸溶液的摩爾比要大于1：2.4，但是過(guò)量的鹽酸也會(huì)加速副反應(yīng)的發(fā)生。根據(jù)該水廠二氧化氯發(fā)生器的工藝資料，氯酸鈉和鹽酸溶液的建議投加體積比為，1：1.25摩爾比為1：3.45）。水廠在原料配比調(diào)整前使用的氯酸鈉與鹽酸溶液體積比是1：1.15（摩爾比為1：3.2），氯酸鈉反應(yīng)不完全，其殘余量超出正常水平，導(dǎo)致出廠水的氯酸鹽濃度高達(dá)1.4mg/L，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（0.7mg/L）。在鹽酸和氯酸鈉溶液投加量摩爾比調(diào)整為1：3.45后，出廠水氯酸鹽濃度為0.45mg/L。由此可見(jiàn)，由于鹽酸與氯酸鈉溶液的投加比例存在誤差，鹽酸投加量偏少，導(dǎo)致氯酸鈉反應(yīng)率低，二氧化氯消毒液中的氯酸鈉殘余量大大提高，導(dǎo)致出廠水氯酸鹽超出標(biāo)準(zhǔn)。

5 結(jié)論

（1）氯酸鹽制取二氧化氯過(guò)程中，氯酸鹽本身也是一種消毒劑，同時(shí)還是二氧化氯的生產(chǎn)原料，但它又是消毒副產(chǎn)物。因此在農(nóng)村飲水工程運(yùn)行管理中，要嚴(yán)格控制氯酸鹽的投放比例，提高控制的精準(zhǔn)度，探求反應(yīng)的最佳濃度、酸度、溫度等因素，進(jìn)而提高反應(yīng)原料的轉(zhuǎn)換效率。

（2）為了有效控制出廠水中消毒副產(chǎn)物的余量，進(jìn)行工藝改造，“二氧化氯預(yù)氧化+ 二氧化氯消毒”改為“二氧化氯預(yù)氧化+ 次氯酸鈉消毒”兩種藥劑聯(lián)用，同時(shí)控制好二氧化氯預(yù)氧化的投加量，其加注量控制在0.5 mg /L，或?yàn)V后水的二氧化氯余量在0.1 mg /L 以下，可以較好地解決氯酸鹽和亞氯酸鹽的超標(biāo)問(wèn)題。

（3）考慮到原料氯酸鹽本身是消毒副產(chǎn)物，除了原料泄露、生產(chǎn)工藝中轉(zhuǎn)化率低的問(wèn)題，有必要開(kāi)展新型二氧化氯生產(chǎn)工藝研究，如挑選適宜的固體酸，如硬脂酸、檸檬酸、草酸、酒石酸或雜多酸等和一種氯酸或亞氯酸鹽為模型反應(yīng)，合適的催化劑，收集、吸收、穩(wěn)定儲(chǔ)存的高純度二氧化氯，從源頭上減少消毒副產(chǎn)物氯酸鹽的使用，從而控制此消毒副產(chǎn)物的生成。

（4）著力推進(jìn)農(nóng)村飲水安全工程的一體化管理，由有實(shí)力和管理經(jīng)驗(yàn)的企業(yè)來(lái)管理分布比較分散的農(nóng)飲工程。

（5）加強(qiáng)對(duì)出廠水的檢測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)飲用水的安全隱患，對(duì)水質(zhì)檢測(cè)中存在的問(wèn)題及時(shí)處理，使水質(zhì)達(dá)到《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB5749-2006）的要求。

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