自來水廠二氧化氯消毒工藝優(yōu)化效果分析

黃國慶

（重慶麻柳水務(wù)有限公司，重慶 401320）

自來水廠二氧化氯消毒工藝優(yōu)化效果分析

黃國慶

（重慶麻柳水務(wù)有限公司，重慶 401320）

以西南某水廠進(jìn)水為原水，采用凈水工藝中常見的液氯、氯胺考察對不同季節(jié)原水的處理效果、消毒副產(chǎn)物及需氯量進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)分析，取得了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：氯胺同液氯相比可以減少致癌副產(chǎn)物氯仿的產(chǎn)生，降低加氯量，提高滅菌消毒效果，并且在氣溫較高的春夏季節(jié)，有效氯消耗量大于氣溫較低的秋冬季節(jié)，這可能是與原水中含有的較多的有機(jī)物有關(guān)。

液氯；氯胺；季節(jié)；溫度；加氯量

氯因其殺菌有效、投加方便而一直作為自來水的一種基本消毒劑。在人們生活水平不斷提高，對生活飲用水質(zhì)量要求越來越高的今天，在保證管網(wǎng)水余氯、細(xì)菌、總大腸菌群等細(xì)菌學(xué)指標(biāo)符合要求的情況下，合理加氯、減少自來水鹵代烴等消毒副產(chǎn)物的含量，成為我們亟待解決的問題。二氧化氯作為在自來水消毒中公認(rèn)的綠色消毒藥劑，其應(yīng)用范圍非常廣泛。筆者在實(shí)際工作過程中發(fā)現(xiàn)，二氧化氯投加量受季節(jié)性水溫變化和絮凝劑投加影響比較大，本文為此進(jìn)行了工藝模擬實(shí)驗(yàn)，取得了滿意的結(jié)果，為生產(chǎn)工藝的改進(jìn)提供了可靠的依據(jù)[1]。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

變速攪拌儀，日立 GC3900氣相色譜儀，島津 TOC5000總有機(jī)碳測定儀，砂芯漏斗，抽濾器，恒溫水浴鍋等。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

在本實(shí)驗(yàn)中，模擬水廠現(xiàn)行投加二氧化氯消毒工藝，針對春季、冬季的水廠進(jìn)水分別進(jìn)行單獨(dú)投加了二氧化氯；投加PAC 絮凝劑后再投加二氧化氯，然后對該水樣進(jìn)行了余氯、細(xì)菌總數(shù)、總大腸菌群、氯仿、四氯化碳、總有機(jī)碳、pH等項(xiàng)目的測定，其結(jié)果見表1、表2、表3。其中，二氧化氯由二氧化氯自動(dòng)投加儀計(jì)量，接觸反應(yīng)1h；投加 PAC 先快速攪拌1min 后，慢速攪拌 5min，然后靜沉30min 后取上清液投加二氧化氯。

1.3 檢測方法

對實(shí)驗(yàn)后水樣進(jìn)行 pH、細(xì)菌總數(shù)、總大腸菌群、四氯化碳、氯仿總有機(jī)碳等相關(guān)項(xiàng)目的分析測定。

2 結(jié)果與討論

2.1 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

該西南地區(qū)2016年全年水溫月變化趨勢為 ：其中2—4月，春季氣溫較低，水溫為10～18℃ ；5—9月，夏季氣溫較高，水溫為18～24℃ ；10—12月，氣溫和水溫溫度接近，均呈降溫趨勢，水溫為10～24℃。

如表1所示，春季投加二氧化氯量普遍大于冬季，并且會(huì)隨著溫度的上升，投加二氧化氯量會(huì)逐漸增加，但是出水的余氯并沒有隨之升高，而是保持比較穩(wěn)定的狀態(tài)；細(xì)菌總數(shù)、總大腸菌群個(gè)數(shù)、四氯化碳均符合國家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)；氯仿和總有機(jī)碳的變化規(guī)律同投加氯的量呈正相關(guān)關(guān)系。

表1 原水溫度不同對二氧化氯消毒效果影響

如表2所示，投加絮凝劑 PAC 后，春季投加二氧化氯量略大于冬季，并且會(huì)隨著溫度的上升，投加二氧化氯量會(huì)略有增加，但是出水的余氯并沒有隨之升高，而是保持比較穩(wěn)定的狀態(tài)；細(xì)菌總數(shù)、總大腸菌群個(gè)數(shù)、四氯化碳均符合國家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)；氯仿和總有機(jī)碳的變化規(guī)律同投加氯的量呈正相關(guān)關(guān)系。表1和表2對比可發(fā)現(xiàn)，投加絮凝劑后，春季投加氯量會(huì)明顯降低；細(xì)菌總數(shù)、總大腸菌群、四氯化碳對比變化不明顯；氯仿和總有機(jī)碳的含量均呈降低趨勢。

表2 投加絮凝劑后對二氧化氯消毒效果影響

如表3所示，地表原水 pH 值為7.4，單獨(dú)投加二氧化氯和PAC 后，pH 值均略有下降；PAC 和二氧化氯兩者一起投加后，pH 值同單獨(dú)投加相比下降更多，但依然在7.1。

表3 實(shí)驗(yàn)前后水樣的pH變化

2.2 討論分析

（1）消毒時(shí)水中加氯量分為兩部分，即需氯量和余氯，需氯量是指用于殺死細(xì)菌、氧化有機(jī)物和還原性物質(zhì)等消耗的部分；余氯可以保證一定時(shí)間內(nèi)管網(wǎng)水質(zhì)。在實(shí)驗(yàn)中，余氯量均滿足國家現(xiàn)行指標(biāo)要求。但二氧化氯投加量春季高于冬季，這是因?yàn)橐话愦杭舅疁剌^高，余氯消耗快，往往需提高清水池的余氯量，從而增加了氯量。據(jù)實(shí)踐統(tǒng)計(jì)，水廠春季水溫平均為 18.5℃，一般加氯量為 1.9mg/L 左右 ；冬季水溫平均為 9.3℃，其加氯量一般為 1.3mg/L 左右。

（2）當(dāng)水中懸浮物較多時(shí)，水的渾濁度會(huì)增加，隱藏在懸浮物中的細(xì)菌往往受不到氯的消毒作用，而且水中由于部分有機(jī)物和無機(jī)物還能消耗掉水中的氯，因而使加氯量增加。春天由于水中懸浮物比較多，不僅消耗氯多，同時(shí)生成的氯仿等致癌類物質(zhì)也比較多，同時(shí)調(diào)研，二氧化氯的投加量的增加同溫度上升，水中合成的氨氮類物質(zhì)的分解也有關(guān)系[2-3]。

（3）投加 PAC 和二氧化氯后，pH 值會(huì)下降，一方面是因?yàn)?PAC 進(jìn)入水體中會(huì)水解，產(chǎn)生酸性 ；另一方面可能是因?yàn)槎趸葘?dǎo)致水體中的氨氮類物質(zhì)硝化降解消耗堿度所致。

3 結(jié)論

1）在氣溫較高的春季，有效氯消耗量大于氣溫較低的冬季，這可能是與水溫升高，余氯消耗速度快和原水中含有的較多的有機(jī)物有關(guān)。根據(jù)出廠水在管網(wǎng)中水力停留時(shí)間的長短，可適當(dāng)根據(jù)季節(jié)溫度調(diào)整出廠水加氯量，優(yōu)化生產(chǎn)效果：在冬季低溫條件下，控制初始加氯量，節(jié)約加氯成本；在夏季高溫條件下適當(dāng)增加加氯量或者在中途站補(bǔ)氯，以降低飲水風(fēng)險(xiǎn)。

2）對原水進(jìn)行絮凝后再消毒，可以明顯降低二氧化氯投加量，同時(shí)水中產(chǎn)生的可能致癌類物質(zhì)也大大減少，不僅可以減少運(yùn)行費(fèi)用，同時(shí)對水質(zhì)健康有利。

3）對原水進(jìn)行絮凝或二氧化氯氧化消毒，水的 pH 值均會(huì)下降，一方面是因?yàn)?PAC 或二氧化氯本身進(jìn)入水中會(huì)導(dǎo)致水體堿度減少，另一方面可能是因?yàn)槎趸葧?huì)引起水體中的氨氮類物質(zhì)硝化降解堿度造成。

[1] 張 海 龍 .自 來 水 消 毒 中 二 氧 化 氯 的 應(yīng) 用 研 究 [J].科 技 創(chuàng) 新 導(dǎo) 報(bào)，2013，（26）：120.

[2] 丁 英 鋒， 王 啟 山 . 自 來 水 加 氯 消 毒 副 產(chǎn) 物 及 其 前 體 物（THMFP）的研究與發(fā)展 [J].天津城市建設(shè)學(xué)院學(xué)報(bào)，2001，（2）：128-131.

[3] 萬巧玲，王良超 .自來水中氯消毒能力在不同溫度下的變化規(guī)律研究 [J].環(huán)境科學(xué)與管理，2016，（8）：60-62.

Optimization Analysis of Chlorine Dioxide Disinfection Process in Waterworks

Huang Guo-qing

In this paper，the inf l uencing factors，disinfection by-products and chlorine content of raw water in different seasons were analyzed by liquid chlorine and chloramine，which were common in the water treatment process of water in the southwest of China.The experimental data were obtained.The The results showed that chloramine could reduce the production of carcinogenic byproduct chloroform，decrease the amount of chlorine and improve the sterilization and disinfection effect，and the effective chlorine consumption was higher than that of the lower temperature in the spring and summer season Autumn and winter season，which may be related to the raw water contains more organic matter.

liquid chlorine ；chloramine ；season ；temperature ；chlorine dosage

TU991.25

：B

：1003–6490（2017）07–0199–02

2017–05–06

黃國慶（1986—），男，重慶人，工程師，主要從事水處理管理工作。