純凈水消毒在制水行業(yè)中的應(yīng)用分析

廣東省潮州市自來水總公司 陳少輝

液氯消毒技術(shù)經(jīng)過多年的應(yīng)用與實(shí)踐已經(jīng)得到了廣大凈水工廠的認(rèn)可，該凈水工藝較為成熟，使用成本較低，具有較強(qiáng)的消毒凈水能力，早在20世紀(jì)就被廣泛應(yīng)用于水的消毒處理工作中。但液氯在消毒應(yīng)用的過程中會同時產(chǎn)生多種有毒物質(zhì)，如果不能夠加強(qiáng)對有毒物質(zhì)的處理就會對周圍環(huán)境造成較大的污染，甚至?xí)＜叭说纳】?。因此，技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)增加使用二氧化氯消毒工藝，避免有毒物質(zhì)的產(chǎn)生，滿足人們對于水質(zhì)的需求，促進(jìn)凈水廠與凈水技術(shù)的發(fā)展。

一、傳統(tǒng)液氯消毒工藝的弊端

液氯消毒工藝作為一種傳統(tǒng)的凈水消毒工藝，已經(jīng)被凈水廠廣泛應(yīng)用，占據(jù)我國水消毒工藝的主體地位。液氯消毒工藝能夠有效滅活細(xì)菌和病毒，同時還能夠保持一定的剩余濃度，這樣就能夠防止疾病的傳播，保障人們的生命安全。但液氯在消毒使用的過程中也會出現(xiàn)有毒產(chǎn)物，造成極大的環(huán)境風(fēng)險。其次，液氯本身具有毒性，對于日常運(yùn)輸、存儲的要求都比較高，容易出現(xiàn)安全問題，且如果操作不當(dāng)還容易發(fā)生泄露現(xiàn)象，對人體造成健康威脅，污染周圍環(huán)境，嚴(yán)重時還會導(dǎo)致人的死亡。另外，凈水廠消毒作業(yè)量比較大，其液氯的存量非常多，一旦出現(xiàn)泄露的現(xiàn)象就會導(dǎo)致嚴(yán)重的后果。當(dāng)前很多凈水廠并不具備功能完善的報警裝置，難以在第一時間切斷投加，無法控制泄露狀況。除此之外，當(dāng)前人們使用液氯的時候經(jīng)常出現(xiàn)憑借個人經(jīng)驗(yàn)投加的方法，容易出現(xiàn)安全風(fēng)險。液氯消毒反應(yīng)之后，技術(shù)人員在進(jìn)行余氯檢測時一般只用手工化驗(yàn)，難以實(shí)現(xiàn)自動化檢驗(yàn)，且檢驗(yàn)結(jié)果容易受到人為因素與環(huán)境因素的影響，很難得到準(zhǔn)確的結(jié)果。如果液氯的投放量較少，就很難對病毒、病原蟲以及寄生蟲卵產(chǎn)生作用，甚至對于部分細(xì)菌也很難進(jìn)行控制，難以起到消毒的作用[1]。

二、二氧化氯消毒工藝在制水生產(chǎn)中的應(yīng)用優(yōu)勢

與液氯消毒工藝相比，二氧化氯消毒技術(shù)更具環(huán)保性，也是當(dāng)前最具應(yīng)用前景的替代消毒技術(shù)，二氧化氯的使用能夠有效控制有毒副產(chǎn)物的形成。二氧化氯本身具有良好的殺菌消毒效果，即便水中存在懸浮物，二氧化氯也能夠以較小的劑量殺死大腸桿菌、類炭疽桿菌，并且，二氧化氯同時還能夠作用于脊髓灰質(zhì)炎病毒與大腸茵噬茵體等病毒。除此之外，二氧化氯在低濃度基礎(chǔ)上還具有較快的擴(kuò)散速度，其滲透能力也更強(qiáng)，具有較高的殺菌率。二氧化氯的殺菌效果受環(huán)境酸堿值的影響比較小，能夠體現(xiàn)出持續(xù)性的殺菌效果。經(jīng)過應(yīng)用實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，二氧化氯同時還能夠去除水中含有的部分無機(jī)污染物與酚類有機(jī)污染物，起到更好的消毒效果，保障人們的身體健康。

三、二氧化氯消毒工藝的改良應(yīng)用

（一）消毒副產(chǎn)物超標(biāo)改進(jìn)

就目前的情況來看，我國飲用水行業(yè)已經(jīng)廣泛使用二氧化氯凈水技術(shù)，在用的二氧化氯發(fā)生器數(shù)量已經(jīng)高達(dá)上萬臺，但是在實(shí)踐凈化的過程中還存在一些問題，其中最突出的就是氯酸鹽和亞氯酸鹽等消毒副產(chǎn)物超標(biāo)的問題。之所以會出現(xiàn)副產(chǎn)物超標(biāo)的情況，首先可能是由于水體中還原性物質(zhì)含量較高，這樣就容易出現(xiàn)亞氯酸鹽超標(biāo)。我國部分地區(qū)的水庫水為原水，因此該水庫中水體的耗氧量非常高，在消毒過程中，二氧化氯將會與水中的還原性物質(zhì)反應(yīng)，最終生成大量的亞氯酸鹽，經(jīng)過凈水檢測就會顯示出亞氯酸鹽超標(biāo)的情況。除此之外，如果凈水裝置的二氧化氯設(shè)備轉(zhuǎn)化率較低，也會導(dǎo)致最終氯酸鹽超標(biāo)的問題。經(jīng)過試驗(yàn)研究能夠發(fā)現(xiàn)，將二氧化氯投放到水體中，其中有50%-70%能夠轉(zhuǎn)化為亞氯酸鹽，只有大約10%左右可轉(zhuǎn)化為氯酸鹽，從這樣轉(zhuǎn)化結(jié)果分析能夠知道，如果生產(chǎn)原料的轉(zhuǎn)化率較低也會導(dǎo)致氯酸鹽超標(biāo)。有的凈水廠在凈水過程中使用的氯酸鹽和強(qiáng)酸工藝設(shè)備未配備殘液分離系統(tǒng)，此時將未參與反應(yīng)的原料氯酸鹽和參與凈水反應(yīng)的二氧化氯同時投加到水體中，就出現(xiàn)了氯酸鹽超標(biāo)情況。盡管通過試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，只要配備相關(guān)分離裝置就能夠避免氯酸鹽進(jìn)入水體中，但在實(shí)際凈水工作中，工廠使用的二氧化氯發(fā)生器使用的還是混合液投加方式，再加上反應(yīng)殘液難以進(jìn)行分離處理，導(dǎo)致分離器難以在凈水過程中正常使用，最終出現(xiàn)氯酸鹽超標(biāo)現(xiàn)象。

要想消除消毒副產(chǎn)物，技術(shù)人員首先應(yīng)該從源頭上控制副產(chǎn)物的生成。凈水廠應(yīng)當(dāng)重視水源保護(hù)工作，做好消毒前的凈水工作，減少能夠與二氧化氯發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)含量。針對消毒過程，技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)使用先進(jìn)的二氧化氯發(fā)生方案與發(fā)生器，這樣就能夠減少副產(chǎn)物的含量，提高資源利用率。技術(shù)人員應(yīng)該通過嚴(yán)格的實(shí)踐試驗(yàn)找到消毒反應(yīng)的最佳投入量，在滿足消毒效果的基礎(chǔ)上盡量減少二氧化氯的余量，同時還應(yīng)該充分控制水體酸堿度，保障二氧化氯的充分氧化與消毒。除此之外，技術(shù)人員還可以采取一定的措施除去產(chǎn)生的副產(chǎn)物。經(jīng)過分析可知，氯酸鹽在水中更加穩(wěn)定，但是目前還并沒有找到有效的方法將其去除，因此技術(shù)人員應(yīng)該將控制工作的重點(diǎn)放在源頭上，盡量降低氯酸鹽的生成量，保障水體的安全。針對亞氯酸鹽則可以使用亞鐵與其開展還原反應(yīng)，消除有毒物質(zhì)，另外還可以使用活性炭吸附等方法進(jìn)行去除[2]。

（二）色度超標(biāo)問題改進(jìn)

經(jīng)過試驗(yàn)分析能夠發(fā)現(xiàn)，由于原水中存在鐵、錳離子，使用二氧化氯消毒處理之后經(jīng)常會出現(xiàn)色度超標(biāo)的問題，下文則探究引起色度超標(biāo)問題的原因。由于鐵以二價離子的形式存在，如果在水中發(fā)生氧化還原反應(yīng)就容易將難溶于水的三價鐵從水中析出。而如果水體中鐵含量超過0.3mg/L，水體就會變得渾濁，如果濃度達(dá)到1mg/L，水體甚至?xí)霈F(xiàn)腥味。除此之外，錳一般也是以二價錳形式存在于水體中，一旦產(chǎn)生沉淀就會導(dǎo)致水體色度超標(biāo)，其著色能力更強(qiáng)，容易將織物染色。根據(jù)我國《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》相關(guān)規(guī)范，凈水工藝處理之后的水體中最大鐵含量不能夠超過0.3mg/L，錳的最大含量則不能夠超過0.1mg/L，一旦水體中鐵、錳的含量超過以上規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的時候就應(yīng)該針對其進(jìn)行凈化處理，以防出現(xiàn)色度超標(biāo)的情況。

針對消毒處理之后存在的色度超標(biāo)問題，技術(shù)人員可以向其中投入二氧化氯進(jìn)行預(yù)處理，這樣就能夠去除鐵錳。要想實(shí)現(xiàn)氧化劑與鐵離子的完全反應(yīng)，技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)掌握投加的時機(jī)，一般在混凝劑加注前的40分鐘添加。使用二氧化氯能夠有效取出鐵錳，但如果處理不當(dāng)也會出現(xiàn)亞氯酸鹽超標(biāo)的問題。其次，技術(shù)人員還可以使用錳砂濾料以及活性炭濾料將水中的鐵錳進(jìn)行過濾，尤其是針對那些投加預(yù)氧化處理效果不足的水廠，可以通過改造濾池的方法，將其濾池改為錳砂濾料+石英砂濾料以及活性炭濾料+石英砂濾料的雙層濾料結(jié)構(gòu)，這樣就能夠有效提高凈水效果。最后，技術(shù)人員還可以增加曝氣裝置，同時改造絮凝工藝，這樣不僅能夠有效去除鐵錳，還能夠降低濾池成本。具體來說，技術(shù)人員可以增加微孔曝氣系統(tǒng)使其進(jìn)行接觸氧化，同時使用二氧化氯進(jìn)行反應(yīng)去除，之后再經(jīng)過混凝、沉淀、過濾等步驟徹底去除鐵錳離子。在以上作用過程中如果發(fā)現(xiàn)絮凝反應(yīng)效果不好，最后還是有可能因礬花太碎難以沉淀導(dǎo)致水的色度升高，此時技術(shù)人員就需要對混凝工藝進(jìn)行改進(jìn)。

（三）余氯不達(dá)標(biāo)改進(jìn)

如果處理之后的水出現(xiàn)了余氯不達(dá)標(biāo)的情況，技術(shù)人員應(yīng)首先排除二氧化氯設(shè)備的故障問題，如果經(jīng)過檢查發(fā)現(xiàn)設(shè)備正常運(yùn)行，那么就需要對凈水工藝的其他環(huán)節(jié)進(jìn)行排查，準(zhǔn)確定位導(dǎo)致余氯不達(dá)標(biāo)的原因。首先，可能導(dǎo)致余氯不達(dá)標(biāo)現(xiàn)象的原因之一就在于濾前凈水工藝處理效果不好，導(dǎo)致水中存在很多消耗二氧化氯的物質(zhì)，經(jīng)過檢測就會出現(xiàn)余氯不達(dá)標(biāo)的現(xiàn)象。比如，某水廠使用的凈水工藝為傳統(tǒng)的混凝、沉淀、過濾工藝，其中老廠房的凈水指標(biāo)一切正常，但是新建的水廠則存在余氯不達(dá)標(biāo)的情況。對于這樣的現(xiàn)象，技術(shù)人員分別對新舊兩個水廠進(jìn)行二氧化氯消耗量測試。結(jié)果發(fā)現(xiàn)新水廠的二氧化氯消耗量非常大。再尋找原因能夠發(fā)現(xiàn)，由于新水廠在建設(shè)的過程中忽略了對混凝沉淀排泥系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，導(dǎo)致其結(jié)構(gòu)不合理，進(jìn)而在凈水過程中出現(xiàn)大量污泥滯留的現(xiàn)象，加劇了二氧化氯的消耗，最終出現(xiàn)余氯不達(dá)標(biāo)的問題。

針對余氯不達(dá)標(biāo)的問題，技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)從根本上進(jìn)行考慮與解決，也就是在保障消毒設(shè)備正常運(yùn)行的前提下對消毒之前的各個凈水流程進(jìn)行檢查，找到其中存在的工藝技術(shù)缺陷，明確導(dǎo)致余氯不達(dá)標(biāo)的原因并采取針對性的措施進(jìn)行解決。

另外，對于水廠環(huán)境的特殊變化情況導(dǎo)致的水質(zhì)突變問題，水廠應(yīng)制定有效的應(yīng)急預(yù)案，完善應(yīng)急設(shè)備建設(shè)，增強(qiáng)技術(shù)人員的應(yīng)急安全意識，一旦出現(xiàn)緊急情況就啟動應(yīng)急預(yù)案，做好應(yīng)對[3]。

四、結(jié)束語

綜上所述，二氧化氯具有更強(qiáng)的消毒性能，同時還能夠有效控制消毒副產(chǎn)物，保護(hù)周圍生態(tài)環(huán)境，保護(hù)人體健康，因此，各水廠應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)二氧化氯凈水工藝的應(yīng)用，優(yōu)化改良凈水工藝與凈水流程，控制副產(chǎn)物的生成，保障人們的用水安全。

相關(guān)鏈接

純凈水指的是不含雜質(zhì)的H2O，簡稱凈水或純水，是純潔、干凈，不含有雜質(zhì)或細(xì)菌的水，如有機(jī)污染物、無機(jī)鹽、任何添加劑和各類雜質(zhì)，是以符合生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的水為原水，但不適宜長期飲用。通過電滲析器法、離子交換器法、反滲透法、蒸餾法及其他適當(dāng)?shù)募庸し椒ㄖ频枚?，密封于容器?nèi)，且不含任何添加物，無色透明，可直接飲用。

所謂的純凈水就是將天然水經(jīng)過多道工序處理、提純和凈化的水。經(jīng)過多道工序后的純凈水除去了對人體有害的物質(zhì)、部分礦物質(zhì)元素，同時除去了細(xì)菌，因此可以直接飲用。

水是維持生命的必需，一些健康專家建議至少八杯，但并無確切的規(guī)定，水的需求量因人而異，這取決于主體的條件下，適量的體育鍛煉，和對環(huán)境的溫度和濕度。人每天的水的來源包括飲用水、飲料、水和食物中的水。飲用水對礦質(zhì)營養(yǎng)的攝入也不清楚。一般而言無機(jī)礦物進(jìn)入地表水和地下水通過雨水徑流或通過地殼，使水中包括鈣、鋅、錳、磷、氟和鈉的化合物。