自來水廠二氧化氯消毒工藝優化效果分析

黃國慶

（重慶麻柳水務有限公司，重慶 401320）

自來水廠二氧化氯消毒工藝優化效果分析

黃國慶

（重慶麻柳水務有限公司，重慶 401320）

以西南某水廠進水為原水，采用凈水工藝中常見的液氯、氯胺考察對不同季節原水的處理效果、消毒副產物及需氯量進行了實驗分析，取得了實驗數據。實驗結果表明：氯胺同液氯相比可以減少致癌副產物氯仿的產生，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，有效氯消耗量大于氣溫較低的秋冬季節，這可能是與原水中含有的較多的有機物有關。

液氯；氯胺；季節；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，對生活飲用水質量要求越來越高的今天，在保證管網水余氯、細菌、總大腸菌群等細菌學指標符合要求的情況下，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的綠色消毒藥劑，其應用范圍非常廣泛。筆者在實際工作過程中發現，二氧化氯投加量受季節性水溫變化和絮凝劑投加影響比較大，本文為此進行了工藝模擬實驗，取得了滿意的結果，為生產工藝的改進提供了可靠的依據[1]。

1 實驗部分

1.1 實驗材料

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

1.2 實驗方法

在本實驗中，模擬水廠現行投加二氧化氯消毒工藝，針對春季、冬季的水廠進水分別進行單獨投加了二氧化氯；投加PAC 絮凝劑后再投加二氧化氯，然后對該水樣進行了余氯、細菌總數、總大腸菌群、氯仿、四氯化碳、總有機碳、pH等項目的測定，其結果見表1、表2、表3。其中，二氧化氯由二氧化氯自動投加儀計量，接觸反應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

對實驗后水樣進行 pH、細菌總數、總大腸菌群、四氯化碳、氯仿總有機碳等相關項目的分析測定。

2 結果與討論

2.1 實驗結果

該西南地區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，并且會隨著溫度的上升，投加二氧化氯量會逐漸增加，但是出水的余氯并沒有隨之升高，而是保持比較穩定的狀態；細菌總數、總大腸菌群個數、四氯化碳均符合國家現行標準；氯仿和總有機碳的變化規律同投加氯的量呈正相關關系。

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，并且會隨著溫度的上升，投加二氧化氯量會略有增加，但是出水的余氯并沒有隨之升高，而是保持比較穩定的狀態；細菌總數、總大腸菌群個數、四氯化碳均符合國家現行標準；氯仿和總有機碳的變化規律同投加氯的量呈正相關關系。表1和表2對比可發現，投加絮凝劑后，春季投加氯量會明顯降低；細菌總數、總大腸菌群、四氯化碳對比變化不明顯；氯仿和總有機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 值同單獨投加相比下降更多，但依然在7.1。

表3 實驗前后水樣的pH變化

2.2 討論分析

（1）消毒時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菌、氧化有機物和還原性物質等消耗的部分；余氯可以保證一定時間內管網水質。在實驗中，余氯量均滿足國家現行指標要求。但二氧化氯投加量春季高于冬季，這是因為一般春季水溫較高，余氯消耗快，往往需提高清水池的余氯量，從而增加了氯量。據實踐統計，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）當水中懸浮物較多時，水的渾濁度會增加，隱藏在懸浮物中的細菌往往受不到氯的消毒作用，而且水中由于部分有機物和無機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，同時生成的氯仿等致癌類物質也比較多，同時調研，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的分解也有關系[2-3]。

（3）投加 PAC 和二氧化氯后，pH 值會下降，一方面是因為 PAC 進入水體中會水解，產生酸性 ；另一方面可能是因為二氧化氯導致水體中的氨氮類物質硝化降解消耗堿度所致。

3 結論

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物有關。根據出廠水在管網中水力停留時間的長短，可適當根據季節溫度調整出廠水加氯量，優化生產效果：在冬季低溫條件下，控制初始加氯量，節約加氯成本；在夏季高溫條件下適當增加加氯量或者在中途站補氯，以降低飲水風險。

2）對原水進行絮凝后再消毒，可以明顯降低二氧化氯投加量，同時水中產生的可能致癌類物質也大大減少，不僅可以減少運行費用，同時對水質健康有利。

3）對原水進行絮凝或二氧化氯氧化消毒，水的 pH 值均會下降，一方面是因為 PAC 或二氧化氯本身進入水中會導致水體堿度減少，另一方面可能是因為二氧化氯會引起水體中的氨氮類物質硝化降解堿度造成。

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

[2] 丁 英 鋒， 王 啟 山 . 自 來 水 加 氯 消 毒 副 產 物 及 其 前 體 物（THMFP）的研究與發展 [J].天津城市建設學院學報，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律研究 [J].環境科學與管理，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。