淺析如何預防和控制自來水中三氯乙醛的生成

張 圓 蟻煥鈿 華 勃

(佛山市水業集團有限公司水質監測中心 廣東 佛山 528000)

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淺析如何預防和控制自來水中三氯乙醛的生成

張 圓 蟻煥鈿 華 勃

(佛山市水業集團有限公司水質監測中心 廣東 佛山 528000)

本文主要采集北江水源水作為研究對象，通過控制投氯量，調節PH值，改變絮凝劑的量來分析如何預防和控制水廠三氯乙醛產生的風險；在一系列的試驗中我們發現，影響三氯乙醛產生的因素很多，包括氣候變化，水質突變，消毒方式不同等；三氯乙醛的產生季節性很強，在夏秋溫度較高時，三氯乙醛的生成量有升高趨勢；當水質突變，原水中混入大量含有腐蝕酸的有機物也會加大三氯乙醛生成的風險；在不同的PH值范圍內三氯乙醛的產生量也不同；因此，要想預防和控制三氯乙醛的生成，在氣候條件，水質情況不可控的情況下，可以考慮調節PH，增強絮凝效果，控制投氯量等方式。

三氯乙醛；投氯量；液氯；PH值；聚合氯化鋁

一、前言

目前，大多數水廠都會通過加氯來消毒，保證自來水的安全達標；但通過加氯消毒會與天然水體中的有機物反應生成氯化產物；三氯乙醛是危害較大的一種，我國現行的生活飲用水標準GB/T5749-2006中明確規定了三氯乙醛的限量≤10ug/L，三氯乙醛本身不存在于水體中，三氯乙醛是因為天然水體中含有大量的腐蝕酸有機物，在加氯后發生氯化反應產生的。

本文主要通過燒杯混凝實驗來淺析如何去預防和控制三氯乙醛的生成。

二、實驗參數設置與器材

(一)實驗參數設置

根據水廠實際生產工藝參數和多次的模擬試驗，整個系列燒杯混凝試驗均采用如下參數設置。

表(1) 燒杯混凝試驗運行程序

(二)實驗儀器

安捷倫氣質聯機六聯攪拌機(ZR4-6)TOC測定儀WTW便攜式PH計HACH手提式余氯計高濃度氯水(液氯與水結合處水射器取樣)聚合氯化鋁(6%)氫氧化鈉鹽酸

三、實驗結果分析與討論：

整個實驗圍繞如何有效預防和控制三氯乙醛的產生，分析了各種因素對三氯乙醛生成的影響；

我們通過對某水廠出廠水和管網水進行了為期6個月的監測，數據如下：

表(2) 某水廠出廠水，管網水中三氯乙醛含量半年內變化

圖(1)某水廠出廠水，管網水中三氯乙醛含量半年內變化曲線

從圖表中可以發現，在1，2份時，出廠水和管網水的三氯乙醛比較低，隨著氣溫的升高，三氯乙醛的在后面幾個月都升高，在3月份之后進入雨季，大量沉積的腐蝕酸被沖刷進入水體，這個季節又逢藻類繁殖時候，很多水廠為殺藻都進行了前氯投加，這時三氯乙醛前驅物與氯容易發生反應產生三氯乙醛；到了5,6月份，溫度較高時比較容易產生三氯乙醛。在水質狀況，氣候條件不可控制的情況下，我們重點對影響三氯乙醛產生的其它因素進行了靜態實驗。

(一)各種因素對三氯乙醛產生的淺析：

1.加氯量的變化對三氯乙醛產生的影響

取北江原水(耗氧量：1.60mg/l，TOC：2.17mg/l，PH：7.64，水溫：28.5℃

加入1L的潔凈燒杯中，置于ZR4—6型六聯攪拌機上進行燒杯試驗：投加同量的混凝劑，改變液氯的投加量；根據表(1)實驗設置參數運行，取上清液測定三氯乙醛；剩余水樣放置12h后測定剩余余氯量和三氯乙醛；

表(3) 加氯量變化與三氯乙醛生成量關系

圖(2)加氯量變化與三氯乙醛生成量曲線圖

許多研究表明，投氯量的多少對三氯乙醛的生成具有顯著影響，本試驗按照目前水廠的投氯量進行模擬，投加0.15-0.90mg/l范圍內的氯水按表(1)實驗設置參數運行后測定三氯乙醛的生成量。從圖表可知，隨著投氯量的加大，三氯乙醛的生成量也快速增加，從<0.0001增加到0.0036mg/l，在投氯量提高到0.4mg/l后，三氯乙醛的生成量增加快速；水樣在放置12h后測定三氯乙醛濃度，結果表明，只要水中存在余氯，就仍有三氯乙醛存在風險；可見，在水廠的生產中要最大限度的減少三氯乙醛的生成，不僅要控制氯的投加量，而且要控制水在清水池和管道的停留時間。

2.改變PH值對三氯乙醛產生的影響

取北江原水加入1L的潔凈燒杯中，先用氫氧化鈉或鹽酸將各個燒杯中水樣調成堿性或酸性，置于ZR4—6型六聯攪拌機上進行燒杯試驗：投加同量的混凝劑，投加相同量的液氯；根據表(1)

實驗設置參數運行，取上清液測定三氯乙醛；

表(4) PH值變化與三氯乙醛生成量關系

圖(3)PH值變化與三氯乙醛生成量曲線圖

此試驗取用北江源水(耗氧量：1.60mg/l，TOC：2.17mg/l，PH：7.64，水溫：28.6℃)設定五個不同PH值范圍，PH值從6.0增到7.5，三氯乙醛生成量從0.0007mg/l增加到0.0021mg/l，但隨著PH值繼續增加，在PH值8.5時，三氯乙醛濃度降到0.0009，到PH值為9.0時，已基本檢測不到三氯乙醛，可見，PH在中性區間有利于三氯乙醛的形成。

3.強化混凝效果對三氯乙醛產生的影響

混凝是飲用水處理工藝中非常重要的環節，加大混凝劑投加量能去除某些前提有機物；通過增加聚合氯化鋁的投加量，達到去除三氯乙醛前驅物的目的。

取北江原水(耗氧量：3.02mg/l,PH：7.32，水溫:28℃)加入1L的潔凈燒杯中，分別往燒杯中加入不同量的聚合氯化鋁(6%)，置于ZR4—6型六聯攪拌機上進行燒杯試驗，水樣的PH值一致，投加相同量的液氯；根據表(1)實驗設置參數運行，取上清液測定三氯乙醛；

表(5) 增加絮凝劑的量與三氯乙醛生成量關系

圖(4)增加絮凝劑的量與三氯乙醛生成量曲線圖

混凝劑是用于水處理過程和固液分離中，使溶液中的懸浮物顆粒、膠體或者溶質產生絮狀沉淀的物質,用以提高微細物質的沉降和過濾效果。目前，大部分水廠采用是的投加聚合氯化鋁作為混凝劑，這個試驗中我們也選擇比較適合北江水源水質的聚合氯化鋁作為混凝劑。

試驗中發現通過加大聚合氯化鋁的投加，降低了耗氧量，有效的去除了一部分三氯乙醛前驅物，從而使加氯后產生的三氯乙醛降低；控制相同的投氯量，隨著聚合氯化鋁投加量的增加，三氯乙醛產生量明顯下降。

(二)三氯乙醛預防控制手段選擇

綜上實驗發現：水中三氯乙醛的生成是受多方面因素影響的，其中水質變化，氣候變化是人為不可控的，因此在水廠中必須加強對水質的密切檢測，通常要對高錳酸鹽指數，氨氮，總氮等指標高頻率檢測，一旦發現水質異常才能及時采取措施；

由于水廠供應的水在管網末端必須保證足夠的余氯，加氯量對控制水廠出廠水的細菌超標和水廠凈化有重要作用，投氯量過少，無法持續殺菌，所以，通過降低液氯投加量來減少三氯乙醛生成難以落實；

調節水源水的PH，雖能控制三氯乙醛生成，但通過調節PH值需要投加石灰或鹽酸，需要增加工序，也會影響水質，可行性不大；

在水質受到大量腐蝕酸有機物污染時，目前，很多水廠都有前加氯這道工藝，但一旦受污染的水與氯先反應就會生成氯化產物，這加大了三氯乙醛產生的風險；因此，這時水廠可以考慮先強化混凝，加大混凝劑投加量，去除一部分污染物；這樣能切斷了一部分污染物與氯的接觸反應；所以，在源水進入絮凝池后加大混凝劑的投加量是比較可行有效的方法。

四、結論

(一)投氯量是三氯乙醛的生成的重要因素，在水體中含有機腐蝕酸時，與氯反應就會有三氯乙醛產生的風險；因此，要盡可能切斷含有有機腐蝕酸的水體與氯反應；

(二)PH值也是影響三氯乙醛產生量，試驗證明，PH值在中性時最有利三氯乙醛的生成，因此，可以通過調節PH值來控制三氯乙醛的產生，但在調節PH過程中需要加入石灰或鹽酸，這在一定程度也會影響水質；又要PH值符合國標要求，還需要來回調PH，增加了流程工序和供水成本；

(三)增加混凝劑的投加量，隨著混凝劑投加量的增大，混凝效果明顯加強，一部分腐蝕酸有機物經過絮凝后沉淀去除，因此三氯乙醛的生成量也明顯下降；實驗表明，增加混凝劑對控制三氯乙醛的生成效果不錯；

(四)當發現水質突變，水中腐蝕酸物質增多時，可以考慮加大混凝劑的投量，特別是在夏秋季節雨水較多時更要密切監控水質變化，適當調整混凝劑的投加量；假如有投加前氯的環節，應該停止前氯投加，防止前驅物先與氯反應。

(五)三氯乙醛產生量的多少最主要取決于水質的狀況，因此加強水質檢測，及時發現，摸清水質狀況，選擇合適措施。

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張圓(1987-)，女，漢族，湖北黃岡人，檢驗員，大學本科，佛山市水業集團水質分部，研究方向：水技術研究。