自来水厂二氧化氯消毒工艺优化效果分析

黄国庆

（重庆麻柳水务有限公司，重庆 401320）

自来水厂二氧化氯消毒工艺优化效果分析

黄国庆

（重庆麻柳水务有限公司，重庆 401320）

以西南某水厂进水为原水，采用净水工艺中常见的液氯、氯胺考察对不同季节原水的处理效果、消毒副产物及需氯量进行了实验分析，取得了实验数据。实验结果表明：氯胺同液氯相比可以减少致癌副产物氯仿的产生，降低加氯量，提高灭菌消毒效果，并且在气温较高的春夏季节，有效氯消耗量大于气温较低的秋冬季节，这可能是与原水中含有的较多的有机物有关。

液氯；氯胺；季节；温度；加氯量

氯因其杀菌有效、投加方便而一直作为自来水的一种基本消毒剂。在人们生活水平不断提高，对生活饮用水质量要求越来越高的今天，在保证管网水余氯、细菌、总大肠菌群等细菌学指标符合要求的情况下，合理加氯、减少自来水卤代烃等消毒副产物的含量，成为我们亟待解决的问题。二氧化氯作为在自来水消毒中公认的绿色消毒药剂，其应用范围非常广泛。笔者在实际工作过程中发现，二氧化氯投加量受季节性水温变化和絮凝剂投加影响比较大，本文为此进行了工艺模拟实验，取得了满意的结果，为生产工艺的改进提供了可靠的依据[1]。

1 实验部分

1.1 实验材料

变速搅拌仪，日立 GC3900气相色谱仪，岛津 TOC5000总有机碳测定仪，砂芯漏斗，抽滤器，恒温水浴锅等。

1.2 实验方法

在本实验中，模拟水厂现行投加二氧化氯消毒工艺，针对春季、冬季的水厂进水分别进行单独投加了二氧化氯；投加PAC 絮凝剂后再投加二氧化氯，然后对该水样进行了余氯、细菌总数、总大肠菌群、氯仿、四氯化碳、总有机碳、pH等项目的测定，其结果见表1、表2、表3。其中，二氧化氯由二氧化氯自动投加仪计量，接触反应1h；投加 PAC 先快速搅拌1min 后，慢速搅拌 5min，然后静沉30min 后取上清液投加二氧化氯。

1.3 检测方法

对实验后水样进行 pH、细菌总数、总大肠菌群、四氯化碳、氯仿总有机碳等相关项目的分析测定。

2 结果与讨论

2.1 实验结果

该西南地区2016年全年水温月变化趋势为 ：其中2—4月，春季气温较低，水温为10～18℃ ；5—9月，夏季气温较高，水温为18～24℃ ；10—12月，气温和水温温度接近，均呈降温趋势，水温为10～24℃。

如表1所示，春季投加二氧化氯量普遍大于冬季，并且会随着温度的上升，投加二氧化氯量会逐渐增加，但是出水的余氯并没有随之升高，而是保持比较稳定的状态；细菌总数、总大肠菌群个数、四氯化碳均符合国家现行标准；氯仿和总有机碳的变化规律同投加氯的量呈正相关关系。

表1 原水温度不同对二氧化氯消毒效果影响

如表2所示，投加絮凝剂 PAC 后，春季投加二氧化氯量略大于冬季，并且会随着温度的上升，投加二氧化氯量会略有增加，但是出水的余氯并没有随之升高，而是保持比较稳定的状态；细菌总数、总大肠菌群个数、四氯化碳均符合国家现行标准；氯仿和总有机碳的变化规律同投加氯的量呈正相关关系。表1和表2对比可发现，投加絮凝剂后，春季投加氯量会明显降低；细菌总数、总大肠菌群、四氯化碳对比变化不明显；氯仿和总有机碳的含量均呈降低趋势。

表2 投加絮凝剂后对二氧化氯消毒效果影响

如表3所示，地表原水 pH 值为7.4，单独投加二氧化氯和PAC 后，pH 值均略有下降；PAC 和二氧化氯两者一起投加后，pH 值同单独投加相比下降更多，但依然在7.1。

表3 实验前后水样的pH变化

2.2 讨论分析

（1）消毒时水中加氯量分为两部分，即需氯量和余氯，需氯量是指用于杀死细菌、氧化有机物和还原性物质等消耗的部分；余氯可以保证一定时间内管网水质。在实验中，余氯量均满足国家现行指标要求。但二氧化氯投加量春季高于冬季，这是因为一般春季水温较高，余氯消耗快，往往需提高清水池的余氯量，从而增加了氯量。据实践统计，水厂春季水温平均为 18.5℃，一般加氯量为 1.9mg/L 左右 ；冬季水温平均为 9.3℃，其加氯量一般为 1.3mg/L 左右。

（2）当水中悬浮物较多时，水的浑浊度会增加，隐藏在悬浮物中的细菌往往受不到氯的消毒作用，而且水中由于部分有机物和无机物还能消耗掉水中的氯，因而使加氯量增加。春天由于水中悬浮物比较多，不仅消耗氯多，同时生成的氯仿等致癌类物质也比较多，同时调研，二氧化氯的投加量的增加同温度上升，水中合成的氨氮类物质的分解也有关系[2-3]。

（3）投加 PAC 和二氧化氯后，pH 值会下降，一方面是因为 PAC 进入水体中会水解，产生酸性 ；另一方面可能是因为二氧化氯导致水体中的氨氮类物质硝化降解消耗碱度所致。

3 结论

1）在气温较高的春季，有效氯消耗量大于气温较低的冬季，这可能是与水温升高，余氯消耗速度快和原水中含有的较多的有机物有关。根据出厂水在管网中水力停留时间的长短，可适当根据季节温度调整出厂水加氯量，优化生产效果：在冬季低温条件下，控制初始加氯量，节约加氯成本；在夏季高温条件下适当增加加氯量或者在中途站补氯，以降低饮水风险。

2）对原水进行絮凝后再消毒，可以明显降低二氧化氯投加量，同时水中产生的可能致癌类物质也大大减少，不仅可以减少运行费用，同时对水质健康有利。

3）对原水进行絮凝或二氧化氯氧化消毒，水的 pH 值均会下降，一方面是因为 PAC 或二氧化氯本身进入水中会导致水体碱度减少，另一方面可能是因为二氧化氯会引起水体中的氨氮类物质硝化降解碱度造成。

[1] 张 海 龙 .自 来 水 消 毒 中 二 氧 化 氯 的 应 用 研 究 [J].科 技 创 新 导 报，2013，（26）：120.

[2] 丁 英 锋， 王 启 山 . 自 来 水 加 氯 消 毒 副 产 物 及 其 前 体 物（THMFP）的研究与发展 [J].天津城市建设学院学报，2001，（2）：128-131.

[3] 万巧玲，王良超 .自来水中氯消毒能力在不同温度下的变化规律研究 [J].环境科学与管理，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

黄国庆（1986—），男，重庆人，工程师，主要从事水处理管理工作。