自來水處理中的二氧化氯與次氯酸鈉聯(lián)用法

朱建樹，龍霞(.湖北省武漢市中國市政工程中南設(shè)計(jì)研究總院有限公司，湖北 武漢 430000；.四川省成都市中國市政工程西南設(shè)計(jì)研究總院有限公司，四川 成都 60039)

0 引言

根據(jù)國家環(huán)境單位調(diào)查顯示，我國諸多河流都存在著污染現(xiàn)象。現(xiàn)代化工業(yè)建設(shè)日益發(fā)展的過程中，水體備受工業(yè)廢水、汽車尾氣和農(nóng)藥的影響，在自來水出廠之后，經(jīng)過輸水管網(wǎng)、水箱和高樓水塔等設(shè)施的處理，對(duì)應(yīng)的污染物類型增加，若沒有及時(shí)對(duì)自來水進(jìn)行處理，在很大程度上威脅著人們的身心健康。為了分析二氧化氯與次氯酸鈉聯(lián)合運(yùn)用對(duì)自來水處理產(chǎn)生的作用，以西南某水廠的自來水處理流程為例進(jìn)行具體研究。

1 自來水處理中的二氧化氯與次氯酸鈉聯(lián)用法探索過程

1.1 自來水處理的實(shí)際情況

西南某水廠供水規(guī)模大約是每日50 000 m3，原水來源于附近水庫，處理流程是常規(guī)工藝，用過二氧化氯替換液氯對(duì)自來水進(jìn)行消毒，當(dāng)作自來水生產(chǎn)氧化消毒劑，一般的投加操作是前加氯預(yù)處理聯(lián)合濾后出廠消毒。其中前加氯投加在反應(yīng)池內(nèi)，對(duì)藻類與氧化有機(jī)物進(jìn)行殺滅，在特殊階段投加點(diǎn)調(diào)整在過濾之前，過濾之后以及出廠時(shí)進(jìn)行加氯處理達(dá)到殺菌消毒的作用[1]。隨后為了強(qiáng)化水廠水質(zhì)的安全性，在2020年階段開啟次氯酸鈉投加機(jī)制，開展二氧化氯聯(lián)合次氯酸鈉運(yùn)用在自來水處理中，獲取顯著成效。

1.2 水廠二氧化氯與次氯酸鈉的投加流程

將二氧化氯當(dāng)作自來水生產(chǎn)期間的氧化消毒劑，此種物質(zhì)通過現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際制備，工藝包含：鹽酸與次氯酸鈉在復(fù)合二氧化氯發(fā)生器中進(jìn)行反應(yīng)，即鹽酸和氯酸鈉反應(yīng)生成二氧化氯、氯氣、氯化鈉和水。

1.3 自來水水質(zhì)隱患類型

水廠原有水質(zhì)優(yōu)良，即地表水的標(biāo)準(zhǔn)類型在Ⅱ至Ⅲ級(jí)之間。單一的氧化消毒劑類型有，也就是二氧化氯投加方式可以初步適應(yīng)水廠氧化有機(jī)物處理、藻類處理和供水消毒操作的需求[2]?；谕话l(fā)情況或者季節(jié)性模式下的消毒工藝，水廠存有一定安全問題。其一，水庫原水藻類的繁殖體現(xiàn)爆發(fā)特征與氨氮日益增加的趨勢(shì)，自來水水廠適當(dāng)增加二氧化氯的劑量實(shí)施藻類與有機(jī)物的處理，增強(qiáng)工藝處理質(zhì)量，確保水質(zhì)足夠安全。其二，每年的10月份，季節(jié)出現(xiàn)交替情況，氣溫急驟降低，水廠不能規(guī)避原水錳超標(biāo)的情況出現(xiàn)。西南某水廠原水溶解錳數(shù)值最大是0.3 mg/L，究其原因是氣溫降低造成水庫上層與下層的水體互相交換，以致于水庫底層錳元素大量釋放不斷上升轉(zhuǎn)移在對(duì)應(yīng)的泵站取水層位置，水廠和原水泵站僅僅距離500 m，原有水中錳元素不能在自然氧化的作用下提供給水廠。運(yùn)用相同原水泵站和管水管路下游的水廠不存在相同問題，原因是下游兩家水廠實(shí)際的原水管路距離相對(duì)遠(yuǎn)一些，管渠長度數(shù)值分別是6 000 m、12 000 m，下游兩家水廠原水進(jìn)廠前段各自存有長度為2 000 m的輸水隧道，這樣原水涉及的錳元素可以在輸水管渠內(nèi)部進(jìn)行氧化與沉淀[3]。對(duì)于原水錳超標(biāo)的季節(jié)中，如果水廠工藝處理方式不夠恰當(dāng)，勢(shì)必會(huì)引出管網(wǎng)黃水問題，很可能引發(fā)市民投訴。所以在此期間，水廠要想更好地去除錳，需要增加二氧化氯的量，尤其是過濾之前增加，由此增強(qiáng)工藝處理成效。需要注意的是，上述處理方案造成二氧化氯設(shè)備運(yùn)行表現(xiàn)出高負(fù)荷性，增加了自來水消毒劑嗅味，還會(huì)帶來水質(zhì)安全風(fēng)險(xiǎn)問題。

1.4 處理問題要點(diǎn)

處理某水廠單一運(yùn)用二氧化氯引出安全隱患的問題，要改進(jìn)次氯酸鈉，通過次氯酸鈉以及二氧化氯進(jìn)行聯(lián)合運(yùn)用，需要解決處理原水氧化消毒劑需要大幅度增加與氧化消毒設(shè)施不健全的問題。2019年水廠引進(jìn)次氯酸鈉投加體系，將其和二氧化氯投加體系相結(jié)合，構(gòu)建了靈活的氧化消毒投加機(jī)制。綜合思考水廠建設(shè)情況，把二氧化氯消毒當(dāng)作主要操作點(diǎn)，對(duì)應(yīng)次氯酸鈉當(dāng)作補(bǔ)充的物質(zhì)，決定首先進(jìn)行次氯酸鈉消毒，之后選取二氧化氯消毒的方式進(jìn)行自來水處理[4]。2020年該水廠把次氯酸鈉和二氧化氯同時(shí)運(yùn)用在自來水處理中，以確保生產(chǎn)過程科學(xué)與水質(zhì)安全為目的，生產(chǎn)期間的關(guān)鍵點(diǎn)參數(shù)和之前的達(dá)到一致，也就是過濾之前水中余氯保持在0.10～0.15 mg/L、二氧化氯也保持在0.10～0.15 mg/L。

1.5 研究結(jié)果

自來水經(jīng)過次氯酸鈉與二氧化氯聯(lián)合處理之后，水廠的水質(zhì)得到有效處理，提升了自來水處理的質(zhì)量。

其一，增強(qiáng)水廠氧化消毒劑投加體系的運(yùn)作水平，減少風(fēng)險(xiǎn)隱患，全方位保障水質(zhì)安全。以往自來水廠僅僅運(yùn)用1套二氧化氯體系，立足于原水水質(zhì)突變狀態(tài)不能增加投氯量優(yōu)化投加點(diǎn)，次氯酸鈉投加體系因?yàn)殚L時(shí)間閑置，不能發(fā)揮應(yīng)急以及補(bǔ)充的效果，存在水質(zhì)安全隱患[5]。次氯酸鈉體系與二氧化氯體系結(jié)合之后，對(duì)應(yīng)的次氯酸鈉以及二氧化氯投加體系形成更為靈活的機(jī)制，完善了自來水氧化消毒投加結(jié)構(gòu)，從根源上提高了水廠自來水生產(chǎn)與水質(zhì)安全質(zhì)量。

其二，減少自來水出廠副產(chǎn)物濃度以及管網(wǎng)內(nèi)副產(chǎn)物的濃度，更好地提升水質(zhì)。次氯酸鈉以及二氧化氯的聯(lián)合運(yùn)用，促使自來水水廠和管網(wǎng)水副產(chǎn)物亞氯酸鹽、氯酸鹽含量降低。

其三，沒有增加藥劑成本。單一運(yùn)用二氧化氯、聯(lián)合運(yùn)用次氯酸鈉與二氧化氯的兩種模式需求藥劑基本相同，且聯(lián)合運(yùn)用次氯酸鈉與二氧化氯的模式提升了自來水處理的安全指數(shù)。

針對(duì)自來水處理的相關(guān)結(jié)論：首先是次氯酸鈉與二氧化氯聯(lián)合運(yùn)用賦予自來水處理更為靈活，增強(qiáng)水質(zhì)安全；其次是兩者聯(lián)合運(yùn)用減小副產(chǎn)物生成的濃度，可進(jìn)一步規(guī)避水質(zhì)的不安全性[6]；最后是兩者聯(lián)合運(yùn)用的成本不會(huì)增加，實(shí)現(xiàn)以最小的成本達(dá)到最大化的自來水處理目標(biāo)。

2 保障自來水水質(zhì)安全的深入研究

2.1 開展自來水水質(zhì)的常規(guī)檢查工作

由于自來水要流入千家萬戶，為保證自來水的安全使用要經(jīng)過多個(gè)流程工序進(jìn)行處理，包含水源篩選、水質(zhì)管理、二氧化氯藥物管理、供水體系建設(shè)和生產(chǎn)管理等，并對(duì)每一個(gè)環(huán)節(jié)把關(guān)。取水點(diǎn)100 m之內(nèi)杜絕垃圾堆放，禁止建設(shè)存有有害物質(zhì)的企業(yè)[7]。企業(yè)取水點(diǎn)附近應(yīng)設(shè)置對(duì)應(yīng)的防護(hù)牌，井口要全面進(jìn)行封閉化管理，若存在水質(zhì)污染問題要停止取水操作，啟動(dòng)備用井點(diǎn)，及時(shí)將取水信息發(fā)布給市疾控中心和市政府單位中，同時(shí)與多個(gè)單位共同努力消除水污染情況，在水質(zhì)達(dá)到對(duì)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)之后方可再次使用。

2.2 勘測(cè)監(jiān)督水質(zhì)的安全性

水質(zhì)檢查工作者要接受水檢測(cè)資質(zhì)培訓(xùn)，得到對(duì)應(yīng)的崗位資格證與健康證后方可上崗。選擇二氧化氯和次氯酸鈉聯(lián)合投加的模式完成水質(zhì)消毒。蓄水池最好選擇全封閉類型的水池，水質(zhì)檢查結(jié)果達(dá)到國家制定標(biāo)準(zhǔn)可被再次利用。供水管理期間，要定期對(duì)清水池進(jìn)行清洗，按照季度為單位排放消防栓。沖洗新安裝的輸水管道，保證水質(zhì)安全。當(dāng)城區(qū)出現(xiàn)的主管暴管現(xiàn)象，應(yīng)全面沖洗主管之后開展水質(zhì)恢復(fù)處理，使得管網(wǎng)無污染。自來水單位結(jié)合水質(zhì)要求要保障水質(zhì)合格率超過98.0%、管網(wǎng)末梢水質(zhì)合格率超過98.0%、管網(wǎng)漏損率不超過15.0%，做好水質(zhì)檢測(cè)工作，讓出廠水質(zhì)完全符合國家制定的飲用水要求。

2.3 注重輸配水網(wǎng)沖洗與消毒

全新運(yùn)作的管網(wǎng)在實(shí)際運(yùn)用之前應(yīng)該被徹底消毒，并且沖洗送水之前的搶修管線[8]。細(xì)致分析水質(zhì)，在供水水源區(qū)域以及配水管網(wǎng)區(qū)域設(shè)置水質(zhì)采樣管理點(diǎn)，結(jié)合國家要求依次化驗(yàn)自來水水質(zhì)。管理與考核自來水水質(zhì)，區(qū)分地下水以及地表水，保證地表水在水質(zhì)渾濁程度小于1度，出廠余氯數(shù)值為0.4～0.7 mg/L，各項(xiàng)指標(biāo)符合國家標(biāo)準(zhǔn)，由此最大化地保證水質(zhì)安全，給群眾帶來安全的自來水。

3 結(jié)語

綜上所述，開展自來水處理中的二氧化氯與次氯酸鈉聯(lián)用法課題研究具有十分重要的意義和價(jià)值。針對(duì)自來水處理過程，以西南某水廠為例進(jìn)行二氧化氯與次氯酸鈉聯(lián)用的具體分析，表明二氧化氯與次氯酸鈉聯(lián)用對(duì)自來水處理可實(shí)現(xiàn)節(jié)約成本、提升自來水處理綜合效率，同時(shí)對(duì)保護(hù)水資源，確保自來水水質(zhì)安全具有巨大作用。