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      純凈水消毒在制水行業(yè)中的應(yīng)用分析

      2022-01-01 22:29:50廣東省潮州市自來水總公司陳少輝
      區(qū)域治理 2021年4期
      關(guān)鍵詞:氯酸鹽液氯余氯

      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。

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