我國水廠應用二氧化氯主要采用二氧化氯與氯混合消毒發生器和純二氧化氯消毒劑發生器2類,據不完全統計,混合發生器占比約87%,以氯酸鹽法為主。在原水水質穩定且二氧化氯消耗量低於 1m g/L時,基本不存在無機副產物超標風險。對全國72家應用二氧化氯的中小水廠調研結果顯示,約20%水化,主要是應對高鐵錳、高(gao)藻(zao)等(deng)原(yuan)水(shui)水(shui)質(zhi)問(wen)題(ti),實(shi)際(ji)使(shi)用(yong)中(zhong)均(jun)能(neng)有(you)效(xiao)控(kong)製(zhi)出(chu)廠(chang)水(shui)常(chang)規(gui)指(zhi)標(biao),但(dan)由(you)於(yu)缺(que)乏(fa)二(er)氧(yang)化(hua)氯(lv)及(ji)其(qi)副(fu)產(chan)物(wu)的(de)檢(jian)測(ce)能(neng)力(li),實(shi)際(ji)水(shui)廠(chang)二(er)氧(yang)化(hua)氯(lv)預(yu)氧(yang)化(hua)應(ying)用(yong)中(zhong)副(fu)產(chan)物(wu)風(feng)險(xian)少(shao)有(you)實(shi)測(ce)數(shu)據(ju),僅(jin)從(cong)二(er)氧(yang)化(hua)氯(lv)發(fa)生(sheng)器(qi)原(yuan)料(liao)消(xiao)耗(hao)量(liang)、二er氧yang化hua氯lv投tou加jia量liang進jin行xing估gu算suan,中zhong小xiao水shui廠chang中zhong二er氧yang化hua氯lv預yu氧yang化hua的de副fu產chan物wu風feng險xian較jiao高gao,對dui高gao純chun二er氧yang化hua氯lv預yu氧yang化hua主zhu要yao集ji中zhong在zai亞ya氯lv酸suan鹽yan超chao標biao風feng險xian,混hun合he二er氧yang化hua氯lv預yu氧yang化hua,因yin使shi用yong氯lv酸suan鹽yan作zuo為wei原yuan料liao,反fan應ying及ji分fen離li條tiao件jian不bu佳jia時shi,則ze可ke能neng存cun在zai氯lv酸suan鹽yan、亞氯酸鹽的雙重超標風險。
掌握亞鐵鹽去除亞氯酸鹽單因素的最適範圍和影 響(xiang)規(gui)律(lv),設(she)計(ji)響(xiang)應(ying)曲(qu)麵(mian)法(fa)分(fen)析(xi)因(yin)子(zi)交(jiao)互(hu)作(zuo)用(yong),並(bing)對(dui)最(zui)佳(jia)工(gong)藝(yi)運(yun)行(xing)條(tiao)件(jian)進(jin)行(xing)預(yu)測(ce)和(he)驗(yan)證(zheng)。根(gen)據(ju)實(shi)際(ji)效(xiao)果(guo)和(he)經(jing)濟(ji)性(xing)考(kao)慮(lv),推(tui)薦(jian)采(cai)用(yong)七(qi)水(shui)合(he)硫(liu)酸(suan)亞(ya)鐵(tie)。
利用亞鐵鹽的還原作用去除亞氯酸鹽,二氧化氯投加 15 min 後投加亞鐵鹽,亞鐵鹽(質量以亞鐵離子計)與二氧化氯投加比為1.8~2.3,亞鐵鹽投加量不超過7mg/L,以保總鐵達標。采用亞鐵鹽的同時,優化混凝劑投加量,強化對副產物亞氯酸鹽的去除作用,PAC與亞鐵鹽投加比例為1:1時,效果最佳。上述條件下反應1min,亞氯酸鹽去除率約98%。
應用前後過程水微生物及副產物情況
1)微生物
技術應用前後原水微生物雖然略有波動,出廠水菌落總數、總大腸菌群均未檢出,說明工程所采取的相關技術對保障飲用水的微生物安全沒有影響。
2)亞氯酸鹽
亞氯酸鹽在預氧化藥劑二氧化氯投tou加jia後hou出chu現xian,沉chen後hou基ji本ben無wu去qu除chu,沉chen後hou亞ya氯lv酸suan鹽yan的de量liang,與yu投tou加jia二er氧yang化hua氯lv量liang相xiang關guan。過guo濾lv對dui亞ya氯lv酸suan鹽yan有you部bu分fen去qu除chu效xiao果guo,技ji術shu應ying用yong後hou改gai造zao為wei炭tan砂sha濾lv池chi後hou,亞ya氯lv酸suan鹽yan去qu除chu效xiao果guo顯xian著zhu增zeng加jia,目mu前qian主zhu要yao是shi活huo性xing炭tan去qu除chu。應ying用yong前qian亞ya氯lv酸suan鹽yan去qu除chu率lv為wei23%~27%;而應用後平均去除率達85%,去除率與活性炭運行時間和沉後亞氯酸鹽濃度相關,濃度越低去除率越高,基本0.4mg/L 以下亞氯酸鹽可去除至0.02mg/L,活性炭運行時間越短,去除率越高。按照一般沉後亞氯酸鹽濃度和其吸附飽和量等計算活性炭層厚度,可至少維持5年左右亞氯酸鹽較高的去除效果。
管(guan)網(wang)末(mo)梢(shao)水(shui)中(zhong)亞(ya)氯(lv)酸(suan)鹽(yan)略(lve)有(you)降(jiang)低(di),結(jie)合(he)濾(lv)後(hou)餘(yu)二(er)氧(yang)化(hua)氯(lv)基(ji)本(ben)低(di)於(yu)檢(jian)出(chu)限(xian),後(hou)續(xu)無(wu)亞(ya)氯(lv)酸(suan)鹽(yan)進(jin)一(yi)步(bu)生(sheng)成(cheng),而(er)因(yin)采(cai)用(yong)次(ci)氯(lv)酸(suan)鈉(na)主(zhu)消(xiao)毒(du),可(ke)能(neng)存(cun)在(zai)部(bu)分(fen)亞(ya)氯(lv)酸(suan)鹽(yan)轉(zhuan)化(hua)為(wei)氯(lv)酸(suan)鹽(yan),從(cong)結(jie)果(guo)分(fen)析(xi),轉(zhuan)化(hua)率(lv)低(di)於(yu) 15%。出廠水及管網末梢水的亞氯酸鹽平均濃度技術應用前為 0.14、0.15 mg/L, 應用後為0.023、0.018 mg/L。
3)氯酸鹽
氯酸鹽在預氧化藥劑二(er)氧(yang)化(hua)氯(lv)投(tou)加(jia)後(hou)出(chu)現(xian),沉(chen)後(hou)略(lve)有(you)升(sheng)高(gao),整(zheng)體(ti)變(bian)化(hua)不(bu)大(da)。過(guo)濾(lv)後(hou)氯(lv)酸(suan)鹽(yan)相(xiang)較(jiao)沉(chen)後(hou)略(lve)有(you)增(zeng)加(jia),技(ji)術(shu)應(ying)用(yong)後(hou)改(gai)造(zao)為(wei)炭(tan)砂(sha)濾(lv)池(chi)後(hou),氯(lv)酸(suan)鹽(yan)增(zeng)加(jia)比(bi)例(li)降(jiang)低(di),應(ying)用(yong)前(qian)增(zeng)長(chang)率(lv)為(wei) 7%~16%,應用後為0%~13%,應用後前3 個月氯酸鹽基本無增加,後3個月濾後氯酸鹽增加約 10%,可能與活性炭運行性能等相關,與實驗室開展長期運行試驗結果類似。因氯酸鹽在後續水處理中無法經濟、有效去除,需要長期觀測氯酸鹽的增長率變化情況。
4)氯代消毒副產物
技術應用前,出廠水及管網末梢水三氯乙醛濃度範圍為1.5~2.9μg/L,三氯甲烷、二氯乙酸、三氯乙酸濃度範圍為5.0~9.0μg/L,其他氯代副產物接近檢出限或未檢出。因采用二氧化氯預氧化效果較好,後續次氯酸鈉消毒投加量不大,除三氯乙醛、三氯甲烷外,其他氯代消毒副產物過程水樣中基本處於未檢出, 三氯乙醛出廠水和管網末梢水技術應用後在1.5μg/L以下,其他氯代副產物一般在未檢出至9μg/L 之間,在原水水質變化情況下,各氯代副產物濃度穩定在低值。三氯甲烷、二氯乙酸、三氯乙酸技術應用前後濃度。
4 結論
1)針zhen對dui二er氧yang化hua氯lv預yu氧yang化hua副fu產chan物wu風feng險xian較jiao高gao的de問wen題ti,結jie合he鹽yan田tian區qu直zhi飲yin水shui工gong程cheng建jian設she目mu標biao,重zhong點dian研yan發fa並bing應ying用yong了le活huo性xing炭tan去qu除chu亞ya氯lv酸suan鹽yan控kong製zhi技ji術shu,儲chu備bei亞ya鐵tie鹽yan去qu除chu亞ya氯lv酸suan鹽yan應ying急ji技ji術shu,並bing采cai取qu提ti高gao二er氧yang化hua氯lv利li用yong率lv的de簡jian單dan措cuo施shi。
2)僅活性炭去除亞氯酸鹽技術應用,亞氯酸鹽平均去除率由 25%提升至85%,且氯酸鹽增長率較應用前略有降低,最高達到 13%;試驗條件下僅亞鐵鹽應急投加技術,亞鐵鹽與二氧化氯投加比為 1.8~2.3時,亞氯酸鹽去除率可達 90%以上,應用中確保亞鐵鹽投加量不超過 7 mg/L,以免總鐵超標。
3)在技術應用後水質比應用前較差的情況下,應用後菌落總數和總大腸菌群均未檢出,且亞氯酸鹽、氯酸鹽均穩定降至0.3mg/L 以下,保障了微生物和副產物的雙重安全。
4)技術應用後,水廠運行穩定,管網末梢水106 項指標均滿足國標要求,技術應用不會對綜合水質造成不良影響。
5)後續運行中,還需持續關注活性炭性能變化及對亞氯酸鹽、氯酸鹽控製效果;在預氧化階段亞氯酸鹽濃度大於 0.5mg/L時,聯合亞鐵鹽應急投加技術的有效、穩定及經濟性。