杭州高新（滨江）水务有限公司 浙江省 杭州市 310051
摘要：近年来，我国的净水厂越来越多。为提高次氯酸钠消毒效果，控制三氯乙醛生成量，深圳某水厂对次氯酸钠投加系统进行了软硬件升级改造，包括计量泵重新选型、投加管道优化、自控系统升级等。改造后，提高了药剂投加精确度;提高了对细菌的消毒效果，清水池末端菌落总数检出率为13．6%，较改造前下降了52．4%，最高检出值为6CFU/mL，检出平均值为2．3CFU/mL，检出平均值下降了50%;出厂水三氯乙醛最大检出值为0．0036mg/L，检出平均值为0．0020mg/L，总体检出水平较改造前降低了53．5%，运行期间未检出超公司内控情况。
关键词：净水厂;次氯酸钠;消毒;三氯乙醛
引言
目前，我国的供水处理行业主要以氯消毒为主，由于次氯酸钠较氯气的储存、运输及使用更为安全，消毒效果与氯气相当，同时有利于降低水厂出厂水消毒副产物含量，所以越来越多的水厂采用了次氯酸钠替代氯气进行消毒。深圳C水厂消毒由氯气改为次氯酸钠后，经过3年运行发现次氯酸钠投加系统存在众多不足，导致消毒效果不理想，接连发现细菌及三氯乙醛超公司内控频率较高。经调研分析后，对其次氯酸钠投加系统进行一系列软硬件升级改造，以提高药剂投加安全可靠性，实现次氯酸钠精准投加，保证出水水质达标。
1水厂概况
C水厂位于深圳市宝安区，设计规模为35×104m3/d，分四期建设，一期为5×104m3/d，1998年建成投产;二期为10×104m3/d，1999年建成投产;三期为10×104m3/d，2003年建成投产;四期为10×104m3/d，2004年建成投产。水厂采用常规工艺，工艺流程见图1。
原水为水库调蓄的东江原水，水质见表1。
2次氯酸钠投加系统及存在的问题
2.1计量泵的选型对水量大幅波动工况的投加控制精度很难满足。主要原因是计量泵无法自动调节冲程，仅依靠调节频率控制投加量。实际运行发现，频率偏低时计量泵出口因压力不足而出现断流。
2.2采用游离余氯作为反馈信号，当氨氮突然升高时，导致投氯量大增。而水处理过程中，氯消毒副产物生成量与投氯量呈正相关。
2.3投加点及取样点选择不合理。C水厂滤后关键次氯酸钠投加点选择在清水池进口处，依靠消毒剂在清水池内部扩散或在廊道分隔混合。但清水池内部导流墙过宽，长宽比偏小，容易出现消毒死区，无法保证每一股水足够的消毒GT值。而余氯在线检测仪表取样点也在清水池中，会出现两种极端情况，离投加点距离过长，则反馈时间长，反之距离过短，则混合尚未均匀即取样，反馈值失真。
2.4加药管积气导致断流问题。加药管管径选择偏大，管道内流速过慢，次氯酸钠分解产生的氧气累积在管道内形成气囊，造成药剂断流，严重影响消毒效果。次氯酸钠常温下可自然分解，释放出具有强烈氧化作用的原子氧，导致一系列次生反应，并产生氧气。
2.5次氯酸钠投加管道内产生结晶体，引起管道堵塞。产生晶体主要是两种原因：一是投加过程中利用自用水挟带次氯酸钠溶液;二是原液投加时，与清水接触的投加管段。经检测，结晶体为水中钙、镁离子形成的沉淀物。原因是为抑制次氯酸钠分解，次氯酸钠成品中添加碳酸钠和硅酸钠作为稳定剂，同时次氯酸钠溶液游离碱(NaOH)含量较高，导致水中钙、镁离子形成CaCO3和Mg(OH)2结晶沉淀。
3次氯酸钠投加系统改造
3.1投加泵选型
本次改造次氯酸钠投加点设置为:预氯化1个点(仅在应急情况下使用)，滤前投加8个点，滤后投加4个点，补加氯1个点。其中5月—9月天气炎热时，为控制滤池细菌过度繁殖和蚊虫滋生，滤前加氯作为主消毒，滤后投加点充当补加氯角色，补充滤池消耗量，使滤后投加总余氯值控制在1．0～1．4mg/L，而10月至次年4月，停止滤前投氯，滤后加氯为主加氯。基于上述工艺控制要求，选用流量调节范围比较大的某品牌数字泵(见表2)，其中滤前投加2用1备，滤后投加4用2备。
3.2改进投加管路
3.2.1结合管道水头损失与加药流速选择合适管径投加管，在避免因水头损失过大影响投加泵投加能力前提下尽量选择小管径管材，以减少管道内积气，同时增设高位排气阀，定期排除管道内的气体。经测算，DN20的PVC管可满足使用要求。
3.2.2对重要投加点(滤后)铺设双管路，同时投加点处增设电磁流量计以监控药剂实际投加情况，判断管路是否存在爆漏问题，提高药剂投加保障度。
3.2.3为尽量避免投加点处结晶堵塞，插入水面以下投加管口采用斜面切割，切口顺水流方向，以形成局部真空，便于药剂顺畅地注入水中;插入管采用可快速拆卸的安装方式，若发生堵塞后便于快速更换。
3.3优化控制系统
3.3.1C水厂水量时变化系数大，供水高峰平均时流量为低峰平均时流量的两倍，同时斜管沉淀池排泥也会造成滤后水量急剧波动，故滤后关键加氯点采用了比例控制与反馈控制结合方式，即清水池进水管处增加流量计，水量波动时，通过设定投加比例快速调整加氯量，然后通过总余氯反馈对初始加氯量进行微调，解决了纯比例控制精准度低和纯反馈控制滞后时间长的问题，使整个控制系统快速而平稳运行。
3.3.2通过分析C水厂滤池运行管理规律，将投加点设于滤池集水渠始端，加药后的水流经集水渠两侧滤后水流撞击混合，提高混合效果;而取样点设置于清水池进口处，总余氯检测仪表就地安装，使总余氯反馈时间由原来的40min缩短至5min。
4改造效果
4.1总余氯控制
改造前总余氯随水量波动非常大，但由于次氯酸钠在清水池内的扩散混合以及各期清水最终通过吸水井汇合和送水泵的再次混合，使出水总余氯检测值表现比较平稳，但是不能保证每一股清水消毒所需的GT值。改造后总余氯曲线各期都比较平稳，基本上能按运行需要稳定控制在某一水平。
4.2消毒效果
改造前清水池末端菌落总数检出率为28．6%，最高检出值为19CFU/mL，检出平均值为4．6CFU/mL;改造后清水池末端菌落总数检出率为13．6%，最高检出值为6CFU/mL，检出平均值为2．3CFU/mL。通过次氯酸钠投加系统的改造，清水池末端菌落总数检出率下降了52．4%，检出平均值下降了50%，大大降低了菌落总数超标风险，取得了预期成果。
5结语
5.1本次次氯酸钠投加系统改造对原有设备设施进行了更新，提高了次氯酸钠投加系统安全可靠性;升级了自动控制系统，实现了精准加药、灵活控制功能，基本上克服了水量波动对药剂投加的影响。
5.2次氯酸钠投加系统改造后消毒效果更佳，改造后清水池末端菌落总数检出率为13．6%，较改造前下降了52．4%，最高检出值为6CFU/mL，检出平均值为2．3CFU/mL，检出平均值下降了50%。
5.3次氯酸钠投加系统改造后，更有利于减少三氯乙醛的产生，改造后三氯乙醛最大检出值为0．0036mg/L，未检出有超内控情况，检出平均值为0．0020mg/L，总体检出水平降低了53．5%，运行期间未检出超公司内控情况。
参考文献:
［1］白晓慧，支兴华，朱斌，等．次氯酸钠代替液氯消毒对自来水厂供水水质的影响［J］．中国给水排水，2012，28(11):47－49．
［2］郑建军，沈松土．岱山小高亭水厂现场制备次氯酸钠消毒系统的实践［J］．给水排水，2016，42(1):12－16．
［3］塔春红，韩相奎，荆玲，等．氯消毒副产物及其影响因素的研究概况［J］．辽宁化工，2012，14(1):28－31．
论文作者:鲍栋东
论文发表刊物:《防护工程》2017年第14期
论文发表时间:2017/11/2
标签：检出论文; 次氯酸钠论文; 水厂论文; 水池论文; 值为论文; 乙醛论文; 菌落论文; 《防护工程》2017年第14期论文;