一、前言
在消毒处理工艺中，氯气、次氯酸钠、漂白粉是目前东莞市各水厂常用的杀菌消毒剂。为强化安全消毒，目前已逐渐废除现况消毒粉、消毒片等方式，改为采用氯消毒、次氯酸钠消毒等。而由于氯气的使用存在泄露危及大量人群的安全隐患，采购程序较复杂，投入的设备要求较高，维护成本较大、人员培训、使用安全评估等费用较多等缺点。而申请液氯的手续和管理流程又十分繁琐，因此在旧水厂消毒处理工艺改造中，采用次氯酸钠消毒是比较理想的消毒方式。
二、石排自来水公司生产消毒工艺现状
石排自来水公司生产车间目前在水处理流程中采用的消毒工艺为投加氯气进行消毒，氯气属于危险剧毒化学品，采购程序较复杂，投入的设备要求较高，维护成本较大、人员培训、使用安全评估等费用较多。
氯气的储存和使用大大增加了制水生产的事故隐患风险，氯气一旦泄露对周边的群众生产生活造成的影响较大。
三、改造目的
为消除氯气使用泄露所潜在的安全隐患，避免申请液氯的各种繁琐手续和管理流程，保证自来水生产安全，对氯气投加系统进行改造，停止使用氯气作为消毒剂，相关设备改为投加次氯酸钠进行水处理工艺消毒。众所周知，次氯酸钠是一种非天然存在的强氧化剂，它的杀菌效力同氯气相当，属于真正高效、广谱、安全的强力灭菌，杀病毒药剂。目前供水行业已有较多水厂使用次氯酸钠进行消毒，各方面研究实验及实际生产表明，次氯酸钠与氯气消毒效果相同。
投加次氯酸钠的优点：
1、大大降低水厂运行的安全风险，次氯酸钠为液体，易于保持及使用，液体泄漏影响范围小且容易控制。
2、管理方便，免除复杂采购流程，免除各项安全培训及安全评估。
3、投加设备相对简单，维护成本低，操作简便、投加计量准确。
4、次氯酸钠属于强碱弱酸盐，消毒效果与氯气相当，余氯稳定，一定程度提高水质PH值，减少石灰投加量。
四、投加设备方案
（一）基本原理
通过PLC（可编程逻辑控制器，一种采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。）变频电箱控制2套计量泵实现对2套水处理进行自动化投加次氯酸钠。
石排自来水公司共有2套水处理池，分别为5万方池和3.6万方池，本改造主要在2套水处理池滤后水的3条管道安装3套超声波流量计，在实际生产中流量计测出滤后水出水流量反馈信号给PLC，PLC按照初始设定的每方水加次氯酸钠量控制计量泵进行自动投加，另外次氯酸钠储备使用2个10吨次氯酸钠储药罐，通过药罐安装超声物位计测量药量库存情况自动切换使用。
（二）方案主要实现功能
1、智能化控制，精确控制每套水处理池的加药量，实现水质余氯稳定出厂。
2、系统自动统计各项生产数据如用药量、每套池的供水产量，便于实际生产分析。
3、安全使用程度高，设备间互为备用程度高，系统在出现各项故障时能自动报警，包括设备故障、药储备量低等。
（三）投加设备情况
1、计量泵
3.6万方水处理池滤后加次氯酸钠使用一台80L/h计量泵、5万方水处理池滤后加次氯酸钠使用二台80L/h计量泵、备用一台80L/h计量泵。投加管道安装切换阀门，四台计量泵均可互为备用，加强投加可靠性，因次氯酸钠具有强腐蚀性，计量泵选型要求耐腐蚀程度高的品牌。
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2、储药罐
订做2套10吨级的PE储药罐，直径2330cm垂高2380cm、总高2750cm、盖口500cm、平均厚度10cm，耐腐蚀，材质：LDPE食品级原材料（线型低密度聚乙烯），由于次氯酸钠遇光容易分解，所以颜色必须使用黑色罐体，容量：10000L，为保证储药安全，罐外围包1.5米高不锈钢保护。储药罐安装2套超声波物位计，将储药罐药量情况传送到PLC，PLC对储药罐进行自动切换供次氯酸钠。
3、流量计
对3组水处理池的输次氯酸钠管道、滤后出水管道安装流量计，流量信号传送到PLC，再由PLC准确控制计量泵投加次氯酸钠，流量计选型要求耐腐蚀和计量准确。
4、控制系统
配备PLC控制柜，内部安装3套变频器与计量泵一对一配制。面板配置变频/旁路功能切换开关及应急操作按钮，通过切换开关可实现对计量泵进行多种控制方式选择，从而保证投药系统稳定运行；
控制系统配置人机界面，通过可编程控制器设定各项程序，在人机界面上可实行各项投加功能操作、统计查看、设备报警等操作。
控制柜预留接口便于日后实现中控功能。
五、投资及使用成本情况
本系统改造一次性投资在35万元以内。通过化验室对投加次氯酸钠进行试验，结果表明在正常水质条件下投加1.4mg/L次氯酸钠，出厂水质余氯能够达到0.6mg/L（余氯国标为>0.3mg/L），PH值达到6.9-7.0，按照市场价1000元每吨次氯酸钠计算，投加次氯酸钠成本为0.014元每吨水，使用氯气进行消毒，投加石灰提高PH达到出厂水质余氯0.6mg/L，PH值6.9效果时的成本为0.012元每吨水，生产成本相当。
六、其它消毒处理工艺
为了减少氯化消毒副产物，提高管网水中余氯衰减速率，“十五”期间，开发了氯和氯胺优化安全消毒技术。氯胺消毒较之氯消毒可减少三卤甲烷的生成量，减轻氯酚味；并可增加余氯在供水管网中的持续时间，抑制管网中细菌生成。故氯胺消毒常用于原水中有机物较多和清水输水管道长、供水区域大的净水厂。
自1993 年在美国Milwaukee 市爆发隐孢子虫病后，紫外线消毒技术在饮用水处理中的应用倍受青睐。因为氯消毒不能有效杀灭隐孢子虫卵囊，而研究发现紫外线对隐孢子虫卵囊有很好杀灭效果。而且在常规消毒剂量范围内（40mJ/cm2）紫外线消毒不产生有害副产物，因此在西方发达国家应用实例在近几年增加十分迅速，国内也有水厂采用紫外+氯胺联合消毒技术。
紫外线消毒的优点有：
①对致病微生物有广谱消毒效果、消毒效率高；
②对隐孢子虫卵囊有特效消毒作用；
③不产生有毒、有害副产物；
④不增加AOC、BDOC 等损害管网水质生物稳定性的副产物；
⑤能降低嗅、味和降解微量有机污染物；⑥占地面积小、消毒效果受水温、pH 影响小。
紫外线消毒的缺点主要有：
①没有持续消毒效果、需与氯配合使用；
②灯管管壁易结垢，会导致消毒效果降低；
③消毒效果受水中SS 和浊度影响较大；
④被杀灭的细菌有可能复活；
⑤国内使用经验相对较少。
因此，为了保障消毒后微生物指标达标以及管网水消毒效果的维持，若新建水厂采用超滤膜技术，则消毒技术可采用氯和氯胺优化安全消毒；若未采用超滤膜技术，则消毒技术可采用紫外+氯胺优化安全消毒。
论文作者:李龙昌
论文发表刊物:《基层建设》2017年4期
论文发表时间:2017/5/25
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