当前制水生产高氯耗等问题的原因、机理以及对策的研究.doc

1当前制水生产高氯耗等问题的原因、机 理以及对策的研究摘要：最近几年，某水司制水生产每逢春季 2--5 月份，经常有水厂反映“加氯机已经全部打开，投加能力已经达到最大，但出厂水总余氯仍然达不到控制要求，投加的氯都不知道那里去了，似乎进了一个无底洞！”这种情况会持续十来天，通常还会伴随有滤池堵塞、反冲洗周期缩短等问题这种情况大家以前都没有处理过，更不明原因，一时找不到对策今年三月份以来，情况尤其为突出 关键词：制水 高氯耗 问题 原因 机理 对策研究 一 当前的水质问题最近几年，某水司制水生产每逢春季 2--5 月份，经常有水厂反映“加氯机已经全部打开，投加能力已经达到最大，但出厂水总余氯仍然达不到控制要求，投加的氯都不知道那里去了，似乎进了一个无底洞！”这种情况会持续十来天，通常还会伴随有滤池堵塞、反冲洗周期缩短等问题这种情况大家以前都没有处理过，更不明原因，一时找不到对策今年三月份以来，情况尤其为突出，具体有以下情况或特点：D 水厂——滤池发生堵塞现象，氯耗很大，加氯已达到 4kg/千方水的最大限，但出厂水总余氯却达不到控制要求，投进的氯都不见了；C 水厂——氯耗量过大，石灰消耗过大，目前石灰投加能力已用尽，但出厂水2PH 值仍然达不到 7.0 的公司要求，3 月 7 日水厂仪表显示和化验室测定值为6.59。

M 水厂——一两个星期来水厂仪表和化验室比色测试的结果有很大差异；B 水厂——经常发生滤池堵塞现象，氯投不进，出厂水总余氯上不去，而且发现余氯测定仪和实验室比色测定有很大偏差二 水质监测数据的比较与分析我们接到公司的任务后立即异型了调查和研究比较了 1--3 月份监测站水质监测的历史数据，发现原水水质出现显著恶化，尤其表现的氨氮、硝酸盐氮和亚硝酸盐氮等指标上，显著富营养化十分严重而随着气温的回暖、春天的来临，亚硝酸盐氮显著增加附表 1 列出了各水厂 1--3 月份水质的具体数据A、1--3 月份，原水氨氮都很高，超过行业标准 2--3 倍： 平均值 mgN/L最大值 mgN/L3最小值 mgN/L1 月1.551.671.182 月1.221.570.663 月0.981.460.56B、1 月份原水和出厂水的亚硝酸盐氮都很低，出厂水未超过标准，2、3 月份原水和出厂水的亚硝酸盐氮都很高，最大超过欧共体饮用水标准达 30 倍以上，超过国家地面水标准达 8 倍以上： 4平均值最大值最小值1 月 原水0.0530.0910.034出厂水0.0120.0180.0022 月 原水0.340.6420.116出厂水50.2830.52＜0.0013 月 原水0.4010.8800.004出厂水0.3450.6400.007C、1 月和 2--3 月份，氨氮、亚硝酸盐氮和硝酸盐氮，三氮的相互转化和归趋出现了不同的规律和方向，预示着原水水质的显著变化和各水厂制水条件的差异。

1 月份，各水厂氨氮制水前后基本不变，亚硝酸盐氮出厂水比原水的低，而氨氮、硝酸盐氮出厂水比原水的高，表明经过制水过程后亚硝酸盐氮转化成氨氮或硝酸盐氮 亚硝酸盐氮： 6D 水厂M 水厂C 水厂S 水厂B 水厂原水（mgN/L)0.0790.0680.0450.1220.05出厂水（mgN/L)0.0310.0270.0220.0060.019硝酸盐氮： 7D 水厂M 水厂C 水厂S 水厂B 水厂原水（mgN/L)0.91.11.01.71.0出厂水（mgN/L)1.01.01.21.91.1氨氮： 8D 水厂M 水厂C 水厂S 水厂B 水厂原水（mgN/L)1.671.671.61.181.62出厂水（mgN/L)1.761.811.681.061.75但到 2 月份，情况却发生了变化，S 水厂、C 水厂仍基本维持以上的规律，而且亚硝酸盐氮去除得很彻底，而 D 水厂、M 水厂相反，亚硝酸盐氮和硝酸盐氮出厂水都比原水的高，氨氮却显著减少，表明经过制水过程后氨氮转化成了亚硝酸盐氮和硝酸盐氮9亚硝酸盐氮： D 水厂M 水厂C 水厂S 水厂B 水厂原水（mgN/L)0.1160.4800.6420.122出厂水（mgN/L)0.4660.530.115＜0.001100.119硝酸盐氮： D 水厂M 水厂C 水厂S 水厂B 水厂原水（mgN/L)1.11.51.52.63出厂水（mgN/L)1.61.92.12.61.811氨氮: D 水厂 M 水厂 C 水厂 S 水厂 B 水厂原水（mgN/L)1.571.431.240.66出厂水（mgN/L)1.10.521.240.561.74D、与其他四个水厂形成鲜明对照的是，S 水厂水质一支独秀，1--3 月份亚硝酸盐氮未见超标，很值得进一步深入研究。

估计有下列因素：自有水库缓冲、吸收、转化；老虎坳原水较好；S 水厂小气候12偏冷，以及山水作用；持续约半年的强氯消毒（出厂水总余氯经常＞2.2mg/L）E、三月份监测数据显示大部分水厂的管网水的亚硝酸盐氮比出厂水的有很大的增加，显示硝化反应在管道内继续进行S 水厂M 水厂B 水厂出厂水（mgN/L)0.0070.1520.192管网水（mgN/L)0.0190.4760.532最严重者当属 B 水厂，二月份：出厂水 0.119，管网水 0.84，升高八倍F、藻类13藻类 2 月份比 1 月份增加 1--7 倍目前算中等程度严重100 万单位以下为一般，1 亿以上属极其严重） S 水厂B 水厂C 水厂D 水厂M 水厂平均值一月5.96.96.212.06.77.54二月1410.818.042.028.15.3930.52、C 水厂 3 月 6 日对制水过程的亚硝酸盐氮进行了专门检测，获得的数据如下：原水滤前水新厂滤后水老厂滤后水 （东）老厂滤后水 15（西）出厂水亚硝酸盐氮 （mgN/L)0.2410.1670.2030.3110.3590.220可见经过滤池后，亚硝酸盐氮显著增加3、D 水厂 3 月 6 日对制水过程的 PH、余氯、氨氮、亚硝酸盐氮进行了专门检测，获得的数据如下：原水混合槽水待滤水16滤后水 （未投氯氨）滤后水 （投氯氨后）出厂水PH 值7.47.78.68.37.2余氯（mg/L)1.71.20.9170.91.1氨氯（mgN/L)1.671.571.511.271.261.00亚硝酸盐氮（mgN/L) 0.1270.0130.0220.140.340.556可见经滤池后，亚硝酸盐氮显著增加。

三 当前水质问题的实质与机理建设部“城镇水厂运行规范”[1]中规定氨氮不得超过 0.5mgN/L，是反映水体营养化的指标之一，越高，则水体富营养化越严重18而亚硝酸盐氮则是一种被证实为会引发癌症和儿单高铁症等疾病的物质，目前我国饮用水标准中未规定限制指标，国家地面水标准规定不大于 0.1mgN/L欧共体饮用水标准[2]规定生活饮用水不高于 0.03mgN/L硝酸盐氮——国家规定不大于 20mgN/L现在部分水厂生产中遇到的问题就是最近几年来每逢春季都会出现的所谓“氯加不进”， “加氯机全部开尽，但余氯仍提不上去”， “不知氯跑到哪里去”的问题，其实质是：并不是加不进氯，而是加入的氯被水体及制水构筑物中的某些物质“吃掉”，消耗了 根据化验中心已历时 2 年的研究以及参阅的有关文献分析，发现制水过程中“吃掉”氯的最严重地点在滤池，而滤池中的最大的罪魁祸首很可能就是硝酸菌和亚硝酸菌因为在滤池中发现了大量的亚硝酸菌和硝酸菌，在氯化条件、适宜的温度和 PH 等环境下，严硝酸菌将氨氧化为亚硝根，硝酸菌将亚硝酸根氧化为硝酸根： 亚硝酸根菌2NH————→2NO硝酸菌2NO————→2NO此反应需消耗氧化剂，其中间产物是亚硝酸根，最终产物是硝酸根，若第二步反应来不及或因某种原因进行不顺利，则将得到更多的中间产物 NO。

滤池中的氯，是通过以下反应消耗的：19Cl+NO+2OH—→NO+CL+HO硝化细菌最适宜的生长温度是 25--35 度，当温度低于 5 度时，硝化继菌的生活几乎停止这可解释为什么冬天不会发生这种问题另外，今年 2 月底 3 月初，D 水厂泵站加氯量为 1.5kg/千方水，C 水厂和 M 水厂使用 D 水厂水，到厂原水余氯仍有 0.1--0.3mg/L说明输水管内原水耗氯活动不显著也就说原水的氯耗并不大在 3--4 月间，监测站曾在 B 水厂制水流程上选点检测余氯的变化，有以下数据：配水井滤前水滤后水出厂水0.11.20.30.6发现滤池耗氯非常大，说明“吃氯”的最主要地点是在滤池现在水厂遇到的上述问题，还只是个开始，预测随着气温的进一步上升，生物及微生物活动将更加活20跃，上述问题将会越来越严重，并将在 3--5 月份内持续请各水厂提高警惕，进一步采取相应措施，探索各种方法和经验，力争将影响降低到最低限度，并力争形成一套适合自身特色的有效经验，将生产管理提高到一个新的水平四 可能的措施及对策液氯消毒不是氨氮转化为亚硝酸盐氮的直接原因氨氮转化为亚硝酸盐氮的过程很可能微生物过程4 月份对 B 水厂原水、滤前水、滤后水、出厂水的某次测定中，发现含有大量的硝化细菌：原水滤前水滤后水出厂水1500--11000250--450040--250015--95若滤前投加氯足够大，则能部分氧化有机物，杀死硝化细菌等微生物，使得硝21化过程不能完成，从而就不会造成出厂水亚硝酸盐氮的增加。

我们可以采取的措施有下列几点：1、应逐步增加 D 水厂泵站的前加氯量，以抑制原水管道内藻类、细菌等微生物的生长2、水厂应多翻洗滤池，并加入漂白粉或过量氯浸泡，消毒灭菌3、水厂加氯量应尽量后移，更集中地将氯加在滤池前有利于滤池常期保持较强的杀菌消毒能力，抑制细菌等微生物在滤池的生长繁衍4、加强原水的保护，防止原水的富营养化五 其他问题与对策1、石灰耗量增大的问题经分析，制水过程有以下三大因素产生 H，或需要 OH，即消耗石灰A、碱铝的混凝反应过程需消耗 OH，使 PH 降低；B、某些氯消毒过程产生 H；C、硝化反应产生 H，研究发现 14mg/LNH-N 转化为硝酸氮将要消耗 120mg/L的碳酸钙经测试：进滤池水 PH=10.12，出滤池水 PH=7.6222、预计，现在水厂遇到的上述问题，还只是个开始，预测随着气温的进一步上升，生物及微生物活动将更加活跃，上述问题将会越来越严重，并将在 3--5 月份内持续此外，还将遇到藻类增加使滤池堵塞，产水量降低的问题；臭和味的问题；红虫的问题等请各水厂务须提高警惕，进一步采取得力措施3、余氯测定仪、OT 目视比色和便携式余氯测定仪的比对测定中存在着异问题的原因及解决办法。

这几种余氯的测定方法都是我们在水厂水质监测中现行普遍采用的方法，他们各自对余氯有差异的原因主要在于这些仪器测定原理、稳定性、受干扰性和适用水体的不合等不同而引起的余氯测定仪是进口美国 HACH 公司的，是采用电子化学探头来进行检测的，由于探头的膜容易污染或吸附微生物并生长，因此不太稳定，需要经常的校正和清洗OT 目视比色法测定余氯，对于深圳的水体，曾经应用得很好，但这个方法已经证实受很多物质的干扰，特别是亚硝酸盐的干扰，从而使得测定不准确，误差大当亚硝酸盐氮大于 0.5mgN/L 时，这个方法的误差太大了，达到了 100%随着原水污染的逐年加剧，深圳原水的亚硝酸盐氮已经开始长期大于 0.5mgN/L，因此这个方法已经不可以使用，需要淘汰便携式余氯测定仪是我们监测站从美国 HACH 公司进口的，干扰少，精度高、准确度高，对亚硝酸盐氮的耐受力达到 2.0mgN/L 经过我们测试后觉得十分适合深圳的水体因此建议全公司各级单位对余氯的测定都统一到以便携式余氯测定23仪的测定为基准，马上给各水厂配备便携式余氯测定仪，淘汰 PT 目视比色法，用便携式余氯测定仪来对余氯测定仪进行校对，从而解决这个不同方法、仪器测定的差异问题。

附表：有关水质数据一、D 水厂。