管网增压泵站加注次氯酸钠(naclo)工艺简介.pdf

·输配水技术与设备· C I T Y A N D T O W N W A T E R S U P P L _ 黛 鬻 — —隧 ■ 罨 y 疆 - -r 管网增压泵站加注次氯酸钠 ( N a C l O)工艺简介 修鹏 强 ( 上海市浦东威立雅自来水有限公司泵站管理所生产管理科，上海 2 0 0 1 2 3 ) 原上海市 自来水公司浦东水厂在二十世纪八十年 代初率先在原八号桥水厂的制水消毒工艺和浦东老厂 的原水 “ 恶水”期间 “ 折点加氯”消毒工艺过程中采 用1 0 ％有效氯的次氯酸钠溶液直接投加消毒对于消 除原水恶臭和处理有机污染有着十分显著的效果控 制投加的过程也十分简单 ，采用在原有的钢砼储液池 内敷设P VC塑料软板内胆 、选用P VC 塑料提升离心 泵 、P VC塑料管及阀门、玻璃 管转子流量计、水射 器增压投加装置等 由于加氯工艺装置简单直观 ，加 以人工手动控制的控制方法，方便系统维护和检修 而当时的次氯酸钠溶液还是某化工厂生产过程的副产 品，原材料成本较低更主要的是根本解决了钢瓶液 氯泄漏的恶性事故发生 ，工人在操作维护过程 中的工 作环境得到了改善。

在上海浦东 自来水厂采用次氯酸钠溶液消毒取得 初步成效的基础上 ，9 0 年代初开始在浦东各泵站逐步 实施加氯工艺的改造，改钢瓶液氯消毒为次氯酸钠加 氯工艺，同样也取得了满意的效果 1 ． 自来水增压泵站补充加氯的特点 根据上海市 自来水增压泵站的运行特点，一般增 压泵站包括清水库 、水库增压机组和管道直接增压机 组以及输配水管道等组成而水库增压机组主要用于 短时间的高峰供水期对城市供水管网的水量补充，起 到 “ 削峰补谷”的作用而管道增压机组主要针对供 水区域的供水服务压力的需求 ，进行管道增压一般 情况下 ，增压机组是对管网水在封闭的情况下进行增 压，对管网水的余氯消耗不明显，在没有特殊要求和 管网水余氯指标正常的情况下，无需对管网水补充加 氯消毒而水库增压机组是对清水库水进行增压 ，实 现管网水补充 ，而清水库水的来源是在管网压力富裕 的情况下进行补水储存 ，在整个进水期间处于暴露的 空间环境由于压力骤降和温差变化以及高温高热的 情况下 ，引起的自来水余氯的下降 ，不能满足 自来水 泵站输配水的余氯指标要求则要求在启用清水库增 压机组的同时 ，根据清水库水质余氯的实际情况，进 行次氯酸钠投加实现补充加氯过程 。

2 ． 自来水泵站补充加氯工艺的改造 自来水泵站的次氯酸钠加氯工艺的雏形是沿用浦 东 自来水厂成熟的次氯酸钠加氯工艺在长期的使用 和维护过程中，对各个部分所出现的缺陷和不足进行 多次改造 ，逐步形成一套比较完善的加氯工艺系统 也为以后的 “ 无人值守”的加氯系统 自动化控制提供 了可行性 自来水泵站传统的加氯系统 自来水泵站的次氯酸钠补充加氯工艺系统主要包 括储存、提升、计量和泵送、管道输送和加注 在各 部分改造 中都经过多次的反复，不断采用新材料新技 术 ，使加氯工艺系统更趋完善可靠 改造后的泵站加氯消毒工艺系统 2 ． 1 ． 储存 ： 次氯酸钠溶液由于其具有较高的氧化性和有效氯 城镇供水 N O． 3 2 0 1 0 5 1 —y 含量的不稳定性，特别在夏季的高温天气有效氯的衰 减显得十分迅速和明显为此 ，我们首先对次氯酸钠 溶液的储液池进行了改造 2 ． 1 ． 1 ． 地下砖砌储液池：采用地下砖砌池的建设 费用低 ，仅池底部分采用2 5 c mN砼铺底，故施工周期 短但由于上海的常年地下水位都处于较高水平 ，特 别是雨季地下水位高时与砖砌地下储液池内的次氯酸 钠溶液形成相互渗透，造成池内的次氯酸钠溶液的有 效氯快速下降，同时也对周边环境和地下水质造成污 染。

2 ． 1 ． 2 ． 地下钢砼储液池 ：采用池底池壁钢砼建 筑，造价略高于砖砌储液池，次氯酸钠溶液虽然对砼 表面氧化和腐蚀不十分严重，次氯酸钠溶液有效氯的 衰减虽有所缓解，但仍不能根本解决对于地下水的渗 透 ，不能有效防止次氯酸钠溶液的有效氯的过快衰 减 2 ． 1 ． 3 ． 地下钢砼储液池内敷P VC 塑料软板内胆 ： 在原有的钢砼或砖砌储液池内敷设5 ～6 mm厚的P VC 塑料软板焊接成的塑料内胆短期 内可以做到防止地 下水对储液池内的次氯酸钠溶液的渗透但在长期使 用过程中缓慢渗透进来的地下水大量聚集在塑料内胆 和钢砼池壁之间，在池内次氯酸钠溶液处于低液位的 情况下，聚集在池壁和内胆之间的地下水不断地向外 挤压和对内胆撕扯，造成塑料内胆焊缝处撕裂和内胆 坍塌 2 ． 1 ． 4 ． 地下钢砼储液池内敷P VC 塑料硬板内胆： 分析研究塑料软板内胆的失败原因，我们也曾尝试采 用P VC 塑料硬板替代塑料软板 由于塑料硬板 内胆 是在钢砼储液池建成后再进行敷设安装的，塑料硬板 不能很好地与钢砼池壁贴合，在池内溶液的压力作用 下，塑料硬板内胆受向外的侧压力，也不能避免塑料 内胆焊缝的撕裂。

2 ． 1 ． 5 ． 地下钢砼储液池 内敷玻璃布环氧树脂涂 层：在原有的钢砼储液池的内壁敷设玻璃布和环氧树 脂涂层，以期解决储液池渗水和防腐问题通过试 验 ，由于次氯酸钠溶液对环氧树脂涂层的氧化腐蚀 ， 造成环氧树脂涂层和玻璃布的脱落，也污染了次氯酸 钠溶液和输送管道使用玻璃布环氧树脂涂层作为次 氯酸钠溶液的防腐和防渗的做法不能成立 ——通过上述 多种方式的储液桶试验的效果分 析 ，初步找出次氯酸钠溶液的特点和性能，改用预制 滚铸P E 塑料桶作为次氯酸钠溶液的储液装置预制滚 5 2 城镇供水 N O ． 3 2 0 1 0 ·输配水技术与设备 ·铸P E 塑料桶壁厚为1 6 mm，由于是一次成型铸造 ，无 明显焊缝和连接应力集中点，且由于P E 板材的强度和 韧性等基本机械性能比较适合作为氧化腐蚀性较强的 次氯酸钠溶液的储存容器，可以基本满足池内表面对 次氯酸钠溶液的抗氧化和耐腐蚀性能要求且由于P E 滚铸塑料桶是生产厂家的成熟产品，采购方便，价格 合理 预制滚铸P E 塑料桶 ( 3 0 0 0 K Q ) t 2 ． 1 ． 6 ． 使用P E 塑料桶： 2 ． 1 ． 6 ． 1 ． 直接预埋P E 塑料桶：由于P E 塑料桶材 料刚性差 ，在地下水的压力下被挤压变形瘪塌。

2 ． 1 ． 6 ． 2 ． 在钢砼池内安放P E 塑料桶：由于地下水 的渗漏，地下钢砼池积水，在P E 塑料桶低水位的情况 下，钢砼池内的下水浮力造成P E 塑料桶漂移，破坏连 接管道 2 ． 1 ． 6 ． 3 ． 在钢砼池内填沙安放P E 塑料桶 ：同样不 能解决地下水的浮力破坏 安装在钢砼池内的P E 塑料桶 ( 砂填充) 2 ． 1 ． 6 ． 4 ． 在钢砼池 内安放P E塑料桶并素砼填 ·输配水技术与设备 ·充 ：在钢砼储液池内安放P E 塑料桶后 ，再用素砼填 充其周 围的空隙考虑~ lJ P E 塑料桶的材料刚性 ，在 填充素砼时采取现在P E塑料桶内灌满水以确保不变 形 通过一个阶段的试用，基本满足次氯酸钠溶液 的 储存要求 ，对生产作业环境的改善以及次氯酸钠溶液 有效氯的保持都有了显著的提高也为新建泵站的加 氯系统设计提供有价值的参考意见，得到了市政设计 院的充分肯定并作为 自来水泵站次氯酸钠加注系统 改造的主要模式 2 ． 2 ． 提升 ： 由于次氯酸钠供货商所采用的储罐车的限制 ，泵 站加氯消毒系统的进料 口不高于地面上0 ． 7 m限制 了泵站加氯系统储液池的进料 口标高。

也 由于储罐车 出料的流量的不确定性 ，无法通过提升泵实现同时提 升，为此泵站加氯系统储液池不采用高位安装形式 而地下储液池的低液位也限制了精密计量泵的吸程 故在加注泵的前段设施高位平衡池 ，使加注泵的吸程 稳定，有利于加注量的稳定和计量准确 2 ． 2 ． 1 ． 加注泵直接从储液桶抽取泵送 ：由于整个 加氯消毒系统的加注量控制依赖于精密计量加注泵的 调节 ，加注泵吸 口初的吸程直接影响加注泵的加注量 的调节精度另外 ，由于加注泵的吸程要求 ，储液桶 液位过低也会引起加注泵吸程过大而无法实现精密计 量和泵送 同时，由于次氯酸钠溶液在管道的节点处 易形成结垢和加注泵直接吸 自储液桶还会出现 由于底 阀结垢而无法实现泵送； 2 ． 2 ． 2 ． 采用塑料离心泵直接由地下储液桶提升至 高位平衡罐 ：由塑料离心泵直接 由地下储液桶提升至 高位储液桶 ，可以省略了吸液管底阀，避免了底阀结 垢但离心泵在启用时还需要另外的引水装置，提升 泵的频繁启动使传统的灌水引水方式失去了可行眭； AND TOWN WA TER SUPP LY 霞 霹 疆l ■ cI TY 疆r 2 ． 2 ． 3 ． 采用真空罐替代引水装置 ：在离心泵的进 口处设计安装 了有效容积相当于8 0 m输配管道容积的 真空罐 ，采用钛 ( T A1 )金属加工制作，可靠的金属 稳定性使真空罐的抗氧化和防腐性能方面得到有效的 保障。

由提升泵从真空罐里抽取溶液加以提升 ，而真 空罐形成的真空通过插入地下储液桶接近底部的管道 吸入真空罐，形成 自然密闭环境下的循环抽吸提升过 程提升至高位储液罐 ，在几乎等液位的情况下，直 接经加注泵泵送 ，可以免安装底阀，且加注泵计量和 泵送工作稳定 2 ． 2 ． 4 ． 注意事项 ： 2 ． 2 ． 4 ． 1 ． 由于离心泵在完成提升后立即停机的瞬 间，由于管道内溶液的自重回流，可能引起离心泵蜗 体内的液体在真空罐的真空作用下被抽光，致使在下 一次离心泵启动时仍不能满足引水的要求故要求在 提升泵进入高位储液桶的管道需插入到储液桶的液面 下，防止空气回流进入离心泵 2 ． 2 ． 4 ． 2 ． 真空罐应保持半空液位，避免由于离心 泵停运时，液体回流形成虹吸致使高架平衡罐液体回 流 2 ． 2 ． 4 ． 3 ． 定期的检查真空罐的液位 由于真空罐 在工作时罐内液体流态紊乱 ，而流入提升泵的液体也 会是含有一定空气的汽液混合液 ，真空罐内的空气会 被逐渐带走 ，使真空罐内的静态液位升高 ，逐步恶化 的真空状态容易形成虹吸回流 2 ． 3 ． 计量和泵送 ： 采用精密计量隔膜往复泵可以很好的实现计量泵 送和良好的抗腐蚀性 ，免除了传统的机械式转子流量 仪。

精密计量泵运行平稳 ，操控方便，便于实现远程 控制和 自动化控制 自来水泵站 目前采用的是普罗明 特精密计量泵和米登 罗精密计量泵 泵站加氯系统的管道经过多次改造和试验，对管 城镇供水 N O ． 3 2 0 1 0 5 3 y 道的材料和管径都做了大胆的尝试 2 ． 3 ． 1 ． 合理调整输送管管径由于泵站加氯系统 所采用的加注泵流量和实际所需要的加注量一般都控 制在5 0 L ／ h 左右，考虑到从加注泵的出IZ l 到投加点的 距离、加入后的反应时 间的限制 ，要求尽可能缩短 投加反应时间过大的管径造成流速降低 ，加氯反应 周期过长 ，不利及时调整加注量 ，储液含氯的变化较 大过小的管径也使管流阻力增大 ，加注泵 口压力过 大，造成泵隔膜的早期破损，管道连接处也往往 由于 高压作业出现胶接脱落经过多次反复试验，逐步调 整输送管管径，最后选定管径为D N2 0 作为自来水泵 站加氯系统的输液管道标准输液管径统一的管径也 更有利于维修和备件的配备 2 ． 3 ． 2 ． 采用P VC 塑料管作为次氯酸钠溶液加注的 输送管道最初考虑到市场可供选择的抗腐蚀性能较 强的P VC 塑料管作为次氯酸钠溶液的输送管道。

由于 P VC 塑料管道的连接需要采用塑料焊接，加工安装难 度大 ，维护检修工作量大，往往出现由于管道检修会 造成加氯系统长时间停机的状况 2 ． 3。