苑明娥 乔健 魏
(山东省高密市水业公
摘要:近几,通过水源水质的现状进行探讨和研究,用管网末梢项目限制、不同消 毒方式的组和进行工艺改造,减少消毒剂用量方,降低了消毒过中产生的二污染物 的量。研究结果显示:通过工艺的进,消毒方式的变能使消毒过程中产生的副物,如氯 仿、氯酸、亚氯酸盐得到很好的控制,保供水水
工艺 消毒副产物关键词:水源水质
前言 山东省高密市水业公司有4个制水厂,一个污水厂,日供能力12(5万吨,日
水量7万
(2万人,规模以上企业1000多家。吨以上,供水服务面积1200平方公,服
近几 年,特别是2007年底,高密市利用世行贷款,设和改造供排水设施,实现了城乡供水源、 同网、同质,饮用水一体化的运格局后发,随着生活水平的提高,人们对水的质量要求越 越高,但水源水质藻类年年上涨,总磷、总氮有时超出?类水源水质标准,水中有明显的泥 腥味等问题存在。要想确水质符合国家新的生活饮用水水准,水处理工艺就需要不断改 进。然而,对水源水恶化状况,采用常规处理工艺的水厂,须增加消毒和净水剂的使 用量,才能确保浑浊度、耗量、菌等项目标。这样,就相应造成消毒副物及净水剂残 余铝的增加,甚至超标。在这情况下,受检测设备的限制,往忽视了这消毒副产物, 没有用水质监测数据控水厂的处理工艺,结果,形成了二次污染,无形中造成对人体的危 害。因此,作为企业来说,必须密关注水源水状况,并不断改进净水工艺、整消 措施,加强水质的全面检测,而达到严格控制消毒副产残留量的的,真正众送去完 全符合标安全和
l、水源水质状况 高密市水业公司的四个制水厂中,有三个地表水分为南湖、
湖、阚家水厂。其中
南湖水厂子1990年建成并投入生产,水源水是引自本的王吴水库,进入南(人工)后再引 进制水厂。北湖水厂于1997建成并投入生产,水源水引峡山水库,进入(人
引进制水厂。阚家水厂于2007年底建成并投人生产,水源水是接引自峡水库湖,
水。南湖水 厂的水源水,是用地下管道,自王吴水库到南(人工)湖。由于王吴库库区直处于高 水位,水质较为稳,变化规律与水的变化规相一致,只有区水
时,水质才相对
59l
较差。北湖水厂的水源水,用明渠自峡山水库引到北(人工)湖,湖容量550万吨,水
时,水源水质较差。阚家水厂的水源水也是直接自峡山水库用暗管送到区,库区诸多
因 素的影响,水源变动较大,一天之内藻类能变化几千万个单,浊度化
11月--2010年10月部分指标见表l,藻类变化图见图1。 2009
表l (1)南湖水厂2009(11—2010(10水源水部分指数
时间
2009(1l 2009(12 2010(1 2010(2 2010(3 2010(4 2010(5 2010(6 2010(7 2010(8 2010(9 2010(10 项
总氮 0(45 0(27 0(49 0(19 0(19 0(26 0(13 0(19 0(076 0(39 0(28 0(25 (mg,L)
总磷(mg, 0(024 0(0220(009 0(005 0(007 0(014 0(013 0(010 0(003 0(020 0(015 0(022 L) CODmn 2(68 1(73 3(22 2(85 3(06 2(59 2(39 2(35 3(00 3(08 2。60 2(72 (mg,L)
臭和味 O 0 0 0 0 O 0 1 l l O 0 (等级) CODcr8(01 6(32 12(05 11(82 12(03 7(84 8(11 8(23 7(67 11(20 8(05 8(2l (mg,L)
氨氮(mg, 0(130(12O(19 0(260(42 0(21 0(43 0(18 0(14 0(15 0(069 0(35 L) 藻类(万 580 340 410 370 420 510 380 570 770 640 740 630 个,
表l (2)北湖水厂2009(1 1-2010(10水源水部分标数
时间
2010(3 2010(4 2010(5 2010(6 2010(7 2010(8 2010(9 2009(1l 2009(12 2010(1 2010(2 2010(10项目
总氮 O(38 0(30 0(49 0(35 0(40 O(36 0(30 0(35 O(30 0(34 0(44 0(51 (mg,L)
总磷 0(007 0(021 0(016 0(018 0(013 O(01l 0(011 0(015 0(023 0(024 0(030 0(032 (mg,L)
CODmn 4(23 3(63 4(23 3(653(42 3(88 3。48 3。74 3(68 4(08 3(51 4(1l (mg,L)
臭和味 0 0 0 0 0 l 3 0 0 0 ?0 l (等级 ) CODcr 12(96 12(48 11(38 9(39 9(42 17(60 13(60 儿(60 8(21 儿(72 8(87 11(2l (mg,L)
氨氮 0(40 0(25 0(1l 0(096 0(22 0(32 0(15 0(29 0(40 0(44 0(23。 0(28 (mg,L)
藻类(万 2100 350 1200 510 500 1050 1400 2050 6400 7800 980 560 个,升 )
表1 (3)阚家水厂2009(11—2010(10水源水部分指数
时间
2009(11 2009(12 2010(1 2010(2 2010(3 2010(4 2010(5 2010(6 2010(7 2010(8 2010(9 2010(10 项目 总氮 0(49 0(35 0(41 0(7l 0(56 0(62 0(54 0(44 0(33 0(25 0(56 0(60 (mg,L)
总磷 0(036 0(040 0(024 0(021 0(026 0(079 0(012 0(036 0(043 0(084 0(17 0(15 (mg,L)
CODmn 3(88 4(23 3(48 3(97 3(68 3(29 3(59 3(38 4(15 6(04 4(89 4(43 (mg,L)
臭和味 0 O0 0 O O O 1 3 3 2 l (等级)
CODcr 8(27 12(8l 8(12 11(95 7(95 11(68 8(30 7(23 10(78 17(70 12(80 13(40 (mg,L)
氨氮 0(47 0(30 0(40 0(29 0(23 0(26 0(26 0(23 O(29 0(19 0(50 0(55 (mg,L)
藻类(万 1050 2100 68002200 650 420 410 520 850 1400 6900 3530 个,升 )
图1 2009年——20lO年10月南湖水厂、北湖水厂、家水藻类情
2、控制措施及效果 高密市水业公司的三个(地表水)制水的制水艺,全部是根
源水质状况,采用 两次投加消剂的方式制水。为严格控制消毒副产物的量,各水厂采用了多种消毒方式:一是 利用管网最不利点余氯、落数控制出厂水余氯量;二是用复合二氧化消毒代替液氯,三 是利用复合二氧化氯与液氯合的消方式;四是采用气工艺去部分藻类低消毒剂的 量;五采用液氯和纯二氧化氯组合的消毒方式,等等。利用各种方式消毒目的:根据不 同季节、同水源水质使用较为合适的消毒方式及工艺运行方案,控制消毒剂用量,降低消 毒副产物量,确保向客户输送质的自来水。下面是各种消毒式的研究程及
593
2(1用管网最不利点余氯、菌落数控制出厂水余氯量。 用氯消毒高市水业公
用了十多年的一种消毒方式,即二次投加
氯。大家知道,液氯在起到消毒作用的同时,产生了对人体危害较大的副产物,即仿。在 高密市水业公司成水管理部以前,由于受人、设备等检测条件的制约,每年,仅外出代 检该(消毒副产物)指标4,由于出厂水余氯值不同季节变化幅度较,不能
监控,这必然存在一定的风险。2004年,高密市水业公司充分识到,格水检测对水
质的 控制作用,即投资购进了水质监测设备,成立了水质管理,在城管末梢最不
域设置了管网检测点,并每月4次取样进行常规7项指标的检测,始用梢点余氯8个
数值确定 各制水厂出厂水的余氯。但仍受管网用水量、管网长等因素的影响,要想保证每个末梢的 余氯达标,出厂水要保持较高的的余氯数。从下图中2003年出厂水余控制数值中可清
于是,高密市水业司又进行了一个方案的研究,即根据最不利末梢点检测到的菌落总 数、总大肠菌群及管网次不利点的余氯数值的合程度来控制出厂水的余氯量,就是说,用能 保证最不利点的菌落数合格及次末梢点的余数值,决定出厂水余氯的,使出水余氯数 值有所下降,并成一年内出厂水余氯控制图。第二年,则根据前一年的数值做参考,依据 气温、水源水质状、管网检测状况再一次进行调整。这样,经过三年索、研究数据汇 总,到2007年形成了较为稳定出厂水控制图。至此,各制厂的出厂水有了
标准。但对消毒副产物定时度量还是盲点,很难评价消毒副产风险
为尽快解决消毒产物及其他些指标的检测,保证出厂水中该类物质的含量适中,对人 们的身体健康有利。2007年,公司又购进了批次检测设备。至此公司对消毒副产物氯仿度量有 了尺度。根据连续次对仿数值的测定,重新化了出厂余氯数值,再一出厂水及 管网水中消毒副产物的含量降低。2009年、2010年,公司又采取浮、活性炭等工艺来降低消 毒剂的投加量。样一来,在确保出厂水及管网水质合格的同时,将毒产生的副产物氯仿 的量降到最低限
图2 2003年一2010年南湖水厂出厂余
表2 2005年5月份管网末梢水常规指标检测结一览 项目 总大肠菌 落总数 氯 浊度 肉眼可
群(CFU, (CFU, 色度 臭和味 (NTU)样 (mg,L) 物 mL) 100mL) 地点、时
5(4 0 0 0(07 O(69 <5 无="" 无5(13="" 0="" 0="" 0(65="">5><5 15="" 无0(无="" 城西="" 5(20="" 0="" 0="" 0(74="">5><5 0(06="" 无="" 无5(26="" 0="" 0="" 0(20="" 0(53="">5><5 无="" 无="" 5(4="" 0="" 0="" 0(07="" 1(00="">5><5 无="" 无="" 5(13="" 0="" 0="" 0(05="" 1(00="">5><5 无="" 无西关派出="" 所="" 5(20="" 0="" 0="" o(82="">5><50(05 无="" 无5(26="" 0="" 0="" 0(05="" 0(74="">50(05><5 无="" 无="" 5(4="" 0="" 0="" 0(10="" 0(71="">5><5 无="" 无5(13="" 0="" o="" 0(62="">5><5 o(07="" 无="" 无迎宾楼="" 5(20="" 0="" 0="" 0(05="" 0(65="">5><5 无="" 无5(26="" 0="" 0="" 0(66="">5><5 0(07="" 无="" 无5(4="" 0="" 0="" 0(05="" 1(00="">5><5 无="" 无5(13="" 0="" 0="" 0(05="" 1(00="">5><5 无无="" 后埠口="">5><50( 无5(20="" 05="" 1(00="" 5(26="" l="" 0="" 0(05="" 1(00="">50(><5 无="" 无5(4="" 0="" 0="" 0(78="">5><5 0(05="" 无5(13="" 0="" 0="" 0(05="" 0(96="">5><5 无="" 无交警大队="" 5(20="" l="" o="" o(05="" 1(00="">5><5 无="" 无5(26="" 0="" o="" 0(05="" 1(00="">5><5 无="" 5(4="" 0="" 0="" 0(06="" 1(00="">5><5 无="" 无="" 5(13="" 0="" 0="" 0(06="" 1(00="">5><5 无="">5>
0 0(05 <5 5(26="" l="" 1(00="" 无="">5>
0(43 <55(13 2="" 0="" 0(10="" 无="" 大顺化工="" 5(20="" 0="" 0="" 0(30="" 0(40="">55(13><5 无="" 无5(26="" 0="" o="" 0(07="" 1(00="">5><5 无="">5>
0 0 <55(4 0(07="" o(57="" 无="" 无="" 5(13="" 0="" 0="" 0(10="" 0(69="">55(4><5 无="" 无="" 公司院内="" 5(20="" o="" 0="" 0(05="" 0(72="">5><5 无="" 无="" 5(26="" 0="" 0="" o(10="" 0(69="">5>
5(4 0 0 0(05 0(82 <5 无="" 无5(13="" o="">5><5 0="" 0(05="" 0(87="" 无="" 无="">5>
5(20 2 0 0(05 <5 1(00="" 无="" 无5(26="" 0="">5><5 l="" o(05="" 0(99="" 无="">5>
595
表3 2006年6月份管网末梢水常规指标检结
项目 菌落总数 总大肠菌CODmn 余
mL) 100mL) 地点、时司
6(2 0 O(70 0 0(07 <5 2(27="" 无="" 6(8="" 0(04="" 无="">5><52(16?城西 o(896(15="" 0="" o="" 0(05="">52(16?城西><5 2(03="" 无="" 6(22="" l="" 0="" 0(05="" 0(97="">5><5 2(38="" 无6(2="" 0="" 0="" o(05="" 0(73="">5><5 2(19="" 无6(8="" 2="" 0="" 0(05="" 0(8l="">5><5 2(16="">5>
所 0 6(15 0 0(05 0(74 <5 2(03="" 无="" 6(22="" l="" o="" 0(05="" 1(00="" 2(22="" 无="">5><>
6(2 0 O 0(05 0(72 <5 2(43="" 无6(8="" 6="" 0="" 0(05="" 0(85="">5><5 2(08="" 无?迎宾楼="" 6(15="" 5="" 0="" 0(05="" 0(90="">5><5 2(03="" 无="" 6(22="" 6="" 0="" 0(05="" 0(98="">5><5 2(69="">5>
0 0(59 <56(2 l="" 0(04="" 2(43="">56(2>
6(22 3 0 0(05 0(35 <5 2(38="" 无6(2="" l="" 0="" 0(05="" 0(80="">5><5 2(43="" 无6(8="" 0="" 0="" 0(05="" 0(77="">5><5 2(08="">5>
0(05 0(81 <5 6(2="" 2="" o="" 1(95="" 无6(8="" 0="" 0="" 0(05="" 0(82="">5><5 2(16="" 无="">5>
O 0(68 <56。2 0="" 0(10="" 2。41="" 无="">56。2>
<56(8 o="" o="" 0(08="" 0(69="" 2(00="" 无="">56(8>
<5 6(22="" o="" o="" o(05="" o(61="" 1(82="" 无="">5>
4 0 0(03 0(97 <56(2 2(39="">56(2>
0 0(9l <5 6(8="" 0="" 0(04="" 2(24="" 无="">5>
6 0 0(03 1(00 <5 2(22="" 6(22="">5>
596
表2对管网末梢检测到的余氯数值都符合管网水余氯标准,这时测到菌落基
表3,管网检测点的余氯数值虽然有时达不到0(05rag,1,管末梢的落数
不高, 但大部分点检测不
表4:2004-2010(1—10月)年消毒副产物的检测含一览:单
2004(9 2008(6 时间 2005(10 2006(6 2007(6 2007(9 2009值 2010
3(6×10—2 氯仿含量 4(5×10—2 3(5×10—2 1(9×10—3 3(9×10-2 2(0×10—2 6(6×10-3 6(2×10-3
0(7 0(6 0(5 O0(7 0(6 0(3—(5 0(65 0(3—0(45 余
从图2及表4可以看出,2003年,南湖水厂的余氯最高数值达了1(2rag,1。
对氯仿进行检测; 2005年10月,当出厂水余氯量在0(6rag,1,出水中仿含量高没
X 达4(5 lO-2mg,1。由此可以推断,在2008年以前,对出厂水中消毒副产物不能定时度量,虽然加 强了控制,但水质仍消毒副产物风险的存在。但2008年之后,过探究多种工艺及不同消 毒剂的组合使用,氯产的消毒副产物的量控的都低。检测证,数值大都1(0× lO-2mg,1以下,比以前大大降低。南湖水厂出厂水余氯制图2及表4氯仿证明了水公司通过消毒剂量的控制来降低消毒副产物所取得成果。 含的数值进一步 2(2通浮池的使用,去除分藻类,减少消毒剂的用量 近几年,由地表
染的加重,水中微生物大量繁殖,藻类数量大度
一升水中超过了1(5亿个。在这种情况下,仅靠混凝、沉淀、滤、消等规工艺很
出厂水水质达标,必须在混凝剂投入前预投足量的消毒剂,杀死分藻类,氧部分有机
物。 如果加入消毒剂的量不足,部分没被杀死的藻类就会穿透滤进入后水,这就必须
量。然而,预投量的增加,必然引起消毒副产物氯仿量的猛增。’对该题,司研究预
用气浮 池去藻类,降消毒剂的投加量。2007年投入60万元在新建的阚家水厂增加了气浮工艺,根 据使用效果,对南湖水厂的原有建筑物进行了改造,将沉淀池改气沉淀池。当水进水 每升超过2000个候,开启气浮池,通过气浮功能,去除部分藻类,藻的降低自然降低 了消毒剂的使用量,同时气浮还除去季库区带来的泥腥味。这措施的实出厂水水质,还能有效的节约源及消剂用
施,不但能确保 表5:阚家水厂气浮开启对消毒用
项目 投加消毒剂 沉淀池出水 进总藻数量 投加消毒剂 是否启用 藻类去除 厂水氯仿 总藻
(万个,升 )种类 气浮 率 量(mg,L) 时 水) (万个,升 ) 2009(8(25 6900 1(20 2350 66, 4(5×10—2 氯
2009(8(26 5680 1860 67, 4(7x 10-2 氯 1(25
2009。8(27 5640 66, 5(0×10-2 1(24 1910 液氯
2009(8(28 5700 1(23 1890 67, 4(9×10—2 液氯
2009(9(11 7800 O(62 儿10 88, 1(2×10-2 液氯
2009(9(12 8150 0(65 950 88, 1(3×10—2 是 液
2009(9(13 9200 1150 88, 1(1×10—2 0(62 是 液
2009(9(14 9500 87, 1。0×10—2 0(67 1200 液氯
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在试验过程中,开启气浮池后将消毒剂的用量降低一半,仅藻类的去除率升高,成氯 仿量也
2(3、将一次消毒剂改用复合二氧化氯 经查了相关技术资,二氧氯藻类的去
很好的效果,且消毒效果较液
是,公司在家水厂验二次全部使用复合二氧化氯消毒。结果,2008年运行一年后,发现复 合氧化氯去除藻类的效果不如液氯,在中的消毒效持性较差,同的出厂水余氯量 达不到与液氯一样的效果。2009年开始,只用一次投加复合二氧化氯,次用液氯消毒,在确 保副产物量降低的同时,也保了消毒效
、实验方案:控制进滤池水的余氯数值大小不变,对比藻类的去除率氯仿和酸盐
表6:阚家水厂液氯消毒及液氯与复合二氧化氯组消
进水 出厂水项目 沉淀池出水 出厂水 藻类 总藻数量 氯酸盐含量 氯仿含量 投加消剂种类 总藻数 去除率 时间 (万,升 )(万
<0(202009(10(8 2500="" 310="" 88,="" 3(8×10—2="">0(202009(10(8>
2009(10(9 2640 380 4(2×10—2 <0(20>0(20>
2009(i0(10 2550 350 86, 3(5×10-2 <0(20>0(20>
2009(10(11 <0(20>0(20>
一次复合二氧化氯 0(252009(10(15 2600 830 68, 1(2×10—3 二次液
_次复合 2009(10(16 2810 950 66, I(0×10—3 0(31 二化氯二次液
一次复合二氧化氯 2009(10(17 2540 810 68, 1(4×10—3 0(27 二次液
一次复合二氧化氯 920 O(222009(10(18 2430 62, 1(2×10—3 二次液
一次复合二氧化氯 2010(6(17 1250 450 64, 1(2×10—3 0(70 二次液
表6可充证明,在一次使用复合二氧化氯后,消毒副产物氯仿的含量大幅度下降,但在 使用过程中发现复合氧氯对藻类杀效果不如氯,且产生一定数量的氯酸盐,尤其是设 备的温条件较差时,水中的氯盐的含量就会猛。如2010年6月17日,在
进行常规
检测时,然发现水中氯酸盐的含量猛增到0(7mg,1。分析生产情况,水质及艺运行都未出现 异常,唯二化氯发生器温控设备现故障,温度不稳定。于是技术人员又进一步对消剂 进行了探究,设计液氯与纯二氧化氯消毒组合形式,才解决这个问
2(4用液氯与纯二氧化氯组合消毒 纯二氧化氯作为饮水消毒剂较气其他消毒
具有明显的优越性。首先,
谱高效的消毒效果,其杀菌效率与臭氧相当,且远高于氯气。其,二氧氯与水中的
机物反应生成氯代产物,有效地控制了THMs的形成。第三,它可以对用水
598
Mn2+,嗅和色都有很好的去效果,改善出水水质。随着水中检测出氯酸盐量的增加,公 司组织技术人员进行了模拟实验,通过实验发,同样的用量,纯二氧化氯藻类的去除,水 中昧的去除优于复合二氧化氯(见表7),且水中检不出消毒副产物亚酸盐。是,公 立即在阚家厂增了二氧化氯投加设备,在使用过程中发现,用二氧化氯后二次消毒剂 液氯用量也相对降低,检时氯仿及亚氯酸盐的含量都非常低,同时纯二氧化使用,对 味有很好的去除作用,停了性炭投加工艺,对类、色度、高锰酸盐指数的除都有了 显的
表7复合二氧化氯、液氯及纯二氧化氯、液氯消副
进水 沉池出水 出厂水 出厂水 出厂水亚氯 项目 投加消毒 藻类 总藻数量 酸含量 总数 氯仿量 氯酸盐含 种类 去除率 时间 (万
一次复合二氧化氯 2010(7(24 4260 1410 67, I(3×10-3 O(31 <0(20>0(20>
一次复合二氧化氯 5100 1820 64, 1(1×10-3 0(35 <0(20 2010(7(25="">0(20>
一次复合二氧化氯 1560 68, 1(3×10-3 0(28 <0(20 2010(7(26="" 4820="">0(20>
一次复合二氧化氯 2050 70, 1(6×10—3 O(30 <0(20>0(20>
一次复合二氧化氯 450 2(6×10-3 0(70 <0(20 2010(6(17="" 1250="" 64,="">0(20>
一次纯二氧化氯 2010(9(28 8620 420 95, 2(0x 10—3 <0(20>0(20><0(20>0(20>
一次纯二氧化氯 380 93, 2(5×lo_3 <0(20>0(20><0(20 2010(9(29="" 5450="">0(20>
一次纯二氧化氯 390 89, 1(7×10-3 <0(20>0(20><0(20 2010(9(30="" 3600="">0(20>
一次纯二氧化氯 <0(202010(9(3l 5420="" 410="" 92,="" 2(1×10—3="">0(202010(9(3l><0(20>0(20>
2(5液氯与纯二氧化氯结合,气浮、活性炭工艺同时动,去除高
2010年10月底,山水库内渔船活动频繁,藻类突增,本来降到3000万个,L的水源水突增 至9000万,L左右,且持续多日不降。阚家水厂在加氯与纯二氧化的础上,开启了气 浮池,投加了活性炭,使藻类的去除率达到T90,以上,出厂水浊度制在0(5NTU左 锰酸盐指数2(5mg,1,无气味,出厂水水质较为稳定。水质检测情见下
表8用液氯、纯二氧化氯消毒与气浮池、活性炭同时使用水理果一览
出厂水 水藻类 沉淀池出水 出厂水 出厂水高 出厂水 藻类 出水 时间 数量(万 藻类数 氯仿
<0(20 2010(10(29="" 4020="" 390="" 90,="" 0(52="" 2(47="" 2(5×10—3="" 无="">0(20>
599
无 495041049 2(6×10—3 <0(202(2010(10(30 92,="" 0(55="">0(202(2010(10(30>
4(1×10-3 <0(20 无2010(10(31="" 9660="" 550="" 94,="" o(42="" 2(40="">0(20>
<0(20 3(8×10—3="" 2010(11(1="" 7810="" 530="" 93,="" 0(45="" 2(43="">0(20>
<0(20 503="" 2(37="" 3(0x="" 10—3="" 无2010(11(2="" 7950="" 94,="" 0(40="">0(20>
490
2(42 3(6×10—3 <0(20 无2010(11(4="" 5500="" 410="" 93,="" 0(55="">0(20>
3结论 在水源水质一定的情况下,确保供水水质达到国家标准,要将源水质
质、污染
物去除掉,也要严格控水处理程中产生的二次污染。高密市水业公司依托于检测数值,不 断探究消毒的新路子,取得了明显的效。目前,在阚家水厂使用的液氯与纯二氧化氯消毒方 式,根据藻类的高低及水中泥腥味的等级添气浮池、活性炭工艺,把消毒副产物的量控制到 较低极限。同时,在藻类于3000万个,L时,不需要加活性炭,水的泥腥味就不存在了,121 感也较好,氧量数值能控制在2(0-2(5mg,1,类水质比用液氯与合二氧化氯组合消毒 成本低了3,吨水。利用管网最不利点的落数值、增加气浮池工艺、同水厂改用两消毒 剂措施,控制消毒剂投量,降低毒副产物的量都有着实际的意义。不同水源质状 况下,可采用不同的消毒方式,既保证了供水水质,又控制了制水,用纯二氧化氯和氯 组合进消毒兼顾成本与水质两个方面,是好的选择。下步,高密市水业公将在南湖及北 湖水厂广应用这成果,确任何情况下,都能城群送
放心,群众满意。
满意水,让政府
600
自来水消毒副产物处理工艺探讨
自来水消毒产处工艺探讨 (北京交通
摘要:简述自来水水质安全现状,介了目前水质安全问题。消毒产物(DBPs )问题 目前水质安全主要问题,且传统水处理工艺对于减 DBPs 并无有效作用。通过分析自 来消毒工艺毒副产物处理方法,行设计两种行的微消毒副产物自来处理工艺, 并进行评
关键词 :水
1. 引言
对饮用实施加消毒剂消毒 [1]的目的在于消灭水中的病原体, 防止介水传染 性疾病的传播。 但是后来人们发现, 消毒后的水中除含有量的消毒外, 还 可以产生许消毒副产物 (disinfection by — products ,简写为 DBPs) 。长期以 来人们对 DBPs 给予极大关注 [2],从 DBR 的成分、毒、流行病学、用水 中的污染状况以及干预措施等方面进行了量的研究, 其目的寻一理想的 消毒剂, 使它在有效的消灭原体的时, 对人类产生的化危害低到
我们通过学习与究现有毒副物处的试验方法, 自行设计在实际自 来水处理中可行
2.
消毒产产生于氯消毒工艺 [3], 故改进传统氯化工艺是首先想到也常用的 消副产物控制措施之一。 首先, 投氯量根据实际需要视水质情况而定, 并经 常调整, 同时还要好计量工, 在保证杀灭水中细菌的前提应尽量降低投氯 量。其次,氯后需要分快速混合,提高氯的利用率,降低投氯量,缩短接 触时间, 从而减少氯水体中有机物接触反应的几率。 利用螺旋叶片管道混合器 或其它式的快速合装置被证明够达到使氯快速扩散效。 最后, 尽量 用滤水加氯消毒, 让前道工序先去除一部分三卤甲烷前体后再加氯, 可以大 大低出水中三卤甲烷的含量。 除了改进传统氯化工艺之外, 消毒副产控 制还包括消剂替代、前体去除、副产物直
氯消毒副产物去除有凝、吹、活炭吸附、生物氧化、化学氧化和膜过 滤方法 [4]。从广义上来
水源中氨、 有物及殖质量相对较少, 氯化消毒后消毒产物的产生量也明 显低
1) 混凝法
混凝法能去除水中的悬浮颗粒、 色度, 少消毒副物前体物的量。 混
2) 吹脱法
卤代有机物是消毒副产物的绝对主体, 而在现有分析技所能定量的卤有 机物中 60%以上是三甲烷和卤代乙酸,二者均具有挥发性,因此可采用吹法 或曝气法。 于祚斌等人采用简易曝气法去除中三卤甲试验, 研究结果显示, 吹洗曝气和水曝气 5min 可除水中 90%以上的三
3) 活性炭吸附
研究表明, 在常规水处理艺流程中投粉状活性, 能吸去除水中种 有机污染物 (副产物前驱物副产物本身 ) , 使其致突变活性成阴。 当粉末活性
Mn
去除率可
4) 生物预处理
生物预处理技术经过二多年的究已成应用于水处理, 它能有效去除 可生化性有机碳(BDOC) 及消毒副产前体物,明显降低氯化时水中有机物与 氯的反应
5) 化学氯化法
高锰酸钾可以显著地制氯化产物生成, 降低水的致突变性, 使水中有 机污染物的数量和浓度均有
阴性。用 KMnO
4
, 去除与制中的有机物,
在投加混
4
, 溶液,操作简单,投资费用低。臭氧能将有 机氧化为中间产物, 改水中有机物的可生性, 故常作生物氧法的预处 理。士的经验表明:通过臭氧化可使有机卤化物明显降低,尤其是氯仿、溴 二氯甲烷,可以降低 30%~90%,但却使碘二氯甲烷升高 10%~70%m 。如果原 水中溴离子浓度高, 能会生成三卤甲烷、 卤代乙酸和溴酸根离子等 DBPs , 则不 适于采臭氧
6) 膜过滤
饮用水度处理中常用到膜过滤, 有微滤 (MF)、 超滤 (UF)、 纳滤 (NF)和反渗 透 (RO)形式, 对水中臭、 色度、 消毒副产物前体物其它有机物和微生物均 有好的去除效果,被 EPA 推荐为最佳工艺之一。 MF 、 UF 能较好地去除 ss 、细菌 等; NF 的有机去除能力较突出; RO 能去除中分, 其中包括对人体有益的微 量元。膜处理工艺是一种截处手段,不与水中有机物发生化学反应,,所 以膜技术处理饮用水绝不产生
膜处理技术具有简洁、紧凑、处理水质、可减少混凝剂消毒剂用量、有 效去除病原、易于自动操作、维护方便优点,但是膜的污染、堵塞问题 高成本一直制约着其发展应用,也是业内研究热点。其低本、高性能 (抗 染性强、稳性好、分离能力强 ) 膜材料的开发是研究的重
3. 简单工艺设计
由于消毒副产对来水水质安全有很
且常规给水处理艺很控消毒副产物的产生, 因此我针对减少消毒副产物
3.1工艺设计一
3.1.1工艺流程简介
图 1:方案 1工艺流程图
该工艺适合污染较重的水源, 以滦河为例, 水源根据 《地表水环境质量 标准》(GB3838-2002)属于Ⅱ类或Ⅲ类水,水源中氨氮污染有机物含较 大,且浊度也很大,十分适合生物预处理
表 3:
针对该生曝气滤池,有以下说明:滤料采用大颗粒轻质陶制滤料,粒径 6-10mm ,可以有较大的过滤流速 16-20m/h;可采用气水联合下冲洗系统,冲 洗过后滤水头变化, 利于均匀曝气。 根据关资料研究, 日处理污水量可以 达 70万 m 3,适用于大水量的处理厂。同时,后续采用预臭氧处理代余氯氧 化,可以进一步将水中有机物氧化分解,降低 DBPs 的同时善 NOM 性质提高混 凝沉工的去除效果。 预氧处对前驱物的平均去除率可达 39%[8]. 后加氧 -活性炭工艺,可氧化毒,性炭滤池可以吸附过滤掉大部分 DBPs 。臭氧具 较强氧化性, 但是氧化能力稳定, 故消
可以在最后的砂滤之
前补氯,使满足管网对
可同化有机碳 (AOC)已成为评价质稳定性的重要指,它是有机中最易 被细菌吸直接同化成菌体的部分。国外研究表 [7],加氯情况下 AOC 的质量 浓度低于 100ug/L可以保水质生物定。 随着预臭氧投加量的加, 水中同 化有机物(AOC )将会增加,不利于出水生
水中臭
图 2:出
由于增加了生物曝气,所以预氧投加量定为 0.2mg/L,使其达到预化 的作用同时产生较少的副产物。臭氧性炭工艺中,臭氧投加量定期 0.8mg/L.当水中藻类或抗氯
3.1.2工艺评价分析
该工艺的不足之处主要有两点, 一是物曝气滤池使用件比较严苛, 温度 过低或原水重金属量较高时会影响处效果,同时曝气工艺的能耗比较。 第二点是臭氧活性炭工艺中, 臭氧添加量不控制, 需根据具体的水源水质进 行实验来确投加量,再者,活性炭料不易再生,寿命较短成
综上, 该工艺流程适合大水量、 水源有机微污染较的水源水, 要针对 于南方以大流域河流为水源的水厂。 若源水质波动比较大, 例如枯水期或冬季 等, 以选择性的停用生曝气, 加预臭氧投加量来保证水质, 减少能耗
3.2工艺设计二
3.2.1工艺流程简介
此工艺主要利用曝气法去除消毒副产物。 气法主要是利用水中解化合物 的度与平衡浓度之间差异, 将挥性组分不断由液相扩到气相中, 达到去 除挥发性有机的目的。 因此, 曝气法主要用于去除水中具有挥发性卤甲烷 消副产物。于祚斌 [8]人的研究中,洗曝气和跌水曝气 5分钟可去除水 中 90%上三
该工艺以预加氯为主要加氯阶段。 原水在预氯接触池中与反应, 杀病 菌及原性有机物, 产生三氯甲烷, 卤乙酸等毒副产物。 预氯化是消毒副产物 产生度主要阶。 [2]之后进入跌曝气阶段,以托盘式跌水曝气 [3]为例介绍
托盘式跌曝气塔 [9]基本构造如图,由一个出水喇叭口,两级圆形水托盘 组成。 两级跌水高度均为 1.2米, 托盘采用钢混凝土结构, 托盘内深均 400mm , 第一级圆形盘直径为 5米,单宽流量为 80m3/h.m,第二级圆形托盘直径为 8米,单宽流量为 50m3/ h .m 水从喇叭口喷涌而出,然后自由落,入一级托 盘, 再托盘堰顶跌水进二托盘, 然后再水进反应池。 为防止产生附壁 流,影响曝气效,托盘堰壁应有向外不于 150°的倾角。跌水时间控制为 5分钟。水阶段消副产物由水中挥发出来,多消毒副
托盘式跌水曝气塔
之后进行传统的沉淀过滤阶段, 最
3.2.2工艺评价分析
此工艺在传统的加氯水处工艺的基础增加跌曝气装置。 跌水曝气装置 可有效减少预氯氧化产生的毒副产物 [10]。 由于此工艺由工艺改进而来, 所 以其工程量较小,适用于自来水厂的
此工艺的不足之处在于跌水曝气塔只进行小水量处理, 只适用于小自来 水厂。 大型跌水气池工程量较大且容易造成微生物滋生产生二次污染。 跌水 曝气的运行将会需要一级泵站提高扬程成运行用加。 而且跌水曝气能将 消毒副物挥发出来,而不能正将其分解,对大气有一
综上, 此工艺只适合于小水厂针对于毒副产的工程改造。 该工可以 有效减少出水消毒副产物含, 且工程造价较少。 针对于不同水厂建用不同 的曝塔设计,托盘式曝气塔只适用于城镇小型自来
4. 工艺效果实验
对于设计工艺的应用效果, 我们选
4.1工艺一实验装置
工艺一主要检该工艺在不同
中试验可以滦河水或类似水质作为原水,实验前须对原水进行检测。 混凝剂使用 PAC ,预臭氧投加量分别设定为 0.2mg/L、 0.5mg/L、 0.8mg/L, 中臭氧加为分别为 0.5mg/L, 0.8mg/L, 1.0mg/L, 1.2mg/L。中试验炭滤 规格为 1 mx1 mx6m ,升流式运行,进水流量为 12 m3/h 。砂滤池为 1 mxl mx6m , 采用双层滤砂, 1.0 m 厚, 粒径 0.9~1.2mm 滤砂和 0.3 m 厚 0.4-~0.6 mm 细砂。 砂滤下部敷 0.1 m厚粒径 3~5 mm粗砂垫层,滤速 7~8 m/h 。生物曝气滤 池采规格 1.2mx0.9mx0.7m ,滤速设为 10m/s左。在实验过中测定各个 环的出水 COD 、 DBPs 、
以三卤甲烷生
THMFP
中试试验的生曝气池以参考陆绍明 , 李芳 [7]等 , 高速给水
图 3:生物曝气滤池构造图
1-总进水渠; 2-上向流生物
5-进水管; 6-轻质陶粒滤料; 7-出水渠; 8-曝气管; 9-气冲管
中试试验最终将对比不同预臭氧及臭氧投加量情况出水中 DBPs 及 AOC 的含, 进而证明该工艺流程对减少消毒副产物的作是否明显并可行。 同时可 以预估设备及运行成本, 备费用主要来自臭氧生器的贡, 运行费用主要来 生物曝气鼓风机、加
预期实验结果,笔者认为预臭氧加量定为 0.2mg/L,使其能达预氧化 作用同时产生较少的副产物。臭氧活性工艺中,臭氧投加量为 0.8mg/L.当水 藻类或抗氯生物爆时,可适
4.2工艺二实验装置
实验装置主要针对于该工艺在不同加条件下对消毒副物的处理效。 中试试验可以地下水或似水质作为原水,实验前须对原水进行检测。 余接触选用隔板式接触池,接触池平面图如图 6. 预氯
图 6. 加氯接触池平面图
托盘式跌水曝气塔 [9]基本构造如图 5,由一个出水喇口,两级圆形水托 盘组成。级跌水高度均 0.6米,托采用钢筋混凝土结构,托盘内水深均 100mm ,第一级圆形托盘直径为 0.8米,,二级圆托直径为 1.2米。为 止产生附壁,影响曝气效果,托盘堰应有向外不小于 150°
混凝沉淀使用 PAC 作为混
中试试验砂滤池为 1 mx1mx6m,采双层滤砂, 1.0 m厚,粒 0.9~1.2mm 滤砂和 0.3 m厚 0.4~0.6 mm细砂。砂滤池下设 0.1 m厚
在实验过程中测定各个环节的出水 COD 、 DBPs 、醛、溴酸盐等。三卤甲 烷成势 (THMFP)、卤乙酸生成势 (HAAFP)、甲醛和溴酸盐为主要检测指标 THMFP 和 HAAFP :气色谱法; 醛:乙酰丙酮光度法; 溴酸盐和溴化物:离
.
5. 经济预算
5.1方案一:
1. 臭氧设备费:国产和进的臭氧发生设价格差别大,综合成以及运 可靠性,决定选用进口设备。采用瑞士 OZONIA 的臭氧发生设备以及配套系统 ,单价为 150万元左右。
2. 臭氧接触:筑费用 100万,
3.
4. 运行费用:水量按 50万 m 3/d计算,总氧投加量(包预臭氧和主臭氧) 按平均 1.5mg/L计,平均电价按 0.8元 /(kW.h)计,臭氧处理费用约为:0.015元 /, 考虑常维护, 包括臭氧装冷却水, 以设备折旧费, 臭氧处
5. 生物曝气滤池:根据现有资料统计表,运行成本费约为 0.16元 /。 所以, 采取该艺方案, 相于目前常规的自来处理工艺, 增加的投入为:工程建设价约为:455万左右 . 臭氧处理费用:0.020 /吨,物气滤池运行 费用:0.16元 /吨。综,采用该工艺处理自来水,
5.2方案二
相对于常规水处理工, 该艺的造增加的目是跌水曝气塔构筑物修建 的费, 日常运行中曝气塔附加的
对于设计
前期投资约 10万,其中筑物土石费用约 6万元,泵购买安装费用约 3
泵的运行
折旧维
预计自来
6. 总结
消毒副产物的理法目前还处于实
工艺必然会取代现有工艺。 本文计的工艺中, 艺一实用价较高, 有一的 实践据。 但国内臭氧发生器的生产技术不足是制约发展的重要因素。 工艺设 计二虽然设计简单, 效测好, 但是只是试阶段的设工艺, 效果并没有实 践支持,需进一步实
参考文献
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[10]余泽,陈 . 托盘式曝气塔应用实例
自来水消毒副产物的测定[权威资料]
自来水
摘要:本文采用高容量的lonPac AS19阴离子交换色柱,通过优化影分离的各种条,建立了使用离色谱分析饮用水中5种消毒副产物(氯酸盐、溴酸盐、氯酸盐、DCAA和TCAA)的。此法用OH-作为淋洗液,背景导和噪音都很,灵敏度高,形成干扰的cl-也能通过SPE小柱去
关
一、前言
目前世界上用于饮用水消毒的方法主有氯化消毒、二氧化消毒、紫外线消和臭氧消毒。但氯消毒过程中产生副产物如亚氯酸盐、酸盐、氯酸盐的生成导致饮用水具有“畸、致癌、致突变”的风险。鉴于氯化消毒方式在我国的主地,开展化毒副产物对健康影响以及对控制的研究对保我国民众的安全饮水和身体康具有重要的理论意义和际意
二、实验环节
1.仪器条件
ICS系列离子色谱带淋洗液发生罐统;TCC-3000系列柱温箱;析柱;IonPac as 19+IonPac AG19,4mm;流动相组成:KOH;梯;0,30min,8mm;30,50min,45mm;35.1,40min,8mm;流速:1ml/min;温:26?;检测方式:抑
2.样品处理
取样品,过0.22μm微滤膜,待测,果CT浓度超过20ppm,需过On-Guard Ag
三、影响因素
1.温度影响
温度是影响离子交换分离的重要因素之。因地处南方,重点察了常温下(20,30?)柱对待物分离度的影响。在20?左右时,高度的CI-会覆盖DCAA,影响DCAA测定;而在30?左右时,NO2色谱峰与DCAA色谱峰靠,扰DCAA定。综合考虑认为,实验适宜室温23,28?进行。结果显示,柱温对DACC和TCAA的保留时间响
2.干扰实验
电导检测器能够测定在水溶液中成为离子态的所有合物(PKAPKB在0,7间)。饮用水通常含有高浓度氯离子、硫酸盐和硝酸盐,而卤代乙和含氧卤酸盐含量却很低,所以,高浓度的氯离子、盐、硝盐能会对低浓度卤代乙酸、含氧卤酸盐的定产生影响,鉴于此,下将对其影响进行详细分析研
3.氯离子干扰
前自来水中允许的氯离子最大浓度是250,/L,用离子色谱测DCAA时,高浓度的氯离子色谱会覆盖DCAA的色谱峰,致DCAA的检测不准,甚至测不来。为了进一步分析,进行在不同浓度的氯离子下,DCAA(10μg/L)的变化情况实验。发现当Ccl-?20mg/L时,DCAA的回收率可达到80%以上;当Ccl-=30mg/L时,DCAA含约下降40%。因建当cl-的浓度>20mg/l时,DCAA的测定要除去cl-。运用On-guard Ag或On-guard Na柱对cl-(250mg/l)进行氯,除氯率达99%以上,利于际样
4.硝酸盐和硫酸盐干扰
TCAA色谱峰NO3-后,SO42-之,高浓度的NO3-和SO42-有干扰TCAA测定可能性。饮用水中硝酸盐硫酸根的含量常为几毫克每升到几千毫克每升。实验发
在高浓度的NO3-(60mg/l)
5.检出限与线性范围
色谱条件下,对5种消毒副产物进行性关系和检测限测。检测限按照S/N=3进行测算,Noise=InS。从线性关系和检限可以看出,在选定的浓度范围内,线相关系数达到0.9995以上,3种卤素含氧酸的检测于1μg/l,DCAA和TCAA的检限分别为1.04μg/l和1.53μg/l,可满足饮用水痕量分的要
6.精密度与回收率
取自来水样,采用标准入法,连续进样7次,测定5种消毒副产的平均回率和精密度。水样经0.22μm的微孔滤过滤后直接进样。由于自来水中cl-含量较高,干
(Dionex)柱除去cl-,提高氯乙酸回收率,见表1。氯后,提高了DCAA的
利用上述方法,对自来水进了分析,采样点湛江霞山。进行了加标实验(加标量为ClO2-100μg/l),BrO3-(2μg/l),DCAA(10μg/l),ClO3-(4μg/l),TCAA(10μg/l))。在样中检出氯酸盐10.5μg/l,其它均未检
四、结论
该方法快速简、分离效好、灵度和准度高,利用HAAs的阴离子化学特性到检测目的,避免了HAAs的衍
参考文献:
[1]GB 5749-2006.生活饮用水卫生标准.
[2]忠志;陈忠等.氯胺消毒对消毒副产物的控研究【J】.哈尔滨工
[3]云.《饮用水消毒副
文档资料:自水毒产物的测定 完整下载
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自来水加氯消毒 6副产物恐伤身
记者侯
环保署委托台大教授检测,选国内北、、南、离七处具代表净水厂,首度证实原水在加氯消毒後,出现六「加氯副产物」;毒物专家警告,全球已知副产物近六百种,国内有必要检讨净水过程中,到底隐藏多少未知
加氯消毒是现今世界各国最常采的净水方式,大幅降低染疾病的危。但加了後却会生成众多副产物。各国从卅年前至今,已陆续证实加氯副产物三卤甲烷、卤乙酸具致癌性,会造成大肠癌、胱癌、孕妇产,国内皆已列管,却仍有近六百种是
近年来,世界各国不断开始检测中加氯副产物。台大公卫系教授王根树受环保署托,去年首度从各国文献中,挑选出七种较出现的物质,在台北市长兴、新北市板新、基隆市、台中市丰原、高市澄清湖、小坪、金门县太湖等七座具代表性的净水
结果发现,这七种加氯副物在还没加氯消时,都呈ND(未检出);但当消毒过後,却有六数值升高,包含二氯乙腈、溴氯乙腈、溴乙腈、二氯酮、三氯丙酮、水合氯醛;三氯乙腈则未
国外动物实验告,六副产物当大量、急性暴露时,会造成小鼠或兔子呼吸
林口长庚医院脏科治师颜宗海表示,虽然普遍实都有致癌疑虑,但国内
台师大化学系教授吴家诚则警告,煮开後打开锅可消除馀,但许多加氯产物是「不消散的」,当人人每日喝水、煮汤,同时暴在数百种加氯副产物中,「毒性加乘效应,绝不是一等於二」;除了掌控源品质、少加氯量,消费者也设法自保,如加装净
环保署表示,这六副产国内研究没有科学证据证明有害人体,但承诺会持续追踪、一旦有
自来水中氯消毒副产物的控制试验
自来水
摘要:通过水处理工中加氯毒点模拟试, 对不同加氯点 的氯消毒副物、需氯量进行对比,确定
关键:氯消副产物 三氯甲烷(氯仿) 加氯点 需氯量 供水处理中水的消毒是处理工艺中最关键的环节。 消毒指灭杀 水中病原菌、病毒和其他致病性微生物。氯作为济有效、使用方便 消毒剂在水处理中被广使用。 有研究表明:在杀死致菌的 同时, 与水中被称为有机前体物的腐酸和富里酸生复杂的物理 化学反应,产消毒副产(D B P S) [1]。 D B P S有上百种物质, 其中最主要的是三卤甲烷 (T H M S) 。 三甲烷中最主要的成份氯 甲烷(氯仿)已经被证实对动物具有致癌、致畸、致突变 “ 致 ” 作用 [2]。另外,氯酚氯与酚类化合物的产物,具有烈的激气 味,影响水的感官 [3]。因此,加氯量直接关系到人民身体健。 我国生活饮用水水质准 [4]规定:三氯甲烷不能超过 6 0 μg / L ,发 酚类不能超过 0 .0 0 2 m g / L。本文介绍了控制自来中毒副 产物,对加量、加氯点、混凝氯艺所进的实验和结
1.1 仪器
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