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供水管网余氯的调查

日期:2009-03-10 访问次数:4084

摘 要  为了在管网的输送中保持持续的消毒能力,国家对出厂水和管网末梢水的余氯做了具体规定。对供水管网余氯的调查,为合理控制出厂水和管网末梢水的余氯具有十分重要的意义。本文通过实验室对比实验及对供水管网的调查,对结果进行了分析总结,为生产决策提供了依据。
关键词  管网  管网水 余氯
 
前言
    目前国内外大部自来水厂仍延用着氯气消毒的方法,但由于水体水质越来越复杂,供水区域不断扩大及部分供水管网严重老化等引起的管网水水质问题也困扰着许多水厂。为了了解供水区域内管网水余氯情况,为进一步研究做好准备,我们在实验室做了对比实验,同时对整个供水管网进行了一次调查。
 
实验方法与结果
    余氯也称总余氯,可分为化合态余氯与游离余氯。本实验的目的是为了找出出厂水中余氯衰减的主要原因和速率。试验当天的出厂水水质指标见表1。
表1  出厂水水质指标
水温
(℃)
pH
浊度
(NTU)
CODMn
(mg/L)
氨氮
(mg/L)
余氯(mg/L)
游离余氯
化合态余氯
24
7.2
0.44
2.11
0.15
0.5
0.6
 
    我们选择的几个对比实验组分别为出厂水、出厂水加1mg/L氨氮及纯水加氯至总余氯为1.1mg/L三个水样,并对每个样都分为敞开和密闭两个系列,均放置暗处,每个样品测定一次,不重复使用。测定方法为邻联甲苯胺法,为了防止主观因素引起的误差,比色过程由分光光度计完成,测定结果均以总余氯表示(见图1)。
 
图1  不同静置时间总余氯变化情况
(说明:图1中10小时后总余氯曲线从上到下依次为纯水密闭、纯水敞开、出厂水加氨氮密闭、出厂水加氨氮敞开、出厂水密闭、出厂水敞开)
结果显示:(1)总余氯在纯水中的衰减是最慢的,即使是敞开放置在10小时后也有约0.8mg/L,如密闭放置可达0.9mg/L;(2)在出厂水加氨氮的4小时内与出厂水相比,氨氮反而要低,但放置时间越长,加过氨氮的出厂水与出厂水相比总余氯表现的更为稳定;(3)不管采用何种方法,离加氯时间越短,余氯的衰减就越快。因此,通过实验室的试验我们得出的结论是,出厂水余氯的稳定性与出厂水中可与次氯酸反应的物质的多少是存在最大相关性的,包括还原性物质和可发生取代反应的有机物。随着时间的推移,余氯的衰减是越来越慢的。
 
管网调查情况
2.1城西、城北两座水厂为原点,按供水管道的大小把待调查管网分为4条线,采用定点、定时的方法连续进行了3天的取样分析,所得结果见表2。
表2 管网水总余氯调查记录表
地点
游离余氯/总余氯(mg/L)
9月15日
9月16日
9月17日
城西水厂
0.25/0.84
0.20/0.90
0.20/0.70
城北水厂
0.30/1.20
0.30/0.70
0.20/0.60
线路一
 
0.00/0.06
0.00/0.07
0.00/0.06
0.00/0.05
0.00/0.05
0.00/0.05
线路二
 
0.08/0.30
0.08/0.30
0.05/0.20
 
0.05/0.25
0.05/0.25
0.03/0.15
 
0.00/0.05
0.00/0.05
0.00/0.05
线路三
0.06/0.30
0.04/0.20
0.04/0.15
0.15/0.70
0.15/0.80
0.10/0.60
线路四
 
0.00/0.06
0.00/0.08
0.00/<0.05
0.20
0.30
0.17
 
    上面的数据是两个水厂通向郊区各个方向的主要供水管网,一般水中的游离余氯量和化合态余氯量都是随着管网的延伸而逐渐减少,但是游离余氯的衰减比化合态余氯快。由于由市区通向郊区的管网往往比较长,游离余氯能跟水中的许多物质能反应而减少,因而水温、水中还原物质的含量、水在管网中的停留时间等就成为游离余氯衰减的关键因素,我们可以把上面的数据分析一下:
    线路一中的两个点离我们的西厂并不是很远,但在这条线路上用水的量却不是很大。其中缺24小时用水的大户是一个关键的因素,所以在这条管网中游离余氯不能检测到,但有少量相对比较稳定的化合态余氯。
    线路二中是离西厂比较远的管网,但在它的前一段是市区管网的一部分,所以在这段管网里水的流动性比较好,水中有一定的余氯量。过了车管所以后用水量逐步减少,到高速公里人口处的水在管网中停留时间比较长,水中的游离余氯下降的很快。
    线路三离西厂比较远,但水中总余氯含量比较好的一条线路,分析原因我们认为是扬家埠镇和沿路的工厂的用水量大,及时更新了管网中的水,这可从久立集团的数据看出。在扬家埠镇附近的几个点的游离余氯含量都比较高,这是因为在这里有加压站和镇上的大用水量,及附近有几个钢铁厂用水量比较大,所以到这里的总余氯含量并不低。
路线五的情况也是如此,在前段用水量大时余氯含量还可以,但在用水量急剧下降以后相应余氯含量也降下来了。
 
讨论
    余氯的衰减情况是一个非常复杂的化学反应过程,管网的材料、水温、pH 值、还原性物质的含量等等因素影响了余氯的衰减过程。我们就此管网中的自来水在现有的用水量等条件下进行了调查,得出各个管线中余氯即将达到临界值的大体位置,为实现在管网中增加补加氯点提供了依据。不过这种调查也存在一定的局限性,如果管网末梢的用水量升高,这个点必定会向管网末梢移动,甚至不用补加氯也能保证末梢水的余氯合格。
根据以上的调查,我们认为可以通过以下的方法来保证管网末端的余氯含量:(1)采取补加氯措施,在供水管网的临界点上增加加氯设备补加余氯;(2)提高出厂水的余氯含量。但我们在考虑管网末梢余氯量时还要考虑在水厂附近的居民的用水状况,如果我们的出厂水余氯含量过高的话,城区大部分用户的将会感觉到较浓的类似漂白粉的气味,所以此法的提高幅度很小。(3)我们可以从合理规划供水管网这个方向来寻找突破。我们现在供向郊区的管网一般都是树状的,这样的管网比起市区的环状管网有水的流动性差,易造成水的停留时间过长的缺点,所以我们要加强郊区的管网建设,使外部的管网慢慢形成环状结构,从而保证管网水较好流动性,使用户都能用到新鲜水,以保证管网末梢水水质。
 
结语
    目前越来越多的制水厂强化了制水工艺,采用预处理、深度处理等措施,使出厂水的水质比以前有了一定的提高,但从制水厂到用户这个过程中产生二次污染的问题已摆在了我们面前,也必将成为新的研究方向。


 
 
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