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          供水管網余氯的調查

          日期:2009-03-10 訪問次數:8867

          摘 要  為了在管網的輸送中保持持續的消毒能力,國家對出廠水和管網末梢水的余氯做了具體規定。對供水管網余氯的調查,為合理控制出廠水和管網末梢水的余氯具有十分重要的意義。本文通過實驗室對比實驗及對供水管網的調查,對結果進行了分析總結,為生產決策提供了依據。
          關鍵詞  管網  管網水 余氯
           
          前言
              目前國內外大部自來水廠仍延用著氯氣消毒的方法,但由于水體水質越來越復雜,供水區域不斷擴大及部分供水管網嚴重老化等引起的管網水水質問題也困擾著許多水廠。為了了解供水區域內管網水余氯情況,為進一步研究做好準備,我們在實驗室做了對比實驗,同時對整個供水管網進行了一次調查。
           
          實驗方法與結果
              余氯也稱總余氯,可分為化合態余氯與游離余氯。本實驗的目的是為了找出出廠水中余氯衰減的主要原因和速率。試驗當天的出廠水水質指標見表1。
          表1  出廠水水質指標
          水溫
          (℃)
          pH
          濁度
          (NTU)
          CODMn
          (mg/L)
          氨氮
          (mg/L)
          余氯(mg/L)
          游離余氯
          化合態余氯
          24
          7.2
          0.44
          2.11
          0.15
          0.5
          0.6
           
              我們選擇的幾個對比實驗組分別為出廠水、出廠水加1mg/L氨氮及純水加氯至總余氯為1.1mg/L三個水樣,并對每個樣都分為敞開和密閉兩個系列,均放置暗處,每個樣品測定一次,不重復使用。測定方法為鄰聯甲苯胺法,為了防止主觀因素引起的誤差,比色過程由分光光度計完成,測定結果均以總余氯表示(見圖1)。
           
          圖1  不同靜置時間總余氯變化情況
          (說明:圖1中10小時后總余氯曲線從上到下依次為純水密閉、純水敞開、出廠水加氨氮密閉、出廠水加氨氮敞開、出廠水密閉、出廠水敞開)
          結果顯示:(1)總余氯在純水中的衰減是最慢的,即使是敞開放置在10小時后也有約0.8mg/L,如密閉放置可達0.9mg/L;(2)在出廠水加氨氮的4小時內與出廠水相比,氨氮反而要低,但放置時間越長,加過氨氮的出廠水與出廠水相比總余氯表現的更為穩定;(3)不管采用何種方法,離加氯時間越短,余氯的衰減就越快。因此,通過實驗室的試驗我們得出的結論是,出廠水余氯的穩定性與出廠水中可與次氯酸反應的物質的多少是存在最大相關性的,包括還原性物質和可發生取代反應的有機物。隨著時間的推移,余氯的衰減是越來越慢的。
           
          管網調查情況
          2.1城西、城北兩座水廠為原點,按供水管道的大小把待調查管網分為4條線,采用定點、定時的方法連續進行了3天的取樣分析,所得結果見表2。
          表2 管網水總余氯調查記錄表
          地點
          游離余氯/總余氯(mg/L)
          9月15日
          9月16日
          9月17日
          城西水廠
          0.25/0.84
          0.20/0.90
          0.20/0.70
          城北水廠
          0.30/1.20
          0.30/0.70
          0.20/0.60
          線路一
           
          0.00/0.06
          0.00/0.07
          0.00/0.06
          0.00/0.05
          0.00/0.05
          0.00/0.05
          線路二
           
          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
          線路三
          0.06/0.30
          0.04/0.20
          0.04/0.15
          0.15/0.70
          0.15/0.80
          0.10/0.60
          線路四
           
          0.00/0.06
          0.00/0.08
          0.00/<0.05
          0.20
          0.30
          0.17
           
              上面的數據是兩個水廠通向郊區各個方向的主要供水管網,一般水中的游離余氯量和化合態余氯量都是隨著管網的延伸而逐漸減少,但是游離余氯的衰減比化合態余氯快。由于由市區通向郊區的管網往往比較長,游離余氯能跟水中的許多物質能反應而減少,因而水溫、水中還原物質的含量、水在管網中的停留時間等就成為游離余氯衰減的關鍵因素,我們可以把上面的數據分析一下:
              線路一中的兩個點離我們的西廠并不是很遠,但在這條線路上用水的量卻不是很大。其中缺24小時用水的大戶是一個關鍵的因素,所以在這條管網中游離余氯不能檢測到,但有少量相對比較穩定的化合態余氯。
              線路二中是離西廠比較遠的管網,但在它的前一段是市區管網的一部分,所以在這段管網里水的流動性比較好,水中有一定的余氯量。過了車管所以后用水量逐步減少,到高速公里人口處的水在管網中停留時間比較長,水中的游離余氯下降的很快。
              線路三離西廠比較遠,但水中總余氯含量比較好的一條線路,分析原因我們認為是揚家埠鎮和沿路的工廠的用水量大,及時更新了管網中的水,這可從久立集團的數據看出。在揚家埠鎮附近的幾個點的游離余氯含量都比較高,這是因為在這里有加壓站和鎮上的大用水量,及附近有幾個鋼鐵廠用水量比較大,所以到這里的總余氯含量并不低。
          路線五的情況也是如此,在前段用水量大時余氯含量還可以,但在用水量急劇下降以后相應余氯含量也降下來了。
           
          討論
              余氯的衰減情況是一個非常復雜的化學反應過程,管網的材料、水溫、pH 值、還原性物質的含量等等因素影響了余氯的衰減過程。我們就此管網中的自來水在現有的用水量等條件下進行了調查,得出各個管線中余氯即將達到臨界值的大體位置,為實現在管網中增加補加氯點提供了依據。不過這種調查也存在一定的局限性,如果管網末梢的用水量升高,這個點必定會向管網末梢移動,甚至不用補加氯也能保證末梢水的余氯合格。
          根據以上的調查,我們認為可以通過以下的方法來保證管網末端的余氯含量:(1)采取補加氯措施,在供水管網的臨界點上增加加氯設備補加余氯;(2)提高出廠水的余氯含量。但我們在考慮管網末梢余氯量時還要考慮在水廠附近的居民的用水狀況,如果我們的出廠水余氯含量過高的話,城區大部分用戶的將會感覺到較濃的類似漂白粉的氣味,所以此法的提高幅度很小。(3)我們可以從合理規劃供水管網這個方向來尋找突破。我們現在供向郊區的管網一般都是樹狀的,這樣的管網比起市區的環狀管網有水的流動性差,易造成水的停留時間過長的缺點,所以我們要加強郊區的管網建設,使外部的管網慢慢形成環狀結構,從而保證管網水較好流動性,使用戶都能用到新鮮水,以保證管網末梢水水質。
           
          結語
              目前越來越多的制水廠強化了制水工藝,采用預處理、深度處理等措施,使出廠水的水質比以前有了一定的提高,但從制水廠到用戶這個過程中產生二次污染的問題已擺在了我們面前,也必將成為新的研究方向。


           
           
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