浅谈二氧化氯消毒工艺在引黄水厂中的应用_于峰

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1、科 技信息SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION2012 年 第 13 期浅谈二氧化氯消毒工艺在引黄水厂中的应用于 峰（淄博市引黄供水管理局 山东 淄博 255095）【摘 要 】本文介绍了二氧化氯消毒工艺在引黄水厂的应用情况 ，从系统配置 、方案设计 、设备问题及改进措施等方面进行了阐述 ，为大中型水厂消毒工艺改造提供参考经验 。【关键词 】水厂消毒工艺 ；设备管理 ；氯酸盐 ；安全淄博市引黄供水工程是在 20 世纪 90 年代初 ，为解决当地水资源短缺而建设的 ，日供水能力为 25 万 m3/d,主要分净水厂和配水厂两部分 。净水厂净化处理后的水输送至配水厂 ，在

2、配水厂消毒 、加压后输送至用户 。与国内其它大 、中型水厂一样 ，两个水厂采用的消毒工艺均为氯气消毒 。 氯气消毒的优点是技术成熟 ，成本低廉 ，消毒效果较好 。 但近年来 ，随着水源污染的加剧及水质监测技术的提高 ，发现经氯气消毒后 ，出水中检测出了三氯甲烷等多种致癌或可诱发癌变的消毒副产物 。另一方面 ，液氯属剧毒危化品范畴 ，在运输 、储存 、使用及管理等各个环节均有较高要求 。多年来 ，因氯气泄漏而引发的事故屡见不鲜 。两个水厂加氯设备早在 1992 年已安装就位 ，2001 年正式投运 ， 经过十几年的存放和使用 ，加氯机及附属管道等老化严重 ，曾出现过几次泄漏 ，因发现及时处理得当

3、 ，未造成事故 。 若继续运行下去 ，势必带来重大安全事故 。 综合上述因素 ，净水厂和配水厂分别于 2007 年和 2008年对加氯系统进行了改造 ，选用了复合二氧化氯发生器替代原来的加氯机 。1 系统配置净水厂选用某知名厂家 10kg/h 的二氧化氯发生器 2 台 ， 一台运行一台备用 ，主要用于原水预处理 ；配水厂选用 10kg/h 二氧化氯发生器 2 台 ，一台用于清水池前加氯 ，一台用于出厂水补氯 。设备的控制采用西门子 s7-200 系列 PLC， 采用台湾海泰克触摸屏作为操作显示终端 。2 应用方案及控制方式2.1 原水加氯 。 由于净水厂的原水为地表水 （黄河水 ），原水加二氧

4、化氯主要用于去除藻类 ，在此点的投加控制采用流量前馈控制 ，在进配水混合池的主管道装有电磁流量计 ， 根据工艺要求设定单位投加比例 ，设备控制器根据进水流量信号的大小和正比例输出计量泵接受的脉冲控制信号 ，控制原料计量泵的工作频率 ，自动调节二氧化氯产量 ，以满足流量变化的需要 。2.2 配水厂清水池前加氯 。 在此点的投加控制同原水加氯一样采用流量前馈控制 。2.3 配水厂出厂水补氯 。 该投加点采用余氯反馈控制方式 。 在出厂总管上安装一套德国 ALLDOS 在线余氯检测仪 ， 实时检测出厂水余氯值 ，比较余氯值与设定值 ，若出厂水余氯值不能达到设定值 ，控制器自动加大出厂水补氯点的电动阀

5、门开度 ，增加二氧化氯的投加量 ；反之 ，若超过设定值 ，则控制器自动关小电动阀门开度 ，减少二氧化氯投加量 。 该控制方式避免了原来检测滞后的问题 ，使处理过程自动 、及时 、安全 、经济 。 为了实现上述程序控制 ，在设计时采用了西门子 s7-200系列 PLC，该系列 PLC 具有很高的可靠性和稳定性 ，机身小巧 ，组态灵活 ，功能强大 。3 应用中出现的问题及应对措施3.1 净水厂摇蚊爆发2007 年 9 月净水厂二氧化氯系统投入运行 ， 次年的 2-3 月净水厂主要生产设施内发现大量摇蚊 ，出厂水细菌严重超标 。 原因和应对措施如下 。3.1.1 二氧化氯发生器工作环境温度偏低 ，

6、反应釜达不到理想的温度 ，导致二氧化氯转化率不高 。3.1.2 原水温度低影响二氧化氯消毒效果 。 由于原水是地表水 ，受气候影响大 ，2-3 月平均水温在 6左右 。有实验表明二氧化氯在 20以上杀灭摇蚊幼虫效果最好 。 温度高时 ，二氧化氯与摇蚊幼虫组织细胞的反应速率加快 ，摇蚊幼虫的灭活率增加 ，反之降低 。3.1.3 二氧化氯投加量不够 。 由于缺乏运行经验 ，低温时仍按常规量投加 。主要应对措施 ： 加氯间增加取暖设施 ；2-3 月提高二氧化氯投加量 ；定期对生产设施消毒 。 采取上述措施后 ，摇蚊爆发现象得到有效控制 。3.2 二氧化氯发生器动力水不稳定造成设备运行不正常二氧化氯发

7、生器安全运行须有稳定的动力水 （0.3MP）。 初始运行时 ，动力水来自厂区水塔 ，由于用水量较大 (两台发生器每小时用水约 50m3)，自用水泵每 40 分钟启动一次 ，每次运行约 15 分钟 。 自用水泵频繁的启动带来了一定的隐患 ， 二氧化氯设备运行不到两个月 ，自用水泵电缆接头及 MCC 柜进线开关等三次出现烧焦 、跳闸等故障 ，严重影响了二氧化氯发生器的安全运行 。 随后配水厂对动力水源进行了改造 ，改造后的动力水及厂区用水均来自供水主管道 ，水塔管网作为备用动力水源 。3.3 出厂水氯酸盐超标问题由于输水管线较长 ，管径大 ，流速慢 ，二氧化氯在水中维持时间短等原因 ，夏季有时出现

8、管网末端细菌超标现象 ，为此提高了二氧化氯投加量 ，但是在细菌得到控制的同时 ，又出现氯酸盐超标 。 氯酸盐超标 ，是二氧化氯消毒系统运行中遇到的最大问题 。 为了解决这一难题 ，采取了下列措施 。3.3.1 安装纯化器 。 根据二氧化氯发生器厂家建议 ，配水厂 2010 年 4月安装了一台纯化器 。 纯化器的工作原理是 ：采用负压工艺 ，将发生器反应生成的二氧化氯和氯气混合体进行气液分离 ，将含大量氯酸盐的残液排出 ，达到降低水中氯酸盐含量的目的 。 5 月初 ，水质检测中心对纯化器的应用效果进行对比试验 。 试验结果显示纯化器的作用并不明显 ，主要是残液排放浓度不稳定 、出厂水中氯酸盐指标

9、无明显变化 。3.3.2 调整发生器氯酸钠进料计量泵冲程 。 研究二氧化氯发生器的工作原理 （反应式 ：NaClO3+2HClClO2+1/2Cl2+NaCl+H2O）发现 ：适当增加原料中盐酸的过剩量 ，可以使氯酸钠充分反应 ，减少氯酸根的含量 。 在征得设备厂家技术人员同意后 ，2010 年 5 月 13 日配水厂将两台二氧化氯发生器氯酸钠进料计量泵冲程调整为原来的 80%。对比冲程调整前 2009 年的试验数据 （如表 1）和调整后 2010 年的试验数据 （如表2），发现 2009 年管网末端水氯酸盐超标情况较为严重 （9 次取样 3 次超标 ）。 2010 年配水厂二氧化氯发生器氯酸

10、钠进料计量泵冲程调整为原来的 80%后 ，管网末端水样 11 次取样只有一次超标 （超出 0.01mg/L）。 氯酸盐监测期间 ，2010 年净 、配水厂合计平均 ClO2投加量 （3.9mg/L）较 2009 年 （3.02mg/L）提高了 0.82mg/L。 在 ClO2投加量提高较大的情况下 ， 管网末端水样中氯酸盐检测值不升反降 （平均值下降 0.12mg/L），证明下调二氧化氯发生器氯酸钠进料计量泵冲程的技术手段 ，对降低出厂水中氯酸盐含量效果明显 。表 1 2009 年氯酸盐监测记录3.3.3 使用新型二氧化氯发生器 。 2011 年 4 月 ，配水厂新安装并运行了 3#二氧化氯发

11、生器 ，它是最新研制的产品 ，采用了导热性能更好的钛合金反应釜 。 4 月 18 日至 22 日 ，配合公司水质监测中心与设备厂家技术人员对新 、旧发生器的二氧化氯转化率进行了 （下转第 397 页 ）取样时间净 、配水厂合计 ClO2投加量 （mg/L）平均氯酸盐 （mg/L）7.16-9.7（共 9 次 ）最大 最小 平均 溢流井原水 管网末端水 氯酸盐增值3.50 2.50 3.02 0.20 0.63 0.43备注 :9 次取样中 ，管网末端取样水中氯酸盐检测值有三次高于国标限值（0.70mg/L），其中 2009 年 8 月 10 日氯酸盐检测值最大 ，为 0.78mg/L。资源管理

12、 416科 技信息 2012 年 第 13 期SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION公共服务区主要包括游客中心 ，购物中心 ，餐饮服务中心 ，观光车车站 ，缆车站等 ，主要是为游客服务 ，满足不同游客的需要 。同时 ，也能合理组织游人流线 ，缓解正门入口区的交通拥堵 。 在这一区域 ，集餐饮 、娱乐 、购票 、交通于一体 ，是一个核心的服务区域 。 目前 ，国内类似景区已有成功范例 。如峨眉山景区游人服务中心 ，除管理办公以外 ，结合售票服务 ，景区客运等多功能服务 ，集中解决了游客的需要 ，相对于分散服务点来说 ，大大提高了空间利用率及办公人员效率 ，也加快了峨眉山

13、数字化进程 。4.2.3 生态缓冲区生态缓冲区的主要作用是对生态系统的保护 ，成为自然与人工环境的过渡 。其中没有过多的人工痕迹 ，主要以原生环境为主 ，利用现状的冲积沟渠稍加整理 ，形成良好的景观效果 。通过植物的种植 ，形成不同季节的植物景观效果 。 这一区域内山洪冲沟较多 ，采取相应的水土保持措施 ，将雨洪引入现状的小型水库 。5 道路交通规划5.1 景观环岛在高速公路延长线与正门入口区交界的地方设置景观交通环岛 ，从高速公路方向 ， 恒大集团方向以及其他旅游线路方向来往车辆 ，可以通过环岛组织交通 ，畅通道路 ，也形成盘山风景区正门入口区的一个缓冲地带 。同时 ，在环岛中央放置盘山景区

14、的主题雕塑 ，既起到了画龙点睛的作用 ，又将景观与交通很好的结合在了一起 。5.2 内外交通隔离在对景区的道路交通规划中 ，通过合理的交通组织 ，将景区内外的车辆进行分离 。交通车 ，如私家车 、旅游客车 、公共汽车等车辆 ，通过设立公交车站 （场 ）、生态停车场等方式 ，将其隔离在景区之外 。 游览车 ，如缆车 、观光游览车等以观光游览作为主要功能的车辆 ，为景区内的主要交通工具 ，通过采取环保节能的途径 ，使整个景区保持生态自然 。在特殊情况的时候 ，通过取消交通管制可使景区内外贯通 ，允许特殊车辆通过 ，如消防车等 。5.3 内部人车分流在景区内部 ，通过立体交叉等方式做到人车分流 。

15、如在登山步道与游览车线路交叉的情况下 ，抬高登山步道平台的标高 ，使得游览车从其下的涵洞中穿过 ，通过立体式的交通 ，达到人车分流的目的 。由于正门入口区的新建 ，原缆车站下移至正门入口区内 ，便于游人快速到达盘山景区内游赏 。 为人们提供了多样的交通方式选择 ，达到人车分流的目的 。5.4 生态停车场停车场内栽植大量的乡土树种与停车位相结合 ，为游客提供良好的遮荫效果的同时使机动车隐秘在绿色的植物之中 ，达到了生态停车场的要求 。在一般情况下 ， 停车场只开放民俗购物广场周边环线内的车位 ，基本能满足平时的游客停车需求 ；在节假日或者高峰期 ，环线周边的生态缓冲区的林下可以作为停车的区域 ，

16、同时 ，高速公路沿线也可以作为停车区域 。停车场内提供了多种类型的停车位 ，并且还设有加油站和救援中心 ，满足游客的需求 。6 结语风景区入口存在着解决交通 、服务 、管理 、办公等景区配套的功能 。 现代风景区因为服务对象范围的扩大 ，其辅助性功能空间也大为增加 ，在入口空间存在着解决交通 、商业 、餐饮 、服务管理 、办公等现实需要的问题 。规模较大的风景区 ，其入口本身就是一组建筑群 ，在空间组织上也存在着自身的完整性 。风景区入口是风景区序列开始的标志和引导段的起始 ，又是缓冲与回味的空间 。现代交通日益发达 ，风景区的外部交通也日趋复杂 ，在入口安排充足的交通面积以容纳内外部交通的转换 ，既起到缓冲的作用 ，又为人们完成心理转变做准备 。 组织恰如其分的入口空间常能带动游人进入角色 ，引起兴奋 、期待 、好奇等情绪 。当入口又是其出口时 ，则构成序列的尾声 ，一个回味的空间 。原为风景点的可能成为观景点 ，原为入口的构成要素则成为平远景致中的点景要素 。入口界定了风景区的 “内 ”与 “外 ”。 自然风景本无所谓 “内 ”与“外 ”，而经过有意识的风景组