溫度對供水管網中余氯變化影響的分析

陳卓然 ，董 捷 ，魏振彥 ，馬文紅

(1.天津泰達水業有限公司 天津300457；2.天津泰達津聯自來水有限公司 天津300457)

水廠在水處理過程中需要對原水進行消毒處理以滅活水中的致病微生物，確保飲用水安全。目前，氯消毒是水處理工藝中最常見的消毒方式，在水中投加氯消毒劑后，部分氯會與水中的細菌、微生物、有機物、無機物等發生反應而被消耗，剩下的部分氯量成為水中的余氯[1]。

供水管網中余氯的消耗主要來自于水體耗氯和管壁耗氯，主要包括：與水體中有機物、無機物質發生化學反應；與管道或其他管網組件上附著的微生物、沉淀物相互反應；由于管道腐蝕產生消耗及水體在管網系統中與管壁發生碰撞帶來的質量傳輸[2]。有研究數據表明，水中氯的消耗與氯反應動力學、溫度、加氯點及加氯量等因素有關，屬于多個反應合成的結果[3]。本文以天津濱海新區某區域供水系統作為研究對象，對不同溫度下供水管網余氯變化情況進行了對比分析。

1 試驗部分

1.1 工藝條件

天津濱海新區某區域供水系統內建有凈水廠一座，一、二期運行“原水預臭氧+強化常規處理+紫外線聯合氯消毒”處理工藝，采用NaClO作為消毒劑進行消毒，濾池出水經過紫外線和NaClO消毒后可進入清水池，再經配水泵房加壓進入市政管網，完成區域內供水。

該水廠的出廠水余氯內控指標為0.7～1.0mg/L(夏季)及0.6～0.9mg/L(冬季)[4]。試驗期間出廠水余氯指標符合水廠內控要求。

1.2 試驗方法

對出廠水及濱海新區某固定管網點余氯進行長期檢測，記錄當天天氣最高溫度、水廠出廠水余氯值及管網點余氯值，對不同溫度下供水管網余氯變化情況進行統計對比，通過計算月平均最高溫度及月出廠、管網余氯平均變化差值，分析溫度條件對供水管網中余氯變化趨勢的影響。

本試驗取樣時間為2018年6月～2019年3月，水廠出廠水余氯檢測頻率為每天一次，管網點余氯檢測頻率為每天一次，周末除外。

1.3 分析項目及方法

余氯：HACH Pocket colorimeter Ⅱ型便攜式余氯儀。

溫度：JM222L型便攜式數字溫度計。

2 結果與分析

根據試驗期間每日檢測的水廠出水余氯值、管網點余氯值及記錄的每日最高溫度，計算2018年6月～2019年3月每月平均最高溫度、出廠余氯平均值、管網點余氯平均值及出廠、管網余氯平均變化差值，結果如表1所示。

表1 2018年6月～2019年3月平均最高溫度及出廠水、供水管網中余氯值Tab.1 Monthly average maximum temperature and residual chlorine value in finished water and water supply pipe network from June 2018 to March 2019

根據表1所列數據，以取樣時間為橫坐標，月平均最高溫度及月出廠、管網余氯平均變化差值為縱坐標，建立直角坐標系，如圖1所示。

圖12018 年6月～2019年3月溫度及出廠、管網余氯平均變化差值變化趨勢對比圖Fig.1 Comparison of variation trend of temperature and residual chlorine difference between finished water and pipe network from June 2018 to March 2019

溫度是影響生物化學反應速率的重要因素之一，因此也會對水中余氯反應消耗速率產生影響。溫度升高時，水中的細菌、微生物等繁殖速率會顯著加快，代謝產物增多，為保證消毒效果所需加氯量也會相應增加。在溫度對水體中余氯消耗影響方面，有研究數據表明，pH值為7.0時，殺滅2～5℃水中大腸桿菌，需氯量為0.03mg/L；殺滅20～25℃水中大腸桿菌，需氯量為0.04mg/L[5]。溫度升高，余氯消耗量也相應升高。

①溫度變化對供水管網中余氯變化影響明顯，夏季余氯在供水管網中的衰減程度明顯高于冬季。

②為保證供水管網末梢余氯達標，應考慮溫度對余氯消耗的影響，根據具體環境溫度變化情況，對水廠出廠水余氯進行適當調整，夏季適當調高，冬季可酌情降低，確保供水水質良好。