確保氯胺消毒穩定的方法探究

陳洪鵬

(天津通用水務有限公司，天津 300381)

氯胺消毒產生的消毒副產物少，消毒效果維持時間長，目前已在水處理工藝中得到廣泛應用［1］。天津某水廠采用濾前自由氯消毒、濾后清水庫進口氯胺消毒的方式。2016年，該水廠將濾前消毒由氯氣改為次氯酸鈉，清水庫進口氨氣改為硫酸銨消毒。在氯胺消毒過程中，容易出現氯氨比例投加失衡的問題，造成折點后消毒。為了確保氯胺消毒控制在折點前高點，筆者進行了有針對性的生產應用探究。

1 原水溫度與pH

入冬前和春節后，自由氯消毒后加氨比例會受溫度變化影響，若按照前期投量投加氨氮，容易出現折點后消毒的問題，需要調整氯氨投加比例。但該期間水溫反復變化，氯氨比例波動，容易造成氯胺消毒效果不穩定。此外，由于藻類等原因造成夏季原水pH值變化，也會影響氯胺消毒。

該水廠原水平均溫度和pH，以及新、老混合井投加混凝劑后平均pH的變化情況，如圖1所示。可以看出，原水水質特點為高溫低pH值、低溫高pH值。

圖1 原水pH和溫度的變化Fig．1 The change of pH and temperature of raw water

2 氯胺投加量調整方法的建立

2.1 次氯酸生成濃度表

針對溫度、pH對氯胺消毒的影響，為方便投加判斷，建立了在不同溫度和pH下次氯酸的生成濃度表，見表1。

根據表1對氯胺消毒中的投氨量進行調整，當次氯酸濃度高時增大氨投量、降低氯氨投加比例，反之則降低氨投量。

表1 次氯酸生成濃度Tab．1 Formation concentration of hypochlorous acid pH

2.2 兩線參照調整方法

水廠在清水庫進口翻堰口井投加氨氮進行氯胺消毒，但清水庫進口并未設置流量計，同時水量受反沖洗影響變化較大。為保證氯胺消毒穩定，采取兩線法進行氯胺投量調整。經過實際應用和總結，氯胺消毒中常見問題和對應的解決方案見表2。

表2 氯胺消毒常見問題與解決方案Tab．2 Common problems and solutions of chloramine disinfection

濾前水總氯為1．3 mg/L時，加氨觀察消耗量。結果表明，與濾前水總氯為1．1 mg/L相比，將濾前總氯控制在上限，氯氨比適用范圍更大，更有利于保證生產。若濾前余氯小，調整范圍窄，需要進行微調，否則容易出現折點。

生產中，以濾前氯和進口氯調整氨氮，對每個清水庫建立1個趨勢曲線圖，由濾前氯和清水庫進口氯組成兩線，見圖2。可以有效輔助清水庫在線氨氮曲線和氨投量曲線，未來還可設定報警和數值提示。結果表明，濾前氯和進口氯相差0．08～0．18 mg/L時，可以取得較好的消毒效果。

圖2 兩線參照調整方法Fig．2 The two－ line adjustment method

2.3 應用效果

采用氯胺消毒后，余氯和氨氮合格率大大提高，節約了氯使用量。同時，提高了飲用水的安全性，減輕了對管道的腐蝕。

3 氯胺消毒影響因素

3.1 pH的影響

pH值在7～9之間，次氯酸鈉具有穩定的消毒效果［4］。用 pH 值為6．97、溫度為25．6℃的純水，投加氯氨并混合10 min。在原水低pH值時，生成的次氯酸濃度沒有發生變化，但隨著pH值的升高，次氯酸鈉濃度降低，如表3所示。

表3 pH對次氯酸鈉消毒的影響Tab．3 Influence of pH on sodium hypochlorite disinfection

3.2 溫度的影響

用pH值為6．9、溫度為25．6℃的純水，投加氯氨并混合10 min。從表4可以看出，隨著水溫的降低，次氯酸鈉的次氯酸濃度下降。

表4 溫度對對次氯酸鈉消毒的影響Tab．4 Influence of temperature on sodium hypochlorite disinfection

4 結垢問題處理

4.1 使用次氯酸鈉容易出現的問題

① 所采用的NaClO消毒溶液濃度約為10%，但在次氯酸鈉生產、運輸、儲存的過程中，會有一小部分NaClO因見光或加熱分解，生成NaOH、NaCl和Na2CO3等雜質。固體或顆粒物雜質會被罐體外過濾閥攔截，但CO23－和游離堿等會隨著NaClO消毒溶液的投加而帶入加藥管線。

② 高壓水進水硬度偏大，水中含有大量的鈣鎂離子，加藥管線中存在的CO23－及游離堿反應后，會導致結垢的產生。

③ 加藥管線水流不能和高壓水管線水流很好對接。

4.2 處置措施

通過更改次氯酸鈉加藥管路與高壓水管理切入位置，保持水平夾角在30°～40°，增大加藥管線對接部分內紊流程度，加藥管線與高壓水管線切入采用活接頭，定期拆卸并采用小于5%稀鹽酸進行清洗，以防止結垢的沉積擴大［4］。

5 結論

① 通過建立不同溫度及pH下的次氯酸生成表和兩線法調整氯氨投加量，取得了較好的效果。

② 次氯酸鈉在使用過程中，投加管線和管口處容易結垢，可采用調整加藥管切入角度和定期清洗進行去除。