純凈水消毒在制水行業中的應用分析

廣東省潮州市自來水總公司 陳少輝

液氯消毒技術經過多年的應用與實踐已經得到了廣大凈水工廠的認可，該凈水工藝較為成熟，使用成本較低，具有較強的消毒凈水能力，早在20世紀就被廣泛應用于水的消毒處理工作中。但液氯在消毒應用的過程中會同時產生多種有毒物質，如果不能夠加強對有毒物質的處理就會對周圍環境造成較大的污染，甚至會危及人的生命健康。因此，技術人員應當增加使用二氧化氯消毒工藝，避免有毒物質的產生，滿足人們對于水質的需求，促進凈水廠與凈水技術的發展。

一、傳統液氯消毒工藝的弊端

液氯消毒工藝作為一種傳統的凈水消毒工藝，已經被凈水廠廣泛應用，占據我國水消毒工藝的主體地位。液氯消毒工藝能夠有效滅活細菌和病毒，同時還能夠保持一定的剩余濃度，這樣就能夠防止疾病的傳播，保障人們的生命安全。但液氯在消毒使用的過程中也會出現有毒產物，造成極大的環境風險。其次，液氯本身具有毒性，對于日常運輸、存儲的要求都比較高，容易出現安全問題，且如果操作不當還容易發生泄露現象，對人體造成健康威脅，污染周圍環境，嚴重時還會導致人的死亡。另外，凈水廠消毒作業量比較大，其液氯的存量非常多，一旦出現泄露的現象就會導致嚴重的后果。當前很多凈水廠并不具備功能完善的報警裝置，難以在第一時間切斷投加，無法控制泄露狀況。除此之外，當前人們使用液氯的時候經常出現憑借個人經驗投加的方法，容易出現安全風險。液氯消毒反應之后，技術人員在進行余氯檢測時一般只用手工化驗，難以實現自動化檢驗，且檢驗結果容易受到人為因素與環境因素的影響，很難得到準確的結果。如果液氯的投放量較少，就很難對病毒、病原蟲以及寄生蟲卵產生作用，甚至對于部分細菌也很難進行控制，難以起到消毒的作用[1]。

二、二氧化氯消毒工藝在制水生產中的應用優勢

與液氯消毒工藝相比，二氧化氯消毒技術更具環保性，也是當前最具應用前景的替代消毒技術，二氧化氯的使用能夠有效控制有毒副產物的形成。二氧化氯本身具有良好的殺菌消毒效果，即便水中存在懸浮物，二氧化氯也能夠以較小的劑量殺死大腸桿菌、類炭疽桿菌，并且，二氧化氯同時還能夠作用于脊髓灰質炎病毒與大腸茵噬茵體等病毒。除此之外，二氧化氯在低濃度基礎上還具有較快的擴散速度，其滲透能力也更強，具有較高的殺菌率。二氧化氯的殺菌效果受環境酸堿值的影響比較小，能夠體現出持續性的殺菌效果。經過應用實踐發現，二氧化氯同時還能夠去除水中含有的部分無機污染物與酚類有機污染物，起到更好的消毒效果，保障人們的身體健康。

三、二氧化氯消毒工藝的改良應用

（一）消毒副產物超標改進

就目前的情況來看，我國飲用水行業已經廣泛使用二氧化氯凈水技術，在用的二氧化氯發生器數量已經高達上萬臺，但是在實踐凈化的過程中還存在一些問題，其中最突出的就是氯酸鹽和亞氯酸鹽等消毒副產物超標的問題。之所以會出現副產物超標的情況，首先可能是由于水體中還原性物質含量較高，這樣就容易出現亞氯酸鹽超標。我國部分地區的水庫水為原水，因此該水庫中水體的耗氧量非常高，在消毒過程中，二氧化氯將會與水中的還原性物質反應，最終生成大量的亞氯酸鹽，經過凈水檢測就會顯示出亞氯酸鹽超標的情況。除此之外，如果凈水裝置的二氧化氯設備轉化率較低，也會導致最終氯酸鹽超標的問題。經過試驗研究能夠發現，將二氧化氯投放到水體中，其中有50%-70%能夠轉化為亞氯酸鹽，只有大約10%左右可轉化為氯酸鹽，從這樣轉化結果分析能夠知道，如果生產原料的轉化率較低也會導致氯酸鹽超標。有的凈水廠在凈水過程中使用的氯酸鹽和強酸工藝設備未配備殘液分離系統，此時將未參與反應的原料氯酸鹽和參與凈水反應的二氧化氯同時投加到水體中，就出現了氯酸鹽超標情況。盡管通過試驗發現，只要配備相關分離裝置就能夠避免氯酸鹽進入水體中，但在實際凈水工作中，工廠使用的二氧化氯發生器使用的還是混合液投加方式，再加上反應殘液難以進行分離處理，導致分離器難以在凈水過程中正常使用，最終出現氯酸鹽超標現象。

要想消除消毒副產物，技術人員首先應該從源頭上控制副產物的生成。凈水廠應當重視水源保護工作，做好消毒前的凈水工作，減少能夠與二氧化氯發生反應的物質含量。針對消毒過程，技術人員應當使用先進的二氧化氯發生方案與發生器，這樣就能夠減少副產物的含量，提高資源利用率。技術人員應該通過嚴格的實踐試驗找到消毒反應的最佳投入量，在滿足消毒效果的基礎上盡量減少二氧化氯的余量，同時還應該充分控制水體酸堿度，保障二氧化氯的充分氧化與消毒。除此之外，技術人員還可以采取一定的措施除去產生的副產物。經過分析可知，氯酸鹽在水中更加穩定，但是目前還并沒有找到有效的方法將其去除，因此技術人員應該將控制工作的重點放在源頭上，盡量降低氯酸鹽的生成量，保障水體的安全。針對亞氯酸鹽則可以使用亞鐵與其開展還原反應，消除有毒物質，另外還可以使用活性炭吸附等方法進行去除[2]。

（二）色度超標問題改進

經過試驗分析能夠發現，由于原水中存在鐵、錳離子，使用二氧化氯消毒處理之后經常會出現色度超標的問題，下文則探究引起色度超標問題的原因。由于鐵以二價離子的形式存在，如果在水中發生氧化還原反應就容易將難溶于水的三價鐵從水中析出。而如果水體中鐵含量超過0.3mg/L，水體就會變得渾濁，如果濃度達到1mg/L，水體甚至會出現腥味。除此之外，錳一般也是以二價錳形式存在于水體中，一旦產生沉淀就會導致水體色度超標，其著色能力更強，容易將織物染色。根據我國《生活飲用水衛生標準》相關規范，凈水工藝處理之后的水體中最大鐵含量不能夠超過0.3mg/L，錳的最大含量則不能夠超過0.1mg/L，一旦水體中鐵、錳的含量超過以上規定標準的時候就應該針對其進行凈化處理，以防出現色度超標的情況。

針對消毒處理之后存在的色度超標問題，技術人員可以向其中投入二氧化氯進行預處理，這樣就能夠去除鐵錳。要想實現氧化劑與鐵離子的完全反應，技術人員應當掌握投加的時機，一般在混凝劑加注前的40分鐘添加。使用二氧化氯能夠有效取出鐵錳，但如果處理不當也會出現亞氯酸鹽超標的問題。其次，技術人員還可以使用錳砂濾料以及活性炭濾料將水中的鐵錳進行過濾，尤其是針對那些投加預氧化處理效果不足的水廠，可以通過改造濾池的方法，將其濾池改為錳砂濾料+石英砂濾料以及活性炭濾料+石英砂濾料的雙層濾料結構，這樣就能夠有效提高凈水效果。最后，技術人員還可以增加曝氣裝置，同時改造絮凝工藝，這樣不僅能夠有效去除鐵錳，還能夠降低濾池成本。具體來說，技術人員可以增加微孔曝氣系統使其進行接觸氧化，同時使用二氧化氯進行反應去除，之后再經過混凝、沉淀、過濾等步驟徹底去除鐵錳離子。在以上作用過程中如果發現絮凝反應效果不好，最后還是有可能因礬花太碎難以沉淀導致水的色度升高，此時技術人員就需要對混凝工藝進行改進。

（三）余氯不達標改進

如果處理之后的水出現了余氯不達標的情況，技術人員應首先排除二氧化氯設備的故障問題，如果經過檢查發現設備正常運行，那么就需要對凈水工藝的其他環節進行排查，準確定位導致余氯不達標的原因。首先，可能導致余氯不達標現象的原因之一就在于濾前凈水工藝處理效果不好，導致水中存在很多消耗二氧化氯的物質，經過檢測就會出現余氯不達標的現象。比如，某水廠使用的凈水工藝為傳統的混凝、沉淀、過濾工藝，其中老廠房的凈水指標一切正常，但是新建的水廠則存在余氯不達標的情況。對于這樣的現象，技術人員分別對新舊兩個水廠進行二氧化氯消耗量測試。結果發現新水廠的二氧化氯消耗量非常大。再尋找原因能夠發現，由于新水廠在建設的過程中忽略了對混凝沉淀排泥系統的設計，導致其結構不合理，進而在凈水過程中出現大量污泥滯留的現象，加劇了二氧化氯的消耗，最終出現余氯不達標的問題。

針對余氯不達標的問題，技術人員應當從根本上進行考慮與解決，也就是在保障消毒設備正常運行的前提下對消毒之前的各個凈水流程進行檢查，找到其中存在的工藝技術缺陷，明確導致余氯不達標的原因并采取針對性的措施進行解決。

另外，對于水廠環境的特殊變化情況導致的水質突變問題，水廠應制定有效的應急預案，完善應急設備建設，增強技術人員的應急安全意識，一旦出現緊急情況就啟動應急預案，做好應對[3]。

四、結束語

綜上所述，二氧化氯具有更強的消毒性能，同時還能夠有效控制消毒副產物，保護周圍生態環境，保護人體健康，因此，各水廠應當加強二氧化氯凈水工藝的應用，優化改良凈水工藝與凈水流程，控制副產物的生成，保障人們的用水安全。

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水是維持生命的必需，一些健康專家建議至少八杯，但并無確切的規定，水的需求量因人而異，這取決于主體的條件下，適量的體育鍛煉，和對環境的溫度和濕度。人每天的水的來源包括飲用水、飲料、水和食物中的水。飲用水對礦質營養的攝入也不清楚。一般而言無機礦物進入地表水和地下水通過雨水徑流或通過地殼，使水中包括鈣、鋅、錳、磷、氟和鈉的化合物。