二氧化氯消毒致出厂水色度偏高的问题浅析与对策(丘)[指南]

二氧化氯消毒致出厂水色度偏高的问浅析与对策(丘)[] 二氧化氯消毒致出厂水色度偏高的问题浅析与对策 11惠州大亚湾溢源净水有限公司 钟永光 丘建峰 摘要:通过水厂实践，采取增加混凝前二氧化氯投加量的同时减少滤后 的投加量、加装曝气装置并改造絮凝工艺、更换除锰滤砂和更换水源等措施， 解决水厂因锰含量偏高经二氧化氯消毒导致出厂水色度偏高的问题。 关键词:二氧化氯 锰 色度 Investigation and Solution of the Problematically High Chromaricity of the Waterwork Outlet Water Resulted from Chlorine Dioxide Disinfection 11Yongguang Zhong and Jianfeng Qiu Huizhou Daya Bay Yiyuan Water Purification Co.,Ltd. Abstract: Based on the practical investigation in waterworks, the high chromaticity of the outlet water can be attributed to the high manganese concentrations before the chlorine dioxide disinfection process. This problem has been alleviated by several approaches. These include adjusted chlorine dioxide input amount before coagulation and after filtration; addition of aerating apparatus and altered flocculation process; replacement of manganese filter and changing water sources etc. Keywords: Chlorine Dioxide;manganese;Chromaricity. 1 前言 近年来，二氧化氯作为新型的消毒剂在中小型水厂已得到广泛应用，消 毒效果值得肯定，但实际应用中引起的各种弊病也显现出来，其中最可能出 2+现的就是当水中含有Mn时，容易引起出厂水色度和浊度偏高。笔者就南方一水厂实例浅析问题原因与相应对策。 笔者所在公司下属有两个水厂，分别为中心区水厂和石化区水厂。中心区水厂采用复合二氧化氯消毒，石化区水厂采用液氯消毒，加氯点均设在滤后出水点。2011年8月中旬，中心区水厂色度和浊度开始逐日增高，至8月18日已升至接近《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)的限值，用户开始投诉不断。 2、色度偏高问题原因分析 中心化验室马上开展针对找出中心区水厂出厂水色度偏高原因的全分析，发现各项指标与上月无明显变化，但原水和出厂水锰的含量明显升高(虽然还在国标限值范围内)。实验数据见下表: 检测日期 项目 中心区水厂(二氧化氯消毒) 石化区水厂(液氯消毒) 原水 滤前 滤后 出厂 原水 滤前 滤后 出厂 浑浊度(NTU) 3.84 4.21 0.15 0.24 7.32 1.21 0.12 0.12 色度(度) 10 8 <5 <5 15 <5 <5 <5 7月20日 锰(mg/L) <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 <0.05 二氧化氯(mg/L) <0.02 <0.02 <0.02 0.18 ---- ---- ---- ---- 游离余氯(mg/L) <0.05 <0.05 <0.05 0.20 <0.05 <0.05 <0.05 0.50 浑浊度(NTU) 4.41 4.35 0.16 0.89 5.04 1.15 0.09 0.12 色度(度) 10 8 <5 12 15 <5 <5 <5 锰(mg/L) 0.09 0.08 0.07 0.07 0.12 0.13 0.07 0.07 8月18日 二氧化氯(mg/L) <0.02 <0.02 <0.02 0.21 ---- ---- ---- ---- 游离余氯(mg/L) <0.05 <0.05 <0.05 0.25 <0.05 <0.05 <0.05 0.45 由此可看出，中心区水厂出厂水色度突然升高是由于锰含量升高引起，而石化区水厂同样有锰含量升高的情况，但出厂水水质却未受其影响，是因为两个水厂的消毒方式不同，所以中心区出厂水色度偏高是由二氧化氯和锰联合作用引起的。 笔者所在中心区水厂水源来自风田水库，由于该水库地质为含锰岩段，导致当水库为枯水期时，有时会出现锰含量稍高的现象。水厂原水取水点在水库水面下近20米的深层处(原水取水点标高13.5米，水库常年水位在28~34 2+米)，由于缺少溶解氧，水中锰以溶解的Mn状态存在，另外温度越高水中 2+的溶解氧越低，因此在夏季枯水期更容易出现锰偏高现象。含Mn原水经过水厂混凝、沉淀、过滤处理后，锰仍然不能完全去除，仍然有以溶解状态无 2+色的Mn形式存在，所以滤后水色度小于5。在滤后投加二氧化氯消毒后，由于二氧化氯具有强氧化性，将二价锰氧化成不溶于水的二氧化锰黄褐色胶 2++-体，反应方程式为:2CLO，5Mn，6HO,5MnO，12H，2CL。导致出厂222 水色度和浊度都升高。笔者所在水厂的实践经验表明:当水中存在二氧化氯大于0.20 mg/L时，0 02mg/L的锰就可能使水的色度达到10度，0.03mg/L的锰就可能使水的色度达到国家标准的临界值15度了。 3措施与对策 3.1前加二氧化氯预处理除锰 2+利用二氧化氯的强氧化性，可将Mn氧化成MnO胶体，再经过混凝沉2 淀过滤处理除锰的原理，我们可在混凝前投加二氧化氯进行预处理。由于二 2+氧化氯具有自我分解和遇光分解的特性，为保证二氧化氯与Mn能完全反应，投加点应设在混凝剂加注前的40min,投加量为2~3mg/L。笔者所在水厂由于受地理和历史条件的限制，预处理投加二氧化氯点设在配水井中，投加量即使达到二氧化氯发生器的最大产量5mg/L，沉淀池二氧化氯的浓度仍很低， 2+达不到氧化Mn的效果，有学者认为这种情况为保证二氧化氯除锰的作用量，前处理二氧化氯投加量需增加到10mg/L以上。 3.2利用锰砂滤料或活性炭滤料过滤除锰 前加二氧化氯氧化处理锰效果不明显的水厂，可考虑将滤池改造成锰砂滤料+石英滤料或活性炭滤料+石英砂滤料的双层滤料过滤方式。锰砂滤料和活性炭滤料均具有较好的除锰效果，笔者在实验室做了个锰砂和活性炭过滤模拟实验:利用10cm的短颈漏斗模拟滤池，将两张定性滤纸装在漏斗上模拟石英滤料，一个上面铺满锰砂滤料，另一个铺满活性炭滤料，然后将配制 2+好的含Mn0.94mg/L的水经过其过滤，同时做未加锰砂和活性炭的实验作对比。实验结果如下表: 水样 过滤前含锰水 两张滤纸过滤后两张滤纸+锰砂两张滤纸+活性 指标 出水 过滤后出水 炭过滤后出水 Mn(mg/L) 0.94 0.68 0.19 0.25 结果表明，锰砂滤料和活性炭滤料的除锰效果明显。各水厂可根据除锰需要确定锰砂滤料或活性炭滤料的厚度。 3.3加装曝气装置并改造絮凝工艺除锰 经过预处理投加二氧化氯除锰效果差的水厂，在滤池更换除锰滤沙不现实的情况下(造价太高)，可在配水井前增加微孔曝气系统进行接触氧化，同 2+时配合二氧化氯将Mn氧化成难溶于水的二氧化锰，经混凝、沉淀、过滤后除去锰离子。 如果絮凝反应效果不好的水厂，即使增加微孔曝气系统和前加二氧化氯 2+预处理将Mn全面氧化成二氧化锰，也会由于形成矾花太碎而难于沉淀，经滤池过滤后很仍然可能会出现滤后水含二氧化锰致使色度升高，这时，我们需要改造混凝工艺，混凝效果直接影响矾花的大小及其沉降效果。只有在很短的时间内混凝剂十分均匀地以及其微小的接近分子的颗粒与原水混合，这样才能于最高的效率完成胶体颗粒的脱稳和絮凝过程，因此我们建议在预处 理微孔曝气与配水井之间增设一套机械混合装置，来提高混凝效果，达到沉淀二氧化锰的目的。 3.4减少滤后二氧化氯投加量 对于一些锰含量本身不是很高，滤后水锰含量可控制在 0.02mg/L~0.1mg/L, 未超出《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)，且具有季节性，持续时间不长的水厂，大可不必花大工程、大投入地更换滤沙或改造制水工艺。笔者所在水厂就是一个例子，根据近五年的监测，水源水锰含量出现过两次异常，含量在0.05mg/L~0.37mg/L之间，经水厂常规处理后，滤后水含锰量可控制在0.02mg/L~0.1mg/L之间，每次持续时间约为两个月，其余时间锰含量均为<0.02mg/L。但每次锰含量异常均会导致出厂水色度、浊度偏高，令用户难于接受。这种情况一般是由于出厂前投加二氧化氯过大，二氧化氯余量>0.20mg/L所致。遇到这种情况，我们只需在增加混凝前二氧化氯投加量的同时，在保证出厂水和管网末梢水二氧化氯含量的前提下减少滤后二氧化氯的投加量，出厂水二氧化氯余量控制在0.10mg/L，这时出厂水色度一般可控制在5~8度之间。若出厂水色度超过用户可以接受的临界点8度，可考虑停止滤后投加二氧化氯，改为投加次氯酸钠作为应急消毒方式来解决出厂水色度偏高的问题。 3.5采用备用水源或补给水源稀释原水锰含量 对于一些有备用水源的水厂，可启用备用水源供水，这是最直接最有效的解决办法。笔者所在中心区水厂水源水主要来自风田水库，枯水期时风田水库可引入东江水作为补给水源。自出厂水出现色度偏高起，我们采取了增加混凝前二氧化氯投加量的同时减少滤后的投加量的措施，出厂水色度控制在5~8度之间，但为了让出厂水色度尽快恢复到原来的<5度，维护公司形象， 公司最后决定引入东江水来稀释含锰水库水，当水源水稀释到锰含量<0.02mg/L时，出厂水色度马上恢复到<5度。 4 结果与讨论 作为二氧化氯消毒的水厂，如果原水含锰，都会受由于锰含量稍高导致出厂水色度偏高的困扰。出现这种情况，我们可采取增加混凝前二氧化氯投加量的同时减少滤后的投加量、加装曝气装置并改造絮凝工艺、更换除锰滤沙和采用备用水源或补给水源稀释原水等措施。各水厂可结合自己实际来采取相应措施，可有效解决由锰引起的出厂水色度偏高的问题。 参考文献 [1]董玉帅,马洁,李殿茂.水厂除锰工艺措施的应用[J].城镇供水,2011,3:40-41. [2]龚晋,郑燕琼,欧桂秋.复合二氧化氯在饮用水消毒中的应用研究[J].广东供水,2011,25(2):11-15. [3]武利,唐玉兰,傅金祥等.二氧化氯对水中锰离子去除的试验研究[J].辽宁化工,2011,39(1):4-7.