精準加氯降低消毒副產物!

北極星水處理網訊:消毒工藝是制水工程中重要的環節，合理選擇消毒工藝，在確保微生物指標合格的情況下儘可能降低消毒副產物是供水部門一直研究的內容。介紹了上海供水如何選擇合理消毒工藝，控制消毒副產物，精準加氯，改善自來水口感的方法。

1 選擇消毒工藝與原水氨氮、耗氧量指標有關

1.1 與原水氨氮有關

一般原水氨氮大於0.5 mg/L時選擇化合氯消毒，如要採用游離氯消毒，過折點氨氯比一般需要1∶10，因而如原水氨氮0.5 mg/L就要加注5 mg/L氯，才能形成游離氯消毒，故一般不會選擇這樣的消毒工藝。

1.2與原水耗氧量有關（微量有機物）

當原水耗氧量高時，說明水中微量有機物較多，如採用游離氯消毒，消毒副產物就會偏高或超標。如果原水耗氧量大於3 mg/L，夏天採用游離氯消毒，三滷甲烷就有可能超標，原水中加氨後採用化合氯消毒較合理。

總之，水廠消毒必須根據原水水質合理選擇消毒工藝。

2 選擇合理的消毒方式可滿足消毒要求並控制消毒副產物

目前上海70%水廠使用長江陳行水庫、青草沙水庫的水作為原水，大部分水廠仍使用常規處理工藝，原水氨氮一般在0.1 mg/L以下，耗氧量2.0~2.5 mg/L，大部分老水廠清水庫前沒有消毒接觸池，清水庫停留時間也很短，研究消毒方式，重點在於確保微生物指標合格的情況下降低消毒副產物。主要是利用沉澱池1.5 h的停留時間，完成部分消毒，而新建、深度處理改造水廠均有消毒接觸池，可以完成消毒。

3 精細管理、精準加氯、嚴格控制消毒副產物

根據長江水源特點，經過研究和試驗，採用游離氯消毒、化合氯出廠的消毒工藝。游離氯消毒效果好，缺點是消毒副產物易偏高或超標，消毒副產物生成與游離氯濃度和溫度均有密切關係。冬天水溫10 ℃以下，沉澱池出口游離氯濃度0.5 mg/L，三滷甲烷總量可以控制在國標限值1/2以下，然後加0.2~0.3 mg/L氨，一般氯氨比控制在4∶1左右，出廠時調整到化合氯1.0 mg/L左右。夏天反應速度加快，沉澱池出口游離氯濃度一般只能控制在0.15 mg/L，滿足消毒CT≥15情況下，同樣加注0.2~0.3 mg/L氨，氯氨比也為4∶1左右，進清水庫後調整出廠化合氯1.0 mg/L左右。出廠時以一氯胺為主，管網水中亞硝酸鹽不會很快升高，如超過4∶1可能會產生二氯胺，導致異味。

4 深度處理水廠均採用游離氯消毒

深度處理活性炭後，小分子質量有機化合物大量減少，不會有較高三滷甲烷生成，但活性炭池後直接進清水庫，這樣有很大風險，因而深度處理水廠炭池後要有消毒接觸池，一般有30 min接觸時間，游離氯濃度0.5 mg/L，滿足CT≥15，然後才進入水庫。

5 精細管理、精準加氯、嚴控消毒副產物三滷甲烷

5.1 常規處理水廠游離氯消毒化合氯出廠的消毒副產物控制情況

表1~表4是2017年、2018年不同季節消毒副產物三滷甲烷控制情況（1~3月每月檢測2次，7~9月每周檢測1次）。

1~3月水溫較低，反應速度也較慢，生成消毒副產物相對較少，因而水廠沉澱池出口游離氯濃度可以達0.5 mg/L，然後加0.2~0.3 mg/L氨，再加氯形成化合氯1.0 mg/L出廠。

7~9月氣溫、水溫較高，消毒時氯與微量有機物反應速度大大加快，生成消毒副產物三滷甲烷速度也大大加快，因而沉澱池出口游離氯濃度控制在0.15 mg/L左右，滿足消毒CT≥15，然後在濾池出口加0.2~0.3 mg/L氨，氯氨比控制在4∶1左右。

根據以上數據分析，夏天水溫很高時，如控制好沉澱池出口游離餘氯，出廠時再調整為化合氯，三滷甲烷最高值能控制在國標限值1/2以下，平均值也能控制在國標限值1/3以下。

5.2 深度處理水廠游離氯消毒化合氯出廠的消毒副產物控制情況

深度處理水廠應建消毒接觸池，滿足消毒要求，三滷甲烷能控制在較低水平。一般深度處理水廠活性炭池出水直接進清水庫，消毒效果不理想，清水庫水位是根據用戶需求變化，而且清水庫有短路現象，因而利用清水庫作為消毒接觸池不妥當。和設計單位商定，在活性炭池下放置消毒接觸池，一般停留30 min，因游離氯濃度控制在0.5 mg/L，30 min接觸，可以做到CT≥15，經過生物活性炭後，水中小分子質量微量有機物大量減少，控制游離氯濃度高些，三滷甲烷也不會很高，一般是常規處理的1/2左右。2017~2018年深度處理水廠三滷甲烷（總量）情況見表5和表6。

A水廠3年前換過炭，B水廠炭使用7~8年，目前正在換炭，數據略高。表5和表6中數據監測頻率1~3月每月檢測2~3次；4~12月每月檢測4次。深度處理水廠均有消毒接觸池，一般接觸30 min以上，因而不論什麼季節採用游離氯0.5 mg/L以上，消毒滿足CT≥15要求，然後再加氨0.2~0.3 mg/L，基本氯氨比4∶1左右，出廠前再調整到1.0 mg/L化合氯出廠。由於深度處理水廠採用臭氧活性炭工藝，小分子質量有機物大量減少，即使游離氯濃度0.5 mg/L以上，消毒副產物三滷甲烷總量基本能

控制在國標限值1/3以下，與常規處理水廠相比，三滷甲烷平均值減少40%左右。

5.3化合氯出廠水和管網水三滷甲烷總量的變化情況

表7是某水廠每月出廠水和對應管網末梢水三滷甲烷總量變化情況。採用游離氯消毒、化合氯出廠，在管網中三滷甲烷總量變化很小，1年平均值基本沒有變化，說明化合氯出廠水在管網中消毒副產物三滷甲烷基本沒有變化。

6 化合氯出廠水在管網中亞硝酸鹽生成情況

水廠一般化合氯出廠水在管網中消耗氯，氨就升高，遇到管網生物膜等還原物質，氨就會生成亞硝酸鹽，一般氯氨比控制在4∶1左右，這樣的混合餘氯管網中亞硝酸鹽生成的可能性較小(見表8和表9)。

管網水亞硝酸鹽升高，說明管網水質不穩定。一般夏季、秋季管網亞硝酸鹽升高程度與管網壁上生物膜有關。WHO第四版明確指出，如管網水中亞硝酸鹽較長時間達到0.2 mg/L，說明管網水質不穩定，微生物復甦的可能較大，因而上海管網水質總體較穩定。上海市地方標準亞硝酸鹽限值為0.15 mg/L，當管網水亞硝酸鹽超過0.10 mg/L時就需要放水衝洗，加快該區域水體流動。

7 嚴格消毒方式出廠水及管網水微生物合格情況

7.1 出廠水微生物合格率情況

上海中心城區有15家水廠，主要出廠水管有36根，按要求每根出廠管每4 h檢測1次菌落總數、總大腸菌群，每月出廠水樣品6 480個，每年77 760個，近3年出廠水微生物指標均100%合格。

淨水工藝消毒永遠是第一位的，關係到飲用水安全問題，能阻止傳染病通過水體傳播，因而水廠應在消毒合格的情況下，儘可能降低消毒副產物。

7.2 管網水微生物合格率情況

上海中心城區廠外有54座泵站，其中水庫泵站34座，庫容約73萬m³，增壓泵站20座。原設計中水庫泵站有補氯設施，但增壓泵站並沒有補氯設施，5年前要求所有增壓泵站也要有補氯設施，這樣管網微生物指標才有保障，也可以適當降低出廠餘氯，管網餘氯也能較平穩，同時也可以改善由於餘氯偏高帶來的口感問題。但目前大多數泵站有補氯設施，沒有補氨設施，這樣很難補氨，如氨降低，很有可能補氯後變成游離氯，投加量要很大，而且管網中餘氯不穩定。目前，正在完善泵站補氨設施，要求補氯的同時補氨，並在所有增壓水庫泵站安裝濁度、餘氯在線檢測儀表，使泵站出水餘氯保持穩定。

中心城區有500多個採樣點，供水企業按國標要求每月檢測2次，市調度監測中心每月檢測1次，年樣品量6 000多個。表10為上海市供水監測中心檢測數據。

8 結語

上海要在確保微生物指標合格的情況下嚴格控制消毒副產物。目前正在採取精準加氯、出廠水餘氯做直線等管理措施，提高管理水平。採用餘氯中心度考核，如出廠水餘氯0.9 mg/L中心度， 要求餘氯在0.8~1.0 mg/L，目前95%都能在要求範圍內。近3年來，管網水500多個採樣點每個點餘氯不能小於0.3 mg/L，因為上海二次供水仍有10多萬個水箱，在水箱要停留2天時間，需確保進用戶餘氯不小於0.05 mg/L，目前基本能做到每月管網水餘氯小於0.3 mg/L的僅有幾個水樣。同時，上海又在開展降低管網餘氯，改善餘氯帶來的口感問題，2018年管網平均餘氯0.85 mg/L，2019年起每年管網餘氯降0.05 mg/L，至2021年上海管網平均餘氯降至0.70 mg/L，因為餘氯在0.70 mg/L以下，餘氯帶來的口感問題可以基本解決。在確保微生物指標合格的情況下，合理選擇消毒工藝，嚴格控制消毒副產物，精準確加氯，降低出廠水餘氯，採用管網補氯平穩管網餘氯、改善餘氯帶來的口感等問題，是一個系統工作，只有精細管理、提高管理水平，才能做好這些工作，確保供水水質更安全。

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