摘   要:由于水質污染導致了每年夏季水庫水體中以綠藻為主的藻類物質的快速生長，給地表水自來水廠現(xiàn)有的常規(guī)原水處理工藝帶來了諸多困難，而直接影響了地表水廠的出廠水質。為減少藻類對水質的影響，本文著重介紹了利用二氧化氯進行原水預處理的方法以及其優(yōu)點，闡述了其除藻的效果。

關鍵詞:水處理; 氯氣;  二氧化氯; 比較分析

1. 方法概述

1 .1 二氧化氯的氧化機理

二氧化氯做為一種強氧化劑，具有較高的氧化——還原電勢，它不同于氯氣以親電取代為主，而是以氧化反應為主。有機物被氧化后以降解為氧基因產物存在，而不是以三氯甲烷等鹵代烴有害物質形式存在，并且二氧化氯較氯氣適應于更寬的PH 值范圍，因此從反應機理而言，二氧化氯較氯氣具有更好的除藻、除腥效果，并能有效地控制鹵代烴的生成量。

1 .2 二氧化氯制備設備的選擇

常規(guī)純二氧化氯的制備設備價格較貴，原材料次氯酸鈉的價格也很高，采用此方法的成本將大為增加，并且后者化學性質活潑，極不穩(wěn)定，運輸和保管方面的困難也很大，從綜合經濟性和實用性的考慮，如果設備選用化學法復合二氧化氯發(fā)生器，原材料選用價格較低的氯酸鈉和鹽酸，其二氧化氯有效生成率為85%，并且具有運行安全、工藝完善、計量準確、自動化控制程度較高的優(yōu)點，能大大降低設備投資和實際運行成本，使此方法更具推廣價值。

1 .3二氧化氯投加量控制和投加點的選擇

投加量控制和投加點的選擇是二氧化氯的預處理系統(tǒng)的兩個關鍵點。通過對藻類、亞硝酸鹽等相關數(shù)據(jù)的實際測定，將二氧化氯投加量控制在0 . 7 k g/km3左右的范圍是適宜的。投加時應考慮到二氧化氯的反應速度雖然較迅速，但揮發(fā)性強的特點，投加點必須設在有一定管段距離的滿水環(huán)境中。將投加點設在引水渠和細隔柵之間的DN 1000的管道內，不僅能夠增強混合效果，而且能保證二氧化氯的充分反應。

2 、利用二氧化氯原水預處理與利用氯氣處理優(yōu)勢比較

2 .1減少對凈水劑的干擾：

地表水廠投加的凈水劑為堿式氯化鋁 （PAC）， 其在水解過程中，生成多種中間水化合物，并不斷消耗OH -離子，采用氯氣預處理是使原水呈弱酸性，因而會抑制堿式氯化鋁的良好水解，造成了絮凝反應效果不好，生成的礬花顆粒小、密度低，直接影響了沉淀效果；利用二氧化氯預處理，作為強氧化劑的二氧化氯可直接與水中的有機物發(fā)生反應，而不象氯氣是通過“爭奪”水中的 H +離子間接生成次氯酸（H C lO ）HO 2 + Cl 2 =H Cl O+  H Cl 與水中的有機物發(fā)生反應，二氧化氯對于原水PH 值基本沒有影響，這就為堿式氯化鋁的良好水解提供了有利的前提條件，礬花生成的顆粒大小和密度都有了一定的改善。

2 .2水處理構筑物的池壁附著物明顯減少：

采用氯氣預處理，在配水井、沉淀池、濾池的池壁上都會附著一層由藻類細胞成層后形成的池壁粘質物，既影響了制水過程中的感官質量，又致使池壁受粘質物的腐蝕變的粗糙老化。利用二氧化氯預處理，構筑物池壁的粘質物明顯減少，不僅感官效果良好，而且基本阻斷了水垢、青苔等其他附著物的生長。

2 .3提高出廠水水質：

投加二氧化氯預處理，不僅能大大提高藻類去除率，而且能明顯改善絮凝效果，降低濾前水濁度，避免因藻類物質在濾池中的大量繁殖而造成的濾料層堵塞現(xiàn)象，從而減輕濾池的運行負荷，降低濾后水濁度（平均能降低0 . 17 NTU ）。二氧化氯預處理后的有機物被降解為氧基因為主的產物，而不是以三氯甲烷等有害鹵代烴產物形式存在，這樣就能有效降低鹵代烴的生成量。

2 .4 降低設備投資成本和運行成本

如采用氯氣預處理，一座水廠最少需兩套0—20 kg /h 加氯機（25萬元），計量秤及其他附件（3萬元），漏氯保護裝置（20萬元），設備投資約為 48萬元；采用二氧化氯預處理，需兩套現(xiàn)場發(fā)生器，設備投資約為28萬元。以日均輸水量7000 噸/ 小時計算，氯氣的平均投加量2 . 2k g/km3 ，氯氣的市場價格為2500元/噸，則每小時消耗氯氣的金額為38元；二氧化氯的平均投加量0 . 7k g/km3 ，選用復合二氧化氯發(fā)生器每產生1 克有效二氧化氯，消耗氯酸鈉0 . 65克，鹽酸1 .3克，折合金額為0 . 005元/克，則每小時消耗二氧化氯的金額為24 .5元。以5 至10 月140 天的投加時間計算，則每年可節(jié)約（38 -24 .5 ）×24 ×140 =4.54萬元的運行費用。

3．實踐驗證

3 .1 驗證背景

陡河水庫是唐山市工業(yè)生產和人民生活的重要水源地，共建有三座岸邊式取水泵站，其中兩座屬陡河發(fā)電廠作為提供工業(yè)原水使用，另一座屬唐山自來水公司，通過15公里輸水管線為地表水廠提供飲用水源（取水量為17萬噸/日），因此陡河水庫的水質狀況直接關系到我公司的供水質量。

近幾年來，隨著上游水庫（包括邱莊水庫、大黑汀水庫）的水質污染現(xiàn)象加重，加之陡河發(fā)電廠回放水（為37 ℃左右的水體）造成的熱污染，導致了每年夏季水庫水體中以綠藻為主的藻類物質的快速生長，這就給地表水廠現(xiàn)有的常規(guī)處理工藝帶來了諸多困難，從而直接影響了地表水廠的出廠水質，主要表現(xiàn)為出廠水帶有“發(fā)腥”的異味，雖然每年5 至10 月在取水泵站采取了前加氯的預處理措施，但是效果一直不盡如人意。

為解決這一難題，我們在充分調研的基礎上，唐山市自來水公司于2002年改用了投加二氧化氯進行原水預處理的方法，以減少藻類對水質的影響。經過近兩年的運行和監(jiān)測，結果是令人滿意的。

3 .2 驗證數(shù)據(jù)

現(xiàn)將唐山市自來水公司將2002 年5 至10 月投加氯氣與2005 和2006 年5 至10 月投加二氧化氯進行預處理的去除藻類數(shù)據(jù)情況如下表。

可見投加二氧化氯比投加氯氣對藻類的去除率提高了一倍，出廠水“發(fā)腥”的味道已明顯減輕，因此采用二氧化氯預處理的效果優(yōu)于氯氣。

通過近兩年的原水投加二氧化氯預處理的實踐， 不僅有效地提高了藻類去除率，而且進一步降低了出廠水濁度，控制了鹵代烴等有害物質的生成量，降低了日常生產運行費用，取得了良好的經濟和社會雙重效益。
 

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