嚴(yán)加明
(蚌埠中環(huán)水務(wù)有限公司,安徽 蚌埠 233000)
蚌埠市三水廠地處淮河中段,水源為淮河水,同時(shí)也受支流渦河水質(zhì)的影響。每年11 月至次年4 月為淮河和渦河枯水季節(jié),受上游城市部分生活污水及生產(chǎn)污水稀釋排放的影響,淮河和渦河原水氨氮升高,時(shí)有超過(guò)Ⅲ類水體的現(xiàn)象。根據(jù)生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)(GB5749-2006)要求,出廠水氨氮不得超過(guò)0.5Mg/L。目前蚌埠三水廠因低負(fù)荷運(yùn)行及濾池生物降解作用等原因?qū)Π钡コ瘦^高,但當(dāng)原水氨氮超過(guò)2Mg/L 時(shí),水中的溶解氧已消耗殆盡,其生物降解作用已發(fā)揮到極至,氨氮再增大時(shí)則不能去除。針對(duì)這種情況,結(jié)合淮河原水有機(jī)物較高的特殊情況,為避免濾前水加氯濃度難以控制及避免加氯衍生物的形成,我公司專門(mén)研究了濾后水折點(diǎn)加氯應(yīng)對(duì)不同濃度氨氮原水污染的應(yīng)急處理辦法。
在濾后水中加入液氯或次氯酸鈣(我們實(shí)驗(yàn)中以其加入代替液氯)會(huì)產(chǎn)生如下反應(yīng):
Cl2+H2O→HOCl+HCl
Ca(OCl)2+2H2O→2HOCl+Ca(OH)2
HOCl→H++OCl-
當(dāng)其中含有氨氮時(shí),投氯后次氯酸極易與水中的氨進(jìn)行反應(yīng),在反應(yīng)中依次形成三種氯胺:
NH3+HOCl→NH2Cl(一氯胺)+H2O
NH2Cl+HOCl→NHCl2(二氯胺)+H2O
NH2Cl+HOCl→NCl3(三氯胺)+H2O
一般pH 值為7 左右時(shí),一氯胺和二氯胺同時(shí)存在,近似等量,而三氯胺在水中溶解度很低,不穩(wěn)定易氣化,因此不太可能產(chǎn)生三氯胺。
圖1
表1 不同濃度氨氮加氯后加氯量與余氯及氨氮變化關(guān)系表(單位:Mg/L)
如圖1 所示,在AH 段,加氯后氯與氨氮反應(yīng)生成化合氯,至H 點(diǎn)全部轉(zhuǎn)化完,其中主要為一氯胺。在HB 段,生成的一氯胺隨著加氯量的增加,開(kāi)始發(fā)生如下反應(yīng):2NH2Cl+HOCl→N2↑+3HCl+H2O
反應(yīng)結(jié)果至折點(diǎn)B,水中的氨氮幾乎全部轉(zhuǎn)化為氮?dú)庖莩?。再向水中投加適當(dāng)濃度的液氯,即可滿足蚌埠市三水廠出廠水余氯要求。
實(shí)測(cè)蚌埠市三水廠濾后水pH 為7.65,當(dāng)濾后水加氨氮為2.0Mg/L、1.5Mg/L和1.0Mg/L 時(shí),按最佳投氯量投加后pH 略有下降,分別為6.92、6.93、6.95。可見(jiàn)加氯后會(huì)使水的pH 降低,故
實(shí)驗(yàn)中我們向?yàn)V后水中加氯化銨溶液使其氨氮濃度分別為2.0Mg/L、1.5Mg/L、1.0Mg/L,然后再向其中按12 種不同投加量投加次氯酸鈣溶液,待反應(yīng)10 分鐘后檢測(cè)pH、余氯、氨氮等項(xiàng)目,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表1。
由表1 可知,濾后水氨氮為2.0Mg/L、1.5Mg/L 和1.0Mg/L 時(shí),加氯量折點(diǎn)B 為分別為17.5Mg/L、12Mg/L 和9.5Mg/L 附近,為保持出廠水余氯量,根據(jù)蚌埠市管網(wǎng)情況,我們?cè)谏a(chǎn)中可分別采取加氯量為18Mg/L、12.5Mg/L 和10.5Mg/L,這樣即可達(dá)到既能去除氨氮又能滿足蚌埠市自來(lái)水余氯要求。必要時(shí)尚需加堿調(diào)整。
實(shí)測(cè)蚌埠市三水廠濾后水三氯甲烷含量為<0.010mg/L,四氯化碳含量為<0.010mg/L,按最佳投氯量投加后取樣檢測(cè),三氯甲烷含量仍為<0.010mg/L,四氯化碳含量仍為<0.010mg/L。可見(jiàn),因采取濾后加氯,避免了衍生物前體的的影響,再投加液氯并無(wú)加氯衍生物產(chǎn)生。
采取濾后水折點(diǎn)加氯能有效去除氨氮,并且能防止加氯衍生物的產(chǎn)生,因此可以作為蚌埠市三水廠防范原水氨氮污染的一種方法使用。當(dāng)濾后水氨氮大于2.0Mg/L 時(shí),根據(jù)三水廠去除氨氮情況,原水氨氮已高于4.0Mg/L,此種極其嚴(yán)重污染情況,我們將采取備用水源辦法應(yīng)對(duì),這不在本文討論范疇因此不再贅述。
[1]嚴(yán)煦世,范瑾初.給水工程[M].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,1999.
[2]陳春霧.折點(diǎn)加氯及其應(yīng)用[J].城鎮(zhèn)供水,2010(4):16-18.