簡介
預氯化是指自來水廠用水泵將原水提升至混合反應池途中,在加入混凝劑以前或同時加入定量的氯的反應。以水庫水為原水的水廠,夏季藻類的過度繁殖給水廠的正常運行帶來很大的問題,如絮凝效果不好,沉澱出水含有大量藻類,造成濾池過濾周期縮短,甚至堵塞等。為解決這些問題,常採用預加氯措施來控制藻類的過度繁殖,使水廠正常運行。但隨著飲用水中大量消毒副產物(DBPs)的檢出,該技術套用的安全性受到質疑。能否通過控制加氯量、最佳化預氯化條件,以及採用預氯化與粉末活性炭聯用工藝,有效控制DBPs的生成量、穩定水中有機物和DBPs的去除率 。
水源水預氯化的作用、優勢
對於高藻類原水,常採用投加預氧化劑的方法來控制藻類的活性。預氧化劑一般採用氯、臭氧、過氧化氫、二氧化氯等,就我國情況而言,多採用預氯化工藝。
由於氯的強氧化作用,投加少量的氯就可達到較好的殺藻效果或有效的抑制藻類的活性,光合作用減弱或停止,從而有利於常規處理工藝的混凝、沉澱過程。
氯殺藻的機理與氯消毒相似,強氧化性的HC10進入藻類細胞,與其酶反應,從而抑制其活性,達到殺藻或抑制藻類生長的作用,由此可推知在適當的氯劑量下,預氯化一般不會引起細胞的溶解和破裂,從而因預氯化而釋放的藻毒素量也較少。
由於預氯化是套用最廣泛的預氧化方法,技術上相對較成熟,積累的經驗較多,且液氯價格相對較低、操作較簡單,套用很方便。而且我國大部分水廠還是採用氯消毒,從而可大大降低預氯化的費用。
預氯化的條件控制
DBPs前體物本身的性質及消毒劑反應的複雜性,使預測DBPs生成量的模型大多是通過對實驗和現場數據的統計分析,並根據原水水質和相應的反應條件建立的。
預氯化與氯消毒在過程和目的上有一定的區別,主要表現在預氯化的主要目的為滅活藻類或抑制藻類的生長,為後續的混凝、沉澱的順利進行創造條件,氯化過程持續時間相對較短,從而使預氯化過程中的氯劑量、反應時間等條件下氯消毒過程有一定的區別 。
反應時間
由於氯的優良的殺菌滅藻功能,可以在很短的接觸時間內達到殺藻的要求。針對天津地區夏季高藻水的預氯化實驗表明:投氯量控制在0.5-2.0m/L,接觸時間為20min時,藻類去除率可達到30%-50%。由此可認為預氯化反應時間控制在30min內就可滿足殺藻的要求。而原水與氯的時間對於DBPs的生成量有很大的影響。與氯反應的有機物可分為腐殖質類物質及非腐殖質部分。前者中腐殖酸由於相對分子質量較大,結構複雜,與氯的反應速度較慢 。
預氯化與其它工藝聯用的必要性
預氯化雖然對控制藻類的數量有很好的作用,但也存在一定的問題,主要表現在當原水藻類數量特別大時,需氯量相應增大,從而與原水中的有機物反應生成氯代有機物,這些物質在常規處理工藝中較難去除。此外原水中有“三致作用”的物質預氯化後致突變明顯增強。當原水中酚類物質含量較高時,氯還會與原水中的酚類物質反應生成具有特殊刺激性氣味的氯酚。
由以上可知,預氯化在水源水預處理中有一定的積極意義,但也存在一定的問題,需與別的工藝聯用方可取得較好的處理效果。粉末活性炭(PAC)利用其巨大的比表面積可對水中的有機物進行有效的吸附,是去除飲用水中有機污染物的有效方法。活性炭為疏水性吸附劑,易於吸附水中的疏水性有機物,另據報導活性炭吸附是去除水中的致突變物的有效手段,即使在它吸附有機污染物飽和後,仍能顯著的去除水中的致突變物。此外粉末活性炭還有一定的助凝作用,可強化沉澱池對藻類的去除,並能去除由藻類引起的異嗅、異味,特別是在藻類繁殖的季節,可作為應急措施 。
總結
預氯化對藻類有較好的去除作用,且套用方便、價格便宜,所以國內套用較多。如根據原水水質合理控制預氯化反應時間、氯劑量,再加上預氯化特殊的反應條件,可將氯代有機物的量控制在一合適範圍內 。