鄉(xiāng)村給水管道余氯控制綜述

時(shí)間:2022-05-11 08:43:00

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鄉(xiāng)村給水管道余氯控制綜述

水是生命之源,人類的生活和生產(chǎn)都離不開水。在歷史上,自從城市出現(xiàn)后,就伴隨著疾病的大流行,其中水介傳染病是對人們生命健康威脅最大的流行病之一。直到20世紀(jì),人們終于找到了城市集中供水的方式,成熟了對飲用水進(jìn)行處理和消毒的技術(shù),從而基本上制止了水介傳染病的流行,大大增進(jìn)了健康,延長了人們的壽命。城市供水系統(tǒng)由水廠和供水管網(wǎng)組成,由于供水管網(wǎng)中復(fù)雜性,合格的出廠水在輸送到用戶時(shí)會變得不合格。據(jù)統(tǒng)計(jì),我國管網(wǎng)水的合格率較出廠水下降了0.88個(gè)百分點(diǎn),其中,以濁度和細(xì)菌總數(shù)尤為顯著。為了保證在管網(wǎng)輸送過程中的水質(zhì),我國水廠普遍采用了氯消毒的辦法,在自來水進(jìn)入管網(wǎng)前一次性投加氯消毒劑,使得在管網(wǎng)中保持了一定的余氯濃度,這樣可以有效地抑制細(xì)菌的再生。深入分析研究余氯在管網(wǎng)中的衰減變化規(guī)律及其影響因素,對于研究整個(gè)管網(wǎng)水質(zhì)是十分必要的。

1余氯的消耗機(jī)理

氯在管網(wǎng)中的衰減主要分為兩部分:主體水中的氯衰減和管壁造成的氯衰減。主體水中的氯衰減是由氯與自來水本身攜帶的生物體、天然有機(jī)物和溶解性無機(jī)物等反應(yīng)造成的;管壁造成的氯衰減是由氯和自來水管道內(nèi)壁上的生物膜、沉淀以及管材本身發(fā)生反應(yīng)而導(dǎo)致的。余氯在水管中的衰減可以表示為其中,Kb為管道水中余氯濃度減小的速率系數(shù);Kf為傳質(zhì)系數(shù);rh為水力半徑;C為在管道水中余氯的濃度;Cw為管壁上余氯的濃度;W為管壁腐蝕所導(dǎo)致的余氯消耗。式中右邊第一項(xiàng)代表氯在管道水中的消耗;第二項(xiàng)代表因管壁腐蝕所導(dǎo)致的氯消耗;第三項(xiàng)代表氯在管壁上的消耗。

2次氯酸鈉特性及消毒原理

10%有效氯濃度次氯酸鈉液體,為淡黃色,有少量刺激性氣味,清澈透明,易溶于水,比重為1.18,pH=12,呈現(xiàn)強(qiáng)堿性;穩(wěn)定性差于氯氣,見光要分解,隨著次氯酸鈉液溫度升高,濃度會慢慢降低,影響有效氯成分,不易曝曬和久藏,要貯藏在密閉容器中。次氯酸鈉是強(qiáng)氧化性,和氯氣氧化性相同,與人體皮膚接觸有輕微腐蝕性,可用清水沖洗。而氯氣泄漏能刺激人的眼、鼻、喉以及上呼吸道等,引起中毒癥狀,對植物有危害作用。次氯酸鈉液體投入水中,瞬時(shí)水解形成次氯酸和次氯酸根,因次氯酸是很小的中性分子,不帶電荷,能迅速擴(kuò)散到帶負(fù)電的菌(病毒)體表面,并通過細(xì)菌的細(xì)胞壁,穿透到細(xì)菌內(nèi),次氯酸極強(qiáng)氧化性破壞了菌體和病毒上的蛋白質(zhì)等酶系統(tǒng),從而殺死病原微生物。NaClO+H2O=HClO+NaOH

3樹狀管網(wǎng)余氯控制應(yīng)用

農(nóng)村地區(qū)存在地域廣、居民空間分布散的特點(diǎn),由于投資所限,初期給水管網(wǎng)很難布置成環(huán)網(wǎng),多數(shù)都是樹狀管網(wǎng)。農(nóng)村地區(qū)一般有地下水供應(yīng),新建自來水供應(yīng)系統(tǒng)后,原有地下水供應(yīng)仍然保留,地下水均比自來水便宜,有的甚至免費(fèi),導(dǎo)致自來水使用量更小,出廠水到達(dá)用戶家中時(shí)間更長,帶來更大的水質(zhì)安全隱患。為了確保居民家中水質(zhì)合格,必須使水中余氯達(dá)到相應(yīng)水平,水廠采用了10%的次氯酸鈉溶液作為消毒劑,并進(jìn)行主體水中余氯衰減測試,根據(jù)出廠水到達(dá)用水家中時(shí)間等因素,確定出廠水余氯投加量,通過管網(wǎng)末端余氯監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行反饋控制,較好地實(shí)現(xiàn)了農(nóng)村地區(qū)樹狀管網(wǎng)余氯的控制,確保了水質(zhì)合格。

3.1測算出廠水抵達(dá)用戶時(shí)間根據(jù)上表可以可以看出,多數(shù)用戶都分布在供水72小時(shí)區(qū)域內(nèi),5#片區(qū)由于暫時(shí)沒有企業(yè)用戶,用水水量很小,出廠水抵達(dá)用戶家中在72~160小時(shí)。考慮到既要保證末端水余氯含量達(dá)標(biāo),又要兼顧近處用戶口感,我們確定將確保出廠水余氯在96小時(shí)內(nèi)能夠達(dá)到要求的0.05mg/L的標(biāo)準(zhǔn),對5#片區(qū)采用定期排放管網(wǎng)末端水的辦法。

3.2測定主體水中余氯衰減期,確定管網(wǎng)末端余氯要求為加強(qiáng)消毒藥劑的投加科學(xué)性,滿足管網(wǎng)水余氯要求,保證水質(zhì)安全,指導(dǎo)生產(chǎn)運(yùn)行,特做主體水中余氯衰減測定實(shí)驗(yàn)。考慮溫度影響因素,測定不同溫度下實(shí)際出廠水余氯衰減期,對余氯控制起著指導(dǎo)性分析作用。最終確定滿足管網(wǎng)末端余氯要求,水溫在25℃時(shí),出廠余氯在2.0mg/L左右;水溫在20℃時(shí),出廠余氯在1.5mg/L左右;水溫在5℃~15℃,出廠余氯在1.0mg/L左右。

3.3通過管網(wǎng)余氯采集點(diǎn),反饋控制出廠水余氯濃度管網(wǎng)水質(zhì)監(jiān)測是評價(jià)供水水質(zhì)特性的重要參數(shù),是對水質(zhì)要求是否符合標(biāo)準(zhǔn)的最后把關(guān)。為此,我們由5大片區(qū)設(shè)置了三個(gè)管網(wǎng)水樣采測點(diǎn),初期每天檢測一次,在掌握規(guī)律后,每周檢測一次。管網(wǎng)水檢測點(diǎn)與出廠水監(jiān)測形成雙重的水質(zhì)監(jiān)測,更加全面、動態(tài)掌控供水水質(zhì)變化,更加動態(tài)控制管網(wǎng)余氯。通過管網(wǎng)采樣數(shù)據(jù),還能夠進(jìn)一步改善供水質(zhì)量,完善供水體系。

4結(jié)論

通過最初的測算出廠水抵達(dá)用戶的時(shí)間,到余氯衰減期的實(shí)驗(yàn)確定出廠水余氯的標(biāo)準(zhǔn),再到末端管網(wǎng)水質(zhì)監(jiān)測,這一系列的措施從各個(gè)環(huán)節(jié)上加強(qiáng)遠(yuǎn)距離供水管網(wǎng)余氯控制,并最終保障供水水質(zhì)安全達(dá)標(biāo),使用戶更加放心的使用水源。