余氯在二次供水停留时间上的影响

来源:http://www.shuizhifenxi.com/ 作者:余氯检测仪 时间:2018-07-26

  关键词:二次供水 停留时间 余氯 耗氧量 菌落总数

  国内外净水厂的消毒工艺通常采用氯胺消毒[1]。余氯是一种仍被世界上超过80%的水厂使用着的有效的杀菌消毒手段。在供水管网及二次供水过程中,随着停留时间的延长,余氯衰减。水厂传统工艺处理加大了投氯量,以控制细菌的再生长[2]。因此,供水系统中停留时间对二次供水中余氯的影响研究具有重要的意义。该文通过模拟二次供水的储水过程,进行停留时间对二次供水中余氯产生的影响研究。

  1 试验材料和方法

  1.1 试验原水

  该实验的研究对象分别为广州市站南路X号、广州市天河区五山路X号、广州市大学城外环东路X号内的管网水,分别记为水样A1、A2、A3,其中A1、A2为普通自来水供水管网水,A3为饮用净水供水管网水。

  对水样进行采样时,为了消除管网水质采样点饮用水滞留等因素对水质的影响,因此,对管网水进行放水5 min的处理,然后再进行采样。

  1.2 二次供水模拟储水装置

  钢筋混凝土贮水池是城市中最常见的二次供水贮水设施,而且其一般设有盖板。在这个试验中我们采用的贮水装置是陶瓷耐酸缸,目的是更好地模拟实际二次供水设置情况,且更容易地进行实验,还有消除容器材质对贮水水质的影响,如图1所示。

  在洁净室内放置该实验装置,并且保持装置里的水温在21 ℃~25 ℃之间。在对水样进行采样时,首先打开阀门,放水30 s,然后取水样,严格按照《生活饮用水标准检验方法-水样的采集与保存》(GB/T5750-2006)有关规定执行对水样的采集和保存。

  1.3 测试项目与方法

  余氯的测定使用丰临科技便携式余氯测定仪(精度为0.01 mg/L);菌落总数的测定采用营养琼脂平板计数(PCA)。

  1.4 试验方法

  在3个相同的洗净陶瓷耐酸缸中,分别加入同时采集的3个不同原水水样,并将其放置在洁净实验室48 h(根据《二次供水设施卫生规范》(GB 17051-1997)5.1条规定:水箱的容积设计不得超过用户48 h的用水量)。在0~24 h内每隔4 h、在24~48 h内每隔6 h分别对3个装有不同原水的装置进行水样采集,并且对其水质进行实验分析。

  2 结果与讨论

  2.1 停留时间对二次供水中余氯的影响

  饮用水中的余氯分为自由余氯和结合氯,而总氯则是水中的自由余氯与结合氯的总称。余氯包括溶解在水中的氯气、次氯酸(HOCl)和次氯酸盐(OCl-),而结合氯指的是氨和氯结合生成的化合物。《生活饮用水卫生规范》(GB5749-2006)中规定自来水出厂水余氯不得低于0.3 mg/L,管网末梢水余氯不得低于0.05 mg/L。在饮用水的消毒中,自由余氯和结合氯发挥着重要作用,该研究对水质中总氯和自由余氯进行监测。在48 h的监测时间内,3个不同原水中的总氯和自由余氯值见图2和图3所示。

  由图2和图3可知,随着停留时间的延长,不同原水中二次供水的总氯和自由余氯值均降低。经过48 h的停留时间后,3个不同原水的总氯降至0.06 mg/L以下,其中A2、A3水样总氯降至0.05 mg/L以下,按照《生活饮用水卫生规范》(GB5749-2006)中规定,其总氯值不能达标;因为3个水样的原水水质(菌落总数、有机物含量、余氯等)不同,其自由余氯降低至低于0.05 mg/L所耗费的时间各不相同,其中A3水样花了24 h,A1水样花了40 h,而A2水样仅仅花了8 h,最终,3个水样的自由余氯值都是0.05 mg/L以下,按照《生活饮用水卫生规范》(GB5749-2006)中规定,全部不达标。由于经过长距离管网输送造成起始余氯值较低,而且A2水样水质较差,所以,其余氯较快就消耗殆尽。停留时间在0~20 h,总氯和余氯衰减速率都很快,A1、A2、A3在20 h停留时间内总氯衰减速率分别为0.0285 mg/(L・h)、0.003 mg/(L・h)、0.012 mg/(L・h),自由余氯的衰减速率分别是0.004 mg/(L・h)、0.0025 mg/(L・h)、0.0035 mg/(L・h)。3个水样总氯和自由余氯衰减速率按大小依次都是A1、A3、A2,而初始总氯或自由余氯的大小为A1>A3>A2,可见余氯的初始浓度越高,前期其衰减速率也越快。

  余氯的不断降低,一部分余氯由于灭菌而减少,另一部分则因与水中的有机物进行化学反应而被消耗,经过48 h停留后,总氯都大幅度降低,A1水样中总氯消耗了92.68%,A3水样中总氯消耗90.62%,A2水样中总氯消耗90%。

  2.2 余氯与二次供水中菌落总数的相关性研究

  菌落总数是一个表征饮用水的重要水质指标。在二次供水中,它与水温、贮水设备、耗氧量、亚硝氮、余氯、浑浊度、硝氮、氨氮等水质指标相关。二次供水中余氯会菌落总数产生影响,饮用水一般在二次供水设施中停留时间较长,期间发生了一系列生物化学反应,这样会消耗水中的余氯,细菌不断地滋生,容易造成菌落总数超标。

  通过对A1、A2、A3水样进行菌落总数的测定以及对A1、A2、A3水样中的余氯进行测定,然后收集数据,最后进行相关性分析,结果表1所示。

  A1、A2、A3水样菌落总数与余氯呈负相关关系。3个不同原水水样中的菌落总数都与余氯呈负相关关系:余氯值越高,菌落总数就越低,其中最明显为A2水样的负相关关系。余氯对微生物具有杀灭和抑制作用,因此,保持较高的余氯值,有助于控制菌落总数。

  3 结语

  (1)采集了3个不同原水二次供水48 h停留时间内水质数据;结果表明,在这48 h停留时间内,3个不同水样的总氯和自由余氯都不断地下降。

  (2)对余氯与二次供水中菌落总数进行相关性研究分析,表明菌落总数与余氯呈负相关关系,可见余氯对菌落总数的抑制作用,如,在饮用水中保持较高且处于安全范围的余氯值,有助于控制菌落总数。

  参考文献

  [1] 张永吉,周玲玲,李伟英,等.氯胺消毒给水管网中的硝化作用及其控制[J].中国给水排水,2008,24(2):6-9.

  [2] 廖静,赵新华,张寅,等.供水管网中细菌再生长影响因素的研究[J].安徽农业科学,2005,33(10):1893-1894,1898.

  [3] 王丽花,周鸿,张晓键,等.供水管网中AOC、消毒副产物的变化规律[J].中国给排水,2001,17(6):1-3.

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