摘要：最近幾年，某水司制水生產(chǎn)每逢春季2--5月份，經(jīng)常有水廠反映“加氯機(jī)已經(jīng)全部打開(kāi)，投加能力已經(jīng)達(dá)到最大，但出廠水總余氯仍然達(dá)不到控制要求，投加的氯都不知道那里去了，似乎進(jìn)了一個(gè)無(wú)底洞!”。這種情況會(huì)持續(xù)十來(lái)天，通常還會(huì)伴隨有濾池堵塞、反沖洗周期縮短等 問(wèn)題 。這種情況大家以前都沒(méi)有處理過(guò)，更不明原因，一時(shí)找不到對(duì)策。今年三月份以來(lái)，情況尤其為突出。

關(guān)鍵詞：制水 高氯耗 問(wèn)題 原因 機(jī)理 對(duì)策 研究

一 當(dāng)前的水質(zhì)問(wèn)題

最近幾年，某水司制水生產(chǎn)每逢春季2--5月份，經(jīng)常有水廠反映“加氯機(jī)已經(jīng)全部打開(kāi)，投加能力已經(jīng)達(dá)到最大，但出廠水總余氯仍然達(dá)不到控制要求，投加的氯都不知道那里去了，似乎進(jìn)了一個(gè)無(wú)底洞!”。這種情況會(huì)持續(xù)十來(lái)天，通常還會(huì)伴隨有濾池堵塞、反沖洗周期縮短等問(wèn)題。這種情況大家以前都沒(méi)有處理過(guò)，更不明原因，一時(shí)找不到對(duì)策。今年三月份以來(lái)，情況尤其為突出，具體有以下情況或特點(diǎn)：

D水廠——濾池發(fā)生堵塞現(xiàn)象，氯耗很大，加氯已達(dá)到4kg/千方水的最大限，但出廠水總余氯卻達(dá)不到控制要求，投進(jìn)的氯都不見(jiàn)了;

C水廠——氯耗量過(guò)大，石灰消耗過(guò)大， 目前 石灰投加能力已用盡，但出廠水PH值仍然達(dá)不到7.0的公司要求，3月7日水廠在線儀表顯示和化驗(yàn)室測(cè)定值為6.59。

M水廠——一兩個(gè)星期來(lái)水廠在線儀表和化驗(yàn)室比色測(cè)試的結(jié)果有很大差異;

B水廠——經(jīng)常發(fā)生濾池堵塞現(xiàn)象，氯投不進(jìn)，出廠水總余氯上不去，而且發(fā)現(xiàn)在線余氯測(cè)定儀和實(shí)驗(yàn)室比色測(cè)定有很大偏差。

二 水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的比較與 分析

我們接到公司的任務(wù)后立即異型了調(diào)查和研究。

比較了1--3月份監(jiān)測(cè)站水質(zhì)監(jiān)測(cè)的 歷史 數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)原水水質(zhì)出現(xiàn)顯著惡化，尤其表現(xiàn)的氨氮、硝酸鹽氮和亞硝酸鹽氮等指標(biāo)上，顯著富營(yíng)養(yǎng)化十分嚴(yán)重。而隨著氣溫的回暖、春天的來(lái)臨，亞硝酸鹽氮顯著增加。附表1列出了各水廠1--3月份水質(zhì)的具體數(shù)據(jù)。

A、1--3月份，原水氨氮都很高，超過(guò)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)2--3倍：

　  

1月	1.55	1.67	1.18
2月	1.22	1.57	0.66
3月	0.98	1.46	0.56

B、1月份原水和出廠水的亞硝酸鹽氮都很低，出廠水未超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)，2、3月份原水和出廠水的亞硝酸鹽氮都很高，最大超過(guò)歐共體飲用水標(biāo)準(zhǔn)達(dá)30倍以上，超過(guò)國(guó)家地面水標(biāo)準(zhǔn)達(dá)8倍以上：

　 　  

1月	原水	0.053	0.091	0.034
	出廠水	0.012	0.018	0.002
2月	原水	0.34	0.642	0.116
	出廠水	0.283	0.52	＜0.001
3月	原水	0.401	0.880	0.004
	出廠水	0.345	0.640	0.007

C、1月和2--3月份，氨氮、亞硝酸鹽氮和硝酸鹽氮，三氮的相互轉(zhuǎn)化和歸趨出現(xiàn)了不同的 規(guī)律 和方向，預(yù)示著原水水質(zhì)的顯著變化和各水廠制水條件的差異。

1月份，各水廠氨氮制水前后基本不變，亞硝酸鹽氮出廠水比原水的低，而氨氮、硝酸鹽氮出廠水比原水的高，表明經(jīng)過(guò)制水過(guò)程后亞硝酸鹽氮轉(zhuǎn)化成氨氮或硝酸鹽氮。

亞硝酸鹽氮：

原水（mgN/L)	0.079	0.068	0.045	0.122	0.05
出廠水（mgN/L)	0.031	0.027	0.022	0.006	0.019

硝酸鹽氮： 　    

原水（mgN/L)	0.9	1.1	1.0	1.7	1.0
出廠水（mgN/L)	1.0	1.0	1.2	1.9	1.1

氨氮：

原水（mgN/L)	1.67	1.67	1.6	1.18	1.62
出廠水（mgN/L)	1.76	1.81	1.68	1.06	1.75

但到2月份，情況卻發(fā)生了變化，S水廠、C水廠仍基本維持以上的規(guī)律，而且亞硝酸鹽氮去除得很徹底，而D水廠、M水廠相反，亞硝酸鹽氮和硝酸鹽氮出廠水都比原水的高，氨氮卻顯著減少，表明經(jīng)過(guò)制水過(guò)程后氨氮轉(zhuǎn)化成了亞硝酸鹽氮和硝酸鹽氮。

亞硝酸鹽氮：

原水（mgN/L)	0.116	0.480	0.642	0.122
出廠水（mgN/L)	0.466	0.53	0.115	＜0.001	0.119

硝酸鹽氮：

原水（mgN/L)	1.1	1.5	1.5	2.63
出廠水（mgN/L)	1.6	1.9	2.1	2.6	1.8

氨氮: D水廠M水廠C水廠S水廠B水廠

原水（mgN/L)	1.57	1.43	1.24	0.66
出廠水（mgN/L)	1.1	0.52	1.24	0.56	1.74

D、與其他四個(gè)水廠形成鮮明對(duì)照的是，S水廠水質(zhì)一支獨(dú)秀，1--3月份亞硝酸鹽氮未見(jiàn)超標(biāo)，很值得進(jìn)一步深入研究。

(估計(jì)有下列因素：自有水庫(kù)緩沖、吸收、轉(zhuǎn)化;老虎坳原水較好;S水廠小氣候偏冷，以及山水作用;持續(xù)約半年的強(qiáng)氯消毒(出廠水總余氯經(jīng)常>2.2mg/L)。

E、三月份監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示大部分水廠的管網(wǎng)水的亞硝酸鹽氮比出廠水的有很大的增加，顯示硝化反應(yīng)在管道內(nèi)繼續(xù)進(jìn)行。

　  

出廠水（mgN/L)	0.007	0.152	0.192
管網(wǎng)水（mgN/L)	0.019	0.476	0.532

最嚴(yán)重者當(dāng)屬B水廠，二月份：出廠水0.119，管網(wǎng)水0.84，升高八倍。

F、藻類

藻類2月份比1月份增加1--7倍。目前算中等程度嚴(yán)重。

(100萬(wàn)單位以下為一般，1億以上屬極其嚴(yán)重)。

一月	5.9	6.9	6.2	12.0	6.7	7.54
二月	10.8	18.0	42.0	28.1	5.39	30.5

2、C水廠3月6日對(duì)制水過(guò)程的亞硝酸鹽氮進(jìn)行了專門(mén)檢測(cè)，獲得的數(shù)據(jù)如下：

（東）

（西）

　       

亞硝酸鹽氮   （mgN/L)	0.241	0.167	0.203	0.311	0.359	0.220

可見(jiàn)經(jīng)過(guò)濾池后，亞硝酸鹽氮顯著增加。

3、D水廠3月6日對(duì)制水過(guò)程的PH、余氯、氨氮、亞硝酸鹽氮進(jìn)行了專門(mén)檢測(cè)，獲得的數(shù)據(jù)如下：

（未投氯氨）

（投氯氨后）

PH值	7.4	7.7	8.6	8.3	7.2
余氯（mg/L)		1.7	1.2	0.9	0.9	1.1
氨氯（mgN/L)	1.67	1.57	1.51	1.27	1.26	1.00
亞硝酸鹽氮（mgN/L)	0.127	0.013	0.022	0.14	0.34	0.556

可見(jiàn)經(jīng)濾池后，亞硝酸鹽氮顯著增加。

三 當(dāng)前水質(zhì) 問(wèn)題 的實(shí)質(zhì)與機(jī)理

建設(shè)部“城鎮(zhèn)水廠運(yùn)行規(guī)范”[1]中規(guī)定氨氮不得超過(guò)0.5mgN/L，是反映水體營(yíng)養(yǎng)化的指標(biāo)之一，越高，則水體富營(yíng)養(yǎng)化越嚴(yán)重。

而亞硝酸鹽氮?jiǎng)t是一種被證實(shí)為會(huì)引發(fā)癌癥和兒?jiǎn)胃哞F癥等疾病的物質(zhì)， 目前 我國(guó)飲用水標(biāo)準(zhǔn)中未規(guī)定限制指標(biāo)，國(guó)家地面水標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定不大于0.1mgN/L。歐共體飲用水標(biāo)準(zhǔn)[2]規(guī)定生活飲用水不高于0.03mgN/L。

硝酸鹽氮——國(guó)家規(guī)定不大于20mgN/L。

現(xiàn)在部分水廠生產(chǎn)中遇到的問(wèn)題就是最近幾年來(lái)每逢春季都會(huì)出現(xiàn)的所謂“氯加不進(jìn)”，“加氯機(jī)全部開(kāi)盡，但余氯仍提不上去”，“不知氯跑到哪里去”的問(wèn)題，其實(shí)質(zhì)是：并不是加不進(jìn)氯，而是加入的氯被水體及制水構(gòu)筑物中的某些物質(zhì)“吃掉”，消耗了。

根據(jù)化驗(yàn)中心已歷時(shí)2年的 研究 以及參閱的有關(guān) 文獻(xiàn) 分析 ，發(fā)現(xiàn)制水過(guò)程中“吃掉”氯的最嚴(yán)重地點(diǎn)在濾池，而濾池中的最大的罪魁禍?zhǔn)缀芸赡芫褪窍跛峋蛠喯跛峋�。因�(yàn)樵跒V池中發(fā)現(xiàn)了大量的亞硝酸菌和硝酸菌，在氯化條件、適宜的溫度和PH等環(huán)境下，嚴(yán)硝酸菌將氨氧化為亞硝根，硝酸菌將亞硝酸根氧化為硝酸根：

亞硝酸根菌

2NH————→2NO

硝酸菌

2NO————→2NO

此反應(yīng)需消耗氧化劑，其中間產(chǎn)物是亞硝酸根，最終產(chǎn)物是硝酸根，若第二步反應(yīng)來(lái)不及或因某種原因進(jìn)行不順利，則將得到更多的中間產(chǎn)物NO。

濾池中的氯，是通過(guò)以下反應(yīng)消耗的：

Cl+NO+2OH—→NO+CL+HO。

硝化細(xì)菌最適宜的生長(zhǎng)溫度是25--35度，當(dāng)溫度低于5度時(shí)，硝化繼菌的生活幾乎停止。這可解釋為什么冬天不會(huì)發(fā)生這種問(wèn)題。

另外，今年2月底3月初，D水廠泵站加氯量為1.5kg/千方水，C水廠和M水廠使用D水廠水，到廠原水余氯仍有0.1--0.3mg/L。說(shuō)明輸水管內(nèi)原水耗氯活動(dòng)不顯著。也就說(shuō)原水的氯耗并不大。

在3--4月間，監(jiān)測(cè)站曾在B水廠制水流程上選點(diǎn)檢測(cè)余氯的變化，有以下數(shù)據(jù)：

配水井	濾前水	濾后水	出廠水
0.1	1.2	0.3	0.6

發(fā)現(xiàn)濾池耗氯非常大，說(shuō)明“吃氯”的最主要地點(diǎn)是在濾池�，F(xiàn)在水廠遇到的上述問(wèn)題，還只是個(gè)開(kāi)始，預(yù)測(cè)隨著氣溫的進(jìn)一步上升，生物及微生物活動(dòng)將更加活躍，上述問(wèn)題將會(huì)越來(lái)越嚴(yán)重，并將在3--5月份內(nèi)持續(xù)。請(qǐng)各水廠提高警惕，進(jìn)一步采取相應(yīng)措施，探索各種 方法 和經(jīng)驗(yàn)，力爭(zhēng)將 影響 降低到最低限度，并力爭(zhēng)形成一套適合自身特色的有效經(jīng)驗(yàn)，將生產(chǎn)管理提高到一個(gè)新的水平。

四 可能的措施及對(duì)策

液氯消毒不是氨氮轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽氮的直接原因。氨氮轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽氮的過(guò)程很可能微生物過(guò)程。

4月份對(duì)B水廠原水、濾前水、濾后水、出廠水的某次測(cè)定中，發(fā)現(xiàn)含有大量的硝化細(xì)菌：

原水	濾前水	濾后水	出廠水
1500--11000	250--4500	40--2500	15--95

若濾前投加氯足夠大，則能部分氧化有機(jī)物，殺死硝化細(xì)菌等微生物，使得硝化過(guò)程不能完成，從而就不會(huì)造成出廠水亞硝酸鹽氮的增加。

我們可以采取的措施有下列幾點(diǎn)：

1、應(yīng)逐步增加D水廠泵站的前加氯量，以抑制原水管道內(nèi)藻類、細(xì)菌等微生物的生長(zhǎng)。

2、水廠應(yīng)多翻洗濾池，并加入漂白粉或過(guò)量氯浸泡，消毒滅菌。

3、水廠加氯量應(yīng)盡量后移，更集中地將氯加在濾池前。有利于濾池常期保持較強(qiáng)的殺菌消毒能力，抑制細(xì)菌等微生物在濾池的生長(zhǎng)繁衍。

4、加強(qiáng)原水的保護(hù)，防止原水的富營(yíng)養(yǎng)化。

五 其他問(wèn)題與對(duì)策

1、石灰耗量增大的問(wèn)題

經(jīng)分析，制水過(guò)程有以下三大因素產(chǎn)生H，或需要OH，即消耗石灰。

A、堿鋁的混凝反應(yīng)過(guò)程需消耗OH，使PH降低;

B、某些氯消毒過(guò)程產(chǎn)生H;

C、硝化反應(yīng)產(chǎn)生H，研究發(fā)現(xiàn)14mg/LNH-N轉(zhuǎn)化為硝酸氮將要消耗120mg/L的碳酸鈣。

經(jīng)測(cè)試：進(jìn)濾池水PH=10.12，出濾池水PH=7.6。

2、預(yù)計(jì)，現(xiàn)在水廠遇到的上述問(wèn)題，還只是個(gè)開(kāi)始，預(yù)測(cè)隨著氣溫的進(jìn)一步上升，生物及微生物活動(dòng)將更加活躍，上述問(wèn)題將會(huì)越來(lái)越嚴(yán)重，并將在3--5月份內(nèi)持續(xù)。此外，還將遇到藻類增加使濾池堵塞，產(chǎn)水量降低的問(wèn)題;臭和味的問(wèn)題;紅蟲(chóng)的問(wèn)題等。請(qǐng)各水廠務(wù)須提高警惕，進(jìn)一步采取得力措施。

3、在線余氯測(cè)定儀、OT目視比色和便攜式余氯測(cè)定儀的比對(duì)測(cè)定中存在著異問(wèn)題的原因及解決辦法。

這幾種余氯的測(cè)定方法都是我們?cè)谒畯S水質(zhì)監(jiān)測(cè)中現(xiàn)行普遍采用的方法，他們各自對(duì)余氯有差異的原因主要在于這些儀器測(cè)定原理、穩(wěn)定性、受干擾性和適用水體的不合等不同而引起的。

在線余氯測(cè)定儀是進(jìn)口美國(guó)HACH公司的，是采用 電子 化學(xué)探頭來(lái)進(jìn)行檢測(cè)的，由于探頭的膜容易污染或吸附微生物并生長(zhǎng)，因此不太穩(wěn)定，需要經(jīng)常的校正和清洗。

OT目視比色法測(cè)定余氯，對(duì)于深圳的水體，曾經(jīng) 應(yīng)用 得很好，但這個(gè)方法已經(jīng)證實(shí)受很多物質(zhì)的干擾，特別是亞硝酸鹽的干擾，從而使得測(cè)定不準(zhǔn)確，誤差大。當(dāng)亞硝酸鹽氮大于0.5mgN/L時(shí)，這個(gè)方法的誤差太大了，達(dá)到了100%。隨著原水污染的逐年加劇，深圳原水的亞硝酸鹽氮已經(jīng)開(kāi)始長(zhǎng)期大于0.5mgN/L，因此這個(gè)方法已經(jīng)不可以使用，需要淘汰。

便攜式余氯測(cè)定儀是我們監(jiān)測(cè)站從美國(guó)HACH公司進(jìn)口的，干擾少，精度高、準(zhǔn)確度高，對(duì)亞硝酸鹽氮的耐受力達(dá)到2.0mgN/L經(jīng)過(guò)我們測(cè)試后覺(jué)得十分適合深圳的水體。因此建議全公司各級(jí)單位對(duì)余氯的測(cè)定都統(tǒng)一到以便攜式余氯測(cè)定儀的測(cè)定為基準(zhǔn)，馬上給各水廠配備便攜式余氯測(cè)定儀，淘汰PT目視比色法，用便攜式余氯測(cè)定儀來(lái)對(duì)在線余氯測(cè)定儀進(jìn)行校對(duì)，從而解決這個(gè)不同方法、儀器測(cè)定的差異問(wèn)題。

附表：有關(guān)水質(zhì)數(shù)據(jù)。

一、D水廠

一月（1-29-97）	原水	1.67	1.20	0.064
	出廠水	1.76	1.25	0.016
	管網(wǎng)水	1.60	1.40	0.097
二月（2-26-97）	原水	1.57	1.1	0.116
	出廠水	1.10	1.55	0.466
	管網(wǎng)水	0.73	2.00	0.65
三月（3-5-97）	原水	1.46	0.9	0.134
	出廠水	0.96	1.2	0.539
	管網(wǎng)水	0.81	1.5	0.454

二、C水廠

一月（1-29-97）	原水	1.60	1.30	0.035
	出廠水	1.68	1.4	0.012
	管網(wǎng)水	1.60	1.40	0.097
二月（2-26-97）	原水	1.24	1.1	0.642
	出廠水	1.54	1.55	0.115
	管網(wǎng)水	0.93	2.00	0.53
三月（3-5-97）	原水	0.87	1.0	0.772
	出廠水	0.41	1.8	0.640
	管網(wǎng)水	0.26	1.8	0.518

三、S水廠

（mg/L)

（mg/L)

（mg/L)

一月（1-29-97）	原水	1.18	1.70	0.091
	出廠水	1.06	1.90	0.002
	管網(wǎng)水	1.13	1.80	0.002
二月（2-26-97）	原水	0.66	2.6	0.122
	出廠水	0.56	2.6	＜0.001
	管網(wǎng)水	0.56	2.6	＜0.001
三月（3-5-97）	原水	0.56	2.0	0.004
	出廠水	0.47	1.9	0.007
	管網(wǎng)水	0.59	1.9	0.019

四、M水廠

（mg/L)

（mg/L)

（mg/L)

一月（1-29-97）	原水	1.67	1.3	0.034
	出廠水	1.81	1.3	0.018
	管網(wǎng)水	1.67	4.8	0.031
二月（2-26-97）	原水	1.43	1.5	0.48
	出廠水	0.52	1.9	0.53
	管網(wǎng)水	0.22	2.3	0.47
三月（3-5-97）	原水	0.61	1.1	0.880
	出廠水	0.53	2.0	0.152
	管網(wǎng)水	0.26	2.0	0.476

五、B水廠

（mg/L)

（mg/L)

（mg/L)

一月（1-29-97）	原水	1.62	1.3	0.039
	出廠水	1.75	1.4	0.006
	管網(wǎng)水	1.32	1.5	0.294
二月（2-26-97）	原水
	出廠水	1.74	1.8	0.119
	管網(wǎng)水	0.41	2.0	0.84
三月（3-5-97）	原水	1.38	1.0	0.216
	出廠水	1.38	1.3	0.192
	管網(wǎng)水	0.28	1.9	0.532

參考 文獻(xiàn)

[1]建設(shè)部，《城鎮(zhèn)水廠運(yùn)行規(guī)范》， 中國(guó) 建筑 工業(yè) 出版社，1993年。

[2]汪光燾，等。城市供水行業(yè)2000年技術(shù)進(jìn)步 發(fā)展 規(guī)劃，中國(guó)建設(shè)工業(yè)出版社，1993年。