我國水廠應(yīng)用二氧化氯主要采用二氧化氯與氯混合消毒發(fā)生器和純二氧化氯消毒劑發(fā)生器2類，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，混合發(fā)生器占比約87%，以氯酸鹽法為主。在原水水質(zhì)穩(wěn)定且二氧化氯消耗量低于 1m g/L時(shí)，基本不存在無機(jī)副產(chǎn)物超標(biāo)風(fēng)險(xiǎn)。對(duì)全國72家應(yīng)用二氧化氯的中小水廠調(diào)研結(jié)果顯示，約20%水化，主要是應(yīng)對(duì)高鐵錳、高藻等原水水質(zhì)問題，實(shí)際使用中均能有效控制出廠水常規(guī)指標(biāo)，但由于缺乏二氧化氯及其副產(chǎn)物的檢測(cè)能力，實(shí)際水廠二氧化氯預(yù)氧化應(yīng)用中副產(chǎn)物風(fēng)險(xiǎn)少有實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，僅從二氧化氯發(fā)生器原料消耗量、二氧化氯投加量進(jìn)行估算，中小水廠中二氧化氯預(yù)氧化的副產(chǎn)物風(fēng)險(xiǎn)較高，對(duì)高純二氧化氯預(yù)氧化主要集中在亞氯酸鹽超標(biāo)風(fēng)險(xiǎn)，混合二氧化氯預(yù)氧化，因使用氯酸鹽作為原料，反應(yīng)及分離條件不佳時(shí)，則可能存在氯酸鹽、亞氯酸鹽的雙重超標(biāo)風(fēng)險(xiǎn)。              

         掌握亞鐵鹽去除亞氯酸鹽單因素的最適范圍和影 響規(guī)律，設(shè)計(jì)響應(yīng)曲面法分析因子交互作用，并對(duì)最佳工藝運(yùn)行條件進(jìn)行預(yù)測(cè)和驗(yàn)證。根據(jù)實(shí)際效果和經(jīng)濟(jì)性考慮，推薦采用七水合硫酸亞鐵。

利用亞鐵鹽的還原作用去除亞氯酸鹽，二氧化氯投加 15 min 后投加亞鐵鹽，亞鐵鹽(質(zhì)量以亞鐵離子計(jì))與二氧化氯投加比為1.8~2.3，亞鐵鹽投加量不超過7mg/L，以保總鐵達(dá)標(biāo)。采用亞鐵鹽的同時(shí)，優(yōu)化混凝劑投加量，強(qiáng)化對(duì)副產(chǎn)物亞氯酸鹽的去除作用，PAC與亞鐵鹽投加比例為1：1時(shí)，效果最佳。上述條件下反應(yīng)1min，亞氯酸鹽去除率約98%。

應(yīng)用前后過程水微生物及副產(chǎn)物情況

1)微生物

技術(shù)應(yīng)用前后原水微生物雖然略有波動(dòng)，出廠水菌落總數(shù)、總大腸菌群均未檢出，說明工程所采取的相關(guān)技術(shù)對(duì)保障飲用水的微生物安全沒有影響。

2)亞氯酸鹽

亞氯酸鹽在預(yù)氧化藥劑二氧化氯投加后出現(xiàn)，沉后基本無去除，沉后亞氯酸鹽的量，與投加二氧化氯量相關(guān)。過濾對(duì)亞氯酸鹽有部分去除效果，技術(shù)應(yīng)用后改造為炭砂濾池后，亞氯酸鹽去除效果顯著增加，目前主要是活性炭去除。應(yīng)用前亞氯酸鹽去除率為23%~27%；而應(yīng)用后平均去除率達(dá)85%，去除率與活性炭運(yùn)行時(shí)間和沉后亞氯酸鹽濃度相關(guān)，濃度越低去除率越高，基本0.4mg/L 以下亞氯酸鹽可去除至0.02mg/L，活性炭運(yùn)行時(shí)間越短，去除率越高。按照一般沉后亞氯酸鹽濃度和其吸附飽和量等計(jì)算活性炭層厚度，可至少維持5年左右亞氯酸鹽較高的去除效果。

管網(wǎng)末梢水中亞氯酸鹽略有降低，結(jié)合濾后余二氧化氯基本低于檢出限，后續(xù)無亞氯酸鹽進(jìn)一步生成，而因采用次氯酸鈉主消毒，可能存在部分亞氯酸鹽轉(zhuǎn)化為氯酸鹽，從結(jié)果分析，轉(zhuǎn)化率低于 15%。出廠水及管網(wǎng)末梢水的亞氯酸鹽平均濃度技術(shù)應(yīng)用前為 0.14、0.15 mg/L, 應(yīng)用后為0.023、0.018 mg/L。

3)氯酸鹽

氯酸鹽在預(yù)氧化藥劑二氧化氯投加后出現(xiàn)，沉后略有升高，整體變化不大。過濾后氯酸鹽相較沉后略有增加，技術(shù)應(yīng)用后改造為炭砂濾池后，氯酸鹽增加比例降低，應(yīng)用前增長率為 7%~16%，應(yīng)用后為0%~13%，應(yīng)用后前3 個(gè)月氯酸鹽基本無增加，后3個(gè)月濾后氯酸鹽增加約 10%，可能與活性炭運(yùn)行性能等相關(guān)，與實(shí)驗(yàn)室開展長期運(yùn)行試驗(yàn)結(jié)果類似。因氯酸鹽在后續(xù)水處理中無法經(jīng)濟(jì)、有效去除，需要長期觀測(cè)氯酸鹽的增長率變化情況。

4)氯代消毒副產(chǎn)物

技術(shù)應(yīng)用前，出廠水及管網(wǎng)末梢水三氯乙醛濃度范圍為1.5~2.9μg/L，三氯甲烷、二氯乙酸、三氯乙酸濃度范圍為5.0~9.0μg/L，其他氯代副產(chǎn)物接近檢出限或未檢出。因采用二氧化氯預(yù)氧化效果較好，后續(xù)次氯酸鈉消毒投加量不大，除三氯乙醛、三氯甲烷外，其他氯代消毒副產(chǎn)物過程水樣中基本處于未檢出，   三氯乙醛出廠水和管網(wǎng)末梢水技術(shù)應(yīng)用后在1.5μg/L以下，其他氯代副產(chǎn)物一般在未檢出至9μg/L 之間，在原水水質(zhì)變化情況下，各氯代副產(chǎn)物濃度穩(wěn)定在低值。三氯甲烷、二氯乙酸、三氯乙酸技術(shù)應(yīng)用前后濃度。

4 結(jié)論

1)針對(duì)二氧化氯預(yù)氧化副產(chǎn)物風(fēng)險(xiǎn)較高的問題，結(jié)合鹽田區(qū)直飲水工程建設(shè)目標(biāo)，重點(diǎn)研發(fā)并應(yīng)用了活性炭去除亞氯酸鹽控制技術(shù)，儲(chǔ)備亞鐵鹽去除亞氯酸鹽應(yīng)急技術(shù)，并采取提高二氧化氯利用率的簡單措施。

2)僅活性炭去除亞氯酸鹽技術(shù)應(yīng)用，亞氯酸鹽平均去除率由 25%提升至85%，且氯酸鹽增長率較應(yīng)用前略有降低，最高達(dá)到 13%；試驗(yàn)條件下僅亞鐵鹽應(yīng)急投加技術(shù)，亞鐵鹽與二氧化氯投加比為 1.8~2.3時(shí)，亞氯酸鹽去除率可達(dá) 90%以上，應(yīng)用中確保亞鐵鹽投加量不超過 7 mg/L，以免總鐵超標(biāo)。

3)在技術(shù)應(yīng)用后水質(zhì)比應(yīng)用前較差的情況下，應(yīng)用后菌落總數(shù)和總大腸菌群均未檢出，且亞氯酸鹽、氯酸鹽均穩(wěn)定降至0.3mg/L 以下，保障了微生物和副產(chǎn)物的雙重安全。

4)技術(shù)應(yīng)用后，水廠運(yùn)行穩(wěn)定，管網(wǎng)末梢水106 項(xiàng)指標(biāo)均滿足國標(biāo)要求，技術(shù)應(yīng)用不會(huì)對(duì)綜合水質(zhì)造成不良影響。

5)后續(xù)運(yùn)行中，還需持續(xù)關(guān)注活性炭性能變化及對(duì)亞氯酸鹽、氯酸鹽控制效果；在預(yù)氧化階段亞氯酸鹽濃度大于 0.5mg/L時(shí)，聯(lián)合亞鐵鹽應(yīng)急投加技術(shù)的有效、穩(wěn)定及經(jīng)濟(jì)性。