二氧化氯消毒设备在供水加压站中的应用

1  概述

天津开发区（以下简称开发区）位于渤海之滨，占地41平方公里，是1984年12月国务院批准成立的14个国家级开发区之一。为确保区域安全供水和优化投资服务环境，开发区建有独立的供水系统，其净水厂的处理能力为15万吨/日，一、二加压站的储水能力分别为0.5和2万吨。开发区净水厂投产前，由塘沽水源五厂负责供给开发区全部用水，两个加压站起着日常增压和事故供水的作用；开发区净水厂投产后，其主要作用为高峰调节和事故供水另外二站还负责向邻近的保税区供水。

2  增设消毒设备的重要性和必要性

开发区净水厂投产前，由于日常增压和事故供水的需要，加压站水泵开启较频繁，持续运行时间也较长，水在清水池中的停留时间较短，一般两日为一个周期，水中余氯损失也较小，均符合规定值≥0.05mg/L的要求，因此两个加压站一直没有设消毒设备。开发区净水厂投产后，加压站水泵开启频次和持续运行时间都明显减少，水在清水池中的停留时间相对较长，水中余氯损失也较大。因此为确保供水水质符合国家现行标准的要求，加压站增设消毒设备就显得尤为重要。

2.1  为降低供水电耗和成本加压站需要增设消毒设备

从近几年加压站的运行情况看，清水池储水一周更换一次便可起到调峰和事故供水的作用。但实际上为了保证清水池水的余氯符合规定要求，必须增加加压站水泵的开启频次和持续运行时间，使清水池内的水流动和实现换水（约3天更换一次）。同时净水厂出水经加压站清水池泄压储存后，又通过加压站水泵提升送至管网，此泄压和提升过程造成了电能的浪费，加压站水泵开启越频繁、持续时间越长，这种能量浪费就越明显。如果增设消毒设备，以调峰和事故供水的需要控制加压站水泵的运行，清水池换水时间可延长到一周左右更换一次，节能降耗效果明显。以两个加压站均增设二氧化氯消毒设备计算，其供水成本按0.04元/吨，则每年所需成本为（20000+5000） 0.04×5×12 = 60000元。所节电费减去消毒设备供水成本119250-60000= 59250元，即为两个加压站每年可节约的供水费用。下表列出了加压站增设消毒设备前后的能耗比较情况。

增设消毒设备前后的能耗比较表

2.2 为降低出厂水余氯需要增设消毒设备

确保加压站清水池余氯符合规定要求的另一个办法是增加净水厂出厂水的余氯，通过在消毒处理环节增加投氯量来实现。下表为2001年出厂水和部分管网点余氯检测情况，其中出厂水余氯一般为0.5-1.0 mg/L。可以看出，出厂水余氯虽然符合标准值≥0.3mg/L的要求，但高出标准值的幅度较大，导致距离净水厂较近用户的水中余氯偏高，经常有就近企业打来电话反映此种情况，特别是那些需要对自来水再进行膜净化的企业（如顶津、富士通天、国华能源）反映更强烈，不仅造成了氯的浪费，更重要的是直接影响了供水水质。加压站增设消毒设备后，可根据整个供水管网检测点的余氯情况，适当降低滤后余氯和出厂水余氯，预计出厂水余氯可控制在0.3-0.7mg/L。因此从改善供水水质、降低氯耗角度讲，加压站增设消毒设备更为合理和有效。

2001年生产过程及部分管网点余氯检测值表    单位：mg/L

2.3 为确保向保税区供水水质需要增设消毒设备

预计从2004年初开始，开发区将负责向保税区供水，初期供水量为300米³/小时左右。从上面“余氯检测值表”中可以看出，在二站不增设消毒设备的情况下，由于其清水池容积较大（20000米³），加上整个供水管线的延长，为满足向保税区供水的管网末梢余氯值≥0.05mg/L，要么增加二站水泵的运行时间，要么再加大出厂水的余氯量，前者会造成电能的浪费，后者则对整个供水管网的水质极为不利。因此为确保向保税区提供安全可靠的供水，在二站增设消毒设备是非常合理且行之有效的方法。

2.4 为改善起步区供水水质需要增设消毒设备

第一加压站服务的起步区特别是生活区的供水管网已使用十多年，采用的管材都是灰口铸铁管。由于管道内壁锈蚀较严重已明显影响了管网水质，用户经常来电反映水质不好问题，特别是在夏季有的小区存在个别水样细菌超标的现象，其原因除了与管材及使用年限有关外，与第一加压站出水的余氯量偏低密不可分。从上面“余氯检测值表”中也不难看出，起步区供水“欣园检测点”的余氯值明显偏低。因此我们认为一方面要加强对这部分管网的改造，另一方面更有必要在一站安装消毒设备。

从以上节约能源、降低氯耗、改善供水管网水质等几方面的分析，在第一、二加压站增设消毒设备是非常必要的，对平衡整个开发区供水管网的水质起着极重要的作用。

3  消毒设备的选型

3.1 常用消毒剂的综合比较

国内外关于水处理消毒剂的研究表明，理想的消毒剂应具有杀菌广普、有效浓度低、作用速度快、性质稳定、易溶于水、毒性低、无腐蚀性、可低温条件使用、不易受物理化学因素影响、无色无臭无味、易于去除残留物、使用无危险、价格低廉、易于运输等特性。目前给水处理常用的消毒方法主要有液氯消毒、二氧化氯消毒、臭氧消毒、紫外线消毒和氯胺消毒，其中二氧化氯消毒法以其高效快速的杀菌效果、安全无毒、对人体无副作用、自动化程度高、运行费用低等诸多特点，成为目前国际上公认的新一代消毒处理方法而被广泛采用。因此通过对各种消毒方法的性价比较，确定在第一、二加压站各设一套二氧化氯消毒设备。

常用几种消毒剂综合比较表