清水池通風(fēng)口影響氯耗

1、清水池通風(fēng)口影響氯耗實(shí)例摘要：從我市兩個(gè)水廠的理論與實(shí)際生產(chǎn)氯耗相互矛盾出發(fā)，分析推斷江北水廠清水池通風(fēng)口揮發(fā)面積大消耗游離性余氯導(dǎo)致高氯耗；通過(guò)統(tǒng)一更換，半年多的生產(chǎn)數(shù)據(jù)表明江北水廠氯耗在更換通風(fēng)口后明顯降低，從而證明清水池通風(fēng)口也是影響氯耗的主要因素之一，進(jìn)而引出“到底多大的通風(fēng)面積是合適的?”這一問(wèn)題供大家探討。 關(guān)鍵詞：清水池通風(fēng)口 氯耗 揮發(fā)在我市江北水廠和河南岸水廠（下稱南岸水廠）的生產(chǎn)中，我們發(fā)現(xiàn)江北水廠在水源水質(zhì)、生產(chǎn)條件占優(yōu)的情況下，氯耗明顯高于南岸水廠。通過(guò)分析推斷，確認(rèn)是由于江北水廠清水池通風(fēng)口揮發(fā)面積大消耗游離性余氯造成的。2003年11月，兩個(gè)水廠的清水池通風(fēng)口進(jìn)行了

2、統(tǒng)一更換，半年多的生產(chǎn)數(shù)據(jù)表明江北水廠氯耗在更換通風(fēng)口后明顯降低。 一、兩個(gè)水廠生產(chǎn)數(shù)據(jù)顯示江北水廠氯耗比南岸水廠高 長(zhǎng)期以來(lái)兩個(gè)水廠的生產(chǎn)數(shù)據(jù)顯示，南岸水廠的總氯耗和濾后水余氯一直低于江北水廠。表一是兩個(gè)水廠2003年17月生產(chǎn)月報(bào)表統(tǒng)計(jì)，日常生產(chǎn)情況可從表二的生產(chǎn)日志上得到體現(xiàn)，它代表了2004年前兩個(gè)水廠生產(chǎn)數(shù)據(jù)關(guān)系的最普遍情況。 、表一生產(chǎn)月報(bào)表統(tǒng)計(jì)：2003年17月南岸水廠平均總氯耗是0.883Kg/dam3,而江北水廠是1.233 Kg/dam3,比南岸水廠高0.35 Kg/dam3。 、生產(chǎn)日志顯示江北水廠出廠水與濾后水余氯的差值高達(dá)0.20.3mg/l，而南岸水廠兩者之差只有0

3、.05mg/l。這表示要保證同樣的出廠水余氯，江北水廠就必須要有較高的濾后水余氯，即江北水廠從濾后水到出廠水的余氯消耗要比南岸水廠高0.2mg/l左右。 、生產(chǎn)日志還顯示兩個(gè)水廠的后氯耗基本相同，那江北水廠濾后水余氯為什么會(huì)明顯高于南岸水廠？我們分析原因有：一是江北水廠較高的前氯耗保證了濾前水余氯保持在0.1 mg/l，這個(gè)余氯與后加氯量一迭加，可使江北水廠的濾后水余氯提高0.10.2mg/l，而南岸水廠濾前水余氯一般在0.010.03 mg/l，對(duì)濾后水影響不大；二是江北水廠濾池工作條件保證了濾后水濁度優(yōu)于南岸水廠，而低濁度的水質(zhì)不但有利于消毒、防止細(xì)菌重新繁殖，還可使配水系統(tǒng)保持適當(dāng)余氯、

4、降低細(xì)菌病毒數(shù)目，相應(yīng)地提高了氯消毒的余氯值。 從數(shù)據(jù)分析、的關(guān)系中知道：前加氯與后加氯的迭加才保證了濾后水較高的余氯，如不投加前氯，江北水廠的后氯耗必須提高才能保證較高的濾后水余氯，因此江北水廠總氯耗應(yīng)是大于南岸水廠。這一事實(shí)與兩個(gè)水廠生產(chǎn)條件比較應(yīng)有的氯耗關(guān)系是相矛盾的。 二、兩個(gè)水廠生產(chǎn)條件的比較 江北水廠和南岸水廠同為東江水源，吸水口相距三公里，兩個(gè)水廠水處理工藝流程相同如圖一。江北水廠是1999年9月建成投產(chǎn)的一期20萬(wàn)M3/天，南岸水廠是19911993年分三期建成的18萬(wàn)M3/天，兩個(gè)水廠都是二次投氯，其中投礬、投氯均采用自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)完成。兩個(gè)水廠最大的區(qū)別就是南岸水廠濾池是虹吸

5、大阻力普通快濾池，而江北水廠則是V型均質(zhì)濾料氣水反沖快濾池，過(guò)濾效果明顯好于南岸水廠。 1、生產(chǎn)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可*，是可比的 在對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)比較時(shí)，我們保證了兩個(gè)水廠生產(chǎn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確可*，是可比的。一是保證在線儀表采樣點(diǎn)和讀數(shù)的一致性：兩個(gè)水廠濁度、余氯采樣位置、采樣時(shí)間基本相同；二是儀表的準(zhǔn)確與穩(wěn)定性可*：兩個(gè)水廠的濁度儀都是HACH的1720C和1720D，江北水廠的余氯儀是2臺(tái)Captial的1870E余氯分析儀，南岸水廠則是3臺(tái)W&T的DEPLOX 3余氯分析儀；三是儀表的標(biāo)定與每日一次的讀數(shù)校對(duì)均由化驗(yàn)室工作人員完成。 2、兩個(gè)水廠水源水質(zhì)比較 由于南岸水廠吸水口位于江北水廠下游三

6、公里處，一般情況，上游江北水廠的水質(zhì)應(yīng)略好于下游的南岸水廠；而且河南岸吸水口選在河流丁字壩上游三、四十米水流相對(duì)阻留處，水質(zhì)相對(duì)江北的順暢又稍遜一籌。市水質(zhì)監(jiān)測(cè)站通過(guò)對(duì)兩個(gè)水廠長(zhǎng)期的水質(zhì)監(jiān)測(cè)，總結(jié)出江北水廠源水水質(zhì)一般好于南岸水廠源水。表三是市水質(zhì)監(jiān)測(cè)站對(duì)兩個(gè)水廠2003年6、7月的源水、出廠水每月1次隨機(jī)的水質(zhì)全分析中影響液氯消毒效果的水質(zhì)參數(shù)摘抄，它代表了兩個(gè)水廠水質(zhì)的普遍情況。 從表一和表三中可以確認(rèn)河南岸源水濁度略高于江北水廠，源水的氨氮、硝酸鹽氮等耗氯參數(shù)也是南岸水廠略高于江北水廠。綜合各項(xiàng)水質(zhì)參數(shù)，可以確認(rèn)江北水廠源水水質(zhì)優(yōu)于南岸水廠，理論上江北水廠氯耗應(yīng)小于南岸水廠。 3、濾池工

7、作情況比較 由于江北水廠是99年底投產(chǎn)，采用V型均質(zhì)濾料長(zhǎng)柄濾頭氣水反沖快濾池，PLC自動(dòng)監(jiān)控：恒水位濾水、以濾水周期或堵塞度<1M時(shí)自動(dòng)反沖。一般只要濾前水濁度控制在46NTU正常濾水，濾后水濁度就能保持在0.2NTU以下。 而南岸水廠是19911993年間建成的虹吸大阻力水沖普通快濾池，至今已有十多年生產(chǎn)時(shí)間。在2002年水源搬遷以前，南岸水廠一直使用97年就降至四、五類水源的西枝江水；而且南岸水廠位于市區(qū)，一直是主力生產(chǎn)、調(diào)度水廠，濾池長(zhǎng)期處于差水質(zhì)、高負(fù)荷、高水量的狀態(tài)下工作；再加上公司計(jì)劃對(duì)南岸水廠濾池全面改造，近幾年一直沒(méi)有換過(guò)濾砂。多種因素的長(zhǎng)期積累，使南岸水廠濾池工作狀態(tài)

8、一直欠佳，為保證合格的出廠水濁度，河南岸濾前水濁度一般都控制在34NTU。即使如此其濾后水、出廠水濁度仍高于江北水廠，從表一、表二都可以體現(xiàn)。 毫無(wú)疑問(wèn)，江北水廠濾池工作效果、濾后水濁度均優(yōu)于南岸水廠，這也表示江北水廠的濾池有助于降低氯耗。 從上面2個(gè)方面的比較可以確認(rèn)江北水廠比南岸水廠有更好的源水水質(zhì)、優(yōu)質(zhì)的濾池生產(chǎn)條件，理論上應(yīng)該所需消毒液氯少，氯耗低。但實(shí)際生產(chǎn)情況相反，江北水廠的平均氯耗比南岸水廠高0.35 Kg/dam3。 三、江北水廠高氯耗的原因分析 兩個(gè)水廠在相同的工藝流程，在保證出廠水余氯相同的情況下，為什么江北水廠的平均氯耗比南岸水廠高？從表二的生產(chǎn)日志可以知道：兩個(gè)水廠的主

9、要差別在于江北水廠濾后水到出廠水余氯消耗明顯高于南岸水廠。 氯消耗包括水中有機(jī)物細(xì)菌的消耗及其自然揮發(fā)。從兩個(gè)水廠生產(chǎn)條件比較可以確認(rèn)江北水廠在水質(zhì)方面的消耗應(yīng)低于南岸水廠，則消耗多的原因要從消耗時(shí)間和揮發(fā)大小上分析。從后加氯到出廠，水經(jīng)過(guò)了清水池、吸水井、二泵房，由于在吸水井、二泵房停留時(shí)間極短，其對(duì)余氯的影響基本可以忽略不計(jì)，所以兩個(gè)水廠氯耗的差別就應(yīng)從清水池上分析。 1、兩個(gè)水廠清水池工藝結(jié)構(gòu) 圖二是兩個(gè)水廠清水池的工藝平面圖，池的有效高度均是3.8M，江北水廠2個(gè)池有效容積是2萬(wàn)M3，南岸水廠3個(gè)池有效容積1.9萬(wàn)M3。 兩個(gè)水廠清水池相同之處：一是兩個(gè)水廠清水池有效容積均是日供水量的

10、10%左右；二是清水池水流流程基本相同：江北水廠每池2面導(dǎo)流墻，流程91M*3=273M，南岸水廠每池34面導(dǎo)流墻，流程27M*2+50M*4=254M(或27M+60M*4=267M)。 2、兩個(gè)水廠清水池停留時(shí)間比較 表四是兩個(gè)水廠2003-8-11日與清水池有關(guān)的生產(chǎn)日志摘抄。由于表四是我市夏季供水最典型的一天，兩個(gè)水廠基本上天天按照這樣的水量、清水池水位調(diào)度生產(chǎn)。 從表中可以知道南岸水廠清水池水位基本保持在2.82.4M，上水量基本恒定為7700 M3/h，出水量則隨著管網(wǎng)壓力在76008100 M3/h之間變化，所以清水池停留時(shí)間基本保持在1: 40小時(shí)左右（前一小時(shí)水位/池有效水位

11、3.8M×容積1.9萬(wàn)M3/當(dāng)前出水量）；而江北水廠由于下午低峰期需停一臺(tái)機(jī)，清水池水位從最低的1.51M升至最高3.15M，按前一小時(shí)水位與出水量的關(guān)系，水流經(jīng)清水池時(shí)間在出水量為6500 M3/h的3個(gè)小時(shí)停留時(shí)間最長(zhǎng)為1:302小時(shí)，其它停留時(shí)間只有1:300:50小時(shí)。 從停留時(shí)間的比較來(lái)看，江北水廠清水池的停留時(shí)間總體上少于南岸水廠。又因?yàn)橥Ａ魰r(shí)間最少也在1小時(shí)左右，已足以保證水與氯消毒的接觸時(shí)間，在同樣水質(zhì)的基礎(chǔ)上，誰(shuí)停留時(shí)間越長(zhǎng)誰(shuí)的氯揮發(fā)消耗就越多。這也意味著江北水廠余氯的消耗時(shí)間與揮發(fā)時(shí)間短，這也有利于降低江北水廠氯耗。則氯耗大的原因就要在揮發(fā)大小即通風(fēng)口揮發(fā)面積上尋

12、找。 3、兩個(gè)水廠清水池通風(fēng)口比較 如圖二，江北水廠兩個(gè)清水池每池有12個(gè)400*400、高度20cm的通風(fēng)口，通風(fēng)面積為側(cè)面積的1/2；而南岸水廠3個(gè)池共有38個(gè)200*200、高度25cm的通風(fēng)口，通風(fēng)面積為側(cè)面積的1/3。 計(jì)算兩個(gè)水廠清水池通風(fēng)面積： 江北水廠=2池*12個(gè)/池*D*高*1/2=24*0.8m*0.2*1/2=6.03m2 南岸水廠=38個(gè)*D*高*1/3=38*0.4m*0.25*1/3=3.98m2 從計(jì)算數(shù)據(jù)可知南岸水廠通風(fēng)口揮發(fā)面積大約為江北的1/2。由于通風(fēng)面積較大，江北水廠清水池特別是通風(fēng)口周圍有明顯氯味，而且通風(fēng)口的鐵網(wǎng)基本腐蝕掉了。 4、兩個(gè)水廠出廠水溶

13、解氧比較 從兩個(gè)水廠出廠水溶解氧比較，發(fā)現(xiàn)江北水廠出廠水溶解氧高于南岸水廠的概率為70%，這與兩個(gè)水廠通風(fēng)面積的大小關(guān)系是一致的，即大的通風(fēng)面積有高的溶解氧含量。 四、分析推斷結(jié)論 從上面的數(shù)據(jù)與原因分析，我們知道江北水廠在源水水質(zhì)優(yōu)、濾池處理效果好、清水池停留時(shí)間短的優(yōu)勢(shì)下，受限于要保證與南岸水廠相同的出廠水游離性余氯就必須制出高于出廠水余氯0.20.3mg/l的濾后水余氯，而這必然要提高后氯耗或總氯耗為代價(jià)。而要制出高的濾后水余氯的原因是由于江北水廠清水池通風(fēng)面積大約是南岸水廠的2倍，揮發(fā)消耗游離性余氯比較大。如想減小清水池的耗氯影響可以適當(dāng)減少揮發(fā)面積，將通風(fēng)口側(cè)面的通風(fēng)比例減小。 鑒于

14、以上的分析與判斷，供水分公司于2003年11月對(duì)兩個(gè)水廠的清水池通風(fēng)口進(jìn)行了統(tǒng)一更換。 五、統(tǒng)一更換清水池通風(fēng)口后，江北水廠氯耗降低： 1、兩個(gè)水廠更換清水池通風(fēng)口 2003年11月兩個(gè)水廠更換了象蘑菇形狀的清水池1#通風(fēng)口，在其底平面鉆孔通風(fēng)，比例示圖如下；南岸水廠另有14個(gè)更換成2#通風(fēng)口： 計(jì)算兩個(gè)廠清水池通風(fēng)面積： 江北水廠=2池*12個(gè)/池*(R2-r2)*1/2=24*(0.332-0.22)*1/2=2.60m2 南岸水廠=24個(gè)*(R2-r2)*1/2+14*5*8*0.0052 =24*(0.332-0.222)*1/2+0.044=2.32m2 更換通風(fēng)口后，兩個(gè)廠通風(fēng)面積

15、相近，而江北水廠通風(fēng)面積比更換前減小了3.43 m2,而南岸水廠減小了1.66 m2。 2、兩個(gè)水廠更換清水池通風(fēng)口后的生產(chǎn)數(shù)據(jù)比較分析： 江北水廠在2003至2004年的生產(chǎn)基本保持穩(wěn)定，而南岸水廠在2003年9月至2004年3月分別對(duì)三期濾池進(jìn)行了改造，把虹吸大阻力普通快濾池改造成均質(zhì)濾料水沖普通快濾池，過(guò)濾效果明顯好于以往，有利于降低氯耗，擴(kuò)大與江北水廠的氯耗差。 表五是兩個(gè)水廠在統(tǒng)一更換清水池通風(fēng)口后2004年17月生產(chǎn)月報(bào)表統(tǒng)計(jì)。 、從表五的月報(bào)表上可以看出濾池改造使南岸水廠的濾后水濁度明顯好于江北水廠，有利于降低南岸水廠的氯耗。 、表五生產(chǎn)月報(bào)表統(tǒng)計(jì)，2004年17月南岸水廠平均總

16、氯耗是1.032Kg/dam3,而江北水廠是1.187 Kg/dam3,比南岸水廠只高0.155 Kg/dam3，比換通風(fēng)口前的差值0.35 Kg/dam3降了0.195 Kg/dam3。 從數(shù)據(jù)分析、中可以知道，在南岸水廠改造濾池、降低氯耗的條件下，更換清水池通風(fēng)口仍可以明顯縮小江北水廠與南岸水廠的氯耗差；江北水廠的生產(chǎn)日志也顯示，出廠水與濾后水余氯的差值平均在0.10.2mg/l，比更換通風(fēng)口前差值減小了0.1mg/l。以南岸水廠氯耗為基準(zhǔn)，這也意味著江北水廠的氯耗比更換清水池通風(fēng)口前明顯降低。 六、結(jié)論與探討 從我市兩個(gè)水廠在更換通風(fēng)口前后的氯耗差值，以江北水廠每月550萬(wàn)噸的供水量計(jì)算，節(jié)約的氯氣量