[发明专利]一种多点游离氯转化为氯胺的给水处理消毒工艺

说明书

技术领域

本发明属于给水处理消毒副产物的控制，特别涉及一种多点游离氯转化为氯胺的给水处理消毒工艺。

背景技术

消毒副产物（DBPs）在近三十年得到国内外广泛关注，我国即将于2012年7月1日强制执行的饮用水标准（GB5749-2006）中规定的DBPs种类达到26种。氯消毒过程中，游离氯会与水中消毒副产物的前驱物反应生成具有“三致”效应的卤代DBPs。当水体中有机物含量较高时，可能会造成消毒副产物超标。在针对消毒副产物控制的策略中，强化混凝作为美国环保署（EPA）推荐的控制消毒副产物的最优方案被广泛使用，但是受到水质条件等限制，其去除效果依然有限，当水体污染较重或有机物结构不适于混凝去除时，强化混凝不能保证消毒副产物的达标控制。此外，深度处理因为需要构筑物和设备的升级改造，从而需要大量的投资，因此在中国现阶段条件下难以大范围推广。这种情况下，调整消毒工艺成为现阶段供水安全的最后一道屏障。

在可供选择的消毒工艺中，二氧化氯需要现场制备，使用不方便，设备材料和运行成本高，而且二氧化氯还可能产生诸如亚氯酸盐、氯酸盐等对人体具有高毒性的副产物。紫外消毒反应器复杂，难以大规模应用，而且不能保证管道中有足够的消毒剂余量。臭氧消毒虽然具有对水中细菌、病毒、藻类、原生动物等均有良好的灭活效能。但当水体中具有较高浓度的溴离子时（>50μg/L），容易造成具有致癌作用的溴酸盐的超标，而且臭氧不能保证管道中足够的消毒剂余量。氯消毒具有经济有效、使用方便等优点，但其缺点主要有：使用过程中存在安全隐患；可能产生大量三卤甲烷、卤乙酸等卤代消毒副产物；氯消毒本身在灭活微生物方面也具有一定的局限性，如两虫（贾第虫、隐孢子虫）就难以灭活。氯胺消毒可以大大降低消毒副产物的生成量，且更为稳定，能保持管道中有较稳定的消毒剂余量；相比游离氯，氯胺具有更强的控制生物膜生长的能力。但其缺点主要有：氧化能力弱，灭活微生物能力不及自由氯。氯与氯胺联用的工艺结合了二者的优点，在杀灭微生物和控制副产物的生成上可以实现较好的平衡。张晓健等人在前期研究了短时游离氯转氯胺的顺序水处理消毒工艺（专利申请号：200410042790.6），证实其在有效控制微生物的基础上，相比单纯氯消毒可以大幅降低副产物的生成。但是由于进水水质的波动性，单点投加氯消毒后至加氨点余氯量波动较大，氨氮的投加量不易掌握，此外，如果出水水质中COD_Mn值比较高，其有机物含量往往也比较高，在管网中很容易成为硝化细菌的碳源而导致管网硝化的发生。实践中发现投加氯可以起到降低水体中COD_Mn值的作用。采取合适的投加策略可以实现COD_Mn值、微生物指标和DBPs的同时达标控制，保障水质的生物安全性和化学安全性。

因此，开发使用方便、稳定且可满足利用受到溴及有机物污染的水体作为水源水的常规给水处理厂大规模供水条件下COD_Mn值和副产物同时达标控制的组合消毒工艺，是目前研究与工程应用中亟需解决的难点问题。

发明内容

本发明的目的是针对受到溴及有机物污染的水体的给水处理，在常规工艺（混凝、沉淀、过滤、消毒）强化混凝的基础上采用单独氯或氯胺消毒难以达到COD_Mn值和消毒副产物的同时达标控制的情况下，提供一种多点游离氯转化为氯胺的给水处理消毒工艺，以期能够在基本不改变水厂构筑物的情况下，实现消毒副产物、微生物指标、余氯量和COD_Mn值的同时达标控制。

本发明的多点游离氯转化为氯胺的给水处理消毒工艺为：在常规饮用水处理厂的原有常规水处理工艺（混凝、沉淀、过滤、消毒）的沉淀-消毒工艺段原有构筑物的基础上，采用两点或三点投加氯进行消毒，并在最后一点投加氯后马上投加氨氮，从而使游离氯原位转化为氯胺以对处理水进行进一步的消毒。根据水质可在设置的投加氨氮之前的管道或者构筑物上选择适当的加氯点，加氯量及加氨氮量。