清水池通风口影响氯耗

清水池通风口影响氯耗实例摘要：从我市两个水厂的理论与实际生产氯耗互相矛盾出发，分析推断江北水厂清水池通风口挥发面积大消耗游离性余氯导致高氯耗；通过统一更换，半年多的生产数据表白江北水厂氯耗在更换通风口后明显减少，从而证明清水池通风口也是影响氯耗的重要因素之一，进而引出“究竟多大的通风面积是合适的?”这一问题供人们探讨。 核心词：清水池通风口 氯耗 挥发在我市江北水厂和河南岸水厂（下称南岸水厂）的生产中，我们发现江北水厂在水源水质、生产条件占优的状况下，氯耗明显高于南岸水厂。通过度析推断，确认是由于江北水厂清水池通风口挥发面积大消耗游离性余氯导致的。11月，两个水厂的清水池通风口进行了统一更换，半年多的生产数据表白江北水厂氯耗在更换通风口后明显减少。 一、两个水厂生产数据显示江北水厂氯耗比南岸水厂高 长期以来两个水厂的生产数据显示，南岸水厂的总氯耗和滤后水余氯始终低于江北水厂。表一是两个水厂17月生产月报表记录，平常生产状况可从表二的生产日记上得到体现，它代表了前两个水厂生产数据关系的最普遍状况。 、表毕生产月报表记录：17月南岸水厂平均总氯耗是0.883Kg/dam3,而江北水厂是1.233 Kg/dam3,比南岸水厂高0.35 Kg/dam3。 、生产日记显示江北水厂出厂水与滤后水余氯的差值高达0.20.3mg/l，而南岸水厂两者之差只有0.05mg/l。这表达要保证同样的出厂水余氯，江北水厂就必须要有较高的滤后水余氯，即江北水厂从滤后水到出厂水的余氯消耗要比南岸水厂高0.2mg/l左右。 、生产日记还显示两个水厂的后氯耗基本相似，那江北水厂滤后水余氯为什么会明显高于南岸水厂？我们分析因素有：一是江北水厂较高的前氯耗保证了滤前水余氯保持在0.1 mg/l，这个余氯与后加氯量一迭加，可使江北水厂的滤后水余氯提高0.10.2mg/l，而南岸水厂滤前水余氯一般在0.010.03 mg/l，对滤后水影响不大；二是江北水厂滤池工作条件保证了滤后水浊度优于南岸水厂，而低浊度的水质不仅有助于消毒、避免细菌重新繁殖，还可使配水系统保持合适余氯、减少细菌病毒数目，相应地提高了氯消毒的余氯值。 从数据分析、的关系中懂得：前加氯与后加氯的迭加才保证了滤后水较高的余氯，如不投加前氯，江北水厂的后氯耗必须提高才干保证较高的滤后水余氯，因此江北水厂总氯耗应是不小于南岸水厂。这一事实与两个水厂生产条件比较应有的氯耗关系是相矛盾的。 二、两个水厂生产条件的比较 江北水厂和南岸水厂同为东江水源，吸水口相距三公里，两个水厂水解决工艺流程相似如图一。江北水厂是1999年9月建成投产的一期20万M3/天，南岸水厂是19911993年分三期建成的18万M3/天，两个水厂都是二次投氯，其中投矾、投氯均采用自动监控系统完毕。两个水厂最大的区别就是南岸水厂滤池是虹吸大阻力一般快滤池，而江北水厂则是V型均质滤料气水反冲快滤池，过滤效果明显好于南岸水厂。 1、生产数据精确可*，是可比的 在对数据进行记录比较时，我们保证了两个水厂生产数据的精确可*，是可比的。一是保证在线仪表采样点和读数的一致性：两个水厂浊度、余氯采样位置、采样时间基本相似；二是仪表的精确与稳定性可*：两个水厂的浊度仪都是HACH的1720C和1720D，江北水厂的余氯仪是2台Captial的1870E余氯分析仪，南岸水厂则是3台W&T的DEPLOX 3余氯分析仪；三是仪表的标定与每日一次的读数校对均由化验室工作人员完毕。 2、两个水厂水源水质比较 由于南岸水厂吸水口位于江北水厂下游三公里处，一般状况，上游江北水厂的水质应略好于下游的南岸水厂；并且河南岸吸水口选在河流丁字坝上游三、四十米水流相对阻留处，水质相对江北的顺畅又稍逊一筹。市水质监测站通过对两个水厂长期的水质监测，总结出江北水厂源水水质一般好于南岸水厂源水。表三是市水质监测站对两个水厂6、7月的源水、出厂水每月1次随机的水质全分析中影响液氯消毒效果的水质参数摘抄，它代表了两个水厂水质的普遍状况。 从表一和表三中可以确认河南岸源水浊度略高于江北水厂，源水的氨氮、硝酸盐氮等耗氯参数也是南岸水厂略高于江北水厂。综合各项水质参数，可以确认江北水厂源水水质优于南岸水厂，理论上江北水厂氯耗应不不小于南岸水厂。 3、滤池工作状况比较 由于江北水厂是99年终投产，采用V型均质滤料长柄滤头气水反冲快滤池，PLC自动监控：恒水位滤水、以滤水周期或堵塞度1M时自动反冲。一般只要滤前水浊度控制在46NTU正常滤水，滤后水浊度就能保持在0.2NTU如下。 而南岸水厂是19911993年间建成的虹吸大阻力水冲一般快滤池，至今已有十近年生产时间。在水源搬迁此前，南岸水厂始终使用97年就降至四、五类水源的西枝江水；并且南岸水厂位于市区，始终是主力生产、调度水厂，滤池长期处在差水质、高负荷、高水量的状态下工作；再加上公司筹划对南岸水厂滤池全面改造，近几年始终没有换过滤砂。多种因素的长期积累，使南岸水厂滤池工作状态始终欠佳，为保证合格的出厂水浊度，河南岸滤前水浊度一般都控制在34NTU。虽然如此其滤后水、出厂水浊度仍高于江北水厂，从表一、表二都可以体现。 毫无疑问，江北水厂滤池工作效果、滤后水浊度均优于南岸水厂，这也表达江北水厂的滤池有助于减少氯耗。 从上面2个方面的比较可以确认江北水厂比南岸水厂有更好的源水水质、优质的滤池生产条件，理论上应当所需消毒液氯少，氯耗低。但实际生产状况相反，江北水厂的平均氯耗比南岸水厂高0.35 Kg/dam3。 三、江北水厂高氯耗的因素分析 两个水厂在相似的工艺流程，在保证出厂水余氯相似的状况下，为什么江北水厂的平均氯耗比南岸水厂高？从表二的生产日记可以懂得：两个水厂的重要差别在于江北水厂滤后水到出厂水余氯消耗明显高于南岸水厂。 氯消耗涉及水中有机物细菌的消耗及其自然挥发。从两个水厂生产条件比较可以确认江北水厂在水质方面的消耗应低于南岸水厂，则消耗多的因素要从消耗时间和挥发大小上分析。从后加氯到出厂，水通过了清水池、吸水井、二泵房，由于在吸水井、二泵房停留时间极短，其对余氯的影响基本可以忽视不计，因此两个水厂氯耗的差别就应从清水池上分析。 1、两个水厂清水池工艺构造 图二是两个水厂清水池的工艺平面图，池的有效高度均是3.8M，江北水厂2个池有效容积是2万M3，南岸水厂3个池有效容积1.9万M3。 两个水厂清水池相似之处：一是两个水厂清水池有效容积均是日供水量的10%左右；二是清水池水流流程基本相似：江北水厂每池2面导流墙，流程91M*3=273M，南岸水厂每池34面导流墙，流程27M*2+50M*4=254M(或27M+60M*4=267M)。 2、两个水厂清水池停留时间比较 表四是两个水厂-8-11日与清水池有关的生产日记摘抄。由于表四是我市夏季供水最典型的一天，两个水厂基本上每天按照这样的水量、清水池水位调度生产。 从表中可以懂得南岸水厂清水池水位基本保持在2.82.4M，上水量基本恒定为7700 M3/h，出水量则随着管网压力在76008100 M3/h之间变化，因此清水池停留时间基本保持在1: 40小时左右（前一小时水位/池有效水位3.8M容积1.9万M3/目前出水量）；而江北水厂由于下午低峰期需停一台机，清水池水位从最低的1.51M升至最高3.15M，按前一小时水位与出水量的关系，水流经清水池时间在出水量为6500 M3/h的3个小时停留时间最长为1:302小时，其他停留时间只有1:300:50小时。 从停留时间的比较来看，江北水厂清水池的停留时间总体上少于南岸水厂。又由于停留时间至少也在1小时左右，已足以保证水与氯消毒的接触时间，在同样水质的基本上，谁停留时间越长谁的氯挥发消耗就越多。这也意味着江北水厂余氯的消耗时间与挥发时间短，这也有助于减少江北水厂氯耗。则氯耗大的因素就要在挥发大小即通风口挥发面积上寻找。 3、两个水厂清水池通风口比较 如图二，江北水厂两个清水池每池有12个400*400、高度20cm的通风口，通风面积为侧面积的1/2；而南岸水厂3个池共有38个200*200、高度25cm的通风口，通风面积为侧面积的1/3。 计算两个水厂清水池通风面积： 江北水厂=2池*12个/池*D*高*1/2=24*0.8m*0.2*1/2=6.03m2 南岸水厂=38个*D*高*1/3=38*0.4m*0.25*1/3=3.98m2 从计算数据可知南岸水厂通风口挥发面积大概为江北的1/2。由于通风面积较大，江北水厂清水池特别是通风口周边有明显氯味，并且通风口的铁网基本腐蚀掉了。 4、两个水厂出厂水溶解氧比较 从两个水厂出厂水溶解氧比较，发现江北水厂出厂水溶解氧高于南岸水厂的概率为70%，这与两个水厂通风面积的大小关系是一致的，即大的通风面积有高的溶解氧含量。 四、分析推断结论 从上面的数据与因素分析，我们懂得江北水厂在源水水质优、滤池解决效果好、清水池停留时间短的优势下，受限于要保证与南岸水厂相似的出厂水游离性余氯就必须制出高于出厂水余氯0.20.3mg/l的滤后水余氯，而这必然要提高后氯耗或总氯耗为代价。而要制出高的滤后水余氯的因素是由于江北水厂清水池通风面积大概是南岸水厂的2倍，挥发消耗游离性余氯比较大。如想减小清水池的耗氯影响可以合适减少挥发面积，将通风口侧面的通风比例减小。 鉴于以上的分析与判断，供水分公司于11月对两个水厂的清水池通风口进行了统一更换。 五、统一更换清水池通风口后，江北水厂氯耗减少： 1、两个水厂更换清水池通风口 11月两个水厂更换了象蘑菇形状的清水池1#通风口，在其底平面钻孔通风，比例示图如下；南岸水厂另有14个更换成2#通风口： 计算两个厂清水池通风面积： 江北水厂=2池*12个/池*(R2-r2)*1/2=24*(0.332-0.22)*1/2=2.60m2 南岸水厂=24个*(R2-r2)*1/2+14*5*8*0.0052 =24*(0.332-0.222)*1/2+0.044=2.32m2 更换通风口后，两个厂通风面积相近，而江北水厂通风面积比更换前减小了3.43 m2,而南岸水厂减小了1.66 m2。 2、两个水厂更换清水池通风口后的生产数据比较分析： 江北水厂在至的生产基本保持稳定，而南岸水厂在9月至3月分别对三期滤池进行了改造，把虹吸大阻力一般快滤池改导致均质滤料水冲一般快滤池，过滤效果明显好于以往，有助于减少氯耗，扩大与江北水厂的氯耗差。 表五是两个水厂在统一更换清水池通风口后17月生产月报表记录。 、从表五的月报表上可以看出滤池改造使南岸水厂的滤后水浊度明显好于江北水厂，有助于减少南岸水厂的氯耗。 、表五生产月报表记录，17月南岸水厂平均总氯耗是1.032Kg/dam3,而江北水厂是1.187 Kg/dam3,比南岸水厂只高0.155 Kg/dam3，比换通风口前的差值0.35 Kg/dam3降了0.195 Kg/dam3。 从数据分析、中可以懂得，在南岸水厂改造滤池、减少氯耗的条件下，更换清水池通风口仍可以明显缩小江北水厂与南岸水厂的氯耗差；江北水厂的生产日记也显示，出厂水与滤后水余氯的差值平均在0.10.2mg/l，比更换通风口前差值减小了0.1mg/l。以南岸水厂氯耗为基准，这也意味着江北水厂的氯耗比更换清水池通风口前明显减少。 六、结论与探讨 从我市两个水厂在更换通风口前后的氯耗差值，以江北水厂每月550万吨的供水量计算，节省的氯气量近1070Kg，价值约3500元。日积月累，清水池通风口的挥发面积对一种水厂的氯耗影响是明显的，直接关系到节能降耗。 此外在江北水厂四年的生产经验中，我们发现清水池水位的高下、风速气向也影响游离性余氯挥发强度。即同一种清水池在高水位、风速大时挥发量不小于低水位、风速小时的挥发量。 在此基本上，又提出一种问题：究竟多大的通风面积是合适的？既能保证清水池的通风换气；又尽量减少氯挥发，减少氯耗。带着这个问题我们查阅了行业有关资料，对于通风口的设计都没有一种明确的规范或规定。这将有待人们的进一步实践与探讨。