一种多点加氯的水处理方法与流程

本发明属于水处理，涉及一种多点加氯的水处理方法。

背景技术：

1、目前，江河流域，如淮河支流，普遍面临夏季藻类爆发问题，使得水源阶段性地变为高藻源水。高藻源水中存在大量的藻类有机物(iom)，其是较为典型的消毒副产物前驱物，即在经常规的水处理工艺中容易转变为消毒副产物(dbps)，而严重影响水质。

2、具体地说，水厂针对高藻源水仍主要以传统的常规工艺为主，包括混凝、沉淀、过滤、消毒工艺。其中，消毒工艺是饮用水水质安全的保障步骤，氯作为饮用水处理中最常用的消毒剂，其使用被认为是最有效、经济和安全的消毒技术。然而，水中存在大量消毒副产物前驱物如天然有机物及上述藻类有机物时，这些前驱物难以通过传统的饮用水常规处理工艺彻底去除，在消毒过程中会与氯发生反应生成消毒副产物。为保证出厂水以及管网水余氯达标，传统消毒工艺中实际使用的消毒剂(如氯酸钠)的投药量较大，产生的消毒副产物会更多，严重影响威胁饮水安全健康。

3、研究表明，在水处理过程中不同阶段及位置进行多点加氯技术，可以有效降低消毒副产物前驱物的浓度，控制消毒副产物的产生，并减少消毒剂投加量，降低药剂成本。例如cn111807558a提供了一种饮用水多点加氯工艺，即在水处理的不同阶段或位置加入氯气或氯化物，通过多个加氯点，可以确保氯在整个水处理过程中均匀分布，提高消毒效果。该方法首先在原水入口处进行初次加氯，用于初步杀菌；以沉淀池为控制点加氯；最后在清水池或输送管网入口处进行最终加氯，以进一步杀灭残留的微生物并确保出厂水的安全性和稳定性。通过这种方式，可以确保氯在整个水处理过程中均匀分布，提高整体消毒效果。然而，此专利需要相应的自动化控制设备，系统维护的难度很大、投资成本较高。

4、cn104370390b提供了一种消减水处理消毒副产物生成的方法，通过优化水处理工艺，减少这些消毒副产物的生成，确保饮用水的安全性。该方法在主处理流程前进行臭氧氧化等预处理以去除有机物和前体物质，并采用多段消毒技术，减少每次消毒所需的氯量，降低dbps的生成。然而该方法采用多种预处理和高级氧化技术，以及在线监测和自动化控制系统，增加了设备投资和运营维护成本。对操作人员的技术水平要求较高，增加了管理以及药剂存储的难度。

5、因此，尚需要对多点加氯的方案进行研究与优化，以进一步降低工艺难度，减少成本，并同时保证能够实现消毒副产物有效控制，以推动水处理技术满足不同的水源处理应用情况，提升水质，满足更高的安全饮水用水需要。

技术实现思路

1、鉴于现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种多点加氯的水处理方法，所述水处理方法包括使源水进行主处理流程，所述主处理流程包括依次进行混凝沉淀、过滤及消毒；且在所述混凝沉淀之前进行第一次加氯；在所述混凝沉淀之后，所述过滤之前进行第二次加氯；在所述消毒的过程中进行第三次加氯。本发明通过三次加氯分别实现预氧化、抑藻及消毒杀菌的作用，由于前两次加氯不仅能够一定程度上减少消毒副产物，还能够使得第三次加氯时有效降低投加量，进一步控制消毒副产物的生成，并有利于保证后续出水余氯达标。

2、为达到此目的，本发明采用以下技术方案：

3、第一方面，本发明提供了一种多点加氯的水处理方法，所述水处理方法包括：

4、使源水进行主处理流程，所述主处理流程包括依次进行混凝沉淀、过滤及消毒；且在所述混凝沉淀之前进行第一次加氯；在所述混凝沉淀之后，所述过滤之前进行第二次加氯；在所述消毒的过程中进行第三次加氯。

5、目前大部分水厂仍以传统的常规工艺为主进行水处理，对于水中有机物，包括天然有机物和藻类有机物等消毒副产物前驱物的去除较少，消毒时会产生大量消毒副产物，严重影响生活饮用水水质健康安全。

6、对此，本发明所述水处理方法中，第一，在主处理流程前(即混凝沉淀前端)加氯进行预氯化可以在藻类爆发时，以不破坏藻细胞的方式抑制水源水中藻类的生成，并去除大量藻类及藻类有机物，且能减少藻类有机物的释放。同时预氯化可以起到预氧化的作用，其优点在于可以强化后续混凝对于消毒副产物前驱物的去除效果，控制消毒副产物的生成。

7、第二，传统常规工艺水厂面临滤池老旧及滤池中藻类生长的问题，或由于滤池的长时间使用以及不彻底的清洗，会导致在源水面临高藻爆发时容易被藻类等侵蚀，在滤料间生长出藻类，并在混凝沉淀后出水经过滤池时释放藻类有机物等前驱物，造成滤池中消毒副产物前驱物升高，导致滤后水水质变差，进而影响后续消毒效果，甚至消毒造成隐患。对此，本发明在过滤前端进行加氯可以抑制滤池中藻类的生成，防止消毒副产物前驱物的释放，起到控制消毒副产物的效果。

8、第三，在预氧化及抑藻的两次加氯的基础上，不仅初步消减了消毒副产物前驱物，且前加氯工序会有部分余氯残留，因此在主消毒阶段可减少，且可有效减少第三次加氯的投加量(即消毒剂)，进一步减少消毒剂氧化产生的消毒副产物，同时，投加量的降低也有利于保障后续出厂水余氯指标的达标。

9、以下作为本发明优选的技术方案，但不作为本发明提供的技术方案的限制，通过以下技术方案，可以更好地达到和实现本发明的技术目的和有益效果。

10、作为本发明优选的技术方案，所述源水含有藻类和/或藻类有机物。

11、优选地，所述源水为高藻源水，藻类物质密度为105～106cells/l。

12、作为本发明优选的技术方案，所述第一次加氯的位置包括配水井。

13、本发明优选在配水井进行第一次加氯，可以使加氯浓度更低时间更短，可以实现在去除藻类的同时不会破坏藻细胞而释放胞内有机物的效果。

14、作为本发明优选的技术方案，所述第二次加氯的位置包括混凝沉淀池与砂滤池之间的管道和/或设备。

15、作为本发明优选的技术方案，所述第三次加氯的位置包括消毒池。

16、作为本发明优选的技术方案，所述水处理方法还包括，在所述消毒之后，进行第四次加氯，使出水余氯达标。

17、本发明中，所述水处理方法第三次加氯(消毒)时的投加量减少，可能导致管网水末端(出水)余氯过低，造成用水安全问题。因此，为保证管网水(出水)余氯达标及用水安全，在清水池进行第四次加氯以补加氯。

18、作为本发明优选的技术方案，所述第四次加氯的位置包括清水池。

19、作为本发明优选的技术方案，所述第一次加氯、所述第二次加、所述第三次加氯及所述第四次加氯使用的含氯物质均包括氯气、液氯、次氯酸钠或二氧化氯中的至少一种，优选为次氯酸钠。

20、优选地，所述次氯酸钠的有效氯含量为5％～15％，例如5％、5.5％、6％、6.5％、7％、7.5％、8％、8.5％、9％、9.5％、10％、10.5％、11％、11.5％、12％、12.5％、13％、13.5％、14％、14.5％或15％等，但并不仅限于已列举的数值，上述数值范围内其他未列举的数值同样适用。

21、本发明中，所述次氯酸钠的有效氯含量是指可以使用次氯酸钠溶液，根据次氯酸钠溶液的浓度及次氯酸钠纯化合物的有效氯含量进行计算。

22、作为本发明优选的技术方案，所述第一次加氯使用次氯酸钠，次氯酸钠的投加量为0.1～1mg/l，例如0.1mg/l、0.13mg/l、0.15mg/l、0.18mg/l、0.2mg/l、0.22mg/l、0.25mg/l、0.28mg/l、0.3mg/l、0.32mg/l、0.35mg/l、0.38mg/l、0.4mg/l、0.43mg/l、0.45mg/l、0.48mg/l、0.5mg/l、0.53mg/l、0.55mg/l、0.58mg/l、0.6mg/l、0.63mg/l、0.65mg/l、0.68mg/l、0.7mg/l、0.72mg/l、0.75mg/l、0.78mg/l、0.8mg/l、0.83mg/l、0.85mg/l、0.88mg/l、0.9mg/l、0.93mg/l、0.95mg/l、0.98mg/l或1mg/l等，优选为0.2～0.4mg/l，但并不仅限于已列举的数值，上述数值范围内其他未列举的数值同样适用。

23、现有的预氯化手段对藻细胞的作用机制都是从破坏、杀死甚至解体藻细胞的角度来出发的，这一机制下的预氯化强化除藻方法或方案会造成胞内有机物(iom)的释放，进而导致氯化dbps浓度增加等饮用水安全问题。

24、本发明发现，低投量氯(优选为0.2～0.4mg/l)在5min的预氧化时间里，主要与藻细胞表面停留性有机物(s-aom)反应，不会损伤藻细胞。s-aom在预氯化期间对藻细胞起保护作用，低剂量时间短的情况下氯只能氧化藻细胞外的s-aom，使得其脱附而不破坏藻细胞。另外，虽然s-aom可以提高藻细胞在水体中的稳定性，但会增加混凝除藻的难度，因此，使s-aom脱附而又不损伤藻细胞是预氯化强化除藻的关键。而且，虽然经低投量氯(优选为0.2～0.4mg/l)预氧化直接造成的受损藻细胞数目较少，但是受损细胞数目会随着预氧化后输水时间的延长而增加，进而造成aom释放及氯化dbps浓度增加的问题。因此，本发明不选择在水源地或取水口进行长时间预氯化，而选择在水厂中(优选为配水井)进行5～10min的预氯化来进行除藻，并通过强化混凝得配合来减少藻类及其有机物。

25、作为本发明优选的技术方案，所述第一次加氯的氯化处理时间为5～10min，例如5min、5.5min、6min、6.5min、7min、7.5min、8min、8.5min、9min、9.5min或10min等，但并不仅限于已列举的数值，上述数值范围内其他未列举的数值同样适用。

26、作为本发明优选的技术方案，所述第二次加氯使用次氯酸钠，次氯酸钠的投加量为0.8～1.2mg/l，例如0.8mg/l、0.85mg/l、0.9mg/l、0.95mg/l、1mg/l、1.05mg/l、1.1mg/l、1.15mg/l或1.2mg/l等，优选为1mg/l。但并不仅限于已列举的数值，上述数值范围内其他未列举的数值同样适用。

27、作为本发明优选的技术方案，所述第三次加氯使用次氯酸钠，次氯酸钠的投加量为15～20mg/l，例如15mg/l、15.5mg/l、16mg/l、16.5mg/l、17mg/l、17.5mg/l、18mg/l、18.5mg/l、19mg/l、19.5mg/l或20mg/l等，但并不仅限于已列举的数值，上述数值范围内其他未列举的数值同样适用。

28、作为本发明优选的技术方案，所述第三次加氯的氯化处理时间为20～30min，例如20min、20.5min、21min、21.5min、22min、22.5min、23min、23.5min、24min、24.5min、25min、25.5min、26min、26.5min、27min、27.5min、28min、28.5min、29min、29.5min或30min等，但并不仅限于已列举的数值，上述数值范围内其他未列举的数值同样适用。

29、作为本发明优选的技术方案，所述第四次加氯使用次氯酸钠，次氯酸钠的投加量为2～5mg/l，例如2min、2.2min、2.5min、2.8min、3min、3.3min、3.5min、3.8min、4min、4.2min、4.5min、4.8min或5min等，使出水余氯达标。但并不仅限于已列举的数值，上述数值范围内其他未列举的数值同样适用。

30、与现有技术方案相比，本发明至少具有以下有益效果：

31、本发明通过在所述混凝沉淀之前进行第一次加氯；在所述混凝沉淀之后，所述过滤之前进行第二次加氯；在所述消毒的过程中进行第三次加氯。本发明通过三次加氯分别实现预氧化、抑藻及消毒杀菌的作用，由于前两次加氯不仅能够一定程度上减少消毒副产物，还能够使得第三次加氯时有效降低投加量，进一步控制消毒副产物的生成，并有利于保证后续出水余氯达标。

32、本发明通过在消毒之后进行第四次加氯以补加氯，进一步保证管网水末端(出水)余氯达标，保证用水安全。

33、本发明所述多点加氯方案采用新的次氯酸钠多位点投加方式进行工艺生产，次氯酸钠药耗量比传统加氯方式降低20％以上。通过预氯化预氧化的第一次加氯可以对混凝阶段处理效果进行强化，混凝剂药耗也可比传统饮用水处理工艺中的混凝剂药耗降低10％～20％。

34、本发明没有选择在水源地进行加氯，现有水厂条件即可满足本发明的多点加氯要求。本发明不涉及高级氧化技术等深度处理工艺，不涉及在线监测和自动化控制系统，投资成本少，且维护难度与成本低。