摘要:在当今社会,自来水处理的高效与稳定至关重要。本文首先概览了自来水处理技术的基本框架,涵盖了传统的物理、化学处理方法,以及近年来迅速发展的新型技术,如膜分离和预氧化技术,这些技术在保证水质安全的同时,也对资源和环境产生了积极影响。随后,文章深入探讨了在自来水处理中应急投加技术的应用策略。这些技术在应对水源污染突发事件时,能迅速提升水处理系统的应急处理能力。文中详细分析了几种常见的应急投加物质,如活性炭、氯、高锰酸钾,以及它们在吸附、消毒和氧化方面的效能。
关键词:自来水处理;应急投加技术;活性炭投加;氯的投加;高锰酸钾投加;智能化系统
1引言
随着社会经济的快速发展和城市化进程的加速,人们对生活饮用水质量的要求不断提高,对自来水处理技术的高效性和稳定性提出了更为严苛的标准。尤其是在面对突发性水源污染事件时,如何确保自来水厂在短时间内提升水质处理能力,保障居民生活用水的安全,成为了水处理行业亟待解决的问题。本文旨在深入探讨自来水处理中的应急投加技术,通过系统性梳理和评述,为提升水厂应对突发污染事件的处理能力提供科学依据与策略指导。
2自来水处理现状分析
当前,自来水处理技术正经历着从传统人工操作向自动化、智能化的转型。随着对水质要求的提升,以及对突发污染事件应对能力的强化,应急投加技术在水处理工艺中的地位日益凸显。传统的处理工艺虽然相对成熟,但在面对突发情况时,缺乏灵活性和快速响应能力。例如,当水源受到化学物质、微生物或放射性物质的污染时,常规的物理和化学处理可能不足以快速降低污染物浓度。此时,应急投加如活性炭吸附、氯的消毒、高锰酸钾氧化等技术发挥关键作用,它们能够迅速降低污染物的浓度或含量,确保出厂水的水质安全。
以江西省大余县章江供水有限公司的第二自来水厂为例,该水厂通过PLC控制加药计量泵和转子流量计等设备,实现了源水水质和流量变化时的自动连续投加,显著提升了处理效率和出厂水水质的稳定性。此外,通过数据采集和控制技术,基于加药经验表格接入PLC控制系统,控制加药计量泵的运行进行自动投药,使得加药更加精确,降低了人工干预的需求,为水厂的无人值守提供了可能。
然而,当前的应急投加技术仍存在一些待解决的问题,如如何更有效地整合物理、化学和生物处理技术,以实现应急与常规处理工艺的无缝对接;如何通过智能分析和预警,提前预判污染事件,实现精准投加;以及如何在应急投加过程中,兼顾处理效率和资源消耗的平衡,实现可持续的水处理。这些问题的解决,依赖于更深入的理论研究、技术创新和实践经验的积累。
自来水处理的现状正朝着自动化、智能化的方向发展,应急投加技术作为这一转型中的关键环节,其科学应用和优化是提升水厂应对突发污染事件能力的关键。未来的研究应聚焦于应急投加系统的智能化和集成化,以实现更高水平的水质保障,并促进自来水处理行业的可持续进步。
3自来水处理中的应急投加技术
3.1 活性炭投加技术
活性炭作为一种优良的吸附剂,因其内部孔隙结构丰富,其表面的微孔直径大多在2-50nm之间,即使是少量的活性炭,也有巨大的表面积,对有机物、重金属离子和某些溶解气体有极高的吸附能力。
江西省大余县章江供水有限公司第二自来水厂的水源取自水库水,水库中藻类较多,在冬季枯水季节水库水位低库容较小时,遇到气温突然变冷,由于水库面层水与水库底层水的水温不同,发生异重流,水库底泥中的有机物和藻类泛上水面,虽净化后的自来水闻不出任何气味,但在烧开初期产生的水蒸汽中能闻到一股淡淡的泥腥味,受到群众投诉。
在应急处理中,为尽快消除水中的异味,通过新增活性炭投加装置,采用螺杆输送投料机,以每千吨水3公斤的投加量将粉末活性炭投加到反应池中,通过活性炭颗粒的吸附和沉淀池的沉淀作用,可快速有效地将水中的异味去除掉,取得了非常明显的效果。
3.2氯的投加技术
氯的投加技术在自来水处理中扮演着核心角色,作为传统消毒工艺的代表有氯气、二氧化氯和次氯酸钠,其强氧化能力可有效杀灭水中的病原微生物,消除水体中的病毒,确保出厂水的卫生安全。氯的消毒作用主要通过水解生成次氯酸(HClO)来实现,次氯酸具有强氧化性,能破坏微生物的细胞结构,从而达到消毒效果。此外,氯还能与水中的有机物反应,生成消毒副产物,如三氯甲烷,虽然这些副产物可能对人体健康产生潜在影响,但在合理投加和适当处理后,其含量通常可以控制在安全范围内。
在应急处理中,氯的投加技术的重要性尤为突出。例如,在水源受到微生物或化学物质污染时,可在反应池前快速增加氯的投加,采用前加氯,能在短时间内提高预氧化和消毒效果,将污染物进行氧化,杀灭微生物,减少对水体的危害。然而,应急情况下氯的投加需要更加谨慎,既要确保预氧化和消毒效果,又要避免过度投加引起的二次污染。因此,基于实时监测总结经验数据并利用
智能投加系统的应急氯的投加策略,能够更准确、快速地响应污染事件,提高水处理系统的应急处理能力。
未来的研究方向应更加关注氯的投加技术的智能化,包括开发新型的、更加安全的投加设备、优化投加策略以及集成智能监控系统,以实现氯的投加的精准、高效和安全,进一步提升自来水处理的智能化水平。同时,探索新型消毒剂和消毒技术,以减少消毒副产物的生成,兼顾水质安全与环保要求,是未来氯的投加技术发展的一个重要趋势。
3.3高锰酸钾投加技术
高锰酸钾(KMnO4)投加技术在自来水处理中作为一种重要的氧化剂,常被用于预处理阶段的铁、锰离子氧化和色度、嗅味的去除。高锰酸钾具有强氧化性,能有效地将二价铁(Mn²⁺)和二价锰(Mn²⁺)氧化为不溶于水的三价铁(Mn³⁺)和四价锰(MnO²),这些沉淀物随后可通过物理沉淀或过滤去除,从而降低水的腐蚀性和色度。此外,高锰酸钾还能氧化水中的有机物,如腐殖酸、藻类等,减少后续处理阶段的负荷,提高整体处理效率。
在应急处理中,高锰酸钾投加技术同样发挥着作用。当水源受到有机物污染或铁、锰离子浓度异常增高时,适量增加高锰酸钾的投加量,可以迅速氧化有机物和还原态的铁、锰离子,降低出水的色度和铁、锰含量,提高处理效率。然而,应急情况下,高锰酸钾的投加需更为谨慎,既要控制好投加量,避免副产物过多,又要确保氧化效果,这就需要结合实时监测总结经验数据并利用智能投加系统,根据水源水质的变化动态调整投加策略。
例如,江西省大余县章江供水有限公司第二自来水厂,在升级其应急投加系统时,也考虑到了高锰酸钾的精确投加。通过集成的在线监测设备,系统能够实时检测水中铁、锰离子的浓度,结合预设的优化算法采用经验表格中的数据,自动调整高锰酸钾的投加量,确保在应急情况下,既能有效处理污染,又能避免副产物的过度生成。这一实践展示了智能化投加系统在高锰酸钾应用中的潜力,为其他水厂提供了实际操作的参考。
未来研究应关注如何通过优化高锰酸钾投加策略,如采用新型的投加设备、改进投加方式,以及结合人工智能技术实现投加的智能化,以提高高锰酸钾投加的精确度和效率,减少副产物的生成。此外,探索高锰酸钾与其他氧化剂的协同效应,以及新型氧化技术的应用,将进一步提升高锰酸钾在应急处理中的应用价值,推动自来水处理技术的可持续发展。
4结论
应急投加技术在自来水处理中扮演着不可或缺的角色,它能有效应对水源污染突发事件,迅速提升水处理系统的应急处理能力。本文全面回顾了应急投加技术的历史背景和应用价值,系统分析了物理吸附(如活性炭)、化学消毒(如氯气和二氧化氯)以及高锰酸钾氧化技术在应急处理中的作用机制和效能。通过深入探讨优化策略,如投加剂量、时间调整以及与常规处理工艺的协同效应,我们揭示了这些因素对水质改善的显著影响,并以江西省大余县章江供水有限责任公司第二自来水厂为例,展示了新型应急投加系统在实际运营中的成功应用。
参考文献
[1] 张晓健.无锡自来水事件的城市供水应急除臭处理技术[J].《给水排水》,2007年第9期7-12,共6页
[2] 陈超.自来水厂应急净化处理技术及工艺体系研究与示范[J].《给水排水》,2013年第7期9-12,共4页
[3] 张晓健.自来水厂应急除锰净水技术研究[J].《给水排水》,2013年第12期27-31,共5页
[4] 章丽萍.CaCl2+除氟药剂两段法处理焦化浓盐水中氟化物研究[J].《煤炭科学技术》,2023年第11期255-263,共9页
[5] 吴裕高.自来水厂的投药控制现状与进展[J].《世界仪表与自动化》,2006年第5期50-51,共2页