自来水处理中几种应急投加技术探讨

自来水处理中几种应急投加技术探讨

廖达卫

江西省大余县章江供水有限责任公司 341500

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