美国三藩市水质监管部门使用哈希仪器控制氯氨消毒工艺

2007年11月 来源: 中国水工业自动化网

美国海湾区饮用水生产商-三藩市(San Francisco) 地区供水公司(SFRWS)-把居民生活饮用水的消毒工艺从传统的氯消毒改变为氯胺消毒。地处三藩市的 Hillsborough镇的水质监督管理部门面临:更新从前已有的水质检测过程方法; 防止发生硝化现象,保证水质达到国家规定的饮用水水质标准。氯胺消毒减少了常见的消毒副产物(尤其是三卤甲烷和卤乙酸)的总体浓度;但是这种消毒剂可能会引起供水管网中微生物繁殖(或者叫硝化现象)的发生。这样,Hillsborough镇的水质监测工程师保尔·瑞斯和他的同事求助哈希公司帮助解决问题。

硝化过程开始到硝化过程完成,大约需要几周的时间。在密切监测水温度变化、同时监测游离态氨和亚硝酸盐浓度,水质监测人员能够采采取控制措施,防止硝化现象的发生。提前预防硝化现象,比已经发生后再采取补救措施,这种策略无疑要好很多。

Hillsborough镇水务公司特别信赖哈希公司生产的pH计和袖珍型色度计等现场分析仪器。例如,当使用城镇消火栓进行管网定向冲洗时,操作人员现场测量冲洗管网前、后的浊度、pH值、色度、自由氯以及总氯等水质指标。在冲洗之后,当水质指标逐渐稳定的时候,标志着这次的消火栓冲洗过程已经完成。

在采用氯胺消毒工艺代替原来的氯消毒工艺的过渡期间,Hillsborough镇水务公司将所有储水池的水位都降到最低值。然后用氯胺消毒工艺的水将原来存在管网中的用氯消毒工艺的水全部冲洗出管道。这样的操作程序将由于两种不同的消毒剂互相混合所带来的嗅味问题降低到了最小的程度。

为了应对目前控制硝化问题的需要,Hillsborough镇水务公司安装了一套功能齐全的水质监测系统来测量和跟踪与硝化问题相关的水质参数的变化趋势,这些参数包括温度、pH、总氯、一氯胺以及游离态氨。当这些参数达到预先设定的“动作值”时(具体参见下面的表格),运行技术人员就可以采取特定的措施,在硝化现象发生之即,阻止水质恶化。各项水质参数的动作值设定分别为:游离态氨0.10毫克每升、氯小于2毫克每升、一氯胺小于1.8毫克每升。亚硝酸盐浓度水平达到0.1毫克每升被认为是报警值。



例如,引发硝化现象的一个关键前兆是游离态氨浓度升高。形成一氯胺的过程中,氯与氨的比例应严格控制,才能保证游离态氨处在非常低的浓度水平。当配水系统中游离态氨的浓度水平上升到0.10毫克每升时,运行技术人员就可以知道残余消毒剂浓度已经下降,这表明问题开始出现。当水中存在游离态氨时,氨氧化细菌开始将氨转化为亚硝酸盐,进而转化为硝酸盐。因为硝酸盐是水质标准中列出的污染物质,所以由于硝化现象引起的硝酸盐浓度的上升,是不容忽视的。而且,亚硝酸盐的形成,引起的污染后果会更严重。

亚硝酸盐掠蚀氯的速度很快, 引起总氯和一氯胺浓度降低。根据总大肠菌群标准要求,水中残余消毒剂浓度必须维持在一定浓度以上。于是由于硝化现象造成的消毒剂的大量减少,可能导致水中残余消毒剂浓度不能满足水质标准的要求。

检测配水系统中的游离氨浓度,防止硝化现象的产生,Hillsborough镇水务公司选用哈希公司生产的袖珍型色度计,DR/890型色度计,以及DR/4000V型分光光度计等产品。袖珍型色度计可以测量残余消毒剂的浓度,既可用于总大肠菌群标准要求的样品分析,也可以用于硝化现象的控制。在现场,DR/890型色度计可以测量总氯、一氯胺和游离态氨的浓度,既可用于硝化现象的控制,也可帮助技术人员判断其它水质问题。另外,DR/890型色度计也可用来测量氟化物和溶解氧。在Hillsborough镇水务公司的分析室内,DR/4000V型分光光度计不仅可以用来测量一氯胺、游离态氨和亚硝酸盐,也可以对哈希公司的现场用仪器设备进行校对。

Hillsborough镇水务公司也采用了哈希公司最新研制的测量游离态氨的方法-方法10200。该方法需要用两个样品,一个样品用来测量一氯胺浓度;在另外一个样品中加入一滴哈希公司生产的游离态氨测量试剂,试剂与样品中的游离态氨反应后转化为一氯胺,然后再去测量一氯胺的浓度。这样两次测量值的差值就是样品中游离态氨的浓度。

Hillsborough镇水务公司的配水系统中一共设置了24个水质监测站点。每周在其中6个站点采样,进行总大肠菌群标准的检测,每隔一个月的同一周内,所有的24个站点全部取样,进行总大肠菌群检测。三藩市地方供水公司(SFRWS)的实验室负责微生物学指标的检测。在现场测量中,袖珍型色度计检测总氯和自由氯。每个站点还需取500毫升的样品带回实验室分析,利用实验室DR/4000型分光光度计测量游离态氨、一氯胺和亚硝酸盐,碱度和硬度的测试是用数字式滴定仪进行的。

如果出现了由于冲洗过程造成了水质变差的情况,技术人员将重新安排冲洗程序,以更有效的冲洗整个配水系统。一般的,从管网起始端开始按照顺序依次冲洗各管段,直至管网末端,最后将管网充满新鲜水。

Hillsborough镇水务公司的技术人员同样利用哈希公司的仪器设备对Hillsborough镇内所有的蓄水池进行硝化过程和热稳定性的定期监测,一般冬季每三个月检测一次、夏季每两个月检测一次。每个储水池个分成四个区,在每个区中的三个不同水深处各采一个样品:水面下一英尺处取一个样,水池底部上方一英尺处取一个样,在水深中部取一个样;一个水池中一共采样品12个。

Hillsborough镇的饮用水消毒工艺从氯转变成氯胺工艺, 水务公司的技术人员有很多工作——不仅在短期内完成消毒方式的转变,而且以后要长期的保持水质的稳定和设施的高效运转。

哈希仪器和技术可以帮助应对这种转变,并提出水质监测技术方案。事实上, 在Hillsborough镇水务公司的消毒工艺转变过程中,哈希仪器和技术已经起到了举足轻重的作用。极大的帮助了用户圆满解决了由于水质变化带来的多重问题;在今后的长期的水质监测中,也是用户赖以相信的技术支持伙伴。

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