温度对供水管网中余氯变化影响的分析

陈卓然 ，董 捷 ，魏振彦 ，马文红

(1.天津泰达水业有限公司 天津300457；2.天津泰达津联自来水有限公司 天津300457)

水厂在水处理过程中需要对原水进行消毒处理以灭活水中的致病微生物，确保饮用水安全。目前，氯消毒是水处理工艺中最常见的消毒方式，在水中投加氯消毒剂后，部分氯会与水中的细菌、微生物、有机物、无机物等发生反应而被消耗，剩下的部分氯量成为水中的余氯[1]。

供水管网中余氯的消耗主要来自于水体耗氯和管壁耗氯，主要包括：与水体中有机物、无机物质发生化学反应；与管道或其他管网组件上附着的微生物、沉淀物相互反应；由于管道腐蚀产生消耗及水体在管网系统中与管壁发生碰撞带来的质量传输[2]。有研究数据表明，水中氯的消耗与氯反应动力学、温度、加氯点及加氯量等因素有关，属于多个反应合成的结果[3]。本文以天津滨海新区某区域供水系统作为研究对象，对不同温度下供水管网余氯变化情况进行了对比分析。

1 试验部分

1.1 工艺条件

天津滨海新区某区域供水系统内建有净水厂一座，一、二期运行“原水预臭氧+强化常规处理+紫外线联合氯消毒”处理工艺，采用NaClO作为消毒剂进行消毒，滤池出水经过紫外线和NaClO消毒后可进入清水池，再经配水泵房加压进入市政管网，完成区域内供水。

该水厂的出厂水余氯内控指标为0.7～1.0mg/L(夏季)及0.6～0.9mg/L(冬季)[4]。试验期间出厂水余氯指标符合水厂内控要求。

1.2 试验方法

对出厂水及滨海新区某固定管网点余氯进行长期检测，记录当天天气最高温度、水厂出厂水余氯值及管网点余氯值，对不同温度下供水管网余氯变化情况进行统计对比，通过计算月平均最高温度及月出厂、管网余氯平均变化差值，分析温度条件对供水管网中余氯变化趋势的影响。

本试验取样时间为2018年6月～2019年3月，水厂出厂水余氯检测频率为每天一次，管网点余氯检测频率为每天一次，周末除外。

1.3 分析项目及方法

余氯：HACH Pocket colorimeter Ⅱ型便携式余氯仪。

温度：JM222L型便携式数字温度计。

2 结果与分析

根据试验期间每日检测的水厂出水余氯值、管网点余氯值及记录的每日最高温度，计算2018年6月～2019年3月每月平均最高温度、出厂余氯平均值、管网点余氯平均值及出厂、管网余氯平均变化差值，结果如表1所示。

表1 2018年6月～2019年3月平均最高温度及出厂水、供水管网中余氯值Tab.1 Monthly average maximum temperature and residual chlorine value in finished water and water supply pipe network from June 2018 to March 2019

根据表1所列数据，以取样时间为横坐标，月平均最高温度及月出厂、管网余氯平均变化差值为纵坐标，建立直角坐标系，如图1所示。

图12018 年6月～2019年3月温度及出厂、管网余氯平均变化差值变化趋势对比图Fig.1 Comparison of variation trend of temperature and residual chlorine difference between finished water and pipe network from June 2018 to March 2019

温度是影响生物化学反应速率的重要因素之一，因此也会对水中余氯反应消耗速率产生影响。温度升高时，水中的细菌、微生物等繁殖速率会显著加快，代谢产物增多，为保证消毒效果所需加氯量也会相应增加。在温度对水体中余氯消耗影响方面，有研究数据表明，pH值为7.0时，杀灭2～5℃水中大肠杆菌，需氯量为0.03mg/L；杀灭20～25℃水中大肠杆菌，需氯量为0.04mg/L[5]。温度升高，余氯消耗量也相应升高。

①温度变化对供水管网中余氯变化影响明显，夏季余氯在供水管网中的衰减程度明显高于冬季。

②为保证供水管网末梢余氯达标，应考虑温度对余氯消耗的影响，根据具体环境温度变化情况，对水厂出厂水余氯进行适当调整，夏季适当调高，冬季可酌情降低，确保供水水质良好。