關(guān)于水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)中余氯限值的探討
氯作為一個(gè)常規(guī)的消毒劑，被廣泛應(yīng)用于水廠消毒和控制管網(wǎng)內(nèi)的微生物增殖。但是由于過(guò)多的加量會(huì)使自來(lái)水產(chǎn)生較強(qiáng)的刺激性氣味，并且更重要的是由于水中腐植物質(zhì)的存在，加氯在對(duì)水進(jìn)行消毒的同時(shí)，對(duì)水中有機(jī)物進(jìn)行了氯化，從而產(chǎn)生較多的有害消毒副產(chǎn)物，如最常見(jiàn)的三鹵甲烷等。因此，氯的加量及水中余氯的控制成了實(shí)際生產(chǎn)和管網(wǎng)管理的一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。在此,結(jié)合紹興市水務(wù)集團(tuán)的實(shí)際情況,我們總結(jié)了執(zhí)行此標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行水質(zhì)日常管理時(shí)遇到的一些問(wèn)題,供大家討論。
一、紹興市供水管理概況
紹興市水務(wù)集團(tuán)成立于2001年3月，集水庫(kù)、供水、排水為一體的綜合管理企業(yè)，下屬的水庫(kù)管理局、宋六陵凈水廠、自來(lái)水公司分別為獨(dú)立核算的法人單位。2001年1月前，紹興市區(qū)供水以市區(qū)平原河網(wǎng)為水源，經(jīng)西郭水廠和南門水廠凈水處理后，向市區(qū)供水。為改善供水水質(zhì)，紹興市啟動(dòng)了以湯浦水庫(kù)、宋六陵水廠和輸水管網(wǎng)建設(shè)的小舜江供水工程。工程于2001年1月投產(chǎn)供水，同時(shí)關(guān)閉原有兩個(gè)水廠。
不論是西郭、南門水廠，還是宋六陵水廠都只使用了單一的氯消毒，并且工藝基本相似，除了在春、夏季為防止藻類生長(zhǎng)，在原水入口處進(jìn)行少量預(yù)加氯外，主要在濾后水后進(jìn)行加氯，雖然三個(gè)水廠都設(shè)置了補(bǔ)充加氯點(diǎn)，但由于原水源的氨氮較高，因此西郭、南門水廠一般都在出廠水前補(bǔ)加氯，而宋六陵水廠因原水各項(xiàng)水質(zhì)都較好，一般不實(shí)施補(bǔ)充加氯。
宋六陵水廠的預(yù)加氯按0.5mg/l的加量固定加入，濾后水則按水量進(jìn)行自動(dòng)加氯，由于原水污染較小，常年水質(zhì)基本穩(wěn)定，因此，濾后水的加氯量也相對(duì)比較穩(wěn)定，一般在1.1-1.3mg/l 之間波動(dòng)，以出廠管處為水質(zhì)控制點(diǎn)，其常年的出廠水余氯基本控制在0.5mg/l左右。出廠水經(jīng)
從阮家灣通過(guò)不同的管道分別售水給紹興市及紹興縣。至紹興縣共
二、執(zhí)行余氯標(biāo)準(zhǔn)中的一些問(wèn)題
根據(jù)國(guó)家有關(guān)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，衛(wèi)生部GB5749-85《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定：“在與水接觸 30min后應(yīng)不低于0.3mg/l，集中式給水除出 廠水應(yīng)符合上述要求外管網(wǎng)末梢水不應(yīng)低于0.05mg/l。”衛(wèi)生部2001年版布的《生活飲用水衛(wèi)生規(guī)范》規(guī)定：“在與水接觸30分鐘后應(yīng)不低于0.3mg/L，管網(wǎng)末梢水不應(yīng)低于0.05mg/L”。參照此標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行余氯的控制，存在以下幾個(gè)問(wèn)題：
1、余氯控制檢測(cè)點(diǎn)難以確定
氯（特別是游離余）在水中的衰減及剩余含量與其作用時(shí)間有很大的相關(guān)性，從原西郭水廠的加氯情況看，水在清水池停留3.5小時(shí)左右后，余氯消耗約80-90%，而宋六陵凈水廠的余氯消耗比率可從表1顯示：
表1：余氯隨時(shí)間衰減情況
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接觸池 |
接觸池在線儀表檢測(cè)點(diǎn) |
清水池后出廠水檢測(cè)點(diǎn) |
市區(qū)主管網(wǎng)入口檢測(cè)點(diǎn) |
|||
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加氯量(mg/L) |
氯接觸時(shí)間 (分鐘) |
氯消耗百分率（%） |
氯接觸時(shí)間 (分鐘) |
氯消耗百分率（ %） |
氯接觸時(shí)間 (分鐘) |
氯消耗百分率（%） |
|
1.1~ 1.3 |
12 |
45 |
120 |
67 |
540 |
83 |
可見(jiàn)，雖然氯消耗大部分30分鐘前，但以后隨著時(shí)間的增加，氯在水中的含量仍將不斷衰減，因此在對(duì)游離氯進(jìn)行定量控制時(shí)必須首先定點(diǎn)，而依據(jù)“與水接觸30分鐘不低于0.3mg/L”的標(biāo)準(zhǔn)則很難進(jìn)行定點(diǎn)定量。
（1）若在清水池前設(shè)置接觸池，那么在“接觸30分鐘”的樣點(diǎn)設(shè)置相對(duì)較為方便（接觸池停留時(shí)間可設(shè)計(jì)在30分鐘左右），檢測(cè)點(diǎn)可設(shè)于接觸池末端，即清水池入口，但由于大多數(shù)水廠往往沒(méi)有接觸池，而清水池的設(shè)計(jì)雖然原則上規(guī)定停留時(shí)間不少于30分鐘，但隨著水廠規(guī)模的擴(kuò)大和區(qū)域化供水的發(fā)展，清水池的容量正不斷擴(kuò)大，水在清水池中的停留時(shí)間也往往大于30分鐘，因此以“接觸30分鐘”進(jìn)行定點(diǎn)檢測(cè)往往很難實(shí)際操作。
（2）對(duì)于補(bǔ)充加氯的水廠，其二次投氯點(diǎn)往往設(shè)于清水池后的出廠管線上，若以首次加氯“接觸30分鐘”進(jìn)行定點(diǎn)，其檢測(cè)結(jié)果顯然缺乏科學(xué)性，而以二次加氯30分鐘后進(jìn)行控制，其樣點(diǎn)往往已處于管網(wǎng)點(diǎn)上，較難以“出廠水”對(duì)之進(jìn)行評(píng)判。
2、0.3mg/L的出廠水下限控制缺少實(shí)際指導(dǎo)意義
雖然，水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定游離余氯“與水接觸30分鐘不低于0.3mg/L”，但由于此檢測(cè)點(diǎn)難以確定并實(shí)施檢測(cè)，因此，在實(shí)際生產(chǎn)中，常將此條款以“出廠水不低于0.3mg/L”進(jìn)行實(shí)施。而出廠水中必須具有一定的含氯量，主要是為了滿足氯在管網(wǎng)及末梢中的含量，抑制細(xì)菌的滋生。但是由于氯在管網(wǎng)中的衰減是一個(gè)很復(fù)雜的機(jī)理，除受水質(zhì)影響（主要是一些相關(guān)水質(zhì)指標(biāo)，如氨氮、低價(jià)金屬離子、有機(jī)物等）外，輸水管線的長(zhǎng)度、管徑大小，水在管道內(nèi)的停留時(shí)間都直接影響用戶或末梢的余氯含量。因此，若以某一定值來(lái)預(yù)測(cè)不同水質(zhì)、不同管網(wǎng)的水體的衰減，很難保證此定值的合理性和科學(xué)性，并且即使確定此值，此值也很難對(duì)管網(wǎng)的實(shí)際管理起指導(dǎo)作用。
（1）、對(duì)于水質(zhì)較差的水廠，以原西郭水廠為例，0.3mg/L的出廠水余氯遠(yuǎn)不能保證管網(wǎng)末梢的游離余氯不小于0.05mg/L。從2000年紹興市區(qū)供水情況分析：水廠出廠游離氯基本控制在0.8mg/L, 最遠(yuǎn)輸水管線為
（2）、對(duì)于水質(zhì)較好的水廠，以宋六陵水廠為例，0.3mg/L的出廠余氯要保證管網(wǎng)末梢的游離余氯不小于0.05mg/L也較困難。從01-03年紹興市區(qū)的供水情況分析：因原水水質(zhì)較為穩(wěn)定，氨氮常年小于0.05mg/L，TOC常年為5-6mg/L，出廠水COD基本小于1 mg/L ，TOC約為2-3 mg/L，因此其氯的消耗基本比較穩(wěn)定。一般出廠水余氯以0.5mg/L進(jìn)行控制，輸水至阮家灣需消耗0.1mg/L左右，至紹興市區(qū)管網(wǎng)后，平均余氯水平基本保持在0.2 mg/L左右，而至周邊區(qū)域時(shí)，一般只維持在0.1 mg/L左右。因此，若以游離氯0.3mg/L對(duì)出廠水進(jìn)行調(diào)節(jié)控制，管網(wǎng)末梢要保證余氯不小于0.05mg/L，其合格率亦不會(huì)很高。
3、兩個(gè)控制下限的規(guī)定對(duì)供水管理的影響
隨著供水企業(yè)的市場(chǎng)化運(yùn)作，制水與供水不僅僅限于職能上的分工，而是逐步趨向行政分家，即成為賣方與買方的關(guān)系，相應(yīng)地，水質(zhì)就成為賣買雙方關(guān)注的焦點(diǎn)，而余氯因需兩個(gè)下限控制的原故，常常成為雙方爭(zhēng)論的問(wèn)題。賣方水廠因成本關(guān)系，希望控制較少的余氯量，特別是處于臨界點(diǎn)時(shí)，常常以國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)出廠余氯不低于0.3mg/L為由推卸責(zé)任，而買方自來(lái)水公司為保證在不同的供水條件下管網(wǎng)末梢的余氯不小于0.05mg/L，又總是把出廠水余氯量預(yù)先設(shè)定得較高，從而使國(guó)家水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的執(zhí)行變得有法難依。
4、需在標(biāo)準(zhǔn)中增加對(duì)加氯量上限的控制
1、加氯直接影響自來(lái)水中三氯甲烷等消毒副產(chǎn)物的形成，表2即為不同余氯量時(shí)對(duì)宋六陵水廠及管網(wǎng)中近、中、遠(yuǎn)三點(diǎn)的三氯甲烷含量：
表2：不同余氯量及接觸時(shí)間對(duì)水中三氯甲烷含量的影響
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水質(zhì)指標(biāo) |
地點(diǎn) |
含量（mg/L） |
||||
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余氯 |
水廠 |
0.8 |
0.8 |
0.6 |
0.6 |
0.3 |
|
三氯甲烷 |
水廠 |
1.9 |
1.0 |
1.7 |
<1.0 |
<1.0 |
|
亞都大酒店 |
4.7 |
4.1 |
5.3 |
<1.0 |
<1.0 |
|
|
電力局 |
7.2 |
7.8 |
8.2 |
6.4 |
5.8 |
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印花廠 |
10.7 |
9.08 |
9.2 |
3.5 |
4.0 |
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從表中可以明顯看出，雖然由于水中前體物質(zhì)較小，其含量都并不高，但三氯甲烷的含量是隨著水中余氯量的增加及輸水線路的伸展而上升。因此，在保證管網(wǎng)末梢細(xì)菌滋生的前提下，必須盡量減少氯的投加及水中余氯的含量。
2、參閱國(guó)外的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)國(guó)家往往都對(duì)加氯的上限進(jìn)行了限值控制。其中，歐盟《飲用水水質(zhì)指令》規(guī)定“在不影響消毒效果的前提下，成員國(guó)應(yīng)盡力降低氯仿等化合物的值”。美國(guó)現(xiàn)行的《飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》則規(guī)定飲用水中消毒劑的最大允許濃度為4mg/L。WHO《飲用水水質(zhì)指令》中對(duì)氯的規(guī)定較為詳細(xì)，其從對(duì)健康有影響的角度上對(duì)氯規(guī)定了上限指標(biāo)值：5 mg/L，同時(shí)，說(shuō)明了在PH<8.0時(shí)，接觸30分鐘后的自由氯應(yīng)大于0.5mg/L，并且，它又從能引起用戶感官不滿的角度對(duì)氯在水中的含量設(shè)定了上下限范圍：0.6-1 mg/L。
三、結(jié)論及建議
1、隨著用戶對(duì)水質(zhì)要求的提高，供水規(guī)模的擴(kuò)大及供水管理機(jī)制的變化，水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)中關(guān)于余氯標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定應(yīng)作相應(yīng)修改。
2、從對(duì)感官指標(biāo)及消毒副產(chǎn)物的改善角度，余氯標(biāo)準(zhǔn)的制定應(yīng)考慮加氯量的上限控制。
3、從對(duì)管網(wǎng)微生物的控制及管網(wǎng)管理的角度，游離余氯的控制不宜用出廠水、末梢兩個(gè)控制下限值進(jìn)行控制，而應(yīng)在管網(wǎng)末梢下限控制的基礎(chǔ)上，根據(jù)各地水廠及管網(wǎng)自身的實(shí)際情況確定余氯控制點(diǎn)及控制下限。
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