精准加氯降低消毒副产物！

消毒工艺是制水工程中重要的环节，合理选择消毒工艺，在确保微生物指标合格的情况下尽可能降低消毒副产物是供水部门一直研究的内容。介绍了上海供水如何选择合理消毒工艺，控制消毒副产物，精准加氯，改善自来水口感的方法。

1 选择消毒工艺与原水氨氮、耗氧量指标有关

1.1 与原水氨氮有关

一般原水氨氮大于0.5 mg/L时选择化合氯消毒，如要采用游离氯消毒，过折点氨氯比一般需要1∶10，因而如原水氨氮0.5 mg/L就要加注5 mg/L氯，才能形成游离氯消毒，故一般不会选择这样的消毒工艺。

1.2与原水耗氧量有关（微量有机物）

当原水耗氧量高时，说明水中微量有机物较多，如采用游离氯消毒，消毒副产物就会偏高或超标。如果原水耗氧量大于3 mg/L，夏天采用游离氯消毒，三卤甲烷就有可能超标，原水中加氨后采用化合氯消毒较合理。

总之，水厂消毒必须根据原水水质合理选择消毒工艺。

2 选择合理的消毒方式可满足消毒要求并控制消毒副产物

目前上海70%水厂使用长江陈行水库、青草沙水库的水作为原水，大部分水厂仍使用常规处理工艺，原水氨氮一般在0.1 mg/L以下，耗氧量2.0~2.5 mg/L，大部分老水厂清水库前没有消毒接触池，清水库停留时间也很短，研究消毒方式，重点在于确保微生物指标合格的情况下降低消毒副产物。主要是利用沉淀池1.5 h的停留时间，完成部分消毒，而新建、深度处理改造水厂均有消毒接触池，可以完成消毒。

3 精细管理、精准加氯、严格控制消毒副产物

根据长江水源特点，经过研究和试验，采用游离氯消毒、化合氯出厂的消毒工艺。游离氯消毒效果好，缺点是消毒副产物易偏高或超标，消毒副产物生成与游离氯浓度和温度均有密切关系。冬天水温10 ℃以下，沉淀池出口游离氯浓度0.5 mg/L，三卤甲烷总量可以控制在国标限值1/2以下，然后加0.2~0.3 mg/L氨，一般氯氨比控制在4∶1左右，出厂时调整到化合氯1.0 mg/L左右。夏天反应速度加快，沉淀池出口游离氯浓度一般只能控制在0.15 mg/L，满足消毒CT≥15情况下，同样加注0.2~0.3 mg/L氨，氯氨比也为4∶1左右，进清水库后调整出厂化合氯1.0 mg/L左右。出厂时以一氯胺为主，管网水中亚硝酸盐不会很快升高，如超过4∶1可能会产生二氯胺，导致异味。

4 深度处理水厂均采用游离氯消毒

深度处理活性炭后，小分子质量有机化合物大量减少，不会有较高三卤甲烷生成，但活性炭池后直接进清水库，这样有很大风险，因而深度处理水厂炭池后要有消毒接触池，一般有30 min接触时间，游离氯浓度0.5 mg/L，满足CT≥15，然后才进入水库。

5 精细管理、精准加氯、严控消毒副产物三卤甲烷

5.1 常规处理水厂游离氯消毒化合氯出厂的消毒副产物控制情况

表1~表4是2017年、2018年不同季节消毒副产物三卤甲烷控制情况（1~3月每月检测2次，7~9月每周检测1次）。

1~3月水温较低，反应速度也较慢，生成消毒副产物相对较少，因而水厂沉淀池出口游离氯浓度可以达0.5 mg/L，然后加0.2~0.3 mg/L氨，再加氯形成化合氯1.0 mg/L出厂。

7~9月气温、水温较高，消毒时氯与微量有机物反应速度大大加快，生成消毒副产物三卤甲烷速度也大大加快，因而沉淀池出口游离氯浓度控制在0.15 mg/L左右，满足消毒CT≥15，然后在滤池出口加0.2~0.3 mg/L氨，氯氨比控制在4∶1左右。

根据以上数据分析，夏天水温很高时，如控制好沉淀池出口游离余氯，出厂时再调整为化合氯，三卤甲烷最高值能控制在国标限值1/2以下，平均值也能控制在国标限值1/3以下。

5.2 深度处理水厂游离氯消毒化合氯出厂的消毒副产物控制情况

深度处理水厂应建消毒接触池，满足消毒要求，三卤甲烷能控制在较低水平。一般深度处理水厂活性炭池出水直接进清水库，消毒效果不理想，清水库水位是根据用户需求变化，而且清水库有短路现象，因而利用清水库作为消毒接触池不妥当。和设计单位商定，在活性炭池下放置消毒接触池，一般停留30 min，因游离氯浓度控制在0.5 mg/L，30 min接触，可以做到CT≥15，经过生物活性炭后，水中小分子质量微量有机物大量减少，控制游离氯浓度高些，三卤甲烷也不会很高，一般是常规处理的1/2左右。2017~2018年深度处理水厂三卤甲烷（总量）情况见表5和表6。

A水厂3年前换过炭，B水厂炭使用7~8年，目前正在换炭，数据略高。表5和表6中数据监测频率1~3月每月检测2~3次；4~12月每月检测4次。深度处理水厂均有消毒接触池，一般接触30 min以上，因而不论什么季节采用游离氯0.5 mg/L以上，消毒满足CT≥15要求，然后再加氨0.2~0.3 mg/L，基本氯氨比4∶1左右，出厂前再调整到1.0 mg/L化合氯出厂。由于深度处理水厂采用臭氧活性炭工艺，小分子质量有机物大量减少，即使游离氯浓度0.5 mg/L以上，消毒副产物三卤甲烷总量基本能

控制在国标限值1/3以下，与常规处理水厂相比，三卤甲烷平均值减少40%左右。

5.3化合氯出厂水和管网水三卤甲烷总量的变化情况

表7是某水厂每月出厂水和对应管网末梢水三卤甲烷总量变化情况。采用游离氯消毒、化合氯出厂，在管网中三卤甲烷总量变化很小，1年平均值基本没有变化，说明化合氯出厂水在管网中消毒副产物三卤甲烷基本没有变化。

6 化合氯出厂水在管网中亚硝酸盐生成情况

水厂一般化合氯出厂水在管网中消耗氯，氨就升高，遇到管网生物膜等还原物质，氨就会生成亚硝酸盐，一般氯氨比控制在4∶1左右，这样的混合余氯管网中亚硝酸盐生成的可能性较小(见表8和表9)。

管网水亚硝酸盐升高，说明管网水质不稳定。一般夏季、秋季管网亚硝酸盐升高程度与管网壁上生物膜有关。WHO第四版明确指出，如管网水中亚硝酸盐较长时间达到0.2 mg/L，说明管网水质不稳定，微生物复苏的可能较大，因而上海管网水质总体较稳定。上海市地方标准亚硝酸盐限值为0.15 mg/L，当管网水亚硝酸盐超过0.10 mg/L时就需要放水冲洗，加快该区域水体流动。

7 严格消毒方式出厂水及管网水微生物合格情况

7.1 出厂水微生物合格率情况

上海中心城区有15家水厂，主要出厂水管有36根，按要求每根出厂管每4 h检测1次菌落总数、总大肠菌群，每月出厂水样品6 480个，每年77 760个，近3年出厂水微生物指标均100%合格。

净水工艺消毒永远是第一位的，关系到饮用水安全问题，能阻止传染病通过水体传播，因而水厂应在消毒合格的情况下，尽可能降低消毒副产物。

7.2 管网水微生物合格率情况

上海中心城区厂外有54座泵站，其中水库泵站34座，库容约73万m³，增压泵站20座。原设计中水库泵站有补氯设施，但增压泵站并没有补氯设施，5年前要求所有增压泵站也要有补氯设施，这样管网微生物指标才有保障，也可以适当降低出厂余氯，管网余氯也能较平稳，同时也可以改善由于余氯偏高带来的口感问题。但目前大多数泵站有补氯设施，没有补氨设施，这样很难补氨，如氨降低，很有可能补氯后变成游离氯，投加量要很大，而且管网中余氯不稳定。目前，正在完善泵站补氨设施，要求补氯的同时补氨，并在所有增压水库泵站安装浊度、余氯在线检测仪表，使泵站出水余氯保持稳定。

中心城区有500多个采样点，供水企业按国标要求每月检测2次，市调度监测中心每月检测1次，年样品量6 000多个。表10为上海市供水监测中心检测数据。

8 结语

上海要在确保微生物指标合格的情况下严格控制消毒副产物。目前正在采取精准加氯、出厂水余氯做直线等管理措施，提高管理水平。采用余氯中心度考核，如出厂水余氯0.9 mg/L中心度， 要求余氯在0.8~1.0 mg/L，目前95%都能在要求范围内。近3年来，管网水500多个采样点每个点余氯不能小于0.3 mg/L，因为上海二次供水仍有10多万个水箱，在水箱要停留2天时间，需确保进用户余氯不小于0.05 mg/L，目前基本能做到每月管网水余氯小于0.3 mg/L的仅有几个水样。同时，上海又在开展降低管网余氯，改善余氯带来的口感问题，2018年管网平均余氯0.85 mg/L，2019年起每年管网余氯降0.05 mg/L，至2021年上海管网平均余氯降至0.70 mg/L，因为余氯在0.70 mg/L以下，余氯带来的口感问题可以基本解决。在确保微生物指标合格的情况下，合理选择消毒工艺，严格控制消毒副产物，精准确加氯，降低出厂水余氯，采用管网补氯平稳管网余氯、改善余氯带来的口感等问题，是一个系统工作，只有精细管理、提高管理水平，才能做好这些工作，确保供水水质更安全。