次氯酸钠投加系统在大型水厂原水预处理中的应用

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・水处理技术与设备・
次氯酸钠投加系统在大型水厂原水预处理中的应用
陈立魁 杨艳兵
（北京市自来水集团第九水厂，北京 100192）
摘要 ：本文以第九水厂密云取水厂新增加次氯酸钠投加系统为例，探讨了次氯酸钠预氧化工艺在大型 水厂的应用。文章概要的介绍了系统组成、系统设计参数、控制方式以及运行效果，对诸如管路堵塞等问 题及解决方案进行了讨论和分析。 关键词：原水预处理 次氯酸钠 投加系统 1.前言 密云取水厂设计取水能力 105 万 m3/d，设置预 加氯工艺，用于预氧化原水中部分污染物、抑制原 水输送过程中的微生物繁殖、确保输水管线输送能 力。 原预加氯工艺使用液氯 （1T 规格的钢瓶装液氯） ， 由于氯气是剧毒危险品，存储氯气的钢瓶属于高压 容器，有潜在威胁。无论是在运输、储存、使用过 程中，一旦发生泄漏、扩散，将会危及周边群众的 生命安全以及造成严重的环境污染。近几年来出于 安全考虑，北京市对液氯的采购、运输、储存、使 用的管控日益严格。生产实践表明，次氯酸钠预处 理可以获得与氯预处理相同的处理效果，而且次氯 酸钠在保证消毒的前提下能够降低水中消毒副产物 的产生量，取得更好的出水水质 ； 同时次氯酸钠相 对于氯气挥发性低、腐蚀性小，并且次氯酸钠在采 购、运输、储存、使用手续相对简便。因此第九水 厂在密云取水分厂增设次氯酸钠投加系统，以次氯 酸钠替液氯用于原水预处理。 2.次氯酸钠投加系统 2.1 系统组成 次氯酸钠投加系统主要是由储药设备和药剂投 加设备两部分组成。药剂储存设备由输药泵 1 台、 2 个容积各 30 吨储药罐、进液手动阀、出液电动阀、 液位管、排空阀、溢流口、电子秤 2 套等部分组成。 药剂投加部分由隔膜计量泵 3 台、Y 型过滤器、脉 动阻尼器、 进药口缓冲器、 背压阀、 安全阀、 压力表、 浮子流量计、电磁流量计 3 台、标定柱、加药点背 压阀、自用水冲洗等部分组成。 （见图１）
图1 次氯酸钠投加系统图
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图2 次氯酸钠加药泵、管路及加药点布置图
在改造中隔膜计量泵除标准附件 Y 型过滤器、 脉动阻尼器、背压阀、安全阀外增加了进药口缓冲 器。其目的是降低计量泵运行时的吸药阻力，从而 延长隔膜寿命。 加药泵背压阀使加药泵后管道维持恒定压力， 配合脉动阻尼器消除加药脉动，使加药流量均匀。 当泵后因管道堵塞或误操作关阀等原因造成压力升 高时，药液通过安全阀回流至加药泵进口，保护加 药泵隔膜。 （见图 2） 加药点采用原加氯点改造，并增设背压阀，此 种设置考虑如下两方面。1） 取水量较低时 （DN2600 3 ， 加药点处为不满管流， 管道水量约小于 25000m /h） 会形成负压，抽吸加药管道，使加药管道变形，同 时影响加药管道上电磁流量计计量。2）如电磁流 量计后加药管道破损漏药，无法通过流量变化判断。 增加背压阀后，可维持加药管内压力基本恒定，可 防止输水管道负压时对加药管的抽吸。当加药管泄 漏时，管道压力下降，可通过管道上的压力表示数 下降间接指示。加药管背压设定 0.1MPa。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
自用水冲洗管在加药泵进药阀后加药泵前，当 管道沉积杂质、堵塞或维护泵头时可关闭加药泵进 药阀，打开自用水冲洗阀对管道加药泵、加药泵附 件、加药管道、电磁流量计进行冲洗。 次氯酸钠储罐采用输药泵上料。输药泵为现场 手动操作。因输药泵置于室内，泵轴高程高于室外 约 1m，当次氯酸钠罐车内液位较低时，为防止泵 干运行，在泵进药口设置液位开关与泵的开 / 停联 动。 2.2 系统设计参数及设备选型 药 剂 使 用 商 品 次 氯 酸 钠 溶 液， 有 效 氯 浓 度 >10%，密度约 1.2kg/L。最大投加率按有效氯计算 为 2.0mg/L，与原加氯系统设计参数相同。设计最 大取水量 100 万 m3/d，与原设计相同。最大加药量 约 700L/h。加药点为原加氯点，加药点处压力一般 工况下低于 0.25MPa，小流量时出现负压。 加 药 泵 共 3 台 采 用 机 械 隔 膜 计 量 泵， 手 动 调 节冲程，手动 / 自动调节电机频率，单台加药能力 400L/h， 最大背压 0.5MPa。背压阀设定压力 0.2MPa，
安全阀设定压力 0.4MPa。加药量小于 350L/h 时加 药泵运行方式为 1 用 2 备或 2 用 1 备，加药量大于 350L/h 时加药泵运行方式为 2 用 1 备。加药点 1 组 共 2 个，为 1 用 1 备。加药间内加药管选用 UPVC 材质，管径 DN15，加药沟内加药管为便于铺设及 维护选用 PVC 材质（PVC 增强软管） ，管径 DN20。 加药管为 1 用 1 备。加药计量采用电磁流量计，共 2 台，位于加药间内加药泵后，与加药管对应，为 1 用 1 备。 药剂存储采用玻璃钢卧式储罐。满储量 60 吨， 日常可用储量 40 吨。最大投加量 20 吨 / 天时可用 2 天，日常投加量约 7 吨 / 天时可用约 6 天。储罐 下设电子称用于药剂进货结算。 加 药 控 制 方 式 分 远 方 自 动、 远 方 手 动、 现 场 手 动 三 种 方 式。 远 方 / 现 场 控 制 通 过 现 场 的 配 电 控 制 柜 上 远 方 / 现 场 开 关 切 换。 远 方 自 动 / 手 动 控 制 通 过 取 水 厂 控 站 CS3000 计 算 机 切 换， 三 台 加 药 泵 均 可 独 立 切 换 控 制 方 式。 远 方 自 动 方 式 下，CS3000 系统由实时取水量和给定加药率计算 出加药量，根据加药流量计反馈的加药量调节加 药泵频率自动运行。远方手动方式下由值班员在 CS3000 系统中给定加药泵运行频率。现场手动方 式下，值班员在现场配电控制柜上调节加药泵变 频器。 3.加药计算及加药泵调整 3.1 加药量的计算公式
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计算加药量 ： 单位 L/h。 单泵额定加药量 ： 400L/h。 冲程 ： 手动调节冲程，常用 30%~90%。 计算加药泵频率 ： 单位 Hz，10~50Hz。 双泵运行时宜将加药量近似平分，一台加药泵 固定频率运行，另一台小范围调节频率或冲程已满 足加药需求。 4.运行情况 在近几个月的运行中，次氯酸钠投加每天约在 7900kg，运行比较平稳能够达到预处理效果。在 运 行 中， 曾 经 发 生 过 多 次 计 量 泵 前 Y 型 过 滤 器、 加药点背压阀堵塞，致使计量泵后背压阀压力升 0.4Mpa，加药量不足等故障。为确保工艺不间断 运行及时倒用备用泵及加药点，清理 Y 型过滤器 以及计量泵进出口单向阀、背压阀 ；在清理中少 许絮状沉淀。针对近期出现的故障，在与次氯酸 钠生产厂家沟通保证药液质量的同时，我们计划 在输药泵出药管线处加装过滤装置，对进入储药 罐内药液进行第一次过滤，从而保证进入输药管 线的药液干净。 5.运行中的注意事项 5.1 运 行 时 泵 前 进 药 口 缓 冲 器 液 位 应 保 持 在 50% 以下，如液位过高时应适当调节缓冲器上的旋 钮调节液位。 5.2 运行中应注意脉动阻尼器内液位，当液位 高于 2/3 应放液，关闭脉动阻尼器下方进药阀，打 开脉动阻尼器下方侧面排药阀放液至约 1/2，放液 时应注意安全，缓慢放液并用容器接药。 5.3 运行中应注意管道压力表示数，如压力低 于 0.1MPa 则应检查管道是否有泄漏。 6.结束语 次氯酸钠投加系统在运行的近几个月中，生产 实践表明，运行比较平稳 ； 在投加量的控制上能够 满足工艺要求，很好的对原水进行预处理。同时投 加现场环境整洁、投加系统安全可靠。 作者通联 ： 13520027019
计算加药量
取水量 设定投加率 1000 药剂密度 药剂浓度
其中 ： 取水量 ： 单位 m3/h。 。 设定投加率 ： 以有效氯计，单位 mg/L（g/m3） 药剂密度 ： 单位 kg/L，根据测定结果设定，一 般取 1.2kg/L。 药剂浓度 ： 根据测定结果设定，一般取 10%。 计算加药量 ： 单位 L/h。 3.2 加药泵冲程及频率调整计算公式 单泵运行时 ：
计算加药泵频率 计算加药量 冲程 50 单泵额定加药量
其中 ：
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