二氧化氯消毒在供水行業中的應用

張俊杰

摘 要：根據《生活飲用水衛生標準》（GB5749-85）的規定：在自來水供水系統中，無論水源是地表水還是地下水，消毒被確認為是最基本和最重要的處理環節，是保證人民生活用水安全的基本措施。所以，消毒是水處理工藝中最重要的環節之一，其運行的好壞將直接影響出廠水的質量。

關鍵詞：二氧化氯；消毒；供水行業

一、二氧化氯消毒系統

根據國內對二氧化氯的試驗研究，發現二氧化氯具有以下優點：1、與有機物反應不會生成三鹵甲烷和四氯化碳；2、對鐵、錳有一定的去除效果；3、可降低出廠水的嗅閾值（如不產生氯酚臭味等）；4、對細菌、大腸菌的殺菌效果不低于氯；5、不會與氨氮反應（氯與氨氮反應生成氯胺，降低了消毒效果）。以下著重對二氧化氯的消毒機理以及水處理中的具體應用作初步探討。

該系統由二氧化氯發生器、分配器、中心控制系統、計量泵、余氯檢測、酸鹽儲槽和化鹽槽，配合高精度流量傳感器、電動閥門等組成了二氧化氯消毒自動控制系統。由南京環保科技公司生產的CPF—3000E 型復合式二氧化氯發生器、分配器組成CLO2消毒液制備環節，以氯酸鹽水溶液和鹽酸為原料，采用負壓曝氣工藝，制備出以二氧化氯為主氯氣為輔的復合消毒液，獨立設計的控制柜采用高可靠性可編程控制器PLC的智能型數字控制技術，并采用觸摸式控制面板和人機對話界面全數字顯示，可根據出廠水流量及余氯含量等工況參數實現水體溫度、計量泵頻率、消毒液投加量、動力水壓力等自動控制，同時可實現動力水欠壓報警、投加消毒液上下限報警、系統運行故障報警、系統自動停機等。在以PLC控制器為中心的控制柜中含有多個數據串行I/O口，用于接受外部數據模擬信號，同時系統提供RS—485數據通訊接口，以便實現系統與上位機或我廠調度控制中心進行數據交換通訊功能。

二、二氧化氯消毒的具體應用

我廠采用的RJ系列二氧化氯發生器特點：由供料系統、反應系統、反沖洗系統、控制系統、真空吸收系統、安全系統、殘夜自動處理系統組成。采用KZQ-200標準型控制器，CPU模塊化控制。具有反沖洗裝置，反應器可隨時、自動的進行反沖洗工作，防止反應器內有結晶或雜志的出現，。采用水壓報警系統，當動力水欠壓時，設備自動停機。為了充分延長原料反映的時間，提高二氧化氯含量和原料轉化率，國內同行業唯一采用五級反應器，原料在反應器的反應時間為1.95小時，五級分質式反應器，原料總轉化率≥90%，二氧化氯占總有效率的70-80%。控制系統采用西門子PLC，系統設置時有冗余，選用彩色觸摸屏操作，控制屏顯示動態工藝流程，畫面生動，內容豐富，直觀反映工藝控制系統流程。密碼設定，可使主管領導充分了解設備使用情況，各工藝參數的修改。適時顯示設備產出量，依據設備加藥量的變化設備產出量隨之變化。實現并保存設備運行故障檢測記錄，操作人員可隨時了解并排除故障。設備具有多項自動控制方式選擇，有準確的4-20mA輸入口，將溫度控制、頻率調節、流量控制、控制以及邏輯控制集為一體，使設備更具人性化，極大方便用戶的選擇。可實現流量控制、余氯控制或流量+余氯復合環控制。配有通訊接口，可實現二氧化氯設備PLC控制柜與中控室系統集中PLC控制柜的雙向通訊及綜合數據遠傳于控制，與多種通訊協議可實現兼容，實現遠程監控。

根據我廠生產實際及以往的消毒工藝情況，研究使用二氧化氯發生器配合適合我廠生產工藝的控制柜及相應的應用軟件，并對輔助配套電子流量計、余氯傳感器、脈沖泵及電動閥門用于過程數據的采集與控制，系統根據生產能力及出廠水流量、余氯參數自動調節和控制二氧化氯的投加量，使出廠水符合生活飲用水的要求。

二氧化氯發生器消毒系統作為新生代消毒工藝手段，由于不但具有在飲用水處理過程中現場制備、既制既用、直接注入供水系統的特點，有效的避免了有害氣體的大量存放和遠距離運輸，從根本上排除了液氯消毒工藝中時時存在的氯氣泄露、爆炸、中毒事故等重大安全隱患。由于該系統具有的逆向裝置，提高了兩種原材料在整個反應流程中的最大濃度反應推力，使原材料的轉化率達85%以上，降低了系統的運行費用，并采用全程正壓注入方式，使帶壓系統壓力達8kg/cm2，無須另設置動力設備和動力水源，使消毒系統更加簡單方便，同時二氧化氯發生器消毒系統具有以下特點：1、與有機物反應不會生成三鹵甲烷和四氯化碳；2、對鐵、錳有一定的去除效果；3、可降低出廠水的嗅閾值（如不產生氯酚臭味等）；4、對細菌、大腸菌的殺菌效果不低于氯；5、不會與氨氮反應（氯與氨氮反應生成氯胺，降低了消毒效果）；6、系統結構簡單、余氯控制精度高，能耗低；7、消毒成本較原有液氯消毒的成本大為降低；8、采用多重安全技術使系統達到極高的安全水平。

三、二氧化氯消毒的應用效果

自我廠使用二氧化氯發生器代替液氯消毒后，不但從根本上排除了泄露、爆炸的重大安全隱患，而且解決了冬季低溫給消毒工藝帶來的不利因素，大大提高了消毒工藝的可靠性。我廠源水是由七礦礦尾水、水庫地表水和水廠排污水共同組成，源水中有機物含量（主要是氨氮和亞硝酸鹽）較高，投加的氯與水中氨氮進行反應，生成氯氨，降低了消毒效果。同時，氯與水中的有機物反應生成三鹵甲烷、四氯化碳、氯酚等化合物，使水廠生產的自來水中帶有酚臭和泥腥味，給居民生活帶來不便。在使用二氧化氯消毒系統后，水體中有機物反應不生成三鹵甲烷、四氯化碳，大大降低了出廠水的嗅閾值（如不產生氯酚臭味等），使用至今，從未發生一起因消毒原因而引起細菌和大腸菌群的失格，同時，水中三鹵甲烷、四氯化碳等含量均低于國家標準，徹底去除了水中的酚臭和泥腥味，提高了飲用水的感官質量。

四、結束語

該項目在我廠的成功推廣、改進和使用，為國內水處理行業的消毒工藝開創了先例，由于其具有的安全、高效、投資少、運行成本低、自動化程度高的特點，可以廣泛推廣應用于大中型水處理行業。