亞硫酸鈉藥劑去除水中溶解氧的研究

【摘要】投加亞硫酸鈉藥劑是去除水中溶解氧最經濟簡潔的方法，但影響溶解氧去除效果的因素卻很多，針對各影響因素進行試驗與實踐總結，提高溶解氧去除效果。

【關鍵詞】亞硫酸鈉；溶解氧；藥劑配制；藥劑投加；影響因素

在給水系統(tǒng)中水中的氧是管道的主要腐蝕性物質，因此去除水中溶解氧是延長管道壽命的主要方法之一。要迅速將氧從水中去除有很多方法，其中最經濟簡潔的方法是投加亞硫酸鈉作為除氧劑。亞硫酸鈉是一種還原劑，能與水中溶解氧反應生成硫酸鈉，即：2Na2SO3+O2→ 2Na2SO4。水中呈游離狀態(tài)的氧被還原劑亞硫酸鈉固定下來，不與金屬鐵起氧化反應，從而使管道免遭腐蝕。

在實際運行過程中，亞硫酸鈉受外界多種因素的影響對管道溶解氧的去除不穩(wěn)定，水中溶解氧檢測值最高5.91mg/l，最低0.14 mg/l，直接影響著管道使用壽命。因此針對亞硫酸鈉藥劑的影響因素進行試驗，找到藥劑最佳投加方式，降低水中溶解氧。

1藥劑配制的研究

1.1 實驗檢測藥劑配制濃度與理論濃度的差異

亞硫酸鈉藥劑飽和時理論配制濃度為11.7 %（按藥劑純度93%計），但在生產實際配制過程中，由于各種原因藥劑的配制濃度很難達到理論值。試驗幾次藥劑配制， 從檢測數(shù)值上看實際檢測值低于理論值，因此，在亞硫酸鈉藥劑投加時投加量應高于理論計算量。

1.2 實驗檢測攪拌時間對亞硫酸鈉溶解度的影響

亞硫酸鈉藥劑為白色粉末，極易結晶，配制時對攪拌有較高的要求，攪拌充分與否直接影響配制濃度，甚至使藥劑沉淀，造成浪費。本次針對攪拌時間進行試驗，原來配藥時將藥劑罐裝水至需要刻度，后將亞硫酸鈉藥劑加入藥劑罐，攪拌半小時即可。長時間運行后，發(fā)現(xiàn)藥劑罐底有亞硫酸鈉藥劑結晶，藥劑配制濃度較低。判定為攪拌不充分，部分藥劑未溶解。在藥劑投加前及投加過程中，攪拌設備不間斷運行，同時配藥后延長攪拌時間這兩種方法都能提高藥劑溶解度。

2藥劑投加量的研究

根據(jù)腐蝕試驗數(shù)據(jù)，模擬管道環(huán)境，做不同亞硫酸鈉投加量下掛片腐蝕測試試驗。試驗分四組進行：

第一組：原水在容器密閉狀態(tài)下溶解氧的變化、掛片的腐蝕率及點蝕率的測試。

第二組：按開口狀態(tài)下溶解氧含量核算添加消耗等量溶解氧所需Na2SO3（純度為97%）的量。投加后密閉溶液溶解氧的變化、掛片的腐蝕率及點蝕率的測試。

第三組：按現(xiàn)Na2SO3（純度為90%）實際用量350mg/l做水腐蝕測試。

第四組：按Na2SO3（純度為90%）實際用量的二分之一即175mg/l做水腐蝕測試。

從溶解氧的變化來看，試驗1原水在密閉容器中溶解氧逐漸消耗掉，說明水中呈游離狀態(tài)的氧與金屬發(fā)生了反應，驗證了管道中腐蝕反應的存在；而試驗2中從理論計算出消耗等量溶解氧所需Na2SO3量并不能將水中的溶解氧全部消耗，所以在實際生產中Na2SO3投加量要高于理論值；試驗3、試驗4中投加量加入密閉容器中后，水中的溶解氧迅速消耗，反應速度上兩組試驗并無差異 。

根據(jù)圖1、圖2腐蝕率與點蝕率的情況來看，試驗2的腐蝕率和點蝕率遠高于其它組對比試驗，這說明若加入Na2SO3的量不足以消耗水中的溶解氧，那么反應生成的Na2SO4會起到電解液的作用，加速了氧與金屬鐵的反應。

現(xiàn)藥劑投加量和減半后投加量從腐蝕率和點蝕率對比看，試驗的前5小時內，減半后的腐蝕率和點蝕率均高于現(xiàn)投加量，5小時后隨時間的推后兩種藥劑投加量的腐蝕率和點蝕率趨于一致。

在實際生產中，投加之后的水送入輸水管道需一定小時，所以Na2SO3投加量從理論上來看有一定的降低空間。我們又做燒杯實驗對溶解氧降低時間進行驗證。實際操作中，考慮到生產現(xiàn)場比試驗中情況要復雜，確定Na2SO3投加量為280-320mg/l。

3溫度對溶解氧去除效果的影響

亞硫酸鈉的投加量應根據(jù)運行情況進行適當?shù)恼{整，不同溫度下水中溶解氧含量不同。冬季水中溶解氧高，可適當加大投加量；夏季水中溶解氧低，可減少投加量。這樣即起到了管道的防腐作用，又降低了Na2SO3的消耗。值得注意的是，在藥劑配制過程中，應盡量提高配藥水的溫度以保證藥劑的溶解度。

4運行過程中其他影響因素

4.1藥劑的存放

亞硫酸鈉藥劑極易受潮結塊，在藥劑放置時要注意防潮。選擇干燥的藥劑庫房，將藥劑存放在架子上。若條件不允許，應合理規(guī)劃藥劑的存放，并在藥劑庫房地面鋪設高10cm木架，以避免地面潮濕而導致的藥劑失效。

4.2定期檢查、清理Y型過濾器

工業(yè)用亞硫酸鈉藥劑中有部分雜質，在運行過程中為減少雜質對管道及設備造成的磨損，應在藥罐出口管路上應設置，并根據(jù)Y型過濾器截污情況進行定期清洗，建議至少每周清洗一次，發(fā)現(xiàn)過濾器濾網腐蝕、變形要及時更換。

4.3定期清理藥劑罐

部分未溶解藥劑及藥劑中不溶解的雜質會在藥劑罐內沉積，需要定期清理藥劑罐，一方面可增加藥劑罐有效容積，另一方面可以防止沉積物進入管道及設備，對其磨損。

4.4定期沖洗管道

亞硫酸鈉藥劑極易結晶沉積，管道系統(tǒng)處于長時間低壓運行或間斷運行或管道管徑較小時，應定期用清水（最好是溫清水）沖洗管道，防止亞硫酸鈉遇冷結晶或沉淀堵塞管道。