二氧化氯發生器在小型水廠的應用

劉歐陽+鄭燕瓊

摘要：消毒是自來水廠處理工藝中的關鍵環節，長期以來人們對水廠水源的污染認識不足，致使水廠的處理工藝一直以去除水中的濁度及致病菌為目的。但隨著社會工業化進程的不斷發展，人們開始意識到在提高物質文明的同時卻在犧牲著自己的生存環境，大量的水源遭到工業污染，水媒疾病也時有爆發，另外，通過病原學關系的調查和實驗表明，氯消毒副產物有機鹵化物和三鹵甲烷（致癌物質）的存在對人體健康也存在著極大的危害。

關鍵詞：二氧化氯發生器、小型水廠、應用

一、概述

為了保障人民的身體健康，消除或減少消毒副產物，國內外已對氯消毒的替代品——二氧化氯進行了應用研究：①它具有廣譜高效的消毒效果，其殺菌效率與臭氧相當，遠高于氯氣；②它不與水中的有機物反應生成氯代產物，有效地控制了THMs的形成；③它還可以對飲用水中的Fe2+，Mn2+，嗅和色等都有很好的去除效果，改善了出水水質。美國食品藥物管理局（FDA）和美國環境保護署（ERA）長期科學的試驗論證，確認它是殺菌、消毒、除臭的理想藥劑，世界衛生組織（WHO）確認其是一種高效強力廣譜殺菌劑，二氧化氯藥劑由此被國際衛生組織公認的漂白粉、液氯、次氯酸鈉等氯系消毒劑最理想的更新換代產品。國內二氧化氯發生器最近幾年發展比較迅猛，從生產企業的數量到設備種類和發生方法都有長足發展，產品質量和設備的安全性都得到很大提高，尤其是國內對氯氣消毒的副作用的認識日益加深，對二氧化氯發生器的需求量也日益加大，一些中、小型水廠開始采用二氧化氯發生器作為水消毒的選擇設備。中山市供水有限公司三鄉分公司規模5萬噸/日的南龍新水廠就是通過比較而選用化學法二氧化氯發生器消毒。

我國自1956年頒發《生活飲用水衛生標準（試行）》至2007年7月1日起實施《生活飲用水衛生標準》（GB5749—2006）的50多年間，共進行了6次修訂，部分項目也參考了歐美等國外發達國家的水質標準，其中與消毒有關的指標如下：

二、應用

1.化學法二氧化氯發生器消毒的組成。

由反應系統、吸收系統、溫控系統、原料供給系統、安全系統、投加系統構成。主要設備有二氧化氯發生器、鹽酸儲罐、氯酸鈉儲罐、化料器、卸酸泵、鹽酸計量泵、氯酸鈉計量泵、酸霧吸收裝置、直管式過濾器、余氯傳感器、余氯測校儀表、水射器、配電系統、管線等輔件等。

2.化學法二氧化氯發生器消毒的工作原理。

①反應方程式：NaClO3+2HCl=ClO2+1/2Cl2+NaCl+H2O

②工作原理：將氯酸鈉溶液與鹽酸按一定比例通過原料投加系統輸送到發生系統中，在特定溫度條件下，反應生成二氧化氯和氯氣的混合氣體，經收集系統收集后，通過抽取系統直接進入消毒系統，投加比例可根據水質的不同，調整投加量，即可達到用戶各類水質的要求。

3.化學法二氧化氯發生器消毒的性能特點。

由于二氧化氯發生裝置所用原料及中間反應產物均具有強腐蝕性和氧化性，為提高裝置長期運行的可靠性和安全性，達到十年以上的設計壽命，反應室采用抗氧化能力極強的氟塑料，過流部件采用高強度PVC。

主要特點如下：

①用氯酸鈉與鹽酸為原料，制備以二氧化氯為主、氯氣為輔的復合消毒液。

②采用科學配比進料，發生能力強，產率高，使用壽命達10年以上。

③化學制取、不用電解、節省能源、自動處理殘液、無二次污染、安全可靠、無泄漏。

④采用組合式結構設計，占地面積小，安裝操作簡單，維護方便，故障率低。

⑤原料易購，設備投資少，運行費用低。

4.二氧化氯的投加方式。

我司二氧化氯投加點采用濾前、濾后及追加投方式。①濾前投加點在絮凝沉淀池前的DN1000進水管位置，作為西江原水的預處理：快速高效地殺滅草芽胞桿菌、綠膿桿菌、沙門氏菌、軍團菌和大腸桿菌等菌類和清除原水藻類，有利于原水的加堿反應、絮凝沉淀、過濾工藝的進程以及減少池體滋生青苔的機率。②濾后投加點在濾池后進清水池前的DN1000進水管上：一般將二氧化氯的投加點選擇在濾后清水池進水口處，通過清水池中有效的接觸時間，達到殺菌、消毒效果；如若投加在濾后管道中，因有利于混合均勻，效果更好；濾后加氯作為自來水廠加氯消毒的主要首選方式，按國家飲用水標準，出廠水余二氧化氯量應>0.05mg/L，否則不能滿足管網末端的殺菌效果，但過量的余二氧化氯不僅增加制水成本，也對人體健康不利，因此適宜的二氧化氯投加濃度對水廠非常重要。對于配備在線檢測自動控制裝置的水廠，可在投加點之前設置流量檢測裝置，自動測定水流量值并轉成控制信號給二氧化氯發生器以控制二氧化氯投加量；或在出廠水管上設置余氯或二氧化氯檢測裝置，自動測定出廠水余氯值或二氧化氯濃度值，并轉成控制信號后與流量信號復合控制投加量，使加藥量更精確。③追加投方式是安裝在清水池DN1200出水管位置上，主要起到應急作用：萬一輸水管網的余氯量發生異常低下時作為臨時應急補充調加，目的是在短時間內使輸水管網的余氯量達到正常的水平。

5.運行成本分析。

使用鹽酸和氯酸鈉為原料，鹽酸（31%）的價格800元/噸，氯酸鈉（33%）的價格為4200元/噸，根據該發生器的額定消耗量計，一般每生產1克有效氯消耗氯酸鈉0.65g、鹽酸1.3g，折合人民幣0.004元；以西江原水為例，在氨氮正常穩定的情況下有效氯的投加量通常為0.5～1.5ppm，噸水成本約為：0.002～0.006元/噸。

六、結論

化學法二氧化氯發生器可以根據原材料的經濟性以及供貨的穩定性，使用安全可靠。該設備用于飲用自來水消毒，安全無毒，消毒殺菌效果明顯，不污染水質，而對水中氨氮、亞硝酸氮、鐵錳有明顯去除作用，使用成本低廉，不僅使出廠水質達到國家生活飲用水標準，而且使水質質量得到很大提高，滿足了人們對高品質生活用水的需求，這是優點；而缺點也比較明顯：雜質較多，對人體危害加大并且受原水氨氮影響較大，另外產量不穩定，反而增加了運行的難度。endprint