次氯酸鈉用于自來水消毒效果分析

王英明

（沭陽縣城鄉水務發展有限公司 江蘇宿遷 223600）

引言

隨著生活水平的提高，自來水的質量也越來越高。次氯酸鈉不僅對水中的大腸桿菌等細菌具有快速滅活作用，而且具有較強的苯環殺滅力，同時次氯酸鈉具有良好的褪色能力，能夠有效清除水體中的有機污染物。采用次氯酸鈉作為消毒劑進行深度處理，可以提高有機污染物的去除率，降低副產物的產生潛力。同時，次氯酸鈉能夠促進絮凝作用的形成，使水體綜合凈化達到最佳效果。因此，次氯酸鈉由于其高氧化能力，被廣泛用于生活污水、自來水、游泳池等水體的消毒。

次氯酸鈉為淡黃色有刺激性氣味液體，分子式為NaClO，略重于水，熔點為-6℃，沸點為102.2℃。次氯酸鈉在高溫下分解為有毒的腐蝕性蒸氣，具有氧化性，能夠漂白織物。由于次氯酸鈉在氧化有機物后的產物較為安全穩定，因此它常被用作水體凈化劑。

1 次氯酸鈉的消毒方式

污水處理廠通常使用工業級次氯酸鈉溶液，有效氯含量約為10%。次氯酸鈉的工業生產通常是通過堿性液體氯化進行的，化學方程式為：

2NaOH+C12→NaClO+NaCl+H2O

進行次氯酸鈉消毒深度處理的工藝流程有三種選擇：

（1）先加入消毒劑，再加入混凝劑；

（2）先加入混凝劑，再加入消毒劑；

（3）同時添加消毒劑和混凝劑。

燒杯試驗表明，次氯酸鈉與混凝劑同時添加的效果基本相同，但在實際使用中，生成的絮體容易堵塞噴射器并影響處理效果。此外，在溶液池中生成的絮體高速流入輸送系統，絮體破碎，難以再次移動。因此添加次氯酸鈉的最佳方法是先加入次氯酸鈉，然后加入混凝劑。在混凝劑之前加入次氯酸鈉的時間取決于凈水裝置的實際情況。

在自來水凈化中，用次氯酸鈉消毒可能會導致以下問題：

（1）消毒劑投加量難以控制。在實際水體的消毒應用中，由于水體的pH很難控制，水量和次氯酸鈉的用量通過燒杯試驗只能作為參考值。實際劑量應通過大量的試驗和實際操作經驗來確定。

（2）消毒劑不能長期存放。HOCl是NaOCl在水中水解形成的一種消毒物質，長期貯存會導致HOCl逐步分解，失去其消毒作用。在現場生產次氯酸鈉時，當次氯酸鈉發生器容易發生意外事故時，水處理的效果將不可避免地受到損害。

（3）需要布設消毒液投藥系統。由于消毒劑不能與混凝劑同時混合，因此需要額外的投藥系統，這增加了操作和維護期間的工作量。

2 次氯酸鈉消毒效果的影響因素分析

pH值的變化對次氯酸鈉的消毒效果有較大影響。pH低于7時，次氯酸鈉的消毒效果明顯高于pH值在7以上。當pH值在5.0～6.0之間時，2mg/L次氯酸鈉可使原水中的大腸菌群失活到1000/L以下；相比之下，如果pH在8.0-9.0之間，4mg/L次氯酸鈉的劑量不會使原水中大腸菌群數量減少到1000/L以下。在處理后的水中形成次氯酸（HOCl）和氫氧化鈉（NaOH）。然后HOCl繼續電離H+和OCL-。HOCl非常不穩定，但能夠強烈氧化并容易滲入細胞膜，滅菌效率遠高于OCL。當次氯酸鈉處理水時，HOCl與OCl-的相對比值取決于溫度和pH值，在相同的溫度下，水的pH值越低，溶解在水中的次氯酸鈉越多，HOCl含量越高。在200°C下，當pH低于6時，HOCl含量接近100%；pH值＞9時，OCl-含量接近100%。

2.1 pH值對次氯酸鈉消毒效果的影響

在消毒時，pH值對消毒效果的影響最為主要。這是因為次氯酸鈉在消毒中起主要作用的是次氯酸。如果水體偏堿性，則次氯酸水解為次氯酸根，對細菌的殺滅效果減弱，使消毒效果大大下降。如果廢水的水質稍堿性，則必須增加次氯酸鈉的用量，以確保消毒后微生物數量足夠低，滿足自來水的標準。

2.2 溫度對次氯酸鈉消毒效果的影響

溫度對最終消毒效果的影響比較小，但對于達到最佳消毒效果的時間影響顯著。在低溫下消毒過程被延遲，并且消毒速率也低于常溫，導致低溫條件下消毒的接觸時間較長。在室溫下，次氯酸鈉可在約15分鐘內完成細菌消毒，而在低溫下，次氯酸鈉和原水可在25-30分鐘后完全消毒。與常溫環境相比，低氧環境對次氯酸鹽中大腸菌群的滅活具有滯后效應。在低溫條件下，次氯酸鈉使大腸菌群失活滯后，延長了消毒劑的接觸時間。

2.3 氨氮濃度對次氯酸鈉消毒效果的影響

氨氮對次氯酸鈉消毒效果影響不大。次氯酸鈉在低氨氮濃度下進行消毒作用時，由銨態氮作用產生的次氯酸鈉及其結合的殘余氯足以滅活水中的大腸桿菌。當次氯酸鈉的用量相對較低時，高濃度的銨態氮與次氯酸鈉作用，殘留氯結合量增加，降低了消毒的效果。隨著氨濃度的增加，剩余菌數增加。但總體而言，氨氮濃度對次氯酸鈉消毒效果影響不大。當次氯酸鈉用量大于3mg/L時，不同濃度的氨氮對原水消毒效果不明顯。在氨氮濃度下，次氯酸鈉用量小于3mg/L時，消毒效果略有下降。

結語

次氯酸鈉具有許多優點，在城市污水處理廠深度處理工藝中廣泛用作消毒劑。次氯酸鈉在生物可降解性、對生物體的毒性方面具有獨特的優勢。通過合理添加次氯酸鈉，可以有效凈化自來水中的微生物，保證自來水的潔凈。