次氯酸鈉消毒工藝在凈水廠中的應(yīng)用研究

夏薇薇 張洋

摘要：次氯酸鈉是一種強(qiáng)有力的氧化劑，它通過(guò)水解方式在溶液中產(chǎn)生次氯酸離子和次氯酸。它具有與其他氯化衍生物相同的氧化和殺菌效果。通過(guò)比較水凈化廠常用的消毒技術(shù)和次氯酸鈉劑量系統(tǒng)，發(fā)現(xiàn)次氯酸鈉消毒工藝在水凈化廠的應(yīng)用前景廣闊。與此同時(shí)，還提出了一些建議，涉及在水處理廠應(yīng)用次氯酸鈉消毒程序，這可能有助于類似的項(xiàng)目。

關(guān)鍵詞：次氯酸鈉;投加系統(tǒng);應(yīng)用

目前，城市凈水廠主要使用液氯，具有成本低、技術(shù)成熟、效果穩(wěn)定可靠等特點(diǎn)。次氯酸鈉具有液體消毒效果，在液體氯氣的運(yùn)輸、管理和使用方面不存在風(fēng)險(xiǎn)或費(fèi)用，而且正在逐步推廣。

一、次氯酸鈉儲(chǔ)存研究

次氯酸鈉溶液是一種揮發(fā)性液體，在光下分解，穩(wěn)定性較低。隨著溫度的升高，其濃度逐漸降低。因此，必須長(zhǎng)期保護(hù)他們不受陽(yáng)光照射。目前，市場(chǎng)上可獲得的次氯酸鈉水溶液濃度約為10%，根據(jù)揮發(fā)性溶質(zhì)的揮發(fā)規(guī)律，濃度越低，溶質(zhì)的揮發(fā)速度就越慢。但是，過(guò)度稀釋會(huì)增加儲(chǔ)存設(shè)備的地面面積，并對(duì)計(jì)量泵提出更高的流量要求，從而增加建造和運(yùn)營(yíng)成本。設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)和供應(yīng)商都建議將次氯酸鈉溶液稀釋5%以便使用。為了驗(yàn)證兩種次氯酸鈉溶液濃度的衰減率，確定次氯酸鈉貯存的最終濃度，水廠測(cè)量了次氯酸鈉儲(chǔ)備溶液的衰減率和每種稀釋劑的濃度衰減率1：1。試驗(yàn)在七月和八月進(jìn)行，是最熱的月份。次氯酸鈉和稀釋劑（高效氯）的初始濃度分別為11.4%和6.10%。避光儲(chǔ)存30d后，濃度分別為8.65%和5.80%，衰減率分別為22.4%和4.9%。可以看出，在1：1的比例稀釋了約10%的次氯酸鈉儲(chǔ)備溶液后，衰減率大大降低，能夠更好地滿足水廠的日常運(yùn)作需要。在對(duì)補(bǔ)充劑的穩(wěn)定性和運(yùn)行成本進(jìn)行了全面分析之后，最終決定使用一種氯含量約為5%的低氯酸鈉溶液作為備用溶液。

二、凈水廠消毒工藝介紹

1.次氯酸鈉消毒及其工作原理。次氯酸鈉放入水中時(shí)迅速水解，次氯堿的根與水中的氫離子結(jié)合形成次氯酸鈉。次氯酸鈉是一種中性的小分子，迅速吸附在細(xì)菌或病毒的表面，通過(guò)細(xì)胞壁進(jìn)入細(xì)胞，在高度氧化作用下改變細(xì)菌或病毒中的蛋白質(zhì)，從而起到殺菌作用。次氯酸鈉發(fā)生器利用鹽水作為原料，通過(guò)電解反應(yīng)生產(chǎn)次氯酸鈉溶液。

2.消毒液氯。氯是一種具有特殊氣味的氣體。主要的氯消毒是次氯酸。隨著氯氣數(shù)量的增加，氯氣的性質(zhì)發(fā)生了變化，從而產(chǎn)生了一、二和三氯胺種用于消毒的氯氣。由于投資和運(yùn)營(yíng)成本低，我國(guó)大多數(shù)主要水廠更多地使用液氯消毒工藝。

3.氯胺消毒。也稱為合成高效氯，通常與水處理中的一定比例氯和氨有關(guān)。對(duì)于自來(lái)水中氯酚臭味，氯胺可以進(jìn)行消毒，即氯和氨同時(shí)加入水中，氨和氯的質(zhì)量按添加氯和氨的順序按1：3或1：6進(jìn)行控制。

4.次氯酸鈉消毒。主要是通過(guò)水解生產(chǎn)次氯酸鈉。次氯酸鈉用于消毒。次氯酸鈉中的活性氯在陽(yáng)光和溫度的作用下分解。目前，消毒可分為兩種形式第一種方法是使用次氯酸鈉發(fā)生器在線生產(chǎn)次氯酸鈉溶液;首先，使用次氯酸鈉成品溶液。無(wú)論采用何種藥物管理方法，當(dāng)?shù)厮块T(mén)都因其高度安全而受到廣泛支持。

5.二氧化氯消毒。包括調(diào)制和供應(yīng)原材料、生產(chǎn)二氧化氯的全部設(shè)備，必須配備適當(dāng)和有效的安全設(shè)施。二氧化氯在水中非常穩(wěn)定，具有很好的殺菌作用。不同的點(diǎn)和劑量可能產(chǎn)生不同的效果。除了用作消毒劑外，劑量的增加也可能令人失望在預(yù)處理過(guò)程中，添加了可氧化有機(jī)物、錳和鐵。在使用二氧化氯時(shí)，應(yīng)特別注意氣體保護(hù)、防火和防爆，這就對(duì)水處理廠的運(yùn)行管理提出了很高的要求。

三、消毒工藝比較

1.液氯消毒的優(yōu)缺點(diǎn)。具有較強(qiáng)的殺菌能力，殺菌效果持續(xù)存在，不需要使用大型設(shè)備，投加相對(duì)簡(jiǎn)單，投資和操作成本高太低了。然而，如果水含有高有機(jī)氮，則氯反應(yīng)復(fù)雜，產(chǎn)生各種有機(jī)氯化合物，這需要很長(zhǎng)時(shí)間才能穩(wěn)定谷硫磷的價(jià)值。氯氣毒性很強(qiáng)，在使用過(guò)程中存在嚴(yán)重的安全風(fēng)險(xiǎn)。

2.氯胺消毒優(yōu)缺點(diǎn)。與氯消毒相比，氯胺消毒技術(shù)可以減少三鹵甲烷的生產(chǎn)、氯酚的氣味、增加余氯系統(tǒng)中的氯化時(shí)間以及污染物的傳播。與其他消毒技術(shù)相比，氯胺與水接觸兩小時(shí)，是其他消毒技術(shù)的四倍，需要相應(yīng)的藥物加設(shè)備調(diào)制。

3.次氯酸鈉消毒優(yōu)缺點(diǎn)。與其他消毒方法相比，消毒能力強(qiáng)，使用時(shí)間長(zhǎng)，操作簡(jiǎn)單。但是，次氯酸鈉不能長(zhǎng)期儲(chǔ)存。平均存儲(chǔ)時(shí)間約為10天。還有另一種獲取次氯酸鈉的方法方法是現(xiàn)場(chǎng)制備。制取設(shè)備很小。同時(shí)，一定量的鹽和電能在制取過(guò)程中消耗。

4.二氧化氯消毒優(yōu)缺點(diǎn)。對(duì)水溫和pH值的敏感性較低。接觸水的反應(yīng)時(shí)間約為30分鐘。它在管網(wǎng)中持續(xù)很長(zhǎng)時(shí)間。可以有效殺死病毒和兩蟲(chóng)。具有較強(qiáng)的氧化能力，可以除臭、去色、氧化錳、鐵。在使用過(guò)程中，鹽酸的使用和運(yùn)輸許可都很嚴(yán)格，產(chǎn)生的二氧化氯易于分解，必須在現(xiàn)場(chǎng)配制。此外，二氧化氯具有爆炸性（空氣中占10%，溶液中占30%），需要大量的通風(fēng)和管理。與常規(guī)消毒劑相比，氯氣、氯胺酮和二氧化氯可能與水中的有機(jī)和無(wú)機(jī)化合物發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生有毒或三致副產(chǎn)品，造成更大的安全風(fēng)險(xiǎn)和業(yè)務(wù)管理挑戰(zhàn)（表1）。次氯酸鈉消毒具有廣泛的抗菌作用、較強(qiáng)的細(xì)菌能力、持續(xù)的細(xì)菌作用，具有一定的除藻、除臭、除味能力。這種效果相當(dāng)于氯。作為消毒劑，安全使用，基本上沒(méi)有安全隱患，原料是鹽，容易買到。多年來(lái)，他一直是國(guó)外凈水廠的主要消毒劑。

四、次氯酸鈉投加工藝比較

目前，投加次氯酸鈉的系統(tǒng)主要分為通過(guò)購(gòu)買和現(xiàn)場(chǎng)制備投加次氯酸鈉發(fā)生器獲得的次氯酸鈉添加溶液。上述比較表明，這兩種注射方式的消毒效率和水處理費(fèi)用相當(dāng)。如果成品供應(yīng)充足，建議使用所得到的次氯酸鈉溶液。運(yùn)營(yíng)成本低，設(shè)備訂購(gòu)周期短，運(yùn)行周期短，正常運(yùn)行沒(méi)有特殊要求。對(duì)于小型水處理廠，特別是在供應(yīng)和運(yùn)輸困難的地區(qū)，建議在現(xiàn)場(chǎng)配制和管理藥品時(shí)使用次氯酸鈉發(fā)生器，以避免因長(zhǎng)期儲(chǔ)存減弱而造成消毒效果不佳的風(fēng)險(xiǎn)。

隨著供水安全的改善，考慮到消毒副產(chǎn)品、安全監(jiān)督和消毒效果，次氯酸鈉消毒工藝在水處理廠的應(yīng)用前景廣闊。選擇適當(dāng)?shù)乃幬飫┝糠椒ㄈQ于不同區(qū)域的供水規(guī)模、經(jīng)濟(jì)狀況和運(yùn)輸條件。根據(jù)近年來(lái)水處理廠設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)，為類似的工作提出了若干建議：根據(jù)原水質(zhì)特性確定合理的氯用量地點(diǎn)，并根據(jù)以下因素合理選擇氯用量泵的參數(shù)和尺寸盡可能使用具有相同參數(shù)的設(shè)備，并減少備用泵的數(shù)量，以便今后維修。投加次氯酸鈉管道和易于結(jié)晶的儲(chǔ)存罐。高壓水沖洗系統(tǒng)在設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮到為便于觀察和維修，最好設(shè)置備用投加管，將投加管道放置在管溝內(nèi)，由有關(guān)單位或制造商處理廢液，不得隨意外排。

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