次氯酸鈉在超濾化學(xué)清洗和加強(qiáng)反洗中的應(yīng)用

樊力 劉寶會(huì) 李鋒濤 王喜平

(1身份證號(hào)：150102198612210111) (2身份證號(hào)：61042619930419153X) (3身份證號(hào)：610424199204013573) (4身份證號(hào)：152632199007180315)

次氯酸鈉在超濾化學(xué)清洗和加強(qiáng)反洗中的應(yīng)用

樊力1劉寶會(huì)2李鋒濤3王喜平4

(1身份證號(hào)：150102198612210111) (2身份證號(hào)：61042619930419153X) (3身份證號(hào)：610424199204013573) (4身份證號(hào)：152632199007180315)

次氯酸鈉水解生成的次氯酸分解成的新生態(tài)氧[O]可殺死微生物。次氯酸鈉水解受水中PH影響。超濾化學(xué)清洗和CEB加強(qiáng)反洗用次氯酸鈉作為殺菌劑時(shí)，其殺菌效果直接受PH影響。

次氯酸鈉；超濾；化學(xué)清洗；殺菌效果

1 次氯酸鈉的殺菌原理

次氯酸鈉是水處理常用的殺菌劑，水解生成的次氯酸會(huì)分解生成新生態(tài)氧[O]。新生態(tài)氧[O]具有極強(qiáng)的氧化性，氧化微生物細(xì)胞壁、細(xì)胞膜中的蛋白質(zhì)，導(dǎo)致細(xì)胞壁和細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)破壞，細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)無(wú)法穩(wěn)定存在于細(xì)胞結(jié)構(gòu)中；細(xì)胞壁和細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)破壞使新生態(tài)氧[O]進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)部，氧化細(xì)胞內(nèi)的酶、核糖核酸(RNA)和脫氧核糖核酸（DNA），細(xì)胞失去活性，微生物迅速死亡。

2 PH對(duì)次氯酸鈉水解的影響

2.1 次氯酸鈉水解反應(yīng)過(guò)程

次氯酸鈉在水中水解反應(yīng)如下：NaClO+H2O?HClO+NaOH①由①平衡反應(yīng)式可知，次氯酸鈉水解后生成次氯酸和氫氧化鈉，即HClO和Na+和OH-。

2.2 次氯酸鈉在酸性環(huán)境的水解

由①反應(yīng)式可知，若次氯酸鈉在酸性環(huán)境中水解，生成的OH-被水中的H+中和，水解反應(yīng)平衡向正方向移動(dòng)，因此，酸性環(huán)境會(huì)促進(jìn)HClO的生成。若該環(huán)境中H+由鹽酸提供，生成的HClO又會(huì)發(fā)生如下反應(yīng)：

HCl+HClO?Cl2+H2O②

由②反應(yīng)式可知，當(dāng)①反應(yīng)式平衡向正向移動(dòng)時(shí)，由于HC?lO濃度的增大，②反應(yīng)式平衡也向正向移動(dòng)。

綜合①和②反應(yīng)式可得，在鹽酸溶液中，次氯酸鈉水解反應(yīng)如下：

NaClO+2HCl?HClO+HCl+NaCl?Cl2↑+H2O+NaCl③

由③反應(yīng)式可知，當(dāng)次氯酸鈉在鹽酸溶液中水解時(shí)，生成HClO、HCl、Cl2、NaCl和H2O，且鹽酸濃度越高，反應(yīng)向正向移動(dòng)，生成次氯酸越多，生成的氯氣也越多。且當(dāng)生成的氯氣溢出后，反應(yīng)進(jìn)一步向正方向移動(dòng)。

2.3 次氯酸鈉在堿性環(huán)境中的水解

由①反應(yīng)式可知，次氯酸鈉在堿性環(huán)境中發(fā)生水解，由于大量OH-對(duì)水解反應(yīng)產(chǎn)生抑制作用，①反應(yīng)式平衡向逆向移動(dòng)，次氯酸很難生成。

2.4 PH對(duì)次氯酸鈉水解的影響

由以上描述可知，次氯酸鈉在鹽酸溶液中水解時(shí)，PH越低，生成氯氣越多；次氯酸鈉在堿性溶液中水解，PH越高，次氯酸越難生成。

氧化還原電位（ORP）是用來(lái)反映水溶液中的宏觀氧化-還原性。ORP越高，氧化性越強(qiáng)；反之，氧化性越弱。電位為正表示溶液顯氧化性；反之，顯還原性。

在PH為6至10的條件下對(duì)濃度為0.15%的次氯酸鈉溶液進(jìn)行ORP測(cè)試發(fā)現(xiàn)，ORP隨著PH降低而迅速升高，但PH低于7.5時(shí)，ORP上升趨勢(shì)減緩。PH低于6.5時(shí)，大量Cl2生成。

3 次氯酸鈉在超濾中的應(yīng)用

3.1 超濾的原理

超濾用于截留水中膠體大小的顆粒，其機(jī)理是由膜表面機(jī)械篩分、膜孔阻滯和膜表面及膜孔吸附的綜合效應(yīng)，以膜兩側(cè)的壓差為驅(qū)動(dòng)力，膜表面密布的微孔只允許水及小分子物質(zhì)通過(guò)，而體積大于膜孔的物質(zhì)則被截留，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)原水的凈化。

3.2 超濾的微生物污堵

原水通常會(huì)設(shè)計(jì)混凝、沉淀、過(guò)濾等預(yù)處理過(guò)程，去除水大部分懸浮物、膠體。預(yù)處理中將投加殺菌劑。但由于水力時(shí)間不足，殺菌劑投加量不足以及在水中混合不均勻等原因，往往無(wú)法全部殺死微生物。隨著運(yùn)行時(shí)間增加，殘留微生物在水中生長(zhǎng)繁殖，并在濾料或超濾膜表面滋生形成微生物黏泥，污堵膜孔，嚴(yán)重時(shí)發(fā)生黏泥腐蝕。

3.3 次氯酸鈉在超濾CEB加強(qiáng)反洗中的應(yīng)用

超濾運(yùn)行一個(gè)周期后將通過(guò)反洗沖出膜表面的較大污堵物，以恢復(fù)工作能力。經(jīng)多個(gè)周期運(yùn)行后進(jìn)行CEB反洗。CEB反洗是在常規(guī)反洗程序中加入氫氧化鈉、次氯酸鈉、鹽酸，以達(dá)到堿洗、殺菌、酸洗的目的。堿洗控制PH=12，次氯酸鈉濃度通常為5-15ppm（以產(chǎn)品使用手冊(cè)為準(zhǔn)），酸洗控制PH=2。CEB反洗通常設(shè)計(jì)為兩個(gè)部分，即堿洗殺菌和酸洗。堿洗和殺菌同步進(jìn)行，酸洗單獨(dú)進(jìn)行。按該過(guò)程進(jìn)行CEB反洗，次氯酸鈉殺菌過(guò)程是在PH=12的條件下進(jìn)行的。

3.4 次氯酸鈉在超濾化學(xué)清洗中的應(yīng)用

當(dāng)超濾運(yùn)行進(jìn)、出水壓差持續(xù)快速上升且產(chǎn)水量明顯下降，CEB反洗無(wú)明顯效果，或反洗后壓差再次迅速上升且產(chǎn)水量下降時(shí)，則考慮化學(xué)清洗?；瘜W(xué)清洗時(shí)堿洗控制氫氧化鈉溶液為PH=12，酸洗控制鹽酸溶液PH=2，次氯酸鈉殺菌通常配置濃度為200ppm（以產(chǎn)品使用手冊(cè)為準(zhǔn)）。類(lèi)似CEB反洗，目前普遍的化學(xué)清洗方法分兩部分，堿洗和次氯酸鈉殺菌同步進(jìn)行，即配置濃度為200ppm的次氯酸鈉溶液，再加入氫氧化鈉至PH=12。酸洗單獨(dú)進(jìn)行。按該方法進(jìn)行化學(xué)清洗，次氯酸鈉的殺菌過(guò)程是在PH=12的條件下進(jìn)行的。

4 結(jié)語(yǔ)

超濾CEB反洗和化學(xué)清洗以次氯酸鈉作為殺菌劑。次氯酸鈉水解生成的新生態(tài)氧[O]具有殺菌作用。當(dāng)PH降低時(shí)，次氯酸鈉水解充分。PH低于6.5時(shí)，明顯有Cl2生成。目前的設(shè)計(jì)和常規(guī)的操作中，超濾的CEB反洗和化學(xué)清洗，次氯酸鈉殺菌是在PH=12的條件下與堿洗同步進(jìn)行，次氯酸鈉水解不充分，殺菌效果不好且造成藥劑的浪費(fèi)。而PH過(guò)低，大量生成的Cl2會(huì)帶來(lái)安全隱患。因此次氯酸鈉殺菌應(yīng)單獨(dú)進(jìn)行，控制PH在6.5～7的范圍。微生物被殺死后，用PH=12的氫氧化鈉溶液清洗膜表面有機(jī)物及微生物殘骸，最后用PH=2的鹽酸溶液清洗。

5 結(jié)語(yǔ)

次氯酸鈉單獨(dú)清洗會(huì)延長(zhǎng)操作時(shí)間，但能提高清洗效果，延長(zhǎng)運(yùn)行周期，節(jié)約藥劑消耗。