二氧化氯發(fā)生器在小型水廠的應(yīng)用

劉歐陽(yáng)+鄭燕瓊

摘要：消毒是自來(lái)水廠處理工藝中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，長(zhǎng)期以來(lái)人們對(duì)水廠水源的污染認(rèn)識(shí)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(huì)工業(yè)化進(jìn)程的不斷發(fā)展，人們開(kāi)始意識(shí)到在提高物質(zhì)文明的同時(shí)卻在犧牲著自己的生存環(huán)境，大量的水源遭到工業(yè)污染，水媒疾病也時(shí)有爆發(fā)，另外，通過(guò)病原學(xué)關(guān)系的調(diào)查和實(shí)驗(yàn)表明，氯消毒副產(chǎn)物有機(jī)鹵化物和三鹵甲烷（致癌物質(zhì)）的存在對(duì)人體健康也存在著極大的危害。

關(guān)鍵詞：二氧化氯發(fā)生器、小型水廠、應(yīng)用

一、概述

為了保障人民的身體健康，消除或減少消毒副產(chǎn)物，國(guó)內(nèi)外已對(duì)氯消毒的替代品——二氧化氯進(jìn)行了應(yīng)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(dāng)，遠(yuǎn)高于氯氣；②它不與水中的有機(jī)物反應(yīng)生成氯代產(chǎn)物，有效地控制了THMs的形成；③它還可以對(duì)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(zhì)。美國(guó)食品藥物管理局（FDA）和美國(guó)環(huán)境保護(hù)署（ERA）長(zhǎng)期科學(xué)的試驗(yàn)論證，確認(rèn)它是殺菌、消毒、除臭的理想藥劑，世界衛(wèi)生組織（WHO）確認(rèn)其是一種高效強(qiáng)力廣譜殺菌劑，二氧化氯藥劑由此被國(guó)際衛(wèi)生組織公認(rèn)的漂白粉、液氯、次氯酸鈉等氯系消毒劑最理想的更新?lián)Q代產(chǎn)品。國(guó)內(nèi)二氧化氯發(fā)生器最近幾年發(fā)展比較迅猛，從生產(chǎn)企業(yè)的數(shù)量到設(shè)備種類和發(fā)生方法都有長(zhǎng)足發(fā)展，產(chǎn)品質(zhì)量和設(shè)備的安全性都得到很大提高，尤其是國(guó)內(nèi)對(duì)氯氣消毒的副作用的認(rèn)識(shí)日益加深，對(duì)二氧化氯發(fā)生器的需求量也日益加大，一些中、小型水廠開(kāi)始采用二氧化氯發(fā)生器作為水消毒的選擇設(shè)備。中山市供水有限公司三鄉(xiāng)分公司規(guī)模5萬(wàn)噸/日的南龍新水廠就是通過(guò)比較而選用化學(xué)法二氧化氯發(fā)生器消毒。

我國(guó)自1956年頒發(fā)《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)（試行）》至2007年7月1日起實(shí)施《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB5749—2006）的50多年間，共進(jìn)行了6次修訂，部分項(xiàng)目也參考了歐美等國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，其中與消毒有關(guān)的指標(biāo)如下：

二、應(yīng)用

1.化學(xué)法二氧化氯發(fā)生器消毒的組成。

由反應(yīng)系統(tǒng)、吸收系統(tǒng)、溫控系統(tǒng)、原料供給系統(tǒng)、安全系統(tǒng)、投加系統(tǒng)構(gòu)成。主要設(shè)備有二氧化氯發(fā)生器、鹽酸儲(chǔ)罐、氯酸鈉儲(chǔ)罐、化料器、卸酸泵、鹽酸計(jì)量泵、氯酸鈉計(jì)量泵、酸霧吸收裝置、直管式過(guò)濾器、余氯傳感器、余氯測(cè)校儀表、水射器、配電系統(tǒng)、管線等輔件等。

2.化學(xué)法二氧化氯發(fā)生器消毒的工作原理。

①反應(yīng)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(guò)原料投加系統(tǒng)輸送到發(fā)生系統(tǒng)中，在特定溫度條件下，反應(yīng)生成二氧化氯和氯氣的混合氣體，經(jīng)收集系統(tǒng)收集后，通過(guò)抽取系統(tǒng)直接進(jìn)入消毒系統(tǒng)，投加比例可根據(jù)水質(zhì)的不同，調(diào)整投加量，即可達(dá)到用戶各類水質(zhì)的要求。

3.化學(xué)法二氧化氯發(fā)生器消毒的性能特點(diǎn)。

由于二氧化氯發(fā)生裝置所用原料及中間反應(yīng)產(chǎn)物均具有強(qiáng)腐蝕性和氧化性，為提高裝置長(zhǎng)期運(yùn)行的可靠性和安全性，達(dá)到十年以上的設(shè)計(jì)壽命，反應(yīng)室采用抗氧化能力極強(qiáng)的氟塑料，過(guò)流部件采用高強(qiáng)度PVC。

主要特點(diǎn)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(fù)合消毒液。

②采用科學(xué)配比進(jìn)料，發(fā)生能力強(qiáng)，產(chǎn)率高，使用壽命達(dá)10年以上。

③化學(xué)制取、不用電解、節(jié)省能源、自動(dòng)處理殘液、無(wú)二次污染、安全可靠、無(wú)泄漏。

④采用組合式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，占地面積小，安裝操作簡(jiǎn)單，維護(hù)方便，故障率低。

⑤原料易購(gòu)，設(shè)備投資少，運(yùn)行費(fèi)用低。

4.二氧化氯的投加方式。

我司二氧化氯投加點(diǎn)采用濾前、濾后及追加投方式。①濾前投加點(diǎn)在絮凝沉淀池前的DN1000進(jìn)水管位置，作為西江原水的預(yù)處理：快速高效地殺滅草芽胞桿菌、綠膿桿菌、沙門氏菌、軍團(tuán)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(yīng)、絮凝沉淀、過(guò)濾工藝的進(jìn)程以及減少池體滋生青苔的機(jī)率。②濾后投加點(diǎn)在濾池后進(jìn)清水池前的DN1000進(jìn)水管上：一般將二氧化氯的投加點(diǎn)選擇在濾后清水池進(jìn)水口處，通過(guò)清水池中有效的接觸時(shí)間，達(dá)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(lái)水廠加氯消毒的主要首選方式，按國(guó)家飲用水標(biāo)準(zhǔn)，出廠水余二氧化氯量應(yīng)>0.05mg/L，否則不能滿足管網(wǎng)末端的殺菌效果，但過(guò)量的余二氧化氯不僅增加制水成本，也對(duì)人體健康不利，因此適宜的二氧化氯投加濃度對(duì)水廠非常重要。對(duì)于配備在線檢測(cè)自動(dòng)控制裝置的水廠，可在投加點(diǎn)之前設(shè)置流量檢測(cè)裝置，自動(dòng)測(cè)定水流量值并轉(zhuǎn)成控制信號(hào)給二氧化氯發(fā)生器以控制二氧化氯投加量；或在出廠水管上設(shè)置余氯或二氧化氯檢測(cè)裝置，自動(dòng)測(cè)定出廠水余氯值或二氧化氯濃度值，并轉(zhuǎn)成控制信號(hào)后與流量信號(hào)復(fù)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(yīng)急作用：萬(wàn)一輸水管網(wǎng)的余氯量發(fā)生異常低下時(shí)作為臨時(shí)應(yīng)急補(bǔ)充調(diào)加，目的是在短時(shí)間內(nèi)使輸水管網(wǎng)的余氯量達(dá)到正常的水平。

5.運(yùn)行成本分析。

使用鹽酸和氯酸鈉為原料，鹽酸（31%）的價(jià)格800元/噸，氯酸鈉（33%）的價(jià)格為4200元/噸，根據(jù)該發(fā)生器的額定消耗量計(jì)，一般每生產(chǎn)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(wěn)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(jié)論

化學(xué)法二氧化氯發(fā)生器可以根據(jù)原材料的經(jīng)濟(jì)性以及供貨的穩(wěn)定性，使用安全可靠。該設(shè)備用于飲用自來(lái)水消毒，安全無(wú)毒，消毒殺菌效果明顯，不污染水質(zhì)，而對(duì)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(zhì)達(dá)到國(guó)家生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)，而且使水質(zhì)質(zhì)量得到很大提高，滿足了人們對(duì)高品質(zhì)生活用水的需求，這是優(yōu)點(diǎn)；而缺點(diǎn)也比較明顯：雜質(zhì)較多，對(duì)人體危害加大并且受原水氨氮影響較大，另外產(chǎn)量不穩(wěn)定，反而增加了運(yùn)行的難度。endprint