次氯酸鈉用于自來水消毒效果分析

王英明

（沭陽縣城鄉(xiāng)水務(wù)發(fā)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(zhì)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(huán)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(chǎn)物的產(chǎn)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(chǎn)物較為安全穩(wěn)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(yè)級次氯酸鈉溶液，有效氯含量約為10%。次氯酸鈉的工業(yè)生產(chǎn)通常是通過堿性液體氯化進行的，化學(xué)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(tǒng)，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(dǎo)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(yīng)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(yīng)通過大量的試驗和實際操作經(jīng)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(zhì)，長期貯存會導(dǎo)致HOCl逐步分解，失去其消毒作用。在現(xiàn)場生產(chǎn)次氯酸鈉時，當次氯酸鈉發(fā)生器容易發(fā)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(shè)消毒液投藥系統(tǒng)。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(tǒng)，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(shù)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(xù)電離H+和OCL-。HOCl非常不穩(wěn)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(zhì)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(shù)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(dǎo)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(nèi)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(huán)境相比，低氧環(huán)境對次氯酸鹽中大腸菌群的滅活具有滯后效應(yīng)。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(tài)氮作用產(chǎn)生的次氯酸鈉及其結(jié)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(tài)氮與次氯酸鈉作用，殘留氯結(jié)合量增加，降低了消毒的效果。隨著氨濃度的增加，剩余菌數(shù)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(jié)語

次氯酸鈉具有許多優(yōu)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(yōu)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。