次氯酸钠消毒工艺在净水厂中的应用

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工程项目具有一定的参考意义。
关键词：次氯酸钠;投加系统;应用
中图分类号：TU991.2   文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2019）24-0119-03
Abstract： Sodium hypochlorite is a strong oxidant， which produces hypochlorite ion in solution and produces hypochlorite by hydrolysis， which has the same oxidation and disinfection effect as other chlorine derivatives. Through the analysis and comparison of the common disinfection process and the sodium hypochlorite addition system in the water purification plant， it is determined that the sodium hypochlorite disinfection process has a wide application prospect in the water purification plant. At the same time， some suggestions on the application of sodium hypochlorite disinfection process in water purification plant are put forward， which has certain reference significance for similar projects.
Keywords： sodium hypochlorite; addition system; application
目前，在常规给水处理工艺中使用的消毒剂主要有：液氯、氯胺、次氯酸钠、二氧化氯消毒。净水厂消毒工艺的選择，主要是从消毒效果、可监测性、稳定性、使用成本及安全性方面进行考虑。
1 净水厂消毒工艺介绍
1.1 液氯消毒
氯气是一种具有特殊气味的气体，氯消毒的作用主要是次氯酸，当氯的量不断增加之后，其性质会不断的发生变化，产生一氯胺、二氯胺和三氯胺，进而达到消毒的目的。由于投资和运行成本较低，目前国内大部分大型水厂多采用液氯消毒工艺。
1.2 氯胺消毒
氯胺又称化合性有效氯，在水处理中通常按一定比例投加氯气和氨气合成氯胺。针对自来水中有氯酚臭味的情况，可以采用氯胺消毒，即在水中同时加入氯和氨，将氨与氯的质量控制在1：3或者1：6，另外还要注意“氯、氨”的投药的顺序。
1.3 次氯酸钠消毒
次氯酸钠消毒方式主要是通过水解形成次氯酸，利用次氯酸来进行消毒，次氯酸钠内的有效氯受到日光及温度的影响会分解，目前在利用次氯酸钠消毒可分为两种形式，一是应用次氯酸钠发生器在线生成次氯酸钠溶液;一是采用次氯酸钠成品溶液。不论用何种投加方式，因其安全性高，广受各地水司的青睐。
1.4 二氧化氯消毒
二氧化氯消毒系统包括原料调制供应、二氧化氯发生、投加的成套设备，并必须有相应的有效的各种安全设施。二氧化氯在水中具有很强的稳定性，杀菌效果好，不同的投加点及投加量可起到不同的效果。除了做为消毒剂使用外，增加投加量可除臭，在前处理中投加时，可氧化有机物、锰、铁。二氧化氯在使用过程中需注意防毒、防火、防爆，对净水厂的运行管理要求较高。
2 消毒工艺比较
2.1 液氯消毒技术的应用优缺点
液氯消毒技术对细菌有较强的灭活能力，具有持续消毒作用，无需使用大型设备，投加相对简单，投资和运行成本较低。但是如果水中含有较高的有机氮时，氯化反应极为复杂，将生成各种有机氯化物，而使余氯值稳定需要很长时间。氯气毒性较强，在使用时存在较大的安全隐患。
2.2 氯胺消毒技术的应用优缺点
氯胺消毒技术相较氯消毒可减少三卤甲烷的生成量，减轻氯酚味，并可增加余氯在供水管网中的持续时间，抑制管网中细菌的生成。相较于其他消毒技术，氯胺与水的接触时间不小于2小时，是其他消毒技术的4倍，而且需要配套相应的投加、调制设备。
2.3 次氯酸钠消毒技术的应用优缺点
次氯酸钠消毒技术杀菌能力强，持续时间长，操作相对其他消毒方式简单。但是次氯酸钠不能够长时间储存，一般的存储时间在10天左右，还有一种获得次氯酸钠的方式是现场制备，制取的设备体积较小，同时，在制取过程中会消耗一定的食盐及电能。
2.4 二氧化氯消毒技术的应用优缺点
二氧化氯消毒技术受水温及pH值影响小，与水接触反应时间约30分钟，在管网中持续消毒时间长，能有效杀灭病毒及两虫，具有强氧化作用，可除臭、去色、氧化锰、铁等物质。使用过程中盐酸的用量及运输审批严格，生成的二氧化氯易分解，需现制现用。并且二氧化氯易爆（空气含量10%，溶液30%），对于通风、管理要求高。
通过对常规消毒剂比较可以看出，氯气、氯胺、二氧化氯都有与水中有机物和无机化合物反应产生有毒的或有“三致”作用的副产物的可能，而且安全隐患较大，运行管理难度较大（表1）。
次氯酸钠消毒具有广普杀菌效果，其杀菌能力较强，有持续灭菌作用和一定的除藻、除臭、除味的能力，效果与氯气相当。作为消毒剂使用安全，基本不存在安全隐患，且其制备的原材料為食盐，食盐购买方便，多年来一直是国外净水厂的主要消毒剂。2016年1月4日，福建省住房和城乡建设厅办公室发文，在全省城市供水行业推广使用次氯酸钠消毒剂。因此，通过对常规消毒剂的比较，可以看出次氯酸钠消毒剂在净水厂中拥有广泛的应用前景。
3 次氯酸钠投加工艺比较
目前主流的次氯酸钠投加系统主要分为“外购成品次氯酸钠溶液投加”与“次氯酸钠发生器现场制备投加”两种，这两种投加系统的对比如表2所示。
通过上述对比，可以看出两种投加方式的消毒效果及吨水处理成本相当。对于成品药剂货源充足的地方（有三家以上满足供货要求），建议采用外购成品次氯酸钠溶液投加，运行维护成本相对较低，设备订货周期与施工周期均较短，平时的运行维护也无特殊要求。对于小规模净水厂，尤其是货源、交通不便的地区，建议采用次氯酸钠发生器现场制备投加，避免药剂长时间储存衰减引起消毒效果不佳的隐患。
4 结束语
随着供水安全的提高，从消毒副产物、安全监管、消毒效果等方面综合考虑，次氯酸钠消毒工艺在净水厂应用中有广泛的前景。针对不同地区的供水规模、经济情况、货运交通条件，选取合适的投加方式。
根据近几年净水厂设计经验，提出一些建议供类似项目参考。
（1）针对原水水质特点，明确合理的加氯投加点，根据投加点数量及分布情况，合理选择加氯计量泵的参数及规模，尽量采用相同参数的设备，降低备用泵数量，便于后期维护。
（2）次氯酸钠投加管道及储罐易结晶，设计中应考虑高压水冲洗系统，最好能设置备用投加管，保证运行稳定。
（3）为便于观察及维护，次氯酸钠投加管道应敷设在管沟内。
（4）次氯酸钠废液应有专门的收集池，需由相关单位或制造厂商处理，不得随意外排。
参考文献：
[1]杭世珺，张大群.净水厂、污水厂工艺与设备手册[M].北京：化学工业出版社，2010.
[2]崔玉川.给水厂处理设施设计计算（第二版）[M].北京：化学工业出版社，2012.
[3]上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司.给水排水设计手册第三册（第三版）[M].中国建筑工业出版社，2016.