淺析水消毒劑在云硫水廠的使用

陳偉榮

（廣東省云浮廣業(yè)硫鐵礦集團(tuán)有限公司自來水廠，廣東 云浮 5273430）

1 前言

云硫水廠生產(chǎn)能力4萬m3/天，水源水為西江水。在水生產(chǎn)過程中，先后使用過漂白粉、液氯、二氧化氯這幾種消毒劑對水進(jìn)行消毒處理。

對歷年的水質(zhì)資料統(tǒng)計后，數(shù)據(jù)顯示，用液氯和二氧化氯明顯比使用漂白粉效果好。但隨著人們對液氯消毒深入的研究，發(fā)現(xiàn)液氯除能有效殺滅水中病原微生物的同時，也可與水中的某些有機(jī)物反應(yīng)產(chǎn)生三氯甲烷等多種有致癌或可誘發(fā)癌變的產(chǎn)物；當(dāng)水中含酚時，易形成氯酚臭味，造成飲水感官性狀惡化。且液氯在使用、貯放、運輸?shù)确矫娴陌踩芾硪蠖急容^嚴(yán)格.以下著重介紹二氧化氯在我水廠的使用有關(guān)情況。

2 二氧化氯的特點

二氧化氯是一種強氧化劑，其氧化能力是氯氣的2.6倍。作為消毒劑，它對細(xì)胞壁有較強的吸附和穿透能力，穿透細(xì)胞壁后直接與酶發(fā)生作用，從而使蛋白質(zhì)失去功能，故對于較頑固的病毒，二氧化氯都可以在短時間內(nèi)將其殺死。它不僅具有廣泛性的消毒效果，而且不產(chǎn)生有機(jī)鹵代烴等致癌副產(chǎn)物，同時對水中的鐵、錳離子、異味及色度等均有很好的去除效果，優(yōu)點明顯，比氯氣要好。

3 二氧化氯的生產(chǎn)及使用調(diào)試

3.1 我們使用的是復(fù)合二氧化氯發(fā)生器生產(chǎn)二氧化氯，現(xiàn)制現(xiàn)用。反應(yīng)原料是氯酸鈉和鹽酸。反應(yīng)原理是：NaClO3+2HCl=ClO2+1/2Cl2+NaCl+H2O，反應(yīng)產(chǎn)物ClO2和Cl2是組成有效消毒劑的成分。

3.2 在剛投入使用階段，是以廠家提供的數(shù)據(jù)進(jìn)行配料運行，我們對出廠水和管網(wǎng)末梢水進(jìn)行了一段時間的跟蹤檢測。當(dāng)水源開雙機(jī)抽水時，酸鈉頻調(diào)為170（次／分）；當(dāng)單機(jī)抽水時，酸鈉頻調(diào)為140（次／分）。結(jié)果顯示：2006 年1至8月份的出廠水月平均總余氯（mg/l）分別為 0.60、0.50、0.40、0.35、0.30、0.30、0.35、0.50。微生物指標(biāo)合格率均為100%。

同期的管網(wǎng)末梢水余氯（mg/l）分別為0.30、0.25、0.20、0.15、0.10、0.10、0.10、0.10。微生物指標(biāo)合格率也均為100%。

由此可以看出：在水源開機(jī)抽水情況相同時，以相同的頻率投加氯酸鈉和鹽酸，反應(yīng)制取二氧化氯投加入濾后水中，在不同的月份，測得出廠水中含氯量并不完全相同.最高時平均值達(dá)到0.60mg/l，最低時為0.30mg/l；出廠水的總余氯量為0.30mg/l時，已達(dá)到殺菌消毒的理想效果，管網(wǎng)末梢水微生物指標(biāo)合格率為100%。

3.3 由于二氧化氯若過量投加，會產(chǎn)生副反應(yīng)。為了能達(dá)到有效殺菌消毒，同時又能保證水質(zhì)安全，我們在同年9、10、11月進(jìn)行了投加量的調(diào)節(jié)。當(dāng)水源開雙機(jī)抽水時，酸鈉頻調(diào)為160（次／分）；當(dāng)單機(jī)抽水時，酸鈉頻調(diào)為130（次／分）。數(shù)據(jù)顯示：出廠水的月平均總余氯(mg/l)分別為 0.40、0.35、0.30。微生物指標(biāo)合格率均為100%。管網(wǎng)末梢水的月平均總余氯(mg/l)分別為 0.15、0.10、0.10。微生物指標(biāo)合格率也均為100%。

結(jié)果表明，將二氧化氯的產(chǎn)量合理調(diào)小，同樣能有效保證殺菌消毒的效果。所以在生產(chǎn)過程中，將根據(jù)具體的情況，適時作出相應(yīng)的調(diào)節(jié)，實現(xiàn)最優(yōu)消毒，確保水質(zhì)安全。

4 余氯的檢測

由于所生產(chǎn)的消毒液成分包括ClO2和Cl2，所以當(dāng)反生器產(chǎn)生的消毒劑進(jìn)入水中后，水中的“余氯”組成要比單純液氯消毒時復(fù)雜得多，一般主要由二氧化氯單體、亞氯酸根、以及少量的游離余氯和化合性余氯等組成。

最常用的余氯檢測法是鄰聯(lián)甲苯胺（OT）法、3，3'，5，5'-四甲基聯(lián)苯胺比色法，它們可以檢測總余氯，也可以大致區(qū)分游離余氯和化合性余氯，但上述方法適合于檢測以氯氣或漂白粉作為消毒劑的傳統(tǒng)消毒方式下的余氯含量。例如用OT法，可以使游離余氯和化合性余氯顯色，但“余氯”中起主要殺菌及抑菌作用的成分——二氧化氯單體和亞氯酸根則不能完全參與反應(yīng)而全部顯色，這就造成用OT法檢測余氯結(jié)果偏低。且示值偏低的程度和實際有效余氯之間也沒有穩(wěn)定的對應(yīng)關(guān)系，偏低的程度隨水溫及“余氯”的含量、組成成分的變化而各不相同。

而用N，N-二乙基對苯二胺硫酸亞鐵銨滴定法、碘量法、甲酚紅分光光度法，這幾種二氧化氯檢測方法操作起來專業(yè)要求高，且耗時，不適合生產(chǎn)班組每小時進(jìn)行一次的現(xiàn)場快速檢測使用。所以自2009年6月后，購進(jìn)一專用檢測二氧化氯的快速測定儀器，可以較快完成對二氧化氯進(jìn)行單項檢測，較好地完善了現(xiàn)場檢測手段。

5 目前的生產(chǎn)控制

5.1 加強氯酸鈉和鹽酸的進(jìn)廠后的抽檢工作，確保所用的氯酸鈉和鹽酸符合要求。

5.2 為了提高氯酸鈉轉(zhuǎn)換率，防止未反應(yīng)的氯酸鈉進(jìn)入出廠水污染水質(zhì)，嚴(yán)格按1：1的比例進(jìn)料。

5.3 出廠水的余氯量，控制二氯化氯為0.1-0.3mg/L。

5.4 現(xiàn)場制二氧化氯的反應(yīng)溫度控制在78℃。

5.5 控制好進(jìn)氣量，使原料充分混合，提高原料轉(zhuǎn)換效率。防止二氧化氯在發(fā)生器上部聚集發(fā)生爆炸。

5.6 加強管道維護(hù)，安裝了管道過濾器，定期清洗濾網(wǎng)，克服了管道經(jīng)常堵塞的現(xiàn)象。

5.7 除了自檢外，還定期送水樣到有資質(zhì)的肇慶水質(zhì)監(jiān)測站檢測，使水質(zhì)檢測結(jié)果更公正客觀，以檢驗我們的生產(chǎn)過程是否正常。

6 要注意的問題

因為是使用氯酸鈉和鹽酸為原料進(jìn)行反應(yīng)，所以該工藝最大的缺點是在二氧化氯產(chǎn)生的同時還有約占二氧化氯產(chǎn)量的一半的氯氣產(chǎn)生。由于氯氣的大量存在，從嚴(yán)格上講，已經(jīng)失去了二氧化氯投加的最基本的意義。并且由于氯酸鈉的轉(zhuǎn)化率在實際運行中通常不足50%，這使得在投加量較高時，大量未反應(yīng)的氯酸鈉進(jìn)入配水系統(tǒng)中，這不但是原料浪費的問題，而且使水中剩余的ClO3-的濃度較高，造成二次污染。

此外，由于是復(fù)合二氧化氯，所以水中的“余氯”成分復(fù)雜，在最新的水質(zhì)《國標(biāo)GB5749-2006》中，二氧化氯水中限值是單項列出（是指純二氧化氯消毒劑作用下的水中余氯），而氯氣及游離氯制劑（游離氯）水中限值也是單項列出，但當(dāng)兩種成分都存在時，國標(biāo)沒有明確規(guī)定該以哪種含量限值為依據(jù)。

7 設(shè)想

7.1 由于我們的原料配制、進(jìn)料控制、余氯檢測都是人工操控，自動化程度低。筆者認(rèn)為，二氧化氯發(fā)生器是集物料計量、現(xiàn)場反應(yīng)、定量投加于一體的消毒設(shè)備，其自動化程度直接關(guān)系到二氧化氯的產(chǎn)率及消毒水中的副產(chǎn)物的殘留濃度，我們應(yīng)重視設(shè)備本身自動化的程度，才能取得最佳的處理效果和經(jīng)濟(jì)效益。

7.2 設(shè)備的設(shè)計，最好是反應(yīng)產(chǎn)物能氣液分離。由于復(fù)合發(fā)生器的產(chǎn)物是由氣態(tài)的ClO2、Cl2和液態(tài)的H2O及固態(tài)的NaCl組成，此外還混合有末能完全反應(yīng)的HCl、NaClO3等，若不分離抽吸，很容易做成水質(zhì)的污染。

7.3 二氧化氯的制取，用亞氯酸鈉與鹽酸的反應(yīng)工藝生產(chǎn)較好。反應(yīng)原理是5NaClO2+4HCl→4ClO2+5NaCl+2H2O。該法沒有副產(chǎn) Cl2，且二氧化氯純度較高，能達(dá)到真正義意上的二氧化氯消毒。

7.4 國標(biāo)是否可以修訂規(guī)范復(fù)合消毒劑消毒后的“余氯”限值依據(jù)，以及介紹經(jīng)濟(jì)快捷的分析檢測方法，方便生產(chǎn)現(xiàn)場操作。

8 結(jié)束語

二氧化氯的過量投加或生產(chǎn)工藝設(shè)計不當(dāng)，都會很容易造成水質(zhì)污染。因此，提高生產(chǎn)管理水平，控制好二氧化氯投加量，確保水質(zhì)達(dá)標(biāo)，讓用戶用上清潔衛(wèi)生安全的自來水，是我們的工作目標(biāo)。

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