淺析水消毒劑在云硫水廠的使用

陳偉榮

（廣東省云浮廣業硫鐵礦集團有限公司自來水廠，廣東 云浮 5273430）

1 前言

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

對歷年的水質資料統計后，數據顯示，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，發現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物反應產生三氯甲烷等多種有致癌或可誘發癌變的產物；當水中含酚時，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、運輸等方面的安全管理要求都比較嚴格.以下著重介紹二氧化氯在我水廠的使用有關情況。

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，它對細胞壁有較強的吸附和穿透能力，穿透細胞壁后直接與酶發生作用，從而使蛋白質失去功能，故對于較頑固的病毒，二氧化氯都可以在短時間內將其殺死。它不僅具有廣泛性的消毒效果，而且不產生有機鹵代烴等致癌副產物，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，優點明顯，比氯氣要好。

3 二氧化氯的生產及使用調試

3.1 我們使用的是復合二氧化氯發生器生產二氧化氯，現制現用。反應原料是氯酸鈉和鹽酸。反應原理是：NaClO3+2HCl=ClO2+1/2Cl2+NaCl+H2O，反應產物ClO2和Cl2是組成有效消毒劑的成分。

3.2 在剛投入使用階段，是以廠家提供的數據進行配料運行，我們對出廠水和管網末梢水進行了一段時間的跟蹤檢測。當水源開雙機抽水時，酸鈉頻調為170（次／分）；當單機抽水時，酸鈉頻調為140（次／分）。結果顯示：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。微生物指標合格率均為100%。

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

由此可以看出：在水源開機抽水情況相同時，以相同的頻率投加氯酸鈉和鹽酸，反應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，已達到殺菌消毒的理想效果，管網末梢水微生物指標合格率為100%。

3.3 由于二氧化氯若過量投加，會產生副反應。為了能達到有效殺菌消毒，同時又能保證水質安全，我們在同年9、10、11月進行了投加量的調節。當水源開雙機抽水時，酸鈉頻調為160（次／分）；當單機抽水時，酸鈉頻調為130（次／分）。數據顯示：出廠水的月平均總余氯(mg/l)分別為 0.40、0.35、0.30。微生物指標合格率均為100%。管網末梢水的月平均總余氯(mg/l)分別為 0.15、0.10、0.10。微生物指標合格率也均為100%。

結果表明，將二氧化氯的產量合理調小，同樣能有效保證殺菌消毒的效果。所以在生產過程中，將根據具體的情況，適時作出相應的調節，實現最優消毒，確保水質安全。

4 余氯的檢測

由于所生產的消毒液成分包括ClO2和Cl2，所以當反生器產生的消毒劑進入水中后，水中的“余氯”組成要比單純液氯消毒時復雜得多，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甲苯胺（OT）法、3，3'，5，5'-四甲基聯苯胺比色法，它們可以檢測總余氯，也可以大致區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而全部顯色，這就造成用OT法檢測余氯結果偏低。且示值偏低的程度和實際有效余氯之間也沒有穩定的對應關系，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要求高，且耗時，不適合生產班組每小時進行一次的現場快速檢測使用。所以自2009年6月后，購進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行單項檢測，較好地完善了現場檢測手段。

5 目前的生產控制

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

5.2 為了提高氯酸鈉轉換率，防止未反應的氯酸鈉進入出廠水污染水質，嚴格按1：1的比例進料。

5.3 出廠水的余氯量，控制二氯化氯為0.1-0.3mg/L。

5.4 現場制二氧化氯的反應溫度控制在78℃。

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

5.6 加強管道維護，安裝了管道過濾器，定期清洗濾網，克服了管道經常堵塞的現象。

5.7 除了自檢外，還定期送水樣到有資質的肇慶水質監測站檢測，使水質檢測結果更公正客觀，以檢驗我們的生產過程是否正常。

6 要注意的問題

因為是使用氯酸鈉和鹽酸為原料進行反應，所以該工藝最大的缺點是在二氧化氯產生的同時還有約占二氧化氯產量的一半的氯氣產生。由于氯氣的大量存在，從嚴格上講，已經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，大量未反應的氯酸鈉進入配水系統中，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，由于是復合二氧化氯，所以水中的“余氯”成分復雜，在最新的水質《國標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，但當兩種成分都存在時，國標沒有明確規定該以哪種含量限值為依據。

7 設想

7.1 由于我們的原料配制、進料控制、余氯檢測都是人工操控，自動化程度低。筆者認為，二氧化氯發生器是集物料計量、現場反應、定量投加于一體的消毒設備，其自動化程度直接關系到二氧化氯的產率及消毒水中的副產物的殘留濃度，我們應重視設備本身自動化的程度，才能取得最佳的處理效果和經濟效益。

7.2 設備的設計，最好是反應產物能氣液分離。由于復合發生器的產物是由氣態的ClO2、Cl2和液態的H2O及固態的NaCl組成，此外還混合有末能完全反應的HCl、NaClO3等，若不分離抽吸，很容易做成水質的污染。

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

7.4 國標是否可以修訂規范復合消毒劑消毒后的“余氯”限值依據，以及介紹經濟快捷的分析檢測方法，方便生產現場操作。

8 結束語

二氧化氯的過量投加或生產工藝設計不當，都會很容易造成水質污染。因此，提高生產管理水平，控制好二氧化氯投加量，確保水質達標，讓用戶用上清潔衛生安全的自來水，是我們的工作目標。

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