次氯酸鈉用于自來(lái)水消毒效果分析

王英明

（沭陽(yáng)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(lái)水的質(zhì)量也越來(lái)越高。次氯酸鈉不僅對(duì)水中的大腸桿菌等細(xì)菌具有快速滅活作用，而且具有較強(qiáng)的苯環(huán)殺滅力，同時(shí)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(jī)污染物。采用次氯酸鈉作為消毒劑進(jìn)行深度處理，可以提高有機(jī)污染物的去除率，降低副產(chǎn)物的產(chǎn)生潛力。同時(shí)，次氯酸鈉能夠促進(jìn)絮凝作用的形成，使水體綜合凈化達(dá)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(lái)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(diǎn)為-6℃，沸點(diǎn)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(jī)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(jí)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(guò)堿性液體氯化進(jìn)行的，化學(xué)方程式為：

2NaOH+C12→NaClO+NaCl+H2O

進(jìn)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(shí)添加消毒劑和混凝劑。

燒杯試驗(yàn)表明，次氯酸鈉與混凝劑同時(shí)添加的效果基本相同，但在實(shí)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(dòng)。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(shí)間取決于凈水裝置的實(shí)際情況。

在自來(lái)水凈化中，用次氯酸鈉消毒可能會(huì)導(dǎo)致以下問(wèn)題：

（1）消毒劑投加量難以控制。在實(shí)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(guò)燒杯試驗(yàn)只能作為參考值。實(shí)際劑量應(yīng)通過(guò)大量的試驗(yàn)和實(shí)際操作經(jīng)驗(yàn)來(lái)確定。

（2）消毒劑不能長(zhǎng)期存放。HOCl是NaOCl在水中水解形成的一種消毒物質(zhì)，長(zhǎng)期貯存會(huì)導(dǎo)致HOCl逐步分解，失去其消毒作用。在現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)次氯酸鈉時(shí)，當(dāng)次氯酸鈉發(fā)生器容易發(fā)生意外事故時(shí)，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(shí)混合，因此需要額外的投藥系統(tǒng)，這增加了操作和維護(hù)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(duì)次氯酸鈉的消毒效果有較大影響。pH低于7時(shí)，次氯酸鈉的消毒效果明顯高于pH值在7以上。當(dāng)pH值在5.0～6.0之間時(shí)，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(huì)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(qiáng)烈氧化并容易滲入細(xì)胞膜，滅菌效率遠(yuǎn)高于OCL。當(dāng)次氯酸鈉處理水時(shí)，HOCl與OCl-的相對(duì)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(dāng)pH低于6時(shí)，HOCl含量接近100%；pH值＞9時(shí)，OCl-含量接近100%。

2.1 pH值對(duì)次氯酸鈉消毒效果的影響

在消毒時(shí)，pH值對(duì)消毒效果的影響最為主要。這是因?yàn)榇温人徕c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(duì)細(xì)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(lái)水的標(biāo)準(zhǔn)。

2.2 溫度對(duì)次氯酸鈉消毒效果的影響

溫度對(duì)最終消毒效果的影響比較小，但對(duì)于達(dá)到最佳消毒效果的時(shí)間影響顯著。在低溫下消毒過(guò)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(shí)間較長(zhǎng)。在室溫下，次氯酸鈉可在約15分鐘內(nèi)完成細(xì)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(duì)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(zhǎng)了消毒劑的接觸時(shí)間。

2.3 氨氮濃度對(duì)次氯酸鈉消毒效果的影響

氨氮對(duì)次氯酸鈉消毒效果影響不大。次氯酸鈉在低氨氮濃度下進(jìn)行消毒作用時(shí)，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(dāng)次氯酸鈉的用量相對(duì)較低時(shí)，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(duì)次氯酸鈉消毒效果影響不大。當(dāng)次氯酸鈉用量大于3mg/L時(shí)，不同濃度的氨氮對(duì)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(shí)，消毒效果略有下降。

結(jié)語(yǔ)

次氯酸鈉具有許多優(yōu)點(diǎn)，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(duì)生物體的毒性方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。通過(guò)合理添加次氯酸鈉，可以有效凈化自來(lái)水中的微生物，保證自來(lái)水的潔凈。