次氯酸鈉消毒工藝在凈水廠中的應用研究

夏薇薇 張洋

摘要：次氯酸鈉是一種強有力的氧化劑，它通過水解方式在溶液中產生次氯酸離子和次氯酸。它具有與其他氯化衍生物相同的氧化和殺菌效果。通過比較水凈化廠常用的消毒技術和次氯酸鈉劑量系統，發現次氯酸鈉消毒工藝在水凈化廠的應用前景廣闊。與此同時，還提出了一些建議，涉及在水處理廠應用次氯酸鈉消毒程序，這可能有助于類似的項目。

關鍵詞：次氯酸鈉;投加系統;應用

目前，城市凈水廠主要使用液氯，具有成本低、技術成熟、效果穩定可靠等特點。次氯酸鈉具有液體消毒效果，在液體氯氣的運輸、管理和使用方面不存在風險或費用，而且正在逐步推廣。

一、次氯酸鈉儲存研究

次氯酸鈉溶液是一種揮發性液體，在光下分解，穩定性較低。隨著溫度的升高，其濃度逐漸降低。因此，必須長期保護他們不受陽光照射。目前，市場上可獲得的次氯酸鈉水溶液濃度約為10%，根據揮發性溶質的揮發規律，濃度越低，溶質的揮發速度就越慢。但是，過度稀釋會增加儲存設備的地面面積，并對計量泵提出更高的流量要求，從而增加建造和運營成本。設計機構和供應商都建議將次氯酸鈉溶液稀釋5%以便使用。為了驗證兩種次氯酸鈉溶液濃度的衰減率，確定次氯酸鈉貯存的最終濃度，水廠測量了次氯酸鈉儲備溶液的衰減率和每種稀釋劑的濃度衰減率1：1。試驗在七月和八月進行，是最熱的月份。次氯酸鈉和稀釋劑（高效氯）的初始濃度分別為11.4%和6.10%。避光儲存30d后，濃度分別為8.65%和5.80%，衰減率分別為22.4%和4.9%。可以看出，在1：1的比例稀釋了約10%的次氯酸鈉儲備溶液后，衰減率大大降低，能夠更好地滿足水廠的日常運作需要。在對補充劑的穩定性和運行成本進行了全面分析之后，最終決定使用一種氯含量約為5%的低氯酸鈉溶液作為備用溶液。

二、凈水廠消毒工藝介紹

1.次氯酸鈉消毒及其工作原理。次氯酸鈉放入水中時迅速水解，次氯堿的根與水中的氫離子結合形成次氯酸鈉。次氯酸鈉是一種中性的小分子，迅速吸附在細菌或病毒的表面，通過細胞壁進入細胞，在高度氧化作用下改變細菌或病毒中的蛋白質，從而起到殺菌作用。次氯酸鈉發生器利用鹽水作為原料，通過電解反應生產次氯酸鈉溶液。

2.消毒液氯。氯是一種具有特殊氣味的氣體。主要的氯消毒是次氯酸。隨著氯氣數量的增加，氯氣的性質發生了變化，從而產生了一、二和三氯胺種用于消毒的氯氣。由于投資和運營成本低，我國大多數主要水廠更多地使用液氯消毒工藝。

3.氯胺消毒。也稱為合成高效氯，通常與水處理中的一定比例氯和氨有關。對于自來水中氯酚臭味，氯胺可以進行消毒，即氯和氨同時加入水中，氨和氯的質量按添加氯和氨的順序按1：3或1：6進行控制。

4.次氯酸鈉消毒。主要是通過水解生產次氯酸鈉。次氯酸鈉用于消毒。次氯酸鈉中的活性氯在陽光和溫度的作用下分解。目前，消毒可分為兩種形式第一種方法是使用次氯酸鈉發生器在線生產次氯酸鈉溶液;首先，使用次氯酸鈉成品溶液。無論采用何種藥物管理方法，當地水部門都因其高度安全而受到廣泛支持。

5.二氧化氯消毒。包括調制和供應原材料、生產二氧化氯的全部設備，必須配備適當和有效的安全設施。二氧化氯在水中非常穩定，具有很好的殺菌作用。不同的點和劑量可能產生不同的效果。除了用作消毒劑外，劑量的增加也可能令人失望在預處理過程中，添加了可氧化有機物、錳和鐵。在使用二氧化氯時，應特別注意氣體保護、防火和防爆，這就對水處理廠的運行管理提出了很高的要求。

三、消毒工藝比較

1.液氯消毒的優缺點。具有較強的殺菌能力，殺菌效果持續存在，不需要使用大型設備，投加相對簡單，投資和操作成本高太低了。然而，如果水含有高有機氮，則氯反應復雜，產生各種有機氯化合物，這需要很長時間才能穩定谷硫磷的價值。氯氣毒性很強，在使用過程中存在嚴重的安全風險。

2.氯胺消毒優缺點。與氯消毒相比，氯胺消毒技術可以減少三鹵甲烷的生產、氯酚的氣味、增加余氯系統中的氯化時間以及污染物的傳播。與其他消毒技術相比，氯胺與水接觸兩小時，是其他消毒技術的四倍，需要相應的藥物加設備調制。

3.次氯酸鈉消毒優缺點。與其他消毒方法相比，消毒能力強，使用時間長，操作簡單。但是，次氯酸鈉不能長期儲存。平均存儲時間約為10天。還有另一種獲取次氯酸鈉的方法方法是現場制備。制取設備很小。同時，一定量的鹽和電能在制取過程中消耗。

4.二氧化氯消毒優缺點。對水溫和pH值的敏感性較低。接觸水的反應時間約為30分鐘。它在管網中持續很長時間。可以有效殺死病毒和兩蟲。具有較強的氧化能力，可以除臭、去色、氧化錳、鐵。在使用過程中，鹽酸的使用和運輸許可都很嚴格，產生的二氧化氯易于分解，必須在現場配制。此外，二氧化氯具有爆炸性（空氣中占10%，溶液中占30%），需要大量的通風和管理。與常規消毒劑相比，氯氣、氯胺酮和二氧化氯可能與水中的有機和無機化合物發生反應，產生有毒或三致副產品，造成更大的安全風險和業務管理挑戰（表1）。次氯酸鈉消毒具有廣泛的抗菌作用、較強的細菌能力、持續的細菌作用，具有一定的除藻、除臭、除味能力。這種效果相當于氯。作為消毒劑，安全使用，基本上沒有安全隱患，原料是鹽，容易買到。多年來，他一直是國外凈水廠的主要消毒劑。

四、次氯酸鈉投加工藝比較

目前，投加次氯酸鈉的系統主要分為通過購買和現場制備投加次氯酸鈉發生器獲得的次氯酸鈉添加溶液。上述比較表明，這兩種注射方式的消毒效率和水處理費用相當。如果成品供應充足，建議使用所得到的次氯酸鈉溶液。運營成本低，設備訂購周期短，運行周期短，正常運行沒有特殊要求。對于小型水處理廠，特別是在供應和運輸困難的地區，建議在現場配制和管理藥品時使用次氯酸鈉發生器，以避免因長期儲存減弱而造成消毒效果不佳的風險。

隨著供水安全的改善，考慮到消毒副產品、安全監督和消毒效果，次氯酸鈉消毒工藝在水處理廠的應用前景廣闊。選擇適當的藥物劑量方法取決于不同區域的供水規模、經濟狀況和運輸條件。根據近年來水處理廠設計的經驗，為類似的工作提出了若干建議：根據原水質特性確定合理的氯用量地點，并根據以下因素合理選擇氯用量泵的參數和尺寸盡可能使用具有相同參數的設備，并減少備用泵的數量，以便今后維修。投加次氯酸鈉管道和易于結晶的儲存罐。高壓水沖洗系統在設計中應考慮到為便于觀察和維修，最好設置備用投加管，將投加管道放置在管溝內，由有關單位或制造商處理廢液，不得隨意外排。

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