次氯酸鈉在脫鹽水處理系統中的應用

趙靜 瞿宏 白小峰

摘要：脫鹽水作為化學水處理的產物是石油化工生產中不可缺少的介質，本文對在制取脫鹽水的過程中將適量次氯酸鈉溶液分別添加至預處理系統的超濾的反沖洗及化學清洗操作和纖維球過濾器的反沖洗操作中的作用與效果進行了分析探討，得出合理利用次氯酸鈉溶液的特性可以解決超濾膜和纖維球濾料的污堵問題，同時有利于降低裝置水耗、提高設備的運行周期、制取良好水質。

關鍵詞：脫鹽水;次氯酸鈉;超濾;纖維球過濾器;水耗

一、關于次氯酸鈉溶液

（一）、次氯酸鈉溶液理化性質

次氯酸鈉的分子式為NaClO，化學分子量是74，純品的次氯酸鈉為白色或灰綠色結晶。次氯酸鈉溶液為微黃色液體，是一種強堿弱酸鹽，有似氯氣的氣味，具有強腐蝕性、強氧化性、強刺激性，屬于第八類危險化學品，無爆炸風險，接觸時需佩戴防護措施。次氯酸鈉溶液的化學性質不太穩定，受光受熱均易分解[1]。

（二）、次氯酸鈉消毒殺菌原理

首先，次氯酸鈉消毒殺菌最主要的作用方式是通過它的水解形成次氯酸，次氯酸再進一步分解形成新生態氧[O]，新生態氧的極強氧化性使菌體和病毒上的蛋白質等物質變性，從而致死病源微生物。其過程可用化學方程式簡單表示如下：

NaClO + H2O = HClO + NaOH HClO → HCl +[O]

其次，次氯酸在殺菌、殺病毒過程中，不僅可作用于細胞壁、病毒外殼，而且因次氯酸分子小，不帶電荷，還可滲透入菌（病毒）體內，與菌（病毒）體蛋白、核酸、和酶等有機高分子發生氧化反應，或破壞其磷酸脫氫酶，使糖代謝失調而致細胞死亡，從而殺死病原微生物。

R-NH-R + HClO→ R2NCl+ H2O（細菌蛋白質）

同時，次氯酸產生出的氯離子還能顯著改變細菌和病毒體的滲透壓，使其細胞喪失活性而死亡。因此次氯酸鈉的濃度越高，殺菌作用越強。

二、脫鹽水處理系統

脫鹽水處理系統就是將原水經過預處理、預脫鹽、脫鹽系統處理，將水中的陰陽離子降至符合脫鹽水的標準要求。在此過程中通常要利用到絮凝沉降過濾技術、纖維球過濾技術、盤濾過濾技術、超濾過濾技術、反滲透膜過濾技術、樹脂離子交換技術，依次除去水中的懸浮物、微生物、蛋白質和膠體雜質、大部分鹽類、膠體，利用陰、陽離子混合交換樹脂中的氫氧根離子、氫離子交換出水中的硫酸根離子、鈣離子等陰陽離子，從而達到降低水中陰陽離子至合格標準的目的。

三、次氯酸鈉溶液在預處理系統中的應用

超濾和纖維球過濾器作為預處理系統是主要的設備，次氯酸鈉溶液恰當的運用到其中為制取良好水質發揮作用。

（一）、次氯酸鈉溶液在超濾設備的應用

1、超濾

超濾是一種膜分離技術，其膜為多孔性不對稱結構。過濾過程是以膜兩側壓力差為驅動力，以機械拆分原理為基礎，以物理截流方式將溶液分離的過程。超濾原設計采用的是美國歐美（OMEXELL）公司生產的外壓式中空纖維超濾膜，使用壓力為0.03～0.60MPa，篩分孔徑為0.03μm。水進入超濾膜組，膠體、蛋白質、微生物和大分子有機物被截留在膜絲表面，小分子物質、無機鹽和水通過膜絲，達到凈化水質的效果。

隨著時間的增長推移，還有超濾模式運作時長的增加，微生物會產生殘留并且停留在水中生長繁殖，還會吸附在過濾材料中以及超濾膜的表面，導致過濾材料或者濾膜的表面形成微生物的黏性泥，從而造成污染與堵塞，更有嚴重的情況，會產生黏泥對器械的腐蝕損毀。

2、次氯酸鈉在超濾反洗中的應用

超濾系統采用死端過濾模式，自動控制進行定期反洗，反洗間隔為30～60分鐘。在反洗時，由次氯酸鈉加藥計量泵加入濃度為10%的次氯酸鈉溶液進行殺菌，并保證控制反洗水中次氯酸鈉濃度為10～15mg/L，將膜表面所形成的污染物、有機微生物體、膠型物質等多方面造成污染和堵塞的物質全部帶走。超濾在反洗過程自動投加次氯酸鈉溶液這種高強性的氧化劑可以不使用酸、堿，減少運行成本，提高效率，而且反洗水很容易回收處理。

3、次氯酸鈉在超濾化學清洗中的應用

由于水中污染物的類型眾多，單靠超濾自動運行時的反沖洗操作是不可能完全去除污垢層，日積月累超濾膜就會被嚴重污染，因此在超濾運行過程中，會出現超濾進水壓力大或出水濁度高的現象，這時就要對超濾設備進行化學清洗，通過超濾的化學清洗可以恢復系統的過濾性能。通常可選用鹽酸、氫氧化鈉、次氯酸鈉作為清洗劑。

（二）、次氯酸鈉溶液在纖維球過濾器設備的應用

為了減少纖維球過濾器的反沖洗頻次，提高纖維球過濾器運行周期，在進行纖維球過濾器反沖洗操作時，加入適量的次氯酸鈉溶液和洗滌劑，經過氣擦洗、攪動、反沖洗，可以完全的將纖維球過濾器周圍及內部的黏性污物脫落于反洗水中，從排水閥中排出。在反沖洗操作時加入適量次氯酸鈉溶液和洗滌劑，不僅使纖維球過濾器正常投運后出口濁度降低、運行周期延長，而且可以減少纖維球過濾器反沖洗的頻次和用水量，降低水耗。

結束語

在制取脫鹽水的過程中，需要將水中含有污染物、雜質、微生物、有機物、生物藻類、礦物質及各種離子一一除去，而大部分污物在預處理系統中去除，因此預處理系統的處理效果是否良好，直接影響脫鹽水處理系統后續處理。次氯酸鈉溶液通過水解所產生的新生態氧[O]具有有效的殺菌效果，可以應用到預處理系統是主要的設備超濾和纖維球過濾器中，通過在超濾反沖洗、超濾化學清洗和纖維球過濾器反沖洗時及時殺菌，解決超濾膜和纖維球濾料的污堵問題，為制取良好水質、提高運行周期、降低水耗發揮作用。

參考文獻：

[1]孫亞全，孫子明，司徒菲.次氯酸鈉在自來水中的應用.工業用水與廢水，2019.5.1