劉歐陽+鄭燕瓊

摘要：消毒是自來水廠處理工藝中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，長期以來人們對水廠水源的污染認(rèn)識不足，致使水廠的處理工藝一直以去除水中的濁度及致病菌為目的。但隨著社會工業(yè)化進程的不斷發(fā)展，人們開始意識到在提高物質(zhì)文明的同時卻在犧牲著自己的生存環(huán)境，大量的水源遭到工業(yè)污染，水媒疾病也時有爆發(fā)，另外，通過病原學(xué)關(guān)系的調(diào)查和實驗表明，氯消毒副產(chǎn)物有機鹵化物和三鹵甲烷（致癌物質(zhì)）的存在對人體健康也存在著極大的危害。

關(guān)鍵詞：二氧化氯發(fā)生器、小型水廠、應(yīng)用

一、概述

為了保障人民的身體健康，消除或減少消毒副產(chǎn)物，國內(nèi)外已對氯消毒的替代品——二氧化氯進行了應(yīng)用研究：①它具有廣譜高效的消毒效果，其殺菌效率與臭氧相當(dāng)，遠(yuǎn)高于氯氣；②它不與水中的有機物反應(yīng)生成氯代產(chǎn)物，有效地控制了THMs的形成；③它還可以對飲用水中的Fe2+，Mn2+，嗅和色等都有很好的去除效果，改善了出水水質(zhì)。美國食品藥物管理局（FDA）和美國環(huán)境保護署（ERA）長期科學(xué)的試驗論證，確認(rèn)它是殺菌、消毒、除臭的理想藥劑，世界衛(wèi)生組織（WHO）確認(rèn)其是一種高效強力廣譜殺菌劑，二氧化氯藥劑由此被國際衛(wèi)生組織公認(rèn)的漂白粉、液氯、次氯酸鈉等氯系消毒劑最理想的更新?lián)Q代產(chǎn)品。國內(nèi)二氧化氯發(fā)生器最近幾年發(fā)展比較迅猛，從生產(chǎn)企業(yè)的數(shù)量到設(shè)備種類和發(fā)生方法都有長足發(fā)展，產(chǎn)品質(zhì)量和設(shè)備的安全性都得到很大提高，尤其是國內(nèi)對氯氣消毒的副作用的認(rèn)識日益加深，對二氧化氯發(fā)生器的需求量也日益加大，一些中、小型水廠開始采用二氧化氯發(fā)生器作為水消毒的選擇設(shè)備。中山市供水有限公司三鄉(xiāng)分公司規(guī)模5萬噸/日的南龍新水廠就是通過比較而選用化學(xué)法二氧化氯發(fā)生器消毒。

我國自1956年頒發(fā)《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)（試行）》至2007年7月1日起實施《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB5749—2006）的50多年間，共進行了6次修訂，部分項目也參考了歐美等國外發(fā)達國家的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，其中與消毒有關(guān)的指標(biāo)如下：

二、應(yīng)用

1.化學(xué)法二氧化氯發(fā)生器消毒的組成。

由反應(yīng)系統(tǒng)、吸收系統(tǒng)、溫控系統(tǒng)、原料供給系統(tǒng)、安全系統(tǒng)、投加系統(tǒng)構(gòu)成。主要設(shè)備有二氧化氯發(fā)生器、鹽酸儲罐、氯酸鈉儲罐、化料器、卸酸泵、鹽酸計量泵、氯酸鈉計量泵、酸霧吸收裝置、直管式過濾器、余氯傳感器、余氯測校儀表、水射器、配電系統(tǒng)、管線等輔件等。

2.化學(xué)法二氧化氯發(fā)生器消毒的工作原理。

①反應(yīng)方程式：NaClO3+2HCl=ClO2+1/2Cl2+NaCl+H2O

②工作原理：將氯酸鈉溶液與鹽酸按一定比例通過原料投加系統(tǒng)輸送到發(fā)生系統(tǒng)中，在特定溫度條件下，反應(yīng)生成二氧化氯和氯氣的混合氣體，經(jīng)收集系統(tǒng)收集后，通過抽取系統(tǒng)直接進入消毒系統(tǒng)，投加比例可根據(jù)水質(zhì)的不同，調(diào)整投加量，即可達到用戶各類水質(zhì)的要求。

3.化學(xué)法二氧化氯發(fā)生器消毒的性能特點。

由于二氧化氯發(fā)生裝置所用原料及中間反應(yīng)產(chǎn)物均具有強腐蝕性和氧化性，為提高裝置長期運行的可靠性和安全性，達到十年以上的設(shè)計壽命，反應(yīng)室采用抗氧化能力極強的氟塑料，過流部件采用高強度PVC。

主要特點如下：

①用氯酸鈉與鹽酸為原料，制備以二氧化氯為主、氯氣為輔的復(fù)合消毒液。

②采用科學(xué)配比進料，發(fā)生能力強，產(chǎn)率高，使用壽命達10年以上。

③化學(xué)制取、不用電解、節(jié)省能源、自動處理殘液、無二次污染、安全可靠、無泄漏。

④采用組合式結(jié)構(gòu)設(shè)計，占地面積小，安裝操作簡單，維護方便，故障率低。

⑤原料易購，設(shè)備投資少，運行費用低。

4.二氧化氯的投加方式。

我司二氧化氯投加點采用濾前、濾后及追加投方式。①濾前投加點在絮凝沉淀池前的DN1000進水管位置，作為西江原水的預(yù)處理：快速高效地殺滅草芽胞桿菌、綠膿桿菌、沙門氏菌、軍團菌和大腸桿菌等菌類和清除原水藻類，有利于原水的加堿反應(yīng)、絮凝沉淀、過濾工藝的進程以及減少池體滋生青苔的機率。②濾后投加點在濾池后進清水池前的DN1000進水管上：一般將二氧化氯的投加點選擇在濾后清水池進水口處，通過清水池中有效的接觸時間，達到殺菌、消毒效果；如若投加在濾后管道中，因有利于混合均勻，效果更好；濾后加氯作為自來水廠加氯消毒的主要首選方式，按國家飲用水標(biāo)準(zhǔn)，出廠水余二氧化氯量應(yīng)>0.05mg/L，否則不能滿足管網(wǎng)末端的殺菌效果，但過量的余二氧化氯不僅增加制水成本，也對人體健康不利，因此適宜的二氧化氯投加濃度對水廠非常重要。對于配備在線檢測自動控制裝置的水廠，可在投加點之前設(shè)置流量檢測裝置，自動測定水流量值并轉(zhuǎn)成控制信號給二氧化氯發(fā)生器以控制二氧化氯投加量；或在出廠水管上設(shè)置余氯或二氧化氯檢測裝置，自動測定出廠水余氯值或二氧化氯濃度值，并轉(zhuǎn)成控制信號后與流量信號復(fù)合控制投加量，使加藥量更精確。③追加投方式是安裝在清水池DN1200出水管位置上，主要起到應(yīng)急作用：萬一輸水管網(wǎng)的余氯量發(fā)生異常低下時作為臨時應(yīng)急補充調(diào)加，目的是在短時間內(nèi)使輸水管網(wǎng)的余氯量達到正常的水平。

5.運行成本分析。

使用鹽酸和氯酸鈉為原料，鹽酸（31%）的價格800元/噸，氯酸鈉（33%）的價格為4200元/噸，根據(jù)該發(fā)生器的額定消耗量計，一般每生產(chǎn)1克有效氯消耗氯酸鈉0.65g、鹽酸1.3g，折合人民幣0.004元；以西江原水為例，在氨氮正常穩(wěn)定的情況下有效氯的投加量通常為0.5～1.5ppm，噸水成本約為：0.002～0.006元/噸。

六、結(jié)論

化學(xué)法二氧化氯發(fā)生器可以根據(jù)原材料的經(jīng)濟性以及供貨的穩(wěn)定性，使用安全可靠。該設(shè)備用于飲用自來水消毒，安全無毒，消毒殺菌效果明顯，不污染水質(zhì)，而對水中氨氮、亞硝酸氮、鐵錳有明顯去除作用，使用成本低廉，不僅使出廠水質(zhì)達到國家生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)，而且使水質(zhì)質(zhì)量得到很大提高，滿足了人們對高品質(zhì)生活用水的需求，這是優(yōu)點；而缺點也比較明顯：雜質(zhì)較多，對人體危害加大并且受原水氨氮影響較大，另外產(chǎn)量不穩(wěn)定，反而增加了運行的難度。endprint