發(fā)布時間：2020-07-06所屬分類：醫(yī)學(xué)論文瀏覽：1次
摘 要： 摘要：隨著我國經(jīng)濟在快速發(fā)展，社會在不斷進步，自來水廠在消毒工藝環(huán)節(jié)常見的方案有液氯消毒與次氯酸鈉消毒。自來水廠生產(chǎn)用液氯是黃綠色的液體，儲存于液化氯瓶中，常溫常壓下會氣化成濃度含量大于98%的高純氯氣，高濃度氯氣具有劇毒與很強的刺激性與腐蝕
摘要：隨著我國經(jīng)濟在快速發(fā)展，社會在不斷進步，自來水廠在消毒工藝環(huán)節(jié)常見的方案有液氯消毒與次氯酸鈉消毒。自來水廠生產(chǎn)用液氯是黃綠色的液體，儲存于液化氯瓶中，常溫常壓下會氣化成濃度含量大于98%的高純氯氣，高濃度氯氣具有劇毒與很強的刺激性與腐蝕性，對人體危害極大。次氯酸鈉能與水相互溶解，生產(chǎn)用10%次氯酸鈉水溶液是一種微黃色透明液體，具有似氯氣的氣味，但其對人體的危害遠(yuǎn)低于氯氣。白曉慧、候?qū)毲邸⒊裁偷难芯勘砻鞔温人徕c在保證消毒效果的同時能有效降低消毒副產(chǎn)物的產(chǎn)生，是自來水廠液氯的替代品。
關(guān)鍵詞：次氯酸鈉;液氯;消毒;制水成本
引言
消毒可以有效殺滅水體中的病原微生物，是保障飲用水水質(zhì)安全的重要措施。目前，常用的消毒劑包括液氯、次氯酸鈉、臭氧和二氧化氯。通過消毒效果、穩(wěn)定性、安全性和經(jīng)濟性等各方面的比較可以得出，次氯酸鈉的消毒效果好，消毒作用持續(xù)穩(wěn)定，運行維護費用低，安全性能高且副產(chǎn)物少，是一種可靠的消毒劑。此外，次氯酸鈉發(fā)生器經(jīng)過多年的發(fā)展和改進，已成為一種完善的實用性設(shè)備，并有嚴(yán)格的國家標(biāo)準(zhǔn)。
1“次鈉”溶液的物理及化學(xué)性質(zhì)
“次鈉”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、強刺激性等，屬于第八類危險化學(xué)品，無爆炸風(fēng)險，接觸本品需采取適當(dāng)?shù)姆雷o措施。“次鈉”溶液的化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定，在受光受熱條件下均易分解。“次鈉”在水解時產(chǎn)生的次氯酸也會發(fā)生分解，分解產(chǎn)生的鹽酸還會和次氯酸發(fā)生反應(yīng)，生成氯氣。氯氣會與液體混合在一起進入消毒投加系統(tǒng)，當(dāng)氣體積聚到一定量后會導(dǎo)致氣阻，造成投加系統(tǒng)不穩(wěn)定以及出廠水質(zhì)參數(shù)受到影響。在15℃以下時，“次鈉”溶液相對比較穩(wěn)定，溫度稍高即發(fā)生分解。當(dāng)溫度升高到70℃以上時，“次鈉”溶液分解強烈，甚至可能發(fā)生爆炸。自來水廠使用成品“次鈉”溶液中的有效氯質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般大于等于10%，且游離堿、鐵、砷、重金屬等指標(biāo)均應(yīng)滿足技術(shù)要求。當(dāng)“次鈉”溶液有效率為10%時，可保存5-7d，保存時間越長，它的有效率越低。當(dāng)“次鈉”溶液有效率為3%~5%時，可保存10-15d，且其熱穩(wěn)定性也有所提高。
2分析內(nèi)容與方法介紹
2.1?分析內(nèi)容
對實際生產(chǎn)中的次氯酸鈉進行周期取樣分析測定其有效氯，分析有效氯在不同溫度條件下的衰減速度，繪制衰減曲線。選取該水廠生產(chǎn)中砂濾后水、炭濾后水混合水樣，梯度投加次氯酸鈉溶液，利用實驗攪拌器模擬自來水廠實際生產(chǎn)中主投加過程，對比分析水樣投加前后的余氯與pH值。結(jié)合生產(chǎn)實際，分析該水廠使用次氯酸鈉消毒出廠水水質(zhì)情況，對比工藝改造前后的藥耗與電耗，分析其制水成本。
2.2檢測方法
根據(jù)《次氯酸鈉》(GB19106—2013)的要求測定次氯酸鈉溶液的有效氯含量。根據(jù)《生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)檢測方法》(GB/T5750—2006)檢測如下指標(biāo):游離余氯，3，3，5，5-四甲基聯(lián)苯胺比色法;pH，標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液比色法(酚紅比色劑及溴百里酚藍(lán));總大腸桿菌群，酶底物法;菌落總數(shù)，平板菌落計數(shù)法。
3結(jié)果與討論分析
3.1次氯酸鈉衰減性分析
在實際生產(chǎn)中次氯酸鈉有效氯發(fā)生了不同程度的衰減，相比于低溫，有效氯在高溫的情況下衰減速度更快，程度更大，說明高溫會促進衰減的進行。由于次氯酸鈉有效氯的含量能夠直接影響自來水廠的實際投加情況，在7天的衰減期內(nèi)，高溫最大衰減率7.9%，低溫度最大衰減率2.7%，相對于廠家配送的10%原始濃度，衰減程度并不大，屬于可控制范圍，該水廠采購次氯酸鈉頻率為一周1～2次，能夠合理降低有效氯衰減對實際生產(chǎn)的影響。
3.2防爆
項目采用電解法制備次氯酸鈉，反應(yīng)過程中有氫氣產(chǎn)生。次氯酸鈉發(fā)生設(shè)備必須配備脫氫系統(tǒng)，并做密封和耐壓測試，確保滿足氫氣防爆要求。為保證室內(nèi)泄出的氫氣無危害排出，在發(fā)生器上部設(shè)置密封罩收集氫氣，經(jīng)過稀釋確保濃度低于爆炸下限后，通過高位專用通風(fēng)管直接排至室外。由于氫氣的密度小于空氣，為防止泄露后在屋頂積聚，次氯酸鈉發(fā)生器所在房間嚴(yán)禁設(shè)置吊頂和無通氣孔的下翻梁。
3.3對pH值的調(diào)節(jié)
該水廠所取的水源水pH值常年較低，一般在6.8～7.0。水源水經(jīng)混凝、沉淀、過濾、臭氧活性炭深度處理、液氯消毒等工藝的處理后，pH值進一步降低，在6.5～6.7之間，呈弱酸性。為了避免對輸水管道和設(shè)備造成腐蝕，提高管網(wǎng)的穩(wěn)定性，一般在投加液氯后投加氫氧化鈉溶液，以提高出水pH值。該水廠在清水池進口端投加食品級氫氧化鈉溶液，以控制出廠水pH值處于7.0～7.3的內(nèi)控范圍。該水廠在完成次氯酸鈉消毒工藝代替液氯的改造工作后，氫氧化鈉溶液的使用量大幅下降。
3.4管道的選擇
由于“次鈉”原液的流速相對較慢，還有管道中水解反應(yīng)生成的NaOH，由于NaOH密度較大，且有一定的粘稠度，流速較慢。因此很容易附著在管道表面，會在管道內(nèi)結(jié)晶或結(jié)垢，因為NaOH在低溫下容易形成過飽和導(dǎo)致晶體析出，所以在低溫環(huán)境下容易導(dǎo)致管道堵塞。因此在管道設(shè)計時會考慮大一號的管道口徑，這樣可以延緩結(jié)垢。同時項目在流量計后端增加水射器，這樣做有以下幾個優(yōu)點：①利用廠內(nèi)自用水，壓力保持0.5MPa，既可以稀釋原液濃度，也可以降低高溫下次鈉分解導(dǎo)致的風(fēng)險，還可以降低管道因結(jié)晶堵塞的風(fēng)險。②提高液體在管道內(nèi)的流速，減少次鈉到達投加點時間，還可以將液體中混雜的氣體及時帶走，不停留在管道內(nèi)形成氣阻。設(shè)計沖洗管路，當(dāng)管道內(nèi)有結(jié)垢，可以通過廠內(nèi)自用水(壓力可調(diào)整)對管路進行沖刷。
3.5次氯酸鈉投加實驗分析
以燒杯實驗?zāi)M生產(chǎn)中主加次氯酸鈉的過程，取砂、炭濾后水混合水樣模擬投加點處水樣，梯度投加次氯酸鈉，勻速攪拌30s，測定余氯與pH值，隨著次氯酸鈉投加量的增加，實驗水樣的余氯、pH均會增加，余氯增量為0.75～1.20mg/L，pH增量為約0.12～0.29，說明次氯酸鈉能夠有效地調(diào)節(jié)水體的余氯值，又因為次氯酸鈉在水解的過程中產(chǎn)生了OH-，能夠在保證消毒效果的同時調(diào)節(jié)水體pH值。雖然以次氯酸鈉為消毒劑能調(diào)節(jié)水體的pH值，但由于該水廠砂濾池、炭濾池出水pH值較低，統(tǒng)計其2017年砂濾后水pH均值為6.84，炭濾后水pH均值為6.73，考慮到生產(chǎn)中次氯酸鈉調(diào)節(jié)能力有限，不符合該水廠出廠水pH值7.0～7.3的內(nèi)控標(biāo)準(zhǔn)，為了防止供水管道的腐蝕，該水廠保留了原有的酸堿度調(diào)節(jié)系統(tǒng)，但是相比較液氯消毒而言，能夠很大程度降低后續(xù)氫氧化鈉的投加量。
結(jié)語
10%次氯酸鈉溶液在實際使用中會發(fā)生衰減，衰減速度與溫度有關(guān)，高溫下衰減速度快，低溫下衰減速度慢，在實際生產(chǎn)中應(yīng)協(xié)調(diào)好廠商的送貨量與送貨周期，將次氯酸鈉置于陰涼避光處，減緩其衰減速度。相比液氯消毒而言，次氯酸鈉在起消毒作用的同時具有調(diào)節(jié)水質(zhì)pH的作用，但其調(diào)節(jié)能力有限，并不能夠取代該水廠的酸堿調(diào)節(jié)系統(tǒng)。使用次氯酸鈉消毒，出廠水水質(zhì)指標(biāo)與使用液氯消毒相近，氨氮、亞硝酸鹽氮、耗氧量、菌落總數(shù)指標(biāo)均符合國家飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，但出廠水氯味更低，口感更好。——論文作者：邢彥彬
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