概述

lvqi作為自來水廠的消毒劑已有百年的應(yīng)用歷史，但近年來由于源水污染日益嚴重，水中各種有機物的污染種類和含量有所增加，運用yelv消毒所引發(fā)的某些問題已逐漸引起人們的急切關(guān)注。運用yelv消毒劑會產(chǎn)生氯代有機物，存在著嚴重的飲用水安全隱患。為滿足人們對水質(zhì)要求的不斷提高，尋求能替代yelv的既安全，而又經(jīng)濟的新型消毒劑，成為今后給水處理的一個發(fā)展方向，其中二氧化氯由于具有*的消毒優(yōu)勢，而成為*的替代物之一。

目前歐美已有不少自來水廠使用二氧化氯。我國自來水廠在二氧化氯的應(yīng)用方面，總體上起步較晚，發(fā)展也較慢，除主觀原因外，客觀上由于二氧化氯的運行成本高于yelv的運行成本，而無法付諸于實踐。近年來，由于科學(xué)的不斷發(fā)展，各種不同類型的二氧化氯發(fā)生器的出現(xiàn)，形成了互相促進、互相補充，取長補短的大好局面，已有二氧化氯發(fā)生器運行成本接近yelv的運行成本，同時基本上具備了自來水廠對消毒劑的要求，正如某自來水廠XX總說：“當(dāng)前自來水廠正處于消毒劑的更新?lián)Q代的時期"。

現(xiàn)在對自來水消毒的情況向大家做一介紹，期望對自來水廠在如何選擇二氧化氯發(fā)生器方面能有所裨益。

1．運行報告

例水廠(60000m3／d)，水源為：地表水。

見表1

2．水廠如何選擇消毒方式

任何一種消毒劑都會有其優(yōu)點和缺點，不可能有優(yōu)勢，關(guān)鍵是看用戶主要追求的是什么?是否可以概括為：安全、可靠、穩(wěn)定、運行成本相對較低的方式與相應(yīng)的設(shè)備產(chǎn)品。

2．1yelv

多年來yelv是自來水廠的傳統(tǒng)消毒劑，經(jīng)濟。但隨著源水污染的變化，各種有機物的含量有所增加，運用yelv消毒會產(chǎn)生氯代有機物，其中有的產(chǎn)物具有致癌、致畸、致突變作用對人造成危害，選擇什么樣的消毒劑來替代已引起人們的關(guān)注。

2．2臭氧

高效而無二次污染，劑量小，作用快，但分解速度也快，因此無法維持管網(wǎng)中有一定剩余消毒劑量，所以在使用臭氧消毒劑時，仍需在水中投加少量氯系消毒劑，用以維持*的消毒效果。使用臭氧消毒運行成本比二氧化氯要高，且可能產(chǎn)生致癌的溴酸鹽。與二氧化氯一樣，具有一定的腐蝕性。目前世界上法國在自來水廠中使用較多，在我國主要使用在醫(yī)療和食品等行業(yè)中。

2．3紫外線消毒

紫外線殺菌的速度與效果是不言而喻的，且不產(chǎn)生有害的消毒剮產(chǎn)物。但只能殺菌，對自來水廠而言，無法去除原水中的金屬無機物和有機合成物，因此綜合性能不足。更不能實現(xiàn)供水管網(wǎng)中的持續(xù)消毒。

2．4二氧化氯

目前二氧化氯產(chǎn)品從形式上可分為三種，液體二氧化氯(原液+活化劑)、固體二氧化、氯(亞氯酸鈉+固體活化劑+其它穩(wěn)定劑)，該類又分為一元和二包裝，主要應(yīng)用于水產(chǎn)養(yǎng)殖、食品、純凈水等行業(yè)消毒。

再有是二氧化氯發(fā)生器，即是現(xiàn)場制備二氧化氯的裝置，通常水廠使用的二氧化氯發(fā)生器都屬于這類，初期采用電解法，現(xiàn)在基本上都用化學(xué)方法制備，根據(jù)采用的原料不同，可分為氯酸鈉工藝和亞氯酸鈉工藝。

2．4．1氯酸鈉、鹽酸工藝

采用氯酸鈉和鹽酸為原料進行反應(yīng)，反應(yīng)式如下：

NaCl03+2HCl一C102+1／2C12+Nacl+H20

由上式可看出，在二氧化氯產(chǎn)生的同時還有約占二氧化氯產(chǎn)量一半的lvqi產(chǎn)生，實驗結(jié)果表明，該工藝中二氧化氯的有效轉(zhuǎn)化率一般只有50％左右。

由于該方法產(chǎn)出二氧化氯的同時，也隨之約有48％的lvqi產(chǎn)生，由于lvqi的存在，無法消除水中產(chǎn)生三氯甲烷的根源，嚴格上講，已經(jīng)失去替代原來yelv消毒的基本意義。

在我國，目前自來水廠除使用yelv消毒外，其余自來水廠多以這種發(fā)生器為主。究其原因，一是我國對二氧化氯發(fā)生器在工藝方法、檢驗手段與標準，都還沒有統(tǒng)一，多數(shù)使用二氧化氯的自來水廠在出廠水檢驗上仍使用yelv相同的指標，如余氯等。原因之二，由于我國經(jīng)濟總體水平還處于發(fā)展中國家的水平，運行成本的高低仍是目前自來水廠工藝選型的主要因素。三是該方法所采用的發(fā)生器研制時間較早，這也是國內(nèi)自來水廠目前使用較多該類設(shè)備的主要原因。

2．4．2亞氯酸鈉工藝

采用亞氯酸鈉和鹽酸為原料進行反應(yīng)，反應(yīng)式如下：

5NaCl02+4HCI=4CIOz+5NaCI+2H20

從反應(yīng)式可以看出，產(chǎn)物中主要是二氧化氯，正常收率達到95％以上，二氧化氯純度同樣也可達到95％以上，這是其優(yōu)點。

據(jù)國外資料報導(dǎo)，此種工藝的發(fā)生器約占到70％，如德國的Prominent，美國的F＆P公司都有有相應(yīng)的產(chǎn)品，我國也有不少采用此法工藝。

此種工藝的不足之處在于運行成本相對較高，需鹽酸量較大，對于中型以上水廠采用此工藝，鹽酸儲存量較大是值得考慮的問題。

2．4．3氯酸鈉、硫酸工藝

該法使用原料為氯酸鈉、硫酸、雙氧水進行反應(yīng)，反應(yīng)式如下

2NaCl03+2H2S04+H202—2C102+2NaHS04+2H20+02

從反應(yīng)式可以看出，產(chǎn)物中二氧化氯收率高，純度高，無lvqi。

1)該工藝發(fā)生器的性能與特點

純度高，可達到95％以上，轉(zhuǎn)化率高，可達到92％以上。

自動化程度高，反應(yīng)系統(tǒng)溫度、壓力、摩爾比通過PLC程序自動化控制，由二氧化氯濃度監(jiān)測儀，對出廠水的殘余二氧化氯濃度訊號輸出，通過數(shù)字轉(zhuǎn)換調(diào)控計量泵投料。

安全性能好，在系統(tǒng)負壓狀態(tài)下，可將二氧化氯的濃度控制在5％以下，同時選用了新型材料和的電子元件，從而保證反應(yīng)器在安全、可靠，穩(wěn)定性的條件下進行工作。為防止突然停電，設(shè)置了三套安全裝置，可自動放空、排液、沖水。另外還設(shè)置了氣液分離裝置，二氧化lvqi體直接投加的工藝設(shè)施，而溶液中亞氯酸鹽、氯酸鹽、硫酸鹽等污染物回收再利用。所以說，該發(fā)生器投加的是純二氧化lvqi體，就這一點與目前市場上使用的各種發(fā)生器有很大的區(qū)別，這也是我們*之處。經(jīng)應(yīng)用消毒成本已接近yelv的消毒成本。(2005年已申請發(fā)明、實用新型及外觀設(shè)計)例如使用復(fù)合型二氧化氯發(fā)生器的出廠水的電導(dǎo)率為100t-S，而使用純二氧化氯發(fā)生器的出廠水的電導(dǎo)率為70t-S。除鐵、錳的效果好，由于天氣氣溫、雨水以及水的PH值的變化，一般水中鐵、錳超標。利用二氧化氯強的氧化能力，它可將二價鐵氧化成三價鐵形成氫氧化鐵沉淀，二價錳氧化成四價錳，形成不溶于水的MnO。，從而有效的降低鐵、錳離子在水中的含量。

2)工藝流程示意圖如下。

發(fā)生器：外殼材質(zhì)為玻璃鋼和PVC兩種，外形美觀大方，內(nèi)部構(gòu)件采用耐高溫，防氧化新材料。

計量泵：選用隔膜烏蘭察布盟式電磁驅(qū)動計量泵。

加壓泵：選用管道加壓離心泵，恒定水壓以確保系統(tǒng)真空度的穩(wěn)定。

二氧化氯自動分析儀：采用德國西門子模塊，觸摸式彩屏顯示，對發(fā)生器實現(xiàn)PLC程序控制，并可實行遠程控制。

水噴射器：采用抗氧化性材質(zhì)制成，高真空低能耗。

3)不同類型二氧化氯發(fā)生器運行原材料成本比較，見表2和表3。

3．．結(jié)語

通過以上所述，不難看出在自來水廠選用消毒方式與消毒設(shè)備的替代思路上，既要考慮從根本上克服現(xiàn)有yelv的隱患問題，尋求水質(zhì)*符合國家即將頒發(fā)的新的飲用水標準，還要在技術(shù)上可行，安全可靠，并且相對來說運行成本較低，能夠給自來水廠帶來一定經(jīng)濟效益的設(shè)備廠家的產(chǎn)品，乃是供水行業(yè)選擇的基本出發(fā)點。