淺析河口水廠消毒中二氧化氯的應(yīng)用

來源：http://www.ssygc.com/ 作者：余氯檢測(cè)儀 時(shí)間：2019-07-24

　　摘要：氯消毒是我國水處理中最重要的工藝環(huán)節(jié)，但是目前水環(huán)境變化以及檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展環(huán)境下，氯消毒已經(jīng)不能滿足人們對(duì)于水質(zhì)的要求。本文詳細(xì)闡述了二氧化氯消毒劑的消毒原理、消毒效果，提出二氧化氯消毒工藝在河口水廠中的應(yīng)用實(shí)例。

　　關(guān)鍵詞：河口水廠;消毒工藝;二氧化氯

　　河口水廠位于河口城區(qū)東部6公里外，占地面積39923m2，設(shè)計(jì)日供水能力10萬m3。站內(nèi)有兩套工藝：兩套工藝分別于1981年、1988年建成，兩套工藝分別于2002年10月和2014年11月進(jìn)行的工藝改造，改造后的東工藝采用微渦混合+小網(wǎng)格翻騰式絮凝反應(yīng)+斜管沉淀池+V型濾池工藝技術(shù);西工藝采用微渦混合+多通道折板反應(yīng)+斜管沉淀池+翻板濾池工藝技術(shù)，改造后的工藝通過強(qiáng)化混凝、沉淀、過濾等技術(shù)措施使水廠出廠水水質(zhì)明顯提升，目前水廠實(shí)際供水7.5萬m3/d。

　　本文就河口水廠在消毒工藝、消毒方式、消毒設(shè)備等選擇進(jìn)行分析、對(duì)比和研究，并將二氧化氯消毒工藝應(yīng)用在河口水廠，希望為同行提供參考。

　　一、各種消毒劑在水體中的消毒分析

　　據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)介紹，目前我國絕大多數(shù)水廠還是沿用傳統(tǒng)的“混凝、沉淀、過濾、加氯消毒”的水處理工藝，加氯消毒一般采用液氯、次氯酸鈉、漂白粉等。由于加氯消毒會(huì)生成多種副產(chǎn)物，包括三鹵甲烷(THMs)等致癌物質(zhì)。這使得傳統(tǒng)的氯化消毒的地位產(chǎn)生了動(dòng)搖。歐、美等發(fā)達(dá)國家已廣泛使用二氧化氯(ClO2)、臭氧等處理飲用水。河口水廠由于存在資金、技術(shù)、人才、管理等方面原因，供水發(fā)展滯后，特別是供水消毒工藝水平有待提高。

　　目前供水消毒劑主要有氯氣、二氧化氯、漂白粉、臭氧等，由于各種消毒劑對(duì)水中細(xì)菌病毒的作用不同，消毒效果不一樣。根據(jù)有關(guān)試驗(yàn)研究表明。在pH值為6～9時(shí)，各種消毒劑對(duì)大腸桿菌和病原體的消毒效率和氧化性由高到低為臭氧、二氧化氯、氯氣、漂白粉;消毒持久性的高低順序?yàn)槎趸取⒙葰狻⑵追邸⒊粞酢?/p>

　　由此可見，臭氧的殺菌效力是最高的，但臭氧本身極易分解，無持久消毒能力;二氧化氯具有相當(dāng)強(qiáng)的殺菌能力，同時(shí)也具有相當(dāng)好的持久性;氯氣對(duì)細(xì)菌有很強(qiáng)的滅活能力，但對(duì)病毒的滅活能力相對(duì)較差;漂白粉無論從消毒能力，還是消毒持久性都不如二氧化氯。因此，從殺菌能力和持久性兩方面綜合來看，二氧化氯的消毒效果具有一定的優(yōu)勢(shì)。

　　按照消毒劑的消毒副產(chǎn)物、毒性、使用方便性、安全性、成本等進(jìn)行綜合分析：氯氣消毒適應(yīng)性較廣泛，其主要問題是產(chǎn)生三鹵甲烷和有機(jī)鹵代物等有害健康的消毒副產(chǎn)物，另外，在鄉(xiāng)鎮(zhèn)水廠中由于用量少、設(shè)備條件限制，局限了其使用范圍。二氧化氯在殺菌能力及減少三鹵甲烷等方面占優(yōu)勢(shì)，特別其小型、方便、簡(jiǎn)單、機(jī)動(dòng)的特點(diǎn)，被普遍認(rèn)為在鄉(xiāng)鎮(zhèn)水廠中有廣泛的應(yīng)用前景。臭氧消毒雖然具有強(qiáng)的消毒效果，但成本高，操作復(fù)雜，在鄉(xiāng)鎮(zhèn)水廠難以推廣。漂白粉的消毒效果較差，工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，消毒穩(wěn)定性差，已逐漸被淘汰。

　　二、二氧化氯的制取工藝

　　二氧化氯性質(zhì)活潑，不易貯存和運(yùn)輸，因此都采用現(xiàn)場(chǎng)制備的方式。通常水廠使用的二氧化氯發(fā)生器都采用化學(xué)反應(yīng)的原理進(jìn)行制備，根據(jù)采用原料的不同，可分為氯酸鈉工藝和亞氯酸鈉工藝。以河口自來水廠為例，二氧化氯發(fā)生器采用化學(xué)法，運(yùn)行時(shí)氯酸鈉水溶液與鹽酸在負(fù)壓條件下，經(jīng)供料系統(tǒng)定量輸送到反應(yīng)系統(tǒng)中，在一定的溫度下經(jīng)過負(fù)壓曝氣反應(yīng)產(chǎn)生二氧化氯與氯氣的混合氣體，經(jīng)吸收系統(tǒng)吸收后形成一定濃度的二氧化氯復(fù)合消毒液，然后輸送至待處理水中。

　　三、二氧化氯在河口水廠的應(yīng)用

　　1、設(shè)計(jì)思路

　　在河口水廠的消毒工藝應(yīng)用中，我們根據(jù)水廠的消毒工藝在投資、運(yùn)行管理、生產(chǎn)成本、安全性、操作性等方面進(jìn)行對(duì)比和分析認(rèn)為：

　　(1)液氯消毒工藝：設(shè)備投資較大(約40萬元)，需安裝液氯泄漏回收裝置，操作管理要求高，運(yùn)輸成本高，消毒成本較低(約0.01元/m3)。由于河口小型水廠的生產(chǎn)水量少，生產(chǎn)成本沒有較大優(yōu)勢(shì)。

　　(2)二氧化氯消毒工藝(鹽酸與氯酸納方法)：設(shè)備投資較小(約10萬元)無需安裝氣體泄漏回收裝置，安裝方便、操作簡(jiǎn)易、投加量穩(wěn)定、運(yùn)輸方便等，消毒成本略高(約0.015元/m3)，在鄉(xiāng)鎮(zhèn)水廠應(yīng)用具有一定的優(yōu)勢(shì)。

　　(3)臭氧消毒：設(shè)備投資較大，操作要求高，成本高，一般在中大型水廠及經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)使用，在鄉(xiāng)鎮(zhèn)水廠推廣的難度較大。通過以上分析，確定蒼城新水廠采用二氧化氯消毒工藝。河口水廠設(shè)計(jì)日供水量為10萬m3，使用二氧化氯消毒設(shè)計(jì)投加量通常為1～2mg/L(以有效氯計(jì))。設(shè)計(jì)濾前濾后累積投加量為2.0mg/L(以有效氯計(jì))，水量波動(dòng)系數(shù)取1.5，則氯耗量為：

　　100000÷24×2.0×1.5=12.5kg/h

　　根據(jù)上述氯耗量計(jì)算，設(shè)備選型時(shí)需預(yù)留部分余量，我們選用二氧化氯發(fā)生器1臺(tái)，額定總有效氯產(chǎn)量3kg/h，完全可以滿足供水的消毒需求。同時(shí)，結(jié)合企業(yè)屬下的3家水廠的二氧化氯使用情況(故障率非常低)，我們認(rèn)為沒有必要采取一用一備的設(shè)計(jì)，但為了安全，我們預(yù)留投加次氯酸鈉溶液消毒的設(shè)備。

　　2、二氧化氯投加系統(tǒng)工藝設(shè)計(jì)

　　(1)預(yù)加氯

　　預(yù)加氯投加點(diǎn)設(shè)在原水入口處，以預(yù)氧化滅藻為主要目的，一般投加量約0.3mg/L，利用二氧化氯的微絮凝作用，可提高后續(xù)混凝和沉淀的效果，同時(shí)利用二氧化氯的氧化功能，去除水中的藻類、氧化有機(jī)物及還原性金屬離子(如Fe2+、Mn2+)，并將氧化產(chǎn)物通過沉降、過濾工藝去除，有利于提高供水水質(zhì)。

　　(2)濾后投加

　　濾后投加點(diǎn)設(shè)在清水池入水口，起到常規(guī)消毒殺菌的作用，一般投加量約1.0mg/L。濾池濾后水與二氧化氯消毒液充分混合，在清水池中保證接觸時(shí)間30分鐘左右即可達(dá)到良好的消毒效果，確保出廠水細(xì)菌學(xué)指標(biāo)達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)。

　　3、設(shè)備安裝條件 　　二氧化氯發(fā)生器安裝于消毒設(shè)備間，面積約8平方米，設(shè)備間地面鋪設(shè)耐腐蝕瓷磚并保證通風(fēng)良好。同時(shí)設(shè)置負(fù)壓自吸系統(tǒng)，利用射吸技術(shù)將二氧化氯消毒液輸送到待處理水中。

　　4、操作方法

　　控制系統(tǒng)采用智能型數(shù)字式控制器，觸摸式控制面板，全數(shù)字顯示。可實(shí)現(xiàn)溫度、計(jì)量、壓力自動(dòng)控制，最佳工作溫度70℃，并具有故障報(bào)警功能。采用觸點(diǎn)式動(dòng)力水控制系統(tǒng)，可以達(dá)到動(dòng)力水欠壓報(bào)警并自動(dòng)停機(jī)，安全可靠。操作人員只需定期添加原料，巡回檢查無異常即可，設(shè)備可在正常出廠水壓作動(dòng)力的情況下自動(dòng)運(yùn)行。

　　5、應(yīng)用情況

　　二氧化氯消毒工藝在蒼城新水廠應(yīng)用運(yùn)行一年來，筆者認(rèn)為使用效果較好，具有以下幾方面優(yōu)點(diǎn)。

　　(1)設(shè)備投資較小，該工藝總投資約11萬元，其中設(shè)備(加氯機(jī))10萬元，管道安裝等配套1萬元，比用液氯工藝節(jié)省約30萬元;施工方便，購買設(shè)備直接安裝后，經(jīng)簡(jiǎn)單調(diào)試就可投入使用，1～2天就可以完成安裝;

　　(2)工藝操作簡(jiǎn)便，生產(chǎn)廠家為客戶提供免費(fèi)培訓(xùn)服務(wù)，員工經(jīng)過簡(jiǎn)單培訓(xùn)可上崗操作;工藝安全性較高，該設(shè)備具有故障報(bào)警功能，可達(dá)到動(dòng)力水欠壓報(bào)警并自動(dòng)停機(jī)，相比氯在購買、運(yùn)輸、使用過程中的危險(xiǎn)性，二氧化氯采取現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)、用量少等，比液氯安全性高;

　　(3)系統(tǒng)運(yùn)行平穩(wěn)，可實(shí)現(xiàn)計(jì)量、溫度、壓力自動(dòng)控制，操作人員只需定期添加原料就可以連續(xù)生產(chǎn);投加量穩(wěn)定，可在投加量范圍(0.01mg/L～3.5mg/L)內(nèi)穩(wěn)定投加，出廠水消毒指標(biāo)完全符合國家生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，消毒成本為0.015～0.02元/m3;

　　(4)減少了使用液氯需辦理的公安局、安監(jiān)局等相關(guān)危險(xiǎn)品申請(qǐng)手續(xù)，節(jié)省了安裝液氯泄漏回收裝置等設(shè)備投入(約20多萬元);

　　結(jié)束語

　　綜上所述，目前，我國二氧化氯發(fā)生器在水廠中應(yīng)用的自動(dòng)化程度還較低，在我國水廠推廣應(yīng)用二氧化氯時(shí)，應(yīng)重視設(shè)備本身自動(dòng)化的程度，結(jié)合具體水源的特點(diǎn)選用合理的控制方式，才能取得最佳的處理效果和經(jīng)濟(jì)效益。

　　參考文獻(xiàn)

　　[1]趙紅，周俊波，趙振鳳.臭氧與二氧化氯工藝殺菌除藻效果的試驗(yàn)研究[J].給水排水，2011(S1).

　　[2]杜紅梅，張克峰，李梅，等.不同水質(zhì)水源消毒技術(shù)探析[J].山東建筑大學(xué)學(xué)報(bào)，2011(2).

　　[3]趙輝，薛科社.飲用水消毒方式與消毒副產(chǎn)物分析[J].地下水，2011(4).

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