二氧化氯在工業(yè)循環(huán)冷卻水處理中的應(yīng)用

來源：http://www.ssygc.com/ 作者：余氯檢測儀 時(shí)間：2019-07-25

　　摘 要：闡述了循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中微生物的一些危害及控制微生物生長的藥劑應(yīng)具備的條件;介紹了二氧化氯的性能與特點(diǎn)及在工業(yè)循環(huán)冷卻水處理中的發(fā)展趨勢;列舉了二氧化氯在工業(yè)循環(huán)冷卻水處理中的應(yīng)用效果，并指出二氧化氯將在循環(huán)冷卻水處理中得到廣泛的應(yīng)用。

　　關(guān)鍵詞：二氧化氯;循環(huán)冷卻水系統(tǒng);殺菌

　　1、概述

　　循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的環(huán)境為微生物繁殖提供了優(yōu)越的條件。適宜微生物滋長的水溫25℃～40℃，飽和的溶解氧，適中的PH值，豐富的營養(yǎng)源，濃縮倍數(shù)提高，導(dǎo)致含鹽量的增加，工藝介質(zhì)泄漏，以及傾向于采用堿性有機(jī)磷系配方作為水質(zhì)穩(wěn)定劑，充足的陽光等都為循環(huán)冷卻水微生物滋長營造一個(gè)理想的環(huán)境。以這些微生物為主體，混雜泥砂、無機(jī)物和塵土等，形成生物粘泥附著與堆積，因而產(chǎn)生粘泥故障，引起設(shè)備、管道的局部腐蝕、堵塞等不良問題，降低換熱器的熱交換效率而且隔絕緩蝕阻垢劑對金屬表面的保護(hù)作用造成垢下腐蝕，甚至使管道穿孔，設(shè)備損壞。因此，必須在循環(huán)冷卻水中投加殺菌劑，以控制微生物的生長。

　　目前用于循環(huán)冷卻水的殺菌劑分為兩類，氧化性和非氧化性殺菌劑。其中氧化性二氧化氯殺菌劑一種值得廣泛推廣的循環(huán)水殺菌除藻劑。

　　2、氧化氯的性能與特點(diǎn)

　　2.1高效性

　　循環(huán)冷卻水系統(tǒng)結(jié)垢、腐蝕與微生物繁殖是相互聯(lián)系的，控制微生物即可控制循環(huán)冷卻水系統(tǒng)結(jié)垢、腐蝕等問題，從而提高冷卻效率，降低操作及維修費(fèi)用。

　　二氧化氯是一種強(qiáng)氧化劑，殺菌效果好且藥效持續(xù)作用時(shí)間長，在水中穩(wěn)定，溶解性也很高。與氯相比，二氧化氯不僅能有效的殺滅細(xì)菌，還能殺滅芽孢和孢子、病毒、真菌及藻類，且藥效持續(xù)時(shí)間長。試驗(yàn)表明通常二氧化氯對厭氧菌的殺滅率在12小時(shí)內(nèi)保持在99%左右，即使在作用時(shí)間長達(dá)24小時(shí)后，殺菌率仍可保持在86%左右。而5ppm氯氣的殺菌率只能達(dá)到75%左右，且作用時(shí)間只能保持?jǐn)?shù)小時(shí)。在循環(huán)水系統(tǒng)中，異養(yǎng)菌濃度為108～109個(gè)/升時(shí)，0.1ppm的二氧化氯達(dá)到99%殺菌率時(shí)只需要5分鐘，且二氧化氯殺菌效果持續(xù)時(shí)間長。

　　2.2藥劑用量少

　　由于二氧化氯的高效性，其有效氯是氯氣的2.63倍，殺菌效果是氯氣的5倍，是次氯酸鈉的50倍以上，所以，二氧化氯用量相對較少，循環(huán)水中采用2.0mg/L的二氧化氯，作用5分鐘后，維持游離氯0.1～0.3mg/L，相當(dāng)于有機(jī)非氧化性殺菌劑使用劑量20～50mg/L。

　　2.3殺菌效果不受pH值影響

　　二氧化氯適用的pH值范圍廣。在pH值為6～10的范圍內(nèi)，都具有很強(qiáng)的殺菌能力，因此殺菌效果基本不受pH值影響。如當(dāng)pH值從7增加到9.5時(shí)，氯的殺菌效果大大降低，但二氧化氯的殺菌效果大致相同。這使二氧化氯特別適用于堿性條件下(pH≥8)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中。為避免腐蝕，循環(huán)冷卻水的pH值一般控制在8.0～9.5之間，而一般以氯為主的微生物控制方案的pH值最佳范圍為6.5～7.5。

　　2.4不與氨及氨基化合物反應(yīng)

　　在堿性處理方案中配用二氧化氯殺菌效果非常好，尤其由于二氧化氯不與氨及氨基化合物反應(yīng)，其殺生效果不受氨及氨基化合物影響，這在氨泄漏的循環(huán)冷卻水處理系統(tǒng)中不僅不會(huì)增加二氧化氯的消耗，而且也不會(huì)產(chǎn)生有毒的反應(yīng)產(chǎn)物，能維持較高余量，保持殺菌效果。在化肥廠應(yīng)用更有益處，對氨氮含量高的水域更顯其應(yīng)用價(jià)值。

　　2.5綠色環(huán)保

　　氯氣的氧化作用是無選擇性的，常通過原子取代而發(fā)生氯化反應(yīng)，這種反應(yīng)將產(chǎn)生大量有機(jī)氯化物，特別是氯代烷烴(如THM)等強(qiáng)致癌性物質(zhì)，增大循環(huán)水排水的污染性，而且氯氣殺菌投入量比二氧化氯高很多，為了保持殺菌率，還要維持高的余氯濃度，這將造成系統(tǒng)排污水量處理成本的增加。

　　二氧化氯雖是強(qiáng)氧化劑，但不是氯化劑，被世界衛(wèi)生組織卻認(rèn)為1A級高效安全殺菌劑。不污染環(huán)境，它與有機(jī)物等不產(chǎn)生發(fā)散性的有機(jī)鹵化物，不生成有致癌性的三氯烷烴、鹵仿等致癌物質(zhì)，減少了循環(huán)水排水的污染性。

　　例如，采用氯氣氧化時(shí)，酚類有機(jī)物被氧化成氯化酚，將造成相對較高的化學(xué)需氧量(理論上2.4mgO2/mg)，在環(huán)境中不易分解。而二氧化氯可以氧化酚類化合物，使其成為環(huán)境所能接受的產(chǎn)物，如草酸和馬來酸。因此，使用二氧化氯有助于酚類和氯化酚類符合排放標(biāo)準(zhǔn)。故從衛(wèi)生環(huán)保發(fā)展來說，用二氧化氯法取代傳統(tǒng)氯氣法有特別重要的意義。

　　2.6不會(huì)產(chǎn)生抗藥性且易與其它水處理藥劑匹配

　　由于二氧化氯是強(qiáng)氧化性殺菌劑，不會(huì)產(chǎn)生抗藥性，而通常非氧化殺菌劑使用久了，會(huì)使微生物產(chǎn)生抗藥性，如目前常用的季胺鹽殺菌劑;此外許多水處理藥劑會(huì)受到氯的影響，如緩腐劑三唑、EDTA 、NTA等，二氧化氯對其則沒有影響。

　　3、二氧化氯在實(shí)際應(yīng)用中的效果

　　二氧化氯在工業(yè)循環(huán)冷卻水處理中的應(yīng)用效果

　　某化工廠循環(huán)冷卻水量5000m3/h，緩蝕阻垢劑采用磷系配方，在采用液氯作為殺菌劑后，因成本高且藥效不穩(wěn)定，最終采用二氧化氯消毒劑作為投加裝置，該裝置運(yùn)行后，每周加藥20次，每次投加有效氯4～5mg/1，異養(yǎng)菌投加三次后可控制在103個(gè)/ml。

　　某化肥廠合成氨循環(huán)冷卻水。原來采用液氯殺菌劑，開始應(yīng)用時(shí)，加入少量即可起到理想的殺菌除藻效果，但由于漏氨，水中的pH值偏高，加之水處理劑為有機(jī)磷系配方，致使液氯的藥效降低，繼之細(xì)菌抗藥性的增加，到夏季把藥量加大到200mg/L，仍然無明顯效果，費(fèi)用猛增，換熱效果變差。后改為二氧化氯殺菌劑，每三天為一周期，投加二氧化氯濃度為0.6mg/L，在基本不排污的情況下，循環(huán)了48小時(shí)，水體明顯變渾，濁度增加，冷排管上包覆的綠藻48小時(shí)內(nèi)開始由綠變灰，最后剝離分解。運(yùn)行三周期后，水質(zhì)惡化情況明顯好轉(zhuǎn)，后改為8～9小時(shí)進(jìn)行一次性沖擊投加，投加量為1.0～2.0 mg/L，經(jīng)運(yùn)行檢測，循環(huán)冷卻水中微生物得到有效控制，冷卻設(shè)備熱交換效率明顯提高。

　　4、二氧化氯在工業(yè)循環(huán)冷卻水處理中的發(fā)展趨勢

　　多年實(shí)踐證明，二氧化氯具有很好的殺滅菌藻、控制生物粘泥作用，在堿性處理方案中及在漏氨、漏油的循環(huán)系統(tǒng)中使用效果更為顯著。尤其是二氧化氯的生產(chǎn)過程簡單、投資少、見效快、操作簡便、運(yùn)行成本低、安全、環(huán)保，不僅能有效地發(fā)揮其本身的特性，長期使用還可節(jié)省設(shè)備的更換與維修，減少了經(jīng)常開停車及維修帶來的經(jīng)濟(jì)損失，具有長遠(yuǎn)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。因此二氧化氯產(chǎn)品將更能為許多用戶接受。

　　5、結(jié)論

　　近年來，隨著有機(jī)聚電解質(zhì)和有機(jī)磷酸酯等高效阻垢劑的開發(fā)使用，冷卻水的堿性處理方式越來越普遍，并且趨向高濃縮倍數(shù)、高pH方向發(fā)展。通常當(dāng)原水中pH在7.7～8.1，濃縮倍數(shù)為3～4時(shí)，循環(huán)水中pH將在8.7～9.0，而此時(shí)，氯氣的殺生效果大為下將;同時(shí)，由于堿性運(yùn)行藥劑多為微生物的營養(yǎng)劑，所以更加劇了微生物的生長和繁殖。在這種情況下，將二氧化氯用于循環(huán)冷卻水中常見的亞硝化細(xì)菌、反硝化細(xì)菌、硫酸鹽還原菌等的殺滅效果良好;而且與有機(jī)磷系水質(zhì)穩(wěn)定劑配伍使用時(shí)，對水質(zhì)穩(wěn)定劑的緩蝕效果沒有明顯的影響，不產(chǎn)生環(huán)境污染物，二氧化氯的殺菌效果也沒有改變。因此二氧化氯應(yīng)用于工業(yè)循環(huán)冷卻水處理將大有可為。

　　參考文獻(xiàn)：

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　　作者簡介：劉江(1979.2.28-)，男，天津人，機(jī)械工業(yè)第五設(shè)計(jì)研究院，助理工程師。

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