关键词;二氧化氯二氧化氯发生器 饮用水三氯甲烷混合消毒剂饮用水消毒的目的是杀灭水中对人体健康有害的绝大部分病原微生物,包括病菌、病毒、原生动物的胞囊等,以防止通过饮用水传播疾病。目前常用的饮用水消毒方法有:氯消毒、二氧化氯消毒、臭氧消毒、紫外线消毒等。其中氯消毒应用历史最久,使用也最为广泛,但对于受到有机物污染的水体,加氯消毒可以产生对人体有害的卤代消毒副产物,如三氯甲烷、卤乙酸等物质。臭氧的消毒能力高于氯,不产生氯代有机物,处理后水的口感好,但臭氧因自身分解速度过快,对管网无剩余保护,采用臭氧消毒的水厂还需在出厂水中投加二氧化氯作为剩余保护剂。此外臭氧不稳定,使用时需现场制备,设备复杂、使用不便、费用过高。二氧化氯消毒从20世纪70~80年代以来在欧洲得以应用。其优点是:消毒能力高于或等于游离氯,不产生氯代有机物,消毒副产物生成量小,具有剩余保护作用,是一种优良的消毒杀菌剂,欧美等发达国家早已将二氧化氯代替氯气广泛应用于饮水处理和食品的杀菌、保鲜等方面,以避免氯气在自来水消毒杀菌过程中产生的致癌作用。一直以来由于自来水应用二氧化氯杀菌成本比氯气要高,且二氧化氯不稳定,使用时需要现场制备,设备复杂,推广应用具有一定的难度,但近年来,通过改进二氧化氯的生产工艺,在自来水泵站安装二氧化氯发生器,现场制备和使用二氧化氯,使制取二氧化氯的成本大幅度降低,且目前市售的二氧化氯发生器制备出来的二氧化氯中含有氯,弥补了二氧化氯自身不稳定,需与其他消毒剂联合使用来保证管网中持续杀菌能力的不足。二氧化氯的性质常温下二氧化氯是黄绿色或桔黄色气体,有类似氯气的气味,受热或遇光分解成氧和氯,易爆炸。二氧化氯易溶于水,按体积计,常温下1份水可溶解20份的二氧化氯,但水溶液不稳定,会逐渐分解为氯气。气体二氧化氯用空气稀释至体积分数〈10%或二氧化氯体积分数为6%~10%以下的水溶液均为安全浓度。二氧化氯的有效氯是氯的2.6倍。二氧化氯发生器的原理2.1 制备二氧化氯的反应在水处理中,制取二氧化氯的方法主要有:亚氯酸钠加氯制取法、亚氯酸钠加酸制取法、氯酸钠盐酸复合式二氧化氯制取法、电解法二氧化氯发生器、稳定型二氧化氯溶液。
目前我国大部分水厂仍采用lv气消毒。对于微污染水源水,lv气被用作灭藻的预氧化剂。预加lv目的在于杀灭部分藻类和细菌、氧化部分有机物,降低藻类和有机物对后续混凝沉淀的干扰,并防止藻类在沉淀池和滤池中滋生,以保证构筑物的卫生环境和运行。在使用lv气消毒的过程中,正常投lv后水中有机物种类与浓度均有较大幅度的增加。这主要是lv在水中杀菌消毒的同时,又与水中有机物(腐殖酸、富里酸等)反应,生成各种有机卤代烷和lv化有机物。研究表明,预lv化是产生lv化消毒副产物的重要原因。由于预lv化过程中lv气只能杀死藻类,而不能象沉淀池或滤池那样将其从水中去除,因而增加了水中的有机物含量。lv气与水中有机物发生反应是以亲电取代反应为主,水中的有机物浓度越高,三lv甲烷的生成量就越大。因此,要控制饮用水加lv过程中消毒副产物的生成,必须减少lv的沉淀前投加工艺,严格控制预lv化过程的投lv量。最根本的解决途径是选用一种高效、经济的替代消毒剂。
二氧化lv作为新一代首选的消毒剂,其灭藻效果比lv气高2~10倍,同时还可以去除出厂水因藻类引起的色度和异味。二氧化lv对有机物的氧化降解,与lv所不同的最大特点是不会生成有机lv代物。以二氧化lv与间苯二酚反应为例:氧化反应的最终产物为有机酸、水和二氧化碳,通过反应,二氧化lv则被还原成lv离子。由此可见,二氧化lv对水中的有机物既有良好的去除效果,同时又不会产生显著量的有机副产物。
二氧化lv已成为lv系消毒剂最理想的替代品。随着国家相关标准、政策的出台,也极大地促进了二氧化lv在饮用水行业的普及。国家卫生部即将颁布的《生活饮用水卫生标准》(GB 5749-2006)中,对二氧化lv消毒饮用水也作出了明确规定:二氧化lv与水接触至少30min后出厂水中余量≥0.1mg/L,管网末梢水中余量≥0.02mg/L。
二氧化lv用于生活饮用水消毒的工艺流程如下:
加ClO2除藻 加ClO2消毒
↓ ↓
原水→ 配水井→ 反应池→ 沉淀池→ 滤池→ 清水池→ 管网
1 二氧化lv消毒剂的制备
由于二氧化lv是一种极不稳定的气体,可以分解成lv气和氧气,并放出热,当其分压达到300mmHg时分解速度极快。因此实际应用中多采取现场制备现场使用的方法。根据二氧化lv制取所用的原料和工艺特点,大致可分为:lv酸盐还原法、亚lv酸盐氧化法和电解法。其中在我国应用最广泛的是lv酸盐还原法:
化学反应式:2NaClO3+4HCl ==== 2ClO2+Cl2+2NaCl+2H2O
二氧化lv发生技术在中国已有十余年的历史,然而多年来,大部分二氧化lv发生器仍采用手动控制。随着水厂的自动化技术、控制设备和机电仪表设备的发展,要求对生产过程进行严密监控和优化运行,包括水处理的各个环节:过滤、投加、送水、水质检测等均要求自动控制。而消毒工序作为水处理工艺的重要环节,二氧化lv发生器在供水行业的应用,提高其自动化程度将势在必行。
近几年来,二氧化lv发生器制作和应用技术经历了突飞猛进的发展阶段,在原料转化率及产气量方面都有很大的提高,为用户节约了大量运行成本。深圳红荷公司作为引领二氧化lv行业发展的龙头企业,十年来坚持持续改进,不断创造出超越顾客期望的水处理设备。作为国家标准《化学法复合二氧化lv发生器》(GB/T 20621-2006)的主要起草单位,将在十一五规划中,为治水、保水、管水、造福人类而不断推出高科技新产品。
随着我国循环经济的进展,新一代的二氧化lv发生器也应突出体现节能、环保、安全和高性价比的优势。为了方便水司用户选用到高性价比的水消毒设备,现将目前主流的二氧化lv发生器控制特点总结如下:
Ø 采用进口名牌高可靠性可编程控制器(PLC)和专有测控技术,可根据水量及余lv含量实现对设备的全程自动控制和运行。
Ø 采用一套PLC控制系统,通过终端10.4寸彩色液晶显示触摸屏全中文显示,实现对单台或多台主机的自动控制;也可实现一用一备的切换,保证设备正常运行与维护。
Ø 控制器设有485标准通讯接口,可与上位机连接远程监控,或通过以太网接口连接电脑实现数据同步,实现多种上位机通讯对接。
Ø 主机与控制器的分体时尚造型,突出人性化设计特点,便于操作维护,延长设备使用寿命。
Ø 控制柜按国标设计制作。机柜内可增设增压泵、备用增压泵、卸酸泵、备用卸酸泵等多项控制,方便用户使用。控制柜的冷轧钢板内外喷塑处理,耐腐蚀能力强。
Ø 按用户要求与设备配套的大容量yansuan、lv酸钠储罐,通过液位输出信号,可在触摸屏上显示yansuan、lv酸钠液位高度,并实现高低液位报警。
Ø 采用先进可靠的卸压装置,保证设备在任何工况下安全可靠运行。
Ø 设备具有缺料、缺水、欠压、超温报警和自动停机安全保护功能。
Ø 采用双套控制系统,可实现手动、自动控制的任意转换。