二氧化氯消毒工藝在中小水廠中的應用

來源：http://www.ssygc.com/ 作者：余氯檢測儀時間：2018-07-27

　　[關鍵詞]二氧化氯;二氧化氯檢測儀；消毒;中水;再生水

　　城市中水廠是現代化城市的重要基礎設施之一，也是城市公用事業的重要組成部分。為了確保再生水的衛生安全，必須進行殺菌消毒，以滿足再生水標準的要求。而二氧化氯消毒是目前最新的化學消毒方法，因其有著獨特的優勢，也越來越成為水處理領域中的首選。

　　1 中水廠消毒的工藝原理和配套設備

　　徐州經濟開發區中水廠目前具備4.0萬m3/d的供水能力。水源為荊馬河污水處理廠出水，處理后的中水通過管道加壓輸送至用戶，主要用途為工業循環冷卻水的補充用水。廠內采用渦旋澄清池+纖維束濾池+二氧化氯消毒的工藝進行處理，前后加氯點分別在渦旋澄清池前和濾池之后(詳見圖1)。

　　該二氧化氯消毒工藝使用的原料鹽酸和氯酸鈉溶液按一定的比例經過供料系統投加到二氧化氯發生器中，在一定的溫度下反應生成二氧化氯和氯氣的混合氣體，在控制系統中根據不同水質和水量調整產氣量，經動力回用水管、水射器等負壓投加到各加氯部位(見圖2)，通過二氧化氯和氯氣的協同消毒、氧化等作用達到消毒的目的。

　　二氧化氯消毒工藝核心設備為二氧化氯發生器，其反應室內化學反應機理為NaCLO3+2HCL=CLO2↑+1/2CL2↑+NaCL+H2O;配套設備有鹽酸罐、化料器、氯酸鈉罐和為滿足安全運行需要而在一些部位使用的單向閥、安全閥和泄露報警裝置等。

　　2 二氧化氯消毒工藝的投加量、消毒效果和運行成本

　　2.1 二氧化氯消毒氣體的投加量控制

　　按照GB/T19923-2005標準、水利部SL368-2006行業標準和供水合同要求，管網末端水的游離余氯需保證≥0.05mg/L。根據該廠多次檢測管網水游離余氯的實際值和對應的出水游離余氯值(見表1)，并參考一些資料[1]，總結得出在目前送水距離(DN800球墨鑄鐵管道約5km)的情況下出廠水保持在0.08mg/L以上時，管網末端游離余氯指標能夠穩定地達到要求。

　　二氧化氯發生器是通過設置其產氣量來調整投加量，進而改變消毒效果，而對于該中水廠目前正常的水質(介于污水處理廠一級A和一級B標準之間的出水)和溫度情況，根據其兩年多的二氧化氯發生器產氣量數據(見表1)，每噸中水的混合氣體平均投加量在2.1-2.5g之間，即設置的二氧化氯發生器產氣量正常要保證在2.1-2.5kg/kt之間，并隨著水質水量的變化和根據出水檢測出的游離余氯而具體調整，才能達到上述標準和供水合同的要求(尤其在水量較小時，產氣量則需設置在3kg/kt、甚至4kg/kt以上，才能保證出水和管網末端水的游離余氯達到要求)。

　　2.2 二氧化氯消毒的效果和影響因素

　　中水廠在穩定運行后，經過多次檢測糞大腸菌和水中的游離余氯，總結得出中水游離余氯在≥0.05mg/L時，糞大腸桿菌均為未檢出或接近于0。

　　另外，根據中水廠兩年多的運行數據和參考一些資料[2]，可以看出影響二氧化氯消毒效果的因素很多，主要有：

　　(1)加氯量：相同水質的加氯量(投加的消毒氣體量)增加時，余氯量也會增加，但如過量加氯，不僅增加成本，而且會加重水中氯的氣味，反而影響水的使用。相反，如果加氯量少則達不到水質標準，影響水的安全使用。

　　(2)水中的有機物和還原性物質的含量：水中的一些有機物和還原性物質(如氨氮等)多，消耗消毒氣體的量就越大，在相同加氯量時出水中的游離余氯含量就越低，因而為達到相同的消毒效果時所需的加氯量也將增加。

　　(3)pH：pH決定了氯系消毒劑的存在形態。低pH時，HOCI或NHCI的量較大，殺菌能力強。

　　(4)其它因素：接觸時間短、溫度較低、微生物的耐受特性強和數量過多、水中雜質和懸浮物等掩蔽菌體的物質含量高(如濁度較高的情況)、消毒劑與微生物的混合接觸狀況不佳，在相同消毒氣體投加量的情況下，都會降低消毒的效果。

　　2.3 中水廠二氧化氯消毒工藝的藥耗成本

　　根據2012年1月-2013年12月的二氧化氯消毒藥耗情況統計表(詳見表2和表3)，在目前正常水質和較大水量情況下，年均噸水消毒藥劑平均費用在0.0125-0.0138元之間(鹽酸按770元/m3、氯酸鈉按5300元/t計算)。

　　3 二氧化氯消毒系統在使用中需要注意的事項

　　3.1 原料的采購、保存和使用

　　二氧化氯發生器對運行所用原料鹽酸、氯酸鈉的質量要求較高，采購的原料應符合相應國家標準的規定，否則會對設備造成損壞，從而無法保證消毒系統的穩定運行;同時，也要保證反應系統的安全防爆裝置、消毒氣體泄漏的報警裝置、原料液輸送的連動裝置穩定可靠。另外，鹽酸屬于易制毒化學品，在購買、保存、使用都有嚴格地政府條例規定。

　　3.2 二氧化氯消毒系統所需動力回用水水壓較高

　　中水廠二氧化氯消毒系統采用水射器負壓原理即時加氯消毒，對回用水的要求是壓差0.2～0.4MPa，加上構筑物渦旋澄清池對于前加氯點5米高程的考慮，回用水壓應在保持0.25 MPa以上，即中水廠水壓也應至少保持在0.25MPa以上。但對于目前用戶來講，水壓達到0.20MPa以上就完全可以達到要求，因此該加氯系統所需供水水壓較正常用戶要求要高。

　　4 結論

　　(1)在兩年多的時間里，二氧化氯消毒系統在該中水廠運行比較穩定，設備簡單安全，特殊的余氯效應使中水消毒具有持續性，在送水距離為5km(DN800球墨鑄鐵管道)的情況下，出廠水游離余氯保持在0.08mg/L以上時，管網末端水的游離余氯能夠穩定達到≥0.05mg/L的要求，完全滿足了中水用戶在工業循環冷卻水方面關于消毒效果的要求。

　　(2)綜合考慮影響二氧化氯消毒效果的多個因素，并根據兩年多的運行數據，對介于污水處理廠一級A和一級B標準之間的出水水質、在徐州地區正常污水水溫和設計正常水量的情況下，實際每噸中水的混合氣體平均投加量在2.1-2.5g時，完全能夠滿足消毒效果的要求，年均噸水消毒藥劑平均費用在0.0125-0.0138元之間，因此也說明了在中水回用項目中采用該二氧化氯消毒工藝是較為適合的。

　　參考文獻

　　[1] 鄺金勇，鄧俊賢，羅曉敏，李利杰.長距離給水管網氯胺消毒的控制研究[J].供水技術.2013，7(4)：8-10.

　　[2] 王權，鄭傳林，邵紅.給水處理中加氯量的影響因素.山東建筑工程學院學報.2000，15(1)：34-36.