纯二氧化氯气体投加在饮用水净化上的应用.doc

纯二氧化氯气体投加在饮用水净化上的应用深圳市坪山自来水公司使用二氧化氯发生器的效果深圳市斯瑞曼精细化工有限公司尹长春刘景华深圳市坪山自来水有限公司摘要本文通过深圳市坪山自来水公司使用斯瑞曼二氧化氯发生器消毒运行一年来，水质不但符合国家原有与即将颁发新的饮用水各项标准，而且水质得全面的提升的介绍，将会对水厂如何选择二氧化氯发生器有所裨益。关键词二氧化氯发生器饮用水消毒概述氯气作为自来水厂的消毒剂已有百年的应用历史，但近年来由于源水污染日益严重，水中各种有机物的污染种类和含量有所增加，运用液氯消毒所引发的某些问题已逐渐引起人们的急切关注。运用液氯消毒剂会产生氯代有机物，存在着严重的饮用水安全隐患。为满足人们对水质要求的不断提高，寻求能替代液氯的既安全，而又经济的新型消毒剂，成为今后给水处理的一个发展方向，其中二氧化氯由于具有独特的消毒优势，而成为首选的替代物之一。目前欧美已有不少自来水厂使用二氧化氯。我国自来水厂在二氧化氯的应用方面，总体上起步较晚，发展也较慢，除主观原因外，客观上由于二氧化氯的运行成本高于液氯的运行成本，而无法付诸于实践。近年来，由于科学的不断发展，各种不同类型的二氧化氯发生器的出现，形成了互相促进、互相补充，取长补短的大好局面，已有二氧化氯发生器运行成本接近液氯的运行成本，同时基本上具备了自来水厂对消毒剂的要求，正如某自来水厂XX总经理说：“当前自来水厂正处于消毒剂的更新换代的时期”。现将深圳坪山水司塘岭水厂使用的SRMLSHPLC二氧化氯发生器，对自来水消毒的情况向大家做一介绍，期望对自来水厂在如何选择二氧化氯发生器方面能有所裨益。1坪山水厂运行报告坪山自来水公司塘岭水厂(60000m3d)，水源为：大山陂水库赤坳水库，均为地表水。深圳市疾病预防控制中心对该水厂水源、出厂水及管网水的检测结果，见表12水厂如何选择消毒方式任何一种消毒剂都会有其优点和缺点，不可能有绝对优势，关键是看用户主要追求的是什么?是否可以概括为：安全、可靠、稳定、运行成本相对较低的方式与相应的设备产品。21液氯多年来液氯是自来水厂的传统消毒剂，经济。但随着源水污染的变化，各种有机物的含量有所增加，运用液氯消毒会产生氯代有机物，其中有的产物具有致癌、致畸、致突变作用对人造成危害，选择什么样的消毒剂来替代已引起人们的关注。22臭氧高效而无二次污染，剂量小，作用快，但分解速度也快，因此无法维持管网中有一定剩余消毒剂量，所以在使用臭氧消毒剂时，仍需在水中投加少量氯系消毒剂，用以维持长期的消毒效果。使用臭氧消毒运行成本比二氧化氯要高，且可能产生致癌的溴酸盐。与二氧化氯一样，具有一定的腐蚀性。目前世界上法国在自来水厂中使用较多，在我国主要使用在医疗和食品等行业中。23紫外线消毒紫外线杀菌的速度与效果是不言而喻的，且不产生有害的消毒剐产物。但只能杀菌，对自来水厂而言，无法去除原水中的金属无机物和有机合成物，因此综合性能不足。更不能实现供水管网中的持续消毒。24二氧化氯目前二氧化氯产品从形式上可分为三种，液体二氧化氯(原液+活化剂)、固体二氧化、氯(亚氯酸钠+固体活化剂+其它稳定剂)，该类又分为一元和二包装，主要应用于水产养殖、食品、纯净水等行业消毒。再有是二氧化氯发生器，即是现场制备二氧化氯的装置，通常水厂使用的二氧化氯发生器都属于这类，初期采用电解法，现在基本上都用化学方法制备，根据采用的原料不同，可分为氯酸钠工艺和亚氯酸钠工艺。241氯酸钠、盐酸工艺采用氯酸钠和盐酸为原料进行反应，反应式如下：NaCl03+2HCl一C102+12C12+Nacl+H20由上式可看出，在二氧化氯产生的同时还有约占二氧化氯产量一半的氯气产生，实验结果表明，该工艺中二氧化氯的有效转化率一般只有50左右。由于该方法产出二氧化氯的同时，也随之约有48的氯气产生，由于氯气的存在，无法消除水中产生三氯甲烷的根源，严格上讲，已经失去替代原来液氯消毒的基本意义。在我国，目前自来水厂除使用液氯消毒外，其余自来水厂多以这种发生器为主。究其原因，一是我国对二氧化氯发生器在工艺方法、检验手段与标准，都还没有统一，多数使用二氧化氯的自来水厂在出厂水检验上仍使用液氯相同的指标，如余氯等。原因之二，由于我国经济总体水平还处于发展中国家的水平，运行成本的高低仍是目前自来水厂工艺选型的主要因素。三是该方法所采用的发生器研制时间较早，这也是国内自来水厂目前使用较多该类设备的主要原因。242亚氯酸钠工艺采用亚氯酸钠和盐酸为原料进行反应，反应式如下：5NaCl02+4HCI=4CIOz+5NaCI+2H20从反应式可以看出，产物中主要是二氧化氯，正常收率达到95以上，二氧化氯纯度同样也可达到95以上，这是其优点。据国外资料报导，此种工艺的发生器约占到70，如德国的Prominent，美国的FP公司都有有相应的产品，我国也有不少采用此法工艺。此种工艺的不足之处在于运行成本相对较高，需盐酸量较大，对于中型以上水厂采用此工艺，盐酸储存量较大是值得考虑的问题。243氯酸钠、硫酸工艺该法使用原料为氯酸钠、硫酸、双氧水进行反应，反应式如下2NaCl03+2H2S04+H2022C102+2NaHS04+2H20+02从反应式可以看出，产物中二氧化氯收率高，纯度高，无氯气。1)该工艺发生器的性能与特点纯度高，可达到95以上，转化率高，可达到92以上。自动化程度高，反应系统温度、压力、摩尔比通过PLC程序自动化控制，由二氧化氯浓度监测仪，对出厂水的残余二氧化氯浓度讯号输出，通过数字转换调控计量泵投料。安全性能好，在系统负压状态下，可将二氧化氯的浓度控制在5以下，同时选用了新型材料和最新的电子元件，从而保证反应器在安全、可靠，稳定性的条件下进行工作。为防止突然停电，设置了三套安全装置，可自动放空、排液、冲水。另外还设置了气液分离装置，二氧化氯气体直接投加的工艺设施，而溶液中亚氯酸盐、氯酸盐、硫酸盐等污染物回收再利用。所以说，该发生器投加的是纯二氧化氯气体，就这一点与目前市场上使用的各种发生器有很大的区别，这也是我们独创之处。经应用消毒成本已接近液氯的消毒成本。(2005年已申请发明、实用新型及外观设计专利)例如使用复合型二氧化氯发生器的出厂水的电导率为100t-S，而使用纯二氧化氯发生器的出厂水的电导率为70t-S。除铁、锰的效果好，由于天气气温、雨水以及水的PH值的变化，一般水中铁、锰超标。利用二氧化氯强的氧化能力，它可将二价铁氧化成三价铁形成氢氧化铁沉淀，二价锰氧化成四价锰，形成不溶于水的MnO。，从而有效的降低铁、锰离子在水中的含量。2)工艺流程示意图如下。发生器：外壳材质为玻璃钢和PVC两种，外形美观大方，内部构件采用耐高温，防氧化新材料。计量泵：选用国际知名品牌隔膜式电磁驱动计量泵。加压泵：选用管道加压离心泵，恒定水压以确保系统真空度的稳定。二氧化氯自动分析仪：采用著名品牌德国西门子模块，触摸式彩屏显示，对发生器实现PLC程序控制，并可实行远程控制。水喷射器：采用抗氧化性材质制成，高真空低能耗。3)不同类型二氧化氯发生器运行原材料成本比较