浅析水消毒剂在云硫水厂的使用

陈伟荣

（广东省云浮广业硫铁矿集团有限公司自来水厂，广东 云浮 5273430）

1 前言

云硫水厂生产能力4万m3/天，水源水为西江水。在水生产过程中，先后使用过漂白粉、液氯、二氧化氯这几种消毒剂对水进行消毒处理。

对历年的水质资料统计后，数据显示，用液氯和二氧化氯明显比使用漂白粉效果好。但随着人们对液氯消毒深入的研究，发现液氯除能有效杀灭水中病原微生物的同时，也可与水中的某些有机物反应产生三氯甲烷等多种有致癌或可诱发癌变的产物；当水中含酚时，易形成氯酚臭味，造成饮水感官性状恶化。且液氯在使用、贮放、运输等方面的安全管理要求都比较严格.以下着重介绍二氧化氯在我水厂的使用有关情况。

2 二氧化氯的特点

二氧化氯是一种强氧化剂，其氧化能力是氯气的2.6倍。作为消毒剂，它对细胞壁有较强的吸附和穿透能力，穿透细胞壁后直接与酶发生作用，从而使蛋白质失去功能，故对于较顽固的病毒，二氧化氯都可以在短时间内将其杀死。它不仅具有广泛性的消毒效果，而且不产生有机卤代烃等致癌副产物，同时对水中的铁、锰离子、异味及色度等均有很好的去除效果，优点明显，比氯气要好。

3 二氧化氯的生产及使用调试

3.1 我们使用的是复合二氧化氯发生器生产二氧化氯，现制现用。反应原料是氯酸钠和盐酸。反应原理是：NaClO3+2HCl=ClO2+1/2Cl2+NaCl+H2O，反应产物ClO2和Cl2是组成有效消毒剂的成分。

3.2 在刚投入使用阶段，是以厂家提供的数据进行配料运行，我们对出厂水和管网末梢水进行了一段时间的跟踪检测。当水源开双机抽水时，酸钠频调为170（次／分）；当单机抽水时，酸钠频调为140（次／分）。结果显示：2006 年1至8月份的出厂水月平均总余氯（mg/l）分别为 0.60、0.50、0.40、0.35、0.30、0.30、0.35、0.50。微生物指标合格率均为100%。

同期的管网末梢水余氯（mg/l）分别为0.30、0.25、0.20、0.15、0.10、0.10、0.10、0.10。微生物指标合格率也均为100%。

由此可以看出：在水源开机抽水情况相同时，以相同的频率投加氯酸钠和盐酸，反应制取二氧化氯投加入滤后水中，在不同的月份，测得出厂水中含氯量并不完全相同.最高时平均值达到0.60mg/l，最低时为0.30mg/l；出厂水的总余氯量为0.30mg/l时，已达到杀菌消毒的理想效果，管网末梢水微生物指标合格率为100%。

3.3 由于二氧化氯若过量投加，会产生副反应。为了能达到有效杀菌消毒，同时又能保证水质安全，我们在同年9、10、11月进行了投加量的调节。当水源开双机抽水时，酸钠频调为160（次／分）；当单机抽水时，酸钠频调为130（次／分）。数据显示：出厂水的月平均总余氯(mg/l)分别为 0.40、0.35、0.30。微生物指标合格率均为100%。管网末梢水的月平均总余氯(mg/l)分别为 0.15、0.10、0.10。微生物指标合格率也均为100%。

结果表明，将二氧化氯的产量合理调小，同样能有效保证杀菌消毒的效果。所以在生产过程中，将根据具体的情况，适时作出相应的调节，实现最优消毒，确保水质安全。

4 余氯的检测

由于所生产的消毒液成分包括ClO2和Cl2，所以当反生器产生的消毒剂进入水中后，水中的“余氯”组成要比单纯液氯消毒时复杂得多，一般主要由二氧化氯单体、亚氯酸根、以及少量的游离余氯和化合性余氯等组成。

最常用的余氯检测法是邻联甲苯胺（OT）法、3，3'，5，5'-四甲基联苯胺比色法，它们可以检测总余氯，也可以大致区分游离余氯和化合性余氯，但上述方法适合于检测以氯气或漂白粉作为消毒剂的传统消毒方式下的余氯含量。例如用OT法，可以使游离余氯和化合性余氯显色，但“余氯”中起主要杀菌及抑菌作用的成分——二氧化氯单体和亚氯酸根则不能完全参与反应而全部显色，这就造成用OT法检测余氯结果偏低。且示值偏低的程度和实际有效余氯之间也没有稳定的对应关系，偏低的程度随水温及“余氯”的含量、组成成分的变化而各不相同。

而用N，N-二乙基对苯二胺硫酸亚铁铵滴定法、碘量法、甲酚红分光光度法，这几种二氧化氯检测方法操作起来专业要求高，且耗时，不适合生产班组每小时进行一次的现场快速检测使用。所以自2009年6月后，购进一专用检测二氧化氯的快速测定仪器，可以较快完成对二氧化氯进行单项检测，较好地完善了现场检测手段。

5 目前的生产控制

5.1 加强氯酸钠和盐酸的进厂后的抽检工作，确保所用的氯酸钠和盐酸符合要求。

5.2 为了提高氯酸钠转换率，防止未反应的氯酸钠进入出厂水污染水质，严格按1：1的比例进料。

5.3 出厂水的余氯量，控制二氯化氯为0.1-0.3mg/L。

5.4 现场制二氧化氯的反应温度控制在78℃。

5.5 控制好进气量，使原料充分混合，提高原料转换效率。防止二氧化氯在发生器上部聚集发生爆炸。

5.6 加强管道维护，安装了管道过滤器，定期清洗滤网，克服了管道经常堵塞的现象。

5.7 除了自检外，还定期送水样到有资质的肇庆水质监测站检测，使水质检测结果更公正客观，以检验我们的生产过程是否正常。

6 要注意的问题

因为是使用氯酸钠和盐酸为原料进行反应，所以该工艺最大的缺点是在二氧化氯产生的同时还有约占二氧化氯产量的一半的氯气产生。由于氯气的大量存在，从严格上讲，已经失去了二氧化氯投加的最基本的意义。并且由于氯酸钠的转化率在实际运行中通常不足50%，这使得在投加量较高时，大量未反应的氯酸钠进入配水系统中，这不但是原料浪费的问题，而且使水中剩余的ClO3-的浓度较高，造成二次污染。

此外，由于是复合二氧化氯，所以水中的“余氯”成分复杂，在最新的水质《国标GB5749-2006》中，二氧化氯水中限值是单项列出（是指纯二氧化氯消毒剂作用下的水中余氯），而氯气及游离氯制剂（游离氯）水中限值也是单项列出，但当两种成分都存在时，国标没有明确规定该以哪种含量限值为依据。

7 设想

7.1 由于我们的原料配制、进料控制、余氯检测都是人工操控，自动化程度低。笔者认为，二氧化氯发生器是集物料计量、现场反应、定量投加于一体的消毒设备，其自动化程度直接关系到二氧化氯的产率及消毒水中的副产物的残留浓度，我们应重视设备本身自动化的程度，才能取得最佳的处理效果和经济效益。

7.2 设备的设计，最好是反应产物能气液分离。由于复合发生器的产物是由气态的ClO2、Cl2和液态的H2O及固态的NaCl组成，此外还混合有末能完全反应的HCl、NaClO3等，若不分离抽吸，很容易做成水质的污染。

7.3 二氧化氯的制取，用亚氯酸钠与盐酸的反应工艺生产较好。反应原理是5NaClO2+4HCl→4ClO2+5NaCl+2H2O。该法没有副产 Cl2，且二氧化氯纯度较高，能达到真正义意上的二氧化氯消毒。

7.4 国标是否可以修订规范复合消毒剂消毒后的“余氯”限值依据，以及介绍经济快捷的分析检测方法，方便生产现场操作。

8 结束语

二氧化氯的过量投加或生产工艺设计不当，都会很容易造成水质污染。因此，提高生产管理水平，控制好二氧化氯投加量，确保水质达标，让用户用上清洁卫生安全的自来水，是我们的工作目标。

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