铁路水质消毒的历史演变及优化选择

2012-02-15蒋春强

铁路节能环保与安全卫生 2012年1期

关键词：液氯漂白粉盐溶液

蒋春强

(上海铁路局南京给水公司，江苏南京 210037)

1 历史演变

1949年以前，除个别给水站外，铁路给水不进行消毒处理。中华人民共和国建国后，铁路水质主要经历了漂白粉、液氯、次氯酸钠、二氧化氯四个消毒时段。但液氯消毒在铁路使用很少。

1.1 漂白粉消毒时段

1949年以后，铁路开始对生活饮用水进行消毒，绝大多数给水站采用漂白粉(或漂粉精)消毒剂，极少数枢纽给水站使用液氯消毒。北方地区的给水站，根据防疫部门的要求，使用漂白粉对水进行季节性消毒，南方则实施全年消毒。漂白粉消毒需要提前4h配制成2.0%～5.0%漂白粉溶液，使用人工阀门控制溶液投加量，通过比色法测出水样的含氯量。漂白粉消毒无需专用设备，便于就近取材，投入少，上马快，铁路消毒首先采用。北方的一些沿线小站，到1990年还采用这种办法。但漂白粉消毒存在以下缺点:装卸、运输要求严格;不易储存，容易变质;溶液配置过程繁琐，所需时间长，溶液的有效氯含量难于准确掌握;热和潮气的作用会降低消毒效果;职工劳动条件差;消毒的质量难以保证。

1.2 液氯消毒时段

1960年以后，在一些购买液氯方便的南方铁路中心站区，为保证水质消毒的质量，采用液氯消毒工艺。消毒设备由氯瓶和加氯机组成，其运行管理十分严格:必需正确摆放氯瓶的运行位置，置于磅秤上运行;氯瓶总阀需缓慢开启并检验有无漏氯;钢瓶的两个总阀每15天调换使用;值班人员按规定的办法和程序处理氯瓶漏气。加氯机的连接必须无漏泄;开机按要求先后开启各水、气阀门;通过流量计调控加氯量;根据化验结果修正;按要求关闭各种阀门停止运行。液氯消毒效果好，成本低，一般在铁路大站区使用。由于液氯消毒安全隐患较多，危险性大，液氯购买及运输和储存困难，铁路水厂规模较小，1990年以后，使用液氯消毒的给水站越来越少。

1.3 次氯酸钠消毒时段

1990年次氯酸钠消毒工艺问世，其设备由次氯酸钠发生器、饱和盐溶液池、稀释盐溶液调配池、衡位箱和贮液箱组成。用过量的食盐制作饱和溶液，用比重计检测溶液浓度，配制的电解食盐溶液准确可靠，通过调节冷却水阀门调控电解食盐溶液的温度，使用浮子流量计准确控制溶液流量，调控设备控制着发生器的工作电压、电流，使产生消毒液按工艺要求向水中投加，多余的放入储藏箱中。关机时，先关闭电解食盐溶液控制阀门，后关闭设备电源，然后关闭冷却水阀门。次氯酸钠发生器以极易购买又容易保存的食盐和水作为加工制作消毒液的原料，其消毒工艺简单，消毒效果好，管理简便，设备价格适中，非常适用于中小型给水站的消毒，在铁路上得到了广泛的应用，至今广泛使用。次氯酸钠发生器消毒一直应用在铁路中小站区。

1.4 二氧化氯消毒时段

二氧化氯消毒设备分为电化法(电解食盐法)和化学法两种。

1995年后，二氧化氯消毒技术以电化法二氧化氯消毒设备进入铁路消毒领域，其设备由二氧化氯发生器(物理法)、饱和盐溶液池、稀释盐溶液调配池、衡位箱和贮液箱组成。所用原材料与次氯酸钠发生器相同，设备的作用原理和运行与次氯酸钠发生器相似。由于二氧化氯的消毒能力强于次氯酸钠，开始在铁路得到了一定范围的使用。电化法二氧化氯工艺电解食盐溶液，既生成二氧化氯，也生成次氯酸钠。由于无法测定二氧化氯的产生数量，电化法二氧化氯消毒设备价格高于次氯酸钠发生器，该设备在1999年后中止使用。

2000年以后，化学法制作二氧化氯液工艺趋于成熟，设备由二氧化氯发生器(化学法)、饱和盐溶液池、稀释盐溶液调配池、酸罐等组成。以酸、盐溶液为原料。只要按要求配制符合使用要求的酸、盐溶液，通过计量泵定量投加到反应室，将反应室调整到适宜的温度，按工艺要求将生成的二氧化氯液投入水中，就可达到可靠的消毒效果。化学法制作二氧化氯消毒液，管理简便、易于控制、安全可靠、容易实现集中监控，其消毒液杀菌能力强。虽然使用强酸运输、储存管理要求严格，但其危险性较液氯大大降低，在铁路大站区得到广泛使用。

2 铁路水质消毒工艺的优化选择

2.1 液氯消毒

液氯消毒效果好，运行成本最低，且液氯购买、运输方便，远离住宅区的铁路大站区水厂可以优先采用。由于铁路水厂规模较小，使用液氯消毒的给水站不会太多。

2.2 二氧化氯消毒

二氧化氯(ClO2)消毒效果好，运行成本高于液氯消毒，但二氧化氯也具有较液氯消毒独特的优点:二氧化氯气体溶解度是氯气的5倍;其消毒作用受水的pH值影响极小;其使用溶液浓度在10 g/L以下(一般水厂所用二氧化氯很少超过4 g/L，加注量基本为0.1～5 mg/L)基本没有爆炸危险;二氧化氯只需要和水15 s的接触时间，而氯却需要2 min以上的接触时间;由于二氧化氯消毒液是现场制作，不受采购和运输条件限制。故铁路大、中型给水站应优先采用二氧化氯消毒。二氧化氯的现场制取，必须对药剂准确计量、准确配比、准确投加。否则，轻者会因为配比不当而引起二氧化氯产率降低，副产物比率增加，降低消毒效果;严重时，会出现单药剂投加而完全失去消毒效果并污染水质。因此，二氧化氯发生器的运行应采用自动化控制。通常可分为工艺自动化控制和设备运行自动化控制。这两者通过一个控制系统来完成。其中工艺自动化是指通过外部信号(如处理水流量、剩余二氧化氯浓度等)对投药量进行控制，以求达到最适的投加量。而设备运行自动化是指关于设备本身正常运行的自动化控制，包括两种药剂的自动配比、故障自动报警及事故自动处理等［1］。采用氯酸钠和盐酸等为原料、负压恒温工艺的化学法二氧化氯发生器，其消毒效果能够达到国家的生活饮用水卫生标准的规定，所需要的原料氯酸钠和盐酸采用槽、罐贮存后也可以减轻日常调整、配比的复杂程度，采用的隔膜计量泵也属于成熟的工业产品，调节使用比较简单，唯一容易出现故障的就是反应器恒温加热系统，通过优化系统，采用水浴等工艺也可以大大降低故障的频率，能够满足铁路中小型水厂使用。日常管理中的要点是保持两种药液各自的浓度及按比例均匀投加(否则容易出现结晶，堵塞管道，影响效果)，监督反应器的温度保持在设定的温度值(自动控制)，以及按规程开停机(以保证反应器始终处于负压状态为原则，保持水射器的压力不低于要求值)，其他的管理和保养可以借鉴一般仪器的操作说明。由于二氧化氯是强氧化剂，限于国内设备的现状，消毒间难免存在泄漏和氯气的挥发，定期的巡视和调整是日常管理的一项重要工作。