二氧化氯发生器在小型水厂的应用

刘欧阳+郑燕琼

摘要：消毒是自来水厂处理工艺中的关键环节，长期以来人们对水厂水源的污染认识不足，致使水厂的处理工艺一直以去除水中的浊度及致病菌为目的。但随着社会工业化进程的不断发展，人们开始意识到在提高物质文明的同时却在牺牲着自己的生存环境，大量的水源遭到工业污染，水媒疾病也时有爆发，另外，通过病原学关系的调查和实验表明，氯消毒副产物有机卤化物和三卤甲烷（致癌物质）的存在对人体健康也存在着极大的危害。

关键词：二氧化氯发生器、小型水厂、应用

一、概述

为了保障人民的身体健康，消除或减少消毒副产物，国内外已对氯消毒的替代品——二氧化氯进行了应用研究：①它具有广谱高效的消毒效果，其杀菌效率与臭氧相当，远高于氯气；②它不与水中的有机物反应生成氯代产物，有效地控制了THMs的形成；③它还可以对饮用水中的Fe2+，Mn2+，嗅和色等都有很好的去除效果，改善了出水水质。美国食品药物管理局（FDA）和美国环境保护署（ERA）长期科学的试验论证，确认它是杀菌、消毒、除臭的理想药剂，世界卫生组织（WHO）确认其是一种高效强力广谱杀菌剂，二氧化氯药剂由此被国际卫生组织公认的漂白粉、液氯、次氯酸钠等氯系消毒剂最理想的更新换代产品。国内二氧化氯发生器最近几年发展比较迅猛，从生产企业的数量到设备种类和发生方法都有长足发展，产品质量和设备的安全性都得到很大提高，尤其是国内对氯气消毒的副作用的认识日益加深，对二氧化氯发生器的需求量也日益加大，一些中、小型水厂开始采用二氧化氯发生器作为水消毒的选择设备。中山市供水有限公司三乡分公司规模5万吨/日的南龙新水厂就是通过比较而选用化学法二氧化氯发生器消毒。

我国自1956年颁发《生活饮用水卫生标准（试行）》至2007年7月1日起实施《生活饮用水卫生标准》（GB5749—2006）的50多年间，共进行了6次修订，部分项目也参考了欧美等国外发达国家的水质标准，其中与消毒有关的指标如下：

二、应用

1.化学法二氧化氯发生器消毒的组成。

由反应系统、吸收系统、温控系统、原料供给系统、安全系统、投加系统构成。主要设备有二氧化氯发生器、盐酸储罐、氯酸钠储罐、化料器、卸酸泵、盐酸计量泵、氯酸钠计量泵、酸雾吸收装置、直管式过滤器、余氯传感器、余氯测校仪表、水射器、配电系统、管线等辅件等。

2.化学法二氧化氯发生器消毒的工作原理。

①反应方程式：NaClO3+2HCl=ClO2+1/2Cl2+NaCl+H2O

②工作原理：将氯酸钠溶液与盐酸按一定比例通过原料投加系统输送到发生系统中，在特定温度条件下，反应生成二氧化氯和氯气的混合气体，经收集系统收集后，通过抽取系统直接进入消毒系统，投加比例可根据水质的不同，调整投加量，即可达到用户各类水质的要求。

3.化学法二氧化氯发生器消毒的性能特点。

由于二氧化氯发生装置所用原料及中间反应产物均具有强腐蚀性和氧化性，为提高装置长期运行的可靠性和安全性，达到十年以上的设计寿命，反应室采用抗氧化能力极强的氟塑料，过流部件采用高强度PVC。

主要特点如下：

①用氯酸钠与盐酸为原料，制备以二氧化氯为主、氯气为辅的复合消毒液。

②采用科学配比进料，发生能力强，产率高，使用寿命达10年以上。

③化学制取、不用电解、节省能源、自动处理残液、无二次污染、安全可靠、无泄漏。

④采用组合式结构设计，占地面积小，安装操作简单，维护方便，故障率低。

⑤原料易购，设备投资少，运行费用低。

4.二氧化氯的投加方式。

我司二氧化氯投加点采用滤前、滤后及追加投方式。①滤前投加点在絮凝沉淀池前的DN1000进水管位置，作为西江原水的预处理：快速高效地杀灭草芽胞杆菌、绿脓杆菌、沙门氏菌、军团菌和大肠杆菌等菌类和清除原水藻类，有利于原水的加碱反应、絮凝沉淀、过滤工艺的进程以及减少池体滋生青苔的机率。②滤后投加点在滤池后进清水池前的DN1000进水管上：一般将二氧化氯的投加点选择在滤后清水池进水口处，通过清水池中有效的接触时间，达到杀菌、消毒效果；如若投加在滤后管道中，因有利于混合均匀，效果更好；滤后加氯作为自来水厂加氯消毒的主要首选方式，按国家饮用水標准，出厂水余二氧化氯量应>0.05mg/L，否则不能满足管网末端的杀菌效果，但过量的余二氧化氯不仅增加制水成本，也对人体健康不利，因此适宜的二氧化氯投加浓度对水厂非常重要。对于配备在线检测自动控制装置的水厂，可在投加点之前设置流量检测装置，自动测定水流量值并转成控制信号给二氧化氯发生器以控制二氧化氯投加量；或在出厂水管上设置余氯或二氧化氯检测装置，自动测定出厂水余氯值或二氧化氯浓度值，并转成控制信号后与流量信号复合控制投加量，使加药量更精确。③追加投方式是安装在清水池DN1200出水管位置上，主要起到应急作用：万一输水管网的余氯量发生异常低下时作为临时应急补充调加，目的是在短时间内使输水管网的余氯量达到正常的水平。

5.运行成本分析。

使用盐酸和氯酸钠为原料，盐酸（31%）的价格800元/吨，氯酸钠（33%）的价格为4200元/吨，根据该发生器的额定消耗量计，一般每生产1克有效氯消耗氯酸钠0.65g、盐酸1.3g，折合人民币0.004元；以西江原水为例，在氨氮正常稳定的情况下有效氯的投加量通常为0.5～1.5ppm，吨水成本约为：0.002～0.006元/吨。

六、结论

化学法二氧化氯发生器可以根据原材料的经济性以及供货的稳定性，使用安全可靠。该设备用于饮用自来水消毒，安全无毒，消毒杀菌效果明显，不污染水质，而对水中氨氮、亚硝酸氮、铁锰有明显去除作用，使用成本低廉，不仅使出厂水质达到国家生活饮用水标准，而且使水质质量得到很大提高，满足了人们对高品质生活用水的需求，这是优点；而缺点也比较明显：杂质较多，对人体危害加大并且受原水氨氮影响较大，另外产量不稳定，反而增加了运行的难度。endprint