次氯酸钠用于自来水消毒效果分析

2019-01-21王英明

资源节约与环保 2019年1期

王英明

（沭阳县城乡水务发展有限公司江苏宿迁 223600）

引言

随着生活水平的提高，自来水的质量也越来越高。次氯酸钠不仅对水中的大肠杆菌等细菌具有快速灭活作用，而且具有较强的苯环杀灭力，同时次氯酸钠具有良好的褪色能力，能够有效清除水体中的有机污染物。采用次氯酸钠作为消毒剂进行深度处理，可以提高有机污染物的去除率，降低副产物的产生潜力。同时，次氯酸钠能够促进絮凝作用的形成，使水体综合净化达到最佳效果。因此，次氯酸钠由于其高氧化能力，被广泛用于生活污水、自来水、游泳池等水体的消毒。

次氯酸钠为淡黄色有刺激性气味液体，分子式为NaClO，略重于水，熔点为-6℃，沸点为102.2℃。次氯酸钠在高温下分解为有毒的腐蚀性蒸气，具有氧化性，能够漂白织物。由于次氯酸钠在氧化有机物后的产物较为安全稳定，因此它常被用作水体净化剂。

1 次氯酸钠的消毒方式

污水处理厂通常使用工业级次氯酸钠溶液，有效氯含量约为10%。次氯酸钠的工业生产通常是通过碱性液体氯化进行的，化学方程式为：

2NaOH+C12→NaClO+NaCl+H2O

进行次氯酸钠消毒深度处理的工艺流程有三种选择：

（1）先加入消毒剂，再加入混凝剂；

（2）先加入混凝剂，再加入消毒剂；

（3）同时添加消毒剂和混凝剂。

烧杯试验表明，次氯酸钠与混凝剂同时添加的效果基本相同，但在实际使用中，生成的絮体容易堵塞喷射器并影响处理效果。此外，在溶液池中生成的絮体高速流入输送系统，絮体破碎，难以再次移动。因此添加次氯酸钠的最佳方法是先加入次氯酸钠，然后加入混凝剂。在混凝剂之前加入次氯酸钠的时间取决于净水装置的实际情况。

在自来水净化中，用次氯酸钠消毒可能会导致以下问题：

（1）消毒剂投加量难以控制。在实际水体的消毒应用中，由于水体的pH很难控制，水量和次氯酸钠的用量通过烧杯试验只能作为参考值。实际剂量应通过大量的试验和实际操作经验来确定。

（2）消毒剂不能长期存放。HOCl是NaOCl在水中水解形成的一种消毒物质，长期贮存会导致HOCl逐步分解，失去其消毒作用。在现场生产次氯酸钠时，当次氯酸钠发生器容易发生意外事故时，水处理的效果将不可避免地受到损害。

（3）需要布设消毒液投药系统。由于消毒剂不能与混凝剂同时混合，因此需要额外的投药系统，这增加了操作和维护期间的工作量。

2 次氯酸钠消毒效果的影响因素分析

pH值的变化对次氯酸钠的消毒效果有较大影响。pH低于7时，次氯酸钠的消毒效果明显高于pH值在7以上。当pH值在5.0～6.0之间时，2mg/L次氯酸钠可使原水中的大肠菌群失活到1000/L以下；相比之下，如果pH在8.0-9.0之间，4mg/L次氯酸钠的剂量不会使原水中大肠菌群数量减少到1000/L以下。在处理后的水中形成次氯酸（HOCl）和氢氧化钠（NaOH）。然后HOCl继续电离H+和OCL-。HOCl非常不稳定，但能够强烈氧化并容易渗入细胞膜，灭菌效率远高于OCL。当次氯酸钠处理水时，HOCl与OCl-的相对比值取决于温度和pH值，在相同的温度下，水的pH值越低，溶解在水中的次氯酸钠越多，HOCl含量越高。在200°C下，当pH低于6时，HOCl含量接近100%；pH值＞9时，OCl-含量接近100%。

2.1 pH值对次氯酸钠消毒效果的影响

在消毒时，pH值对消毒效果的影响最为主要。这是因为次氯酸钠在消毒中起主要作用的是次氯酸。如果水体偏碱性，则次氯酸水解为次氯酸根，对细菌的杀灭效果减弱，使消毒效果大大下降。如果废水的水质稍碱性，则必须增加次氯酸钠的用量，以确保消毒后微生物数量足够低，满足自来水的标准。

2.2 温度对次氯酸钠消毒效果的影响

温度对最终消毒效果的影响比较小，但对于达到最佳消毒效果的时间影响显著。在低温下消毒过程被延迟，并且消毒速率也低于常温，导致低温条件下消毒的接触时间较长。在室温下，次氯酸钠可在约15分钟内完成细菌消毒，而在低温下，次氯酸钠和原水可在25-30分钟后完全消毒。与常温环境相比，低氧环境对次氯酸盐中大肠菌群的灭活具有滞后效应。在低温条件下，次氯酸钠使大肠菌群失活滞后，延长了消毒剂的接触时间。

2.3 氨氮浓度对次氯酸钠消毒效果的影响

氨氮对次氯酸钠消毒效果影响不大。次氯酸钠在低氨氮浓度下进行消毒作用时，由铵态氮作用产生的次氯酸钠及其结合的残余氯足以灭活水中的大肠杆菌。当次氯酸钠的用量相对较低时，高浓度的铵态氮与次氯酸钠作用，残留氯结合量增加，降低了消毒的效果。随着氨浓度的增加，剩余菌数增加。但总体而言，氨氮浓度对次氯酸钠消毒效果影响不大。当次氯酸钠用量大于3mg/L时，不同浓度的氨氮对原水消毒效果不明显。在氨氮浓度下，次氯酸钠用量小于3mg/L时，消毒效果略有下降。