二氧化氯消毒在城市污水處理中的應(yīng)用研究

來源：http://www.nbhaoyang.com/ 作者：余氯檢測(cè)儀 時(shí)間：2019-07-19

　　摘要：二氧化氯是一種優(yōu)良的消毒劑和強(qiáng)氧化劑，由于其種種優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用。本文主要闡述了二氧化氯在污水處理中的優(yōu)勢(shì)，分析了影響消毒效果的因素，其工作原理及使用等。

　　關(guān)鍵詞：二氧化氯;消毒;污水處理;應(yīng)用

　　城市污水(包括工業(yè)廢水和生活污水)處理的主要目的是去除有機(jī)物以及氮磷，防止接納水體的富營(yíng)養(yǎng)化，對(duì)于減少或消除致病微生物僅僅是一個(gè)附帶結(jié)果，雖然城市污水經(jīng)過各種設(shè)施后，可以去除部分病原體，但為確保公共衛(wèi)生，常規(guī)污水處理廠一定要對(duì)二級(jí)處理后的出水進(jìn)行消毒，因此消毒系統(tǒng)就顯得尤為重要。

　　一、二氧化氯消毒劑的選用

　　很多化學(xué)藥劑和物理反應(yīng)都是很好的消毒劑，如熱、陽光、氯、高錳酸鉀、二氧化氯、臭氧和紫外線等都是有效的消毒劑。當(dāng)前最常用的就是氯消毒、二氧化氯和紫外線消毒。由于二氧化氯具有殺菌力強(qiáng)、價(jià)格低廉、使用方便等優(yōu)點(diǎn)，已成為當(dāng)今世界上使用最多、應(yīng)用最廣泛的一種殺菌劑。它對(duì)水處理系統(tǒng)中的水池、設(shè)備和水管中的藻類、鐵細(xì)菌和硫細(xì)菌等均有很好的去除效果，有利于設(shè)備的長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)，考慮到生產(chǎn)的成本問題，選取氯酸鹽制取復(fù)合二氧化氯。

　　二、復(fù)合二氧化氯消毒設(shè)備概述

　　(1)特點(diǎn)、用途、使用范圍和殺菌原理

　　二氧化氯的分子式為ClO2 ，是一種隨濃度升高顏色由黃綠色到橙色的氣體，具有刺激性氣昧，易溶于水，溶解度約為氯氣的5倍。一般用的都是復(fù)合二氧化氯發(fā)生器H2000―10000，有效產(chǎn)氯量為10000g/h，采用化學(xué)負(fù)壓曝氣工藝，以氯酸鈉和鹽酸為原料制備以二氧化氯為主、氯氣為輔的混合消毒液，可以用于飲用水、醫(yī)院污水、及城市污水處理后的消毒;工業(yè)循環(huán)冷殺菌滅藻;二氧化氯對(duì)細(xì)胞壁有較強(qiáng)的吸附和穿透能力，進(jìn)入微生物體內(nèi)后，破壞微生物體內(nèi)的酶和蛋白質(zhì)以達(dá)到滅活微生物的目的。主要是通過兩種機(jī)理滅活微生物的，一是與微生物體內(nèi)的生物分子反應(yīng)，二是影響微生物的生理功能。

　　(2)使用的化學(xué)原料及要求

　　鹽酸：應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)《工業(yè)用合成鹽酸》 (GB320―1993)的要求，嚴(yán)禁使用廢酸，尤其是含有機(jī)物、油脂及氫氟酸的工業(yè)副產(chǎn)品酸。

　　氯化氫含量≥31%

　　密度：1160g/L (2O℃)

　　清澈：淡黃色液體，無固體殘?jiān)?/p>

　　配置的氯酸鈉溶液

　　氯酸鈉：應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)《工業(yè)用氯酸鈉》(GBI618―1995)一等品的要求

　　濃度：33% (將氯酸鈉與水按1：2重量比混合)

　　密度：1260g/L (2O℃ )

　　(3)管路及設(shè)備組成、反應(yīng)機(jī)理和工作原理

　　①管路及設(shè)備

　　管線包括動(dòng)力水管81m，加藥管130m，設(shè)備主要有：1臺(tái)8m3鹽酸儲(chǔ)備罐，1臺(tái)8m3氯酸鈉原料罐，3臺(tái)二氧化氯發(fā)生器，3只發(fā)射器及1套余氯儀表。

　　②反應(yīng)機(jī)理

　　NaCIO3+2HC1=H20 +0.5C12+CIO2+NaC1

　　③工作原理

　　由計(jì)量泵將氯酸鈉溶液和鹽酸溶液按一定的比例輸入到反應(yīng)器中，在一定的溫度和負(fù)壓條件下進(jìn)行充分反應(yīng)，產(chǎn)生出以二氧化氯為主、氯氣為輔的混合產(chǎn)物，經(jīng)水射器與動(dòng)力水充分混合形成消毒液后，投入被消毒的水中。

　　a、水射器：是根據(jù)射流原理而設(shè)計(jì)的一種抽氣元件，當(dāng)動(dòng)力水經(jīng)過水射器時(shí)，其內(nèi)部產(chǎn)生負(fù)壓，外部氣體在壓差作用下被吸入水射器，從而實(shí)現(xiàn)抽氣，被吸入的二氧化氯在此與水混合，形成消毒液。

　　b、電接點(diǎn)壓力表： 電接點(diǎn)壓力表是保護(hù)設(shè)備安全運(yùn)行的部件，當(dāng)水射器前端水壓低于設(shè)定值，水射器不能正常工作時(shí)，該表控制進(jìn)料泵停止進(jìn)料，以確保設(shè)備安全運(yùn)行。

　　c、余氯在線監(jiān)測(cè)儀：隨時(shí)監(jiān)測(cè)在線水中的余氯值，并輸出脈沖或毫安信號(hào)控制二氧化氯發(fā)生器的頻率來控制二氧化氯的投加量。

　　三、影響消毒效果的因素

　　(1)水溫

　　與氯消毒類似，對(duì)于二氧化氯，溫度與殺菌效力是成正比的。同等條件下，當(dāng)待處理水水溫從2O℃降到10℃時(shí)，二氧化氯對(duì)隱孢予蟲的滅活效率降低了4%。溫度低時(shí)消耗消毒劑就多，比方說5℃時(shí)要比20℃時(shí)多消耗消毒劑3O%～35%。

　　(2)pH值

　　二氧化氯在很大的pH范圍(5.8～10.5)內(nèi)都有極強(qiáng)的殺菌能力，殺菌效果不受介質(zhì)pH值的影響。

　　(3)懸浮物

　　污水消毒的原水一般與飲用水相比含有更高濃度的懸浮固體，會(huì)對(duì)致病微生物起包埋、藏匿作用，一些復(fù)雜有機(jī)物經(jīng)過氧化作用會(huì)變?yōu)榈头肿恿康挠袡C(jī)物，更加易于存活細(xì)菌的代謝，不利于微生物的滅活。

　　(4)投加量與接觸時(shí)間

　　二氧化氯對(duì)微生物的滅活效果隨其投加量的增加而提高，消毒劑對(duì)微生物的總體滅活效果取決于殘余消毒劑濃度與接觸時(shí)間的乘積，因此延長(zhǎng)接觸時(shí)間也有助于提高消毒劑的滅菌效果。但出水余量不可過高，否則易產(chǎn)生異味、提高色度。

　　四、運(yùn)用二氧化氯消毒的特點(diǎn)及存在問題

　　(1)二氧化氯消毒特點(diǎn)

　　ClO2作為氯的替代品，表現(xiàn)出極大的潛力，具有高效廣譜的殺菌能力、持久的作用效果以及與水中有機(jī)物不生成鹵代烴等諸多優(yōu)點(diǎn)：

　　①在適當(dāng)?shù)臏囟确秶鷥?nèi)，溫度越高，二氧化氯的殺菌效力越大。二氧化氯殺菌持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，適用范圍寬。

　　②二氧化氯易揮發(fā)，氣體和液態(tài)的二氧化氯均易爆炸，因此，二氧化氯裝置的安放場(chǎng)所、操作程序均應(yīng)符合有關(guān)規(guī)定。

　　③二氧化氯不僅可將水體中的微生物除去，而且可將水中引起臭味的物質(zhì)如硫化氫、硫醇等氧化分解為無毒無味的硫酸或磺酸，能將氰類、酚類有毒物質(zhì)氧化降解為銨根離子和簡(jiǎn)單的有機(jī)物。

　　④因?yàn)槎趸炔慌c水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，故其消毒作用受水的pH值影響小，在較高pH值時(shí)，二氧化氯消毒能力比氯強(qiáng)。

　　⑤二氧化氯殺滅對(duì)象多，殺菌效果好，用量少，作用快，殺菌持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，不僅能殺死細(xì)菌，而且能分解殘留的細(xì)胞結(jié)構(gòu)，并具有殺孢子和殺病毒的作用。因此，在醫(yī)院污水等可能含有較多病原微生物的污水處理場(chǎng)合可以有較多應(yīng)用。

　　(2)二氧化氯消毒存在問題

　　二氧化氯消毒劑在實(shí)際使用中，也存在一定的問題需要解決：

　　①氯酸鹽法需要在現(xiàn)場(chǎng)制取二氧化氯， 副產(chǎn)一定量的氯氣，影響二氧化氯的純度，給二氧化氯的應(yīng)用帶來一定的麻煩，運(yùn)行成本比較高，ClO2的消毒成本約為液氯的2～4倍。

　　②發(fā)生器材質(zhì)的耐腐蝕強(qiáng)度較高。因?yàn)槎趸劝l(fā)生器，是在高酸條件下工作，而且ClO2。本身也具有較強(qiáng)的氧化性，我廠的鹽酸儲(chǔ)存罐和氯酸鈉原料罐均采用PE材質(zhì);對(duì)ClO2投加量的準(zhǔn)確計(jì)量仍然未得到妥善解決;射水器、流量計(jì)、泵、閥門以及二氧化氯在線監(jiān)測(cè)儀都是關(guān)鍵的部件，精密度和材料都要求很高，才可以較好地控制生產(chǎn)和投加量。

　　③ClO2氣體性能不穩(wěn)定，在空氣中含量>10% 或水溶液含量>30% 時(shí)容易發(fā)生爆炸。一般是使用真空負(fù)壓條件反應(yīng)的二氧化氯發(fā)生器，使產(chǎn)生的二氧化氯氣體可以較快的進(jìn)入水中。

　　④將二氧化氯溶液應(yīng)用于水處理系統(tǒng)時(shí)，要注意投加位置。在一定溫度下經(jīng)過負(fù)壓曝氣發(fā)生反應(yīng)生成二氧化氯和氯氣的氣液混合物，要和動(dòng)力水充分混合后，經(jīng)吸收系統(tǒng)吸收制成一定濃度的二氧化氯混合消毒液，投加到水池中，投加

　　位置應(yīng)低于水面，以防止二氧化氯揮發(fā)。

　　⑤二氧化氯依然會(huì)產(chǎn)生一些副產(chǎn)物，主要是亞氯酸根，這是不可忽視的。二氧化氯主要被還原成亞氯酸根(ClO2-)，亞氯酸根的毒性可使動(dòng)物的甲狀腺素的量降低。可能導(dǎo)致血液突變。但目前這方面的檢測(cè)還有待完善。

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