二氧化氯消毒在城市污水處理中的應用研究

來(lái)源：http://thesierramadre.com/ 作者：余氯檢測儀 時(shí)間：2019-07-19

　　摘要：二氧化氯是一種優(yōu)良的消毒劑和強氧化劑，由于其種種優(yōu)點(diǎn)被廣泛應用。本文主要闡述了二氧化氯在污水處理中的優(yōu)勢，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物以及氮磷，防止接納水體的富營(yíng)養化，對于減少或消除致病微生物僅僅是一個(gè)附帶結果，雖然城市污水經(jīng)過(guò)各種設施后，可以去除部分病原體，但為確保公共衛生，常規污水處理廠(chǎng)一定要對二級處理后的出水進(jìn)行消毒，因此消毒系統就顯得尤為重要。

　　一、二氧化氯消毒劑的選用

　　很多化學(xué)藥劑和物理反應都是很好的消毒劑，如熱、陽(yáng)光、氯、高錳酸鉀、二氧化氯、臭氧和紫外線(xiàn)等都是有效的消毒劑。當前最常用的就是氯消毒、二氧化氯和紫外線(xiàn)消毒。由于二氧化氯具有殺菌力強、價(jià)格低廉、使用方便等優(yōu)點(diǎn)，已成為當今世界上使用最多、應用最廣泛的一種殺菌劑。它對水處理系統中的水池、設備和水管中的藻類(lèi)、鐵細菌和硫細菌等均有很好的去除效果，有利于設備的長(cháng)期運轉，考慮到生產(chǎn)的成本問(wèn)題，選取氯酸鹽制取復合二氧化氯。

　　二、復合二氧化氯消毒設備概述

　　(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;二氧化氯對細胞壁有較強的吸附和穿透能力，進(jìn)入微生物體內后，破壞微生物體內的酶和蛋白質(zhì)以達到滅活微生物的目的。主要是通過(guò)兩種機理滅活微生物的，一是與微生物體內的生物分子反應，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：應符合國家標準《工業(yè)用合成鹽酸》 (GB320―1993)的要求，嚴禁使用廢酸，尤其是含有機物、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(wú)固體殘渣

　　配置的氯酸鈉溶液

　　氯酸鈉：應符合國家標準《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)管路及設備組成、反應機理和工作原理

　?、俟苈芳霸O備

　　管線(xiàn)包括動(dòng)力水管81m，加藥管130m，設備主要有：1臺8m3鹽酸儲備罐，1臺8m3氯酸鈉原料罐，3臺二氧化氯發(fā)生器，3只發(fā)射器及1套余氯儀表。

　?、诜磻獧C理

　　NaCIO3+2HC1=H20 +0.5C12+CIO2+NaC1

　?、酃ぷ髟?/p>

　　由計量泵將氯酸鈉溶液和鹽酸溶液按一定的比例輸入到反應器中，在一定的溫度和負壓條件下進(jìn)行充分反應，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：是根據射流原理而設計的一種抽氣元件，當動(dòng)力水經(jīng)過(guò)水射器時(shí)，其內部產(chǎn)生負壓，外部氣體在壓差作用下被吸入水射器，從而實(shí)現抽氣，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)壓力表是保護設備安全運行的部件，當水射器前端水壓低于設定值，水射器不能正常工作時(shí)，該表控制進(jìn)料泵停止進(jìn)料，以確保設備安全運行。

　　c、余氯在線(xiàn)監測儀：隨時(shí)監測在線(xiàn)水中的余氯值，并輸出脈沖或毫安信號控制二氧化氯發(fā)生器的頻率來(lái)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(lèi)似，對于二氧化氯，溫度與殺菌效力是成正比的。同等條件下，當待處理水水溫從2O℃降到10℃時(shí)，二氧化氯對隱孢予蟲(chóng)的滅活效率降低了4%。溫度低時(shí)消耗消毒劑就多，比方說(shuō)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)內都有極強的殺菌能力，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 )對致病微生物起包埋、藏匿作用，一些復雜有機物經(jīng)過(guò)氧化作用會(huì )變?yōu)榈头肿恿康挠袡C物，更加易于存活細菌的代謝，不利于微生物的滅活。

　　(4)投加量與接觸時(shí)間

　　二氧化氯對微生物的滅活效果隨其投加量的增加而提高，消毒劑對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(cháng)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(guò)高，否則易產(chǎn)生異味、提高色度。

　　四、運用二氧化氯消毒的特點(diǎn)及存在問(wèn)題

　　(1)二氧化氯消毒特點(diǎn)

　　ClO2作為氯的替代品，表現出極大的潛力，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物不生成鹵代烴等諸多優(yōu)點(diǎn)：

　?、僭谶m當的溫度范圍內，溫度越高，二氧化氯的殺菌效力越大。二氧化氯殺菌持續時(shí)間長(cháng)，適用范圍寬。

　?、诙趸纫讚]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、操作程序均應符合有關(guān)規定。

　?、鄱趸炔粌H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(wú)毒無(wú)味的硫酸或磺酸，能將氰類(lèi)、酚類(lèi)有毒物質(zhì)氧化降解為銨根離子和簡(jiǎn)單的有機物。

　?、芤驗槎趸炔慌c水發(fā)生化學(xué)反應，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。

　?、荻趸葰鐚ο蠖?，殺菌效果好，用量少，作用快，殺菌持續時(shí)間長(cháng)，不僅能殺死細菌，而且能分解殘留的細胞結構，并具有殺孢子和殺病毒的作用。因此，在醫院污水等可能含有較多病原微生物的污水處理場(chǎng)合可以有較多應用。

　　(2)二氧化氯消毒存在問(wèn)題

　　二氧化氯消毒劑在實(shí)際使用中，也存在一定的問(wèn)題需要解決：

　?、俾人猁}法需要在現場(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，給二氧化氯的應用帶來(lái)一定的麻煩，運行成本比較高，ClO2的消毒成本約為液氯的2～4倍。

　?、诎l(fā)生器材質(zhì)的耐腐蝕強度較高。因為二氧化氯發(fā)生器，是在高酸條件下工作，而且ClO2。本身也具有較強的氧化性，我廠(chǎng)的鹽酸儲存罐和氯酸鈉原料罐均采用PE材質(zhì);對ClO2投加量的準確計量仍然未得到妥善解決;射水器、流量計、泵、閥門(mén)以及二氧化氯在線(xiàn)監測儀都是關(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。

　?、跜lO2氣體性能不穩定，在空氣中含量>10% 或水溶液含量>30% 時(shí)容易發(fā)生爆炸。一般是使用真空負壓條件反應的二氧化氯發(fā)生器，使產(chǎn)生的二氧化氯氣體可以較快的進(jìn)入水中。

　?、軐⒍趸热芤簯糜谒幚硐到y時(shí)，要注意投加位置。在一定溫度下經(jīng)過(guò)負壓曝氣發(fā)生反應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

　　位置應低于水面，以防止二氧化氯揮發(fā)。

　?、荻趸纫廊粫?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?？赡軐е卵和蛔?。但目前這方面的檢測還有待完善。

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