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次氯酸钠如何投加效果最好?搞定投加量还只是第一步
来源:水处理新视野 | 作者:hemeijiakeji | 发布时间: 2022-09-07 | 85 次浏览 | 分享到:

国家环保部颁发实施的《城镇污水处理运行、维护及安全操作规程》,该规程中关于消毒工艺的描述有四种,分别是:紫外线消毒、液氯消毒、二氧化氯消毒、臭氧消毒。这四种消毒工艺也是城市污水处理厂较为常见的消毒工艺。


随着国家对治污的重视,城市污水处理厂的出水达标与否,引起越来越多的关注。消毒工艺已成为污水处理厂重要的一道流程工序,选择一种成本低、安全性高、易于操作的消毒工艺,已成为众多城市污水处理厂必须考虑的重要问题。


也正是如此,次氯酸钠消毒工艺脱颖而出。



01

为什么要选择次氯酸钠


要想知道为什么次氯酸钠好用,首先要了解为什么其他四种差在哪。


紫外消毒


紫外线消毒属于物理性质的消毒方法,其原理是利用紫外光破坏微生物的遗传物质 DNA,使微生物结构造成破坏,照射后的微生物无法完成分裂复制从而达到消毒灭菌的目的。


紫外消毒技术是城市污水处理厂常用的技术之一,其技术成熟可靠,但对一些设计为一级B出水的城市污水处理厂而言,由于色度和SS高,加上二沉池中的会有大量青苔生长,消毒设备的灯管需要经常清理保养,这种情况下极易损坏灯管,造成维修费用较高,带来的是消毒效果的不稳定、时效性差,粪大肠肝菌复活率较高。


液氯消毒


向水中加入液氯时,在水中会生成HOCl,HOCl是起到消毒作用的物质。有研究表明,氯的消毒效果受接触时间、投加量、水质(含氮化合物浓度、SS浓度)、温度、pH以及控制系统的影响。


液氯消毒效果虽然不错,但成本高,危险性大,安全性差,由于有毒性,其手续办理复杂,因此,在城市污水处理厂消毒工艺的选择上,液氯不是最佳选择。


臭氧消毒


臭氧是氧的同素异形体,纯净的O3常温常压下为蓝色气体。臭氧具有很强的氧化能力(仅次于氟),能氧化大部分有机物。臭氧灭菌有以下三种作用:


  • 臭氧能氧化分解细菌内部氧化葡萄糖所必需的酶,使细菌灭活死亡。

  • 直接作用于细菌病毒,破坏它们的细胞壁、DNA和RNA,细菌的新陈代谢受到破坏,导致死亡。

  • 渗透胞膜组织,侵入细胞膜内作用于外膜的脂蛋白和内部的脂多糖,使细菌发生透性畸变,溶解死亡。


因此,O3能够除藻杀菌,对病毒、芽孢等生命力较强的微生物也能起到很好的灭活作用。臭氧氧化能力强,但不够稳定,也不容易储藏,因此只能就地生产,臭氧消毒只能用于小型污水处理厂。


综上:紫外线消毒、液氯消毒、二氧化氯消毒、臭氧消毒四种消毒工艺缺点是安全性差,投资建设复杂,由此带来的是运行成高,会为污水处理厂的运营带来较大的经济负担。


次氯酸钠消毒


次氯酸钠是生活中应用很广的一种强氧化剂,其消毒原理是通过它的水解形成次氯酸,即:NaClO+H2O=HClO+NaOH;次氯酸进一步分解形成新生态氧,即:HClO→HCl+[O]。新生态氧的强氧化性使菌体和病毒上的蛋白质等物质变性,从而致死病源微生物达到消毒的目的。


目前在利用次氯酸钠消毒可分为两种形式,一是应用次氯酸钠发生器在线生成次氯酸钠溶液;二是采用次氯酸钠成品溶液。不论用何种投加方式,因其安全性高,广受各地水司的青睐。

 

次氯酸钠消毒的优越性


高效:消毒效果与液氯相差不大,且具有持续消毒能力。

安全:对环境无毒无害,无泄漏或爆炸危险。

 

次氯酸钠消毒的其它作用


1、通过氧化作用去除铁和镁

2、通过氧化作用与滤池配合去除锰

3、将H2S转化为H2SO4,有效去除水中硫化氢臭味 ( 尤其是地下水源 );

4、通过氧化作用脱除废水中的氨氮


 次氯酸钠与其他消毒工艺比较表



02

次氯酸钠消毒工艺流程


外购液态次氯酸钠液体后,通过软管卸进卸液接料桶内,启动磁力泵,输送到储药罐中,在储药罐中的消毒液参照流量计读数,通过球阀控制大小或采用计量泵,直接进入二沉池出水渠进行混合消毒。


为保证安全,出水渠中增加一浮球开关,当因故停产时,电磁阀断开切断药液进入出水渠中,为确保生产正常,电磁阀加旁通球阀备用,如果采用计量泵投加消毒液时,浮球开关和计量泵联锁,停产时自动停泵,停止投药,确保安全。



03

次氯酸钠投加量


次氯酸钠消毒时,为获得可靠而持久的消毒效果,投药量应满足两部分的要求:


  1. 杀灭细菌以达到指定的消毒指标及氧化有机物等所消耗的“需氯量”。

  2. 抑制水中残存的细菌的再度繁殖所需要的“余氯量”。余氯量的规定还提供了确定投药量和判断消毒效果的简易放法。


消毒处理时投氯量的控制视原水水质和消毒要求不同而异。比如以某个污水厂的原水为例,加不同浓度的次氯酸钠溶液,接触时间30min后,测粪大肠菌含量,可以看到不同浓度的次氯酸钠经过30min作用后对二级出水粪大肠菌群的灭活效果如图。


不同浓度次氯酸钠消毒后的余氯值


由图可以看出,向二级出水中投加次氧酸钠后,粪大肠菌群数明显锐减,且当次氯酸钠投加量在2mg/L以上时,粪大肠菌去除率均在99%以上。


在实验条件保持不变的情况下,当次氯酸钠投加量达到4mg/L时,多次不同出水的粪大肠菌群数均降到103个/L以下,可以满足一级A标准要求,说明次氯酸钠对粪大肠菌群有较好的灭活效果。


当然,投加次氯酸钠消毒时候或多或少都会存在余氯,可以看到这是实验测定的次氯酸钠消毒后的出水余氯表:


很明显,当余氯量保证在0.9mg/L(以有效氯计)以上时,粪大肠菌群数可以保证在200个/L以内,此时次氯酸钠投加量约为4mg/L。消毒过程中原水中的氨氮等还原性物质与粪大肠菌群对次氯酸钠的利用存在一定的竞争关系,但次氯酸钠灭活粪大肠菌起主导作用。


当次氯酸钠投加量在5mg/L以内时,次氯酸钠主要用于灭活粪大肠菌群,同时有少量的次氯酸钠与其他还原性物质作用,其中一部分被消耗,一部分与氨氯反应形成化合态余氯。次氯酸钠投加量在15mg/L~25mg/L时,余氯基本保持在7.8mg/L(以有效氯计) 左右,说明随着次氯酸钠投加量的增加,水中的余氯与二级出水中的其他还原性物质同时发生作用。



04

次氯酸钠投加工艺比较


目前主流的次氯酸钠投加系统主要分为“外购成品次氯酸钠溶液投加” “次氯酸钠发生器现场制备投加”两种,这两种投加系统的对比如下所示。


投加系统比较表

 

通过上述对比,可以看出两种投加方式的消毒效果及吨水处理成本相当。


因此,对于成品药剂货源充足的地方(有三家以上满足供货要求),建议采用外购成品次氯酸钠溶液投加,运行维护成本相对较低,设备订货周期与施工周期均较短,平时的运行维护也无特殊要求。


对于小规模净水厂,尤其是货源、交通不便的地区,建议采用次氯酸钠发生器现场制备投加,避免药剂长时间储存衰减引起消毒效果不佳的隐患。


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