【doc】 浅析二氧化氯消毒与液氯消毒

【doc】 浅析二氧化氯消毒与液氯消毒 浅析二氧化氯消毒与液氯消毒 @y 浅析二氧化氯消毒与液氯消毒 淮安市东方自来水有限公司杜长春 在城市给水厂中,原水经过混凝沉淀,过滤以后,去除了 水中的悬浮物和胶体杂质,使水变得澄清.同时粘附在杂质颗 粒上的细菌,大肠杆菌和其它微生物也被去除,但水中仍有一 定数量微生物,包括对人体有害的病原体,为了保障人民的身 体健康,生活饮用水必须进行彻底的消毒. 在净水工艺中,消毒的 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 有很多,如氯消毒,臭氧消毒, 二氧化氯消毒,紫外线消毒等.由于液氯价格低廉,消毒效果 良好和使用方便等优点,在我厂一直应用氯消毒.随着人们对 有机卤化物致癌作用的研究认识,原水水质日趋下降,我厂于 2002年引进了华特99高效复合二氧化氯发生器. 1液氯消毒原理和二氧化氯消毒原理 1.1液氯消毒 氯气加入水中产生一系列化学变化.不同的水质其化学 反应的过程也不一样,但最终起消毒作用的为次氯酸和次氯 酸根离子. 1.1.1当水中无氨氮存在时 C12+HO2---*HOCI+H~+C1一…………………….(1) 次氯酸是一种弱电介质 H0C卜+H++OC1一………………………一(2) 次氯酸与次氯酸根在水里所占的比例主要取决于水的pH 值,HOE1和0c1嘟具有氧化能力,但HOC1是中性分子,可以 扩散到带负电荷细菌的 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 面,并渗入细菌体内,氯原子氧化作 用破坏细菌体内的酶,使细菌死亡;而0C1一带负电,难于靠近 带负电荷的细菌,所以虽有氧化能力也难起消毒作用. , 1\o;c (%) 2I)oC.| |l l\ 0 l0 20 3 c弋%) 40 50 60 70 80 90 l0o 4567891011 pH值 图表1HOCI,OCI一所占的百分数与和水温的关系 14城镇供水No.52005 ? 水处理技术与设备? 从图1可以看出,在pH值5.6,9.5范围内,水的pH值越 低,HOC1的百分含量越大,因而消毒效果越好. 1.1.2当水中存在氨氮时,(1)式产生的HOC1就会和氨化 合,产生一类叫胺的化合物,其成份视水的pH值及cl2和NH, 含量的比值而定. NH3+H0Cl—NH2CI+H20………………….(3) NH3+2H0C卜—NHCl2+2H20………………f4) NH3+3HOC1---*NC13+3H20…………….(5) 当水的pH值在5,8.5之间时,NH2Cl和NHC1:同时存在, 但pH值低时,NHC1:较多,NHC1:的杀菌能力比NH2Cl强,所 以水的pH值低一些,也是有利于消毒作用的.NC1,要在pH 值低于4.4时才产生,在一般的饮用水中不大可能形成. 所以,无论水中是否存在氨氮,在使用液氯消毒时,在pH 值6.8,8.5范围内,pH值越低,消毒效果比pH值高的消毒效 果好. 1.2二氧化氯消毒 二氧化氯化学性质活泼,易溶于水,在20~C下溶解度为 107.98g/L,是氯气的溶解度的5倍.氧化能力为氯气的2倍. C10:是中性分子,在水中几乎100%以分子状态存在,所以极 易穿透细胞膜,渗入细菌细胞内,将其核酸(DNA或RNA)氧 化后,从而阻止细菌的合成代谢,并使细菌死亡.在饮用水中 C10:灭菌反应如下式(6),(7)所示. C102+e--*ClOf…………………………………………….(6) C102+2H20+4e---~Cl一+40H一…………………….(71 实验测知,(6)式的电极电位0.95V,(7)式的电极电位 0.78V.所以使用二氧化氯消毒还可以氧化水中的一些还原性 金属离子(如Mn等),即对水中的铁,锰有着不错的去除效 果.C10:的氧化能力与溶液的酸碱性有关,溶液酸性越强,C10: 的氧化能力越强.但在pH值6,10范围内的杀菌效果几乎不 受pH值影响. 综上,在净水工艺条件下,用液氯消毒,起杀菌作用的主 要是HOC1,其杀菌效果比0C1一高近80倍.由图表1可以看出 pH值越高,HOC1离解的越多,当pH值大于8时即达到75% 的0C1一,消毒效果就愈发降低.经过众多试验结果得出,C10: 可以在pH<6范围内杀灭细菌,液氯只有在近中性条件下才能 有效地杀灭细菌. ?水处理技术与设备?CITY蠢ANDTOWNWATER8UPP谧LY’(~7霸翻—麓_镯—i灌臣;i CIO2消毒处理饮用水中有机物情况表4 消投总一检数有代数歉有相量有机卤代物种数(种)有机卤代物占有机物的含量(%)毒建峰个赶雠至物个机对 剂数一物含氯代物溴代物碘代物氟代物总数氯代物溴代物碘代物氟代物总数总一 液 氯0.79957104897.11270093.406-36009.76 = 氧 化0.7713403096.380000000000 氯 2两种消毒剂杀灭饮用水中细菌的情况 在饮用水中投加消毒剂的目的主要是杀灭对人体有害的 病原菌,病菌,及其它致病的病原微生物.经过消毒处理的水, 不是将水中所有的细菌杀灭,可以允许含有少量的对人体健 康无害的细菌,但一定要达到《生活饮用水卫生标准》的要求. 2.1消毒剂投加量对消毒效果的影响 为了研究消毒剂投加量对消毒效果的影响,对我公司的 沉淀水(未加消毒剂),滤前水(预加1.Smg/L消毒剂),滤后水 (又加1.5mg/L消毒剂)进行了细菌学指标的检测,检测结果见 图表2. 两种消毒剂的灭菌效果图表2 投加量灭菌.效果 消毒剂细茵总数杀灭细茵率大肠杆茵杀灭大肠杆( mg/L)(个/L)(%)(个/L)菌率(%) 02002l0 C1021.52189.50597.62 2.5398.500l00 0200210 Cl21.53881.00ll94.76 2.51095.000100 从试验结果可以得出: O--氧化氯和液氯对大肠杆菌均有较好的灭菌效果,且 随着投加量增大杀菌率增大;二氧化氯的灭菌效果稍优于液 接触时间(S) 图表3温度对CIo2杀菌效果的影响 氯.投加量为1.Smg/L时,液氯的杀菌率是94.76%,二氧化氯 的杀菌率则达97.62%. ?二氧化氯杀灭细菌的效果明显优于液氯. 2.2水温对消毒剂杀菌效果的影响 消毒剂的杀菌能力随着温度的上升而增强,温度低时每 上升l0?,细菌死亡率成倍增加.图表3为不同温度下二氧化 氯接触时间与大肠杆菌存活率的关系.由图可见,温度升高, 灭菌时间相对缩短,杀菌效果相对增强. 3两种消毒剂对饮用水中有机卤代物形成的影响 随着人们对用液氯消毒饮用水所产生的有机卤代物致癌 作用的研究,国家自然科学基金资助了对比液氯消毒与二氧 化氯消毒处理水中有机物情况的项目.对用液氯消毒和用二 氧化氯消毒的同一自来水厂饮用水的富集水样进行GC/MS分 析,其试验结果见表4. 由试验结果表明,凡是投加液氯消毒,不仅有机物种类 多,含量大,且均形成较多的有机卤代物(如CHCI,,CHBr3 等).如投加0.7mg/L液氯的水样检出2种氯代物和7种溴代 物,含量为9.76%;而用二氧化氯消毒的水样,未检出有机卤代 物.二氧化氯消毒一般只起氧化作用,不起氯化作用,这是二 氧化氯消毒几乎不形成有机卤代物的根本原因.可见,原水严 重污染或水体中有机物含量高时,二氧化氯消毒剂是最好的 选择. 4我厂对饮用水消毒剂的合理应用 我厂引进的高效复合二氧化氯发生器,其制备消毒剂的 原理是利用氯酸钠水溶液与盐酸溶液在一定温度和负压下充 分反应,产生以二氧化氯为主,氯气为辅的消毒气体,来进行 饮用水消毒的. 该设备在投入使用初期,由于管垢中的锈蚀物要消耗一 些二氧化氯,二氧化氯消耗量较大,运行成本较高.运行一个 月左右,二氧化氯的投加量趋于稳定.统计生产实践所耗用的 成本,进行经济技术分析,我们得出,在达到同样的消毒效果 时,消耗二氧化氯的量要比液氯的消耗量低一些,但制备二氧 化氯的原料成本要比液氯成本高0.02元,吨.为了保证水质, 同时兼顾节约成本,我厂在冬季水源污染轻,浊度低时,使用 液氯消毒;到了夏季,水源污染较重或者水源中有机物含量偏 高时,使用二氧化氯消毒. 城镇供水No.5200515 城镇供水 巍—黢灞黧翻麓_隧? (ryANDT.0WN仉rAn瑕SUPJy 原水投加=氧化氯预处理昀实践 唐山自来水公司刘欣刘洪增 1前言 陡河水库是唐山市工业生产和人民生活的重要水源地, 共建有三座岸边式取水泵站,其中两座属陡河发电厂作为提 供工业原水使用,另一座属唐山自来水公司,通过15kin输水 管线为地表水厂提供饮用水源(取水量为17万m3/d),因此陡 河水库的水质状况直接关系到我公司的供水质量. 近几年来,随着上游水库(包括邱庄水库,大黑汀水库)的 水质污染现象加重,加之陡河发电厂回放水(为37.C左右的水 体)造成的热污染,导致了每年夏季水库水体中以绿藻为主的 藻类物质的快速生长,这就给地表水厂现有的常规处理工艺 带来了诸多困难,从而直接影响了地表水厂的出厂水质,主要 表现为出厂水带有”发腥”的异味,虽然每年5至10月在取水 泵站采取了前加氯的预处理措施,但是效果一直不尽人意.为 解决这一难题,我们在充分调研的基础上,于2002年改用了 投加二氧化氯进行原水预处理的方法,以减少藻类对水质的 影响,经过近两年的运行和数据监测,结果是令人满意的. 2二氧化氯的预处理方法 2.1二氧化氯的氧化机理:二氧化氯做为一种强氧化剂, 具有较高的氧化——还原电势,不象氯气以亲电取代为主,而 是以氧化反应为主,有机物被氧化后以降解为氧基因产物存 在,而不以三氯甲烷等卤代烃有害物质形式存在,并且二氧化 氯较氯气适应于更宽的pH值范围,因此从反应机理而言,二 氧化氯较氯气具有更好的除藻,除腥效果,并能有效地控制卤 代烃的生成量. 2.2二氧化氯制备设备的选择:由于纯二氧化氯的制备设 备较贵,原材料次氯酸钠价格昂贵,并且其化学性质活泼,极 不稳定,这就带来了运输,保管方面的困难,综合经济性和实 用性的考虑,我们选用了两台化学法复合二氧化氯发生器,共 投资28万元,原材料为价格较低的氯酸钠和盐酸,其二氧化 氯有效生成率为85%,并且具有运行安全,工艺完善,计量准 ? 水处理技术与设备? 确,自动化控制程度较高的优点. 2-3二氧化氯投加量控制和投加点的选择:投加量控制和 投加点的选择是二氧化氯的预处理系统的两个关键点.经过 两个月试运行,通过对藻类,亚硝酸盐等相关数据的测定,将 二氧化氯投加量控制在0.7kg/dam,左右的范围;投加点的选择 是一个关键问题,应考虑到二氧化氯的反应速度虽然较迅速, 但是其挥发性强,投加点必须设在有一定管段距离的满水环 境中,因此我们将投加点设在了引水渠和细隔栅之间的 DN1000的管道内,这样不仅增强了混合效果,而且保证了二 \手劣200120O2(投加2oo3(投加 项目,\(投加氯气)二氧化氯)二氧化氯) 原水平均含藻量(百万 个/L)(取样点为泵17.7621.2123.47 站前引水渠) 预处理后原水平均合藻量 (百万个/L)(取样点为地1O.126.2O6-37 表水厂内的配水井) 去除率(%)43.O170.7772.86 氧化氯的充分反应. 3二氧化氯与氯气预处理去除藻类效果的水质分析比 较 我们将2001年5至10月投加氯气与2002和2003年5 至10月投加二氧化氯进行预处理的去除藻类数据情况列表 说明(如上表所示),由表可见投加二氧化氯比投加氯气对藻 类的去除率提高了一倍,出厂水”发腥”的味道已明显减轻,可 见采用二氧化氯预处理的效果优于氯气. 4二氧化氯预处理的其他优点 (下转第43页) 5结论 液氯作为经典的饮用水消毒方式,消毒能力强,货源充 足,价格低廉,投加设备较为简单,有着价廉物美的优势.但当 水中有机物含量高时,会产生有致癌作用的卤化有机物. 二氧化氯作为后发展起来的消毒方式,杀菌能力比液氯 消毒强,杀菌效果不受水的pH值影响,只发生氧化作用不发 16城镇供水No.S200S 生氯化作用达到消毒效果,避免了有机卤代物的问题.但是二 氧化氯制取出来需立即应用,不能贮存,制取原料价格较贵. 无论是液氯消毒还是二氧化氯消毒,都有各自的优点和 缺点.我应该根据生产实践中的实际情况,根据原水水质,合 理选用饮用水消毒剂,力争得到最好的性价比.