次氯酸鈉溶液在循環(huán)水中的應(yīng)用

　　循環(huán)水裝置采用敞開(kāi)式循環(huán)冷卻工藝，冷卻水與工藝介質(zhì)經(jīng)過(guò)間壁式換熱器進(jìn)行熱量交換后，工藝物料放出熱量溫度下降，冷卻水吸收熱量后溫度升高，靠余壓自行上塔，經(jīng)冷卻塔冷卻后水溫下降，然后經(jīng)過(guò)循環(huán)水泵加壓后送到工藝裝置進(jìn)行冷卻換熱，實(shí)現(xiàn)冷卻水的循環(huán)利用。

　　在循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中，水溫和pH值均適宜多數(shù)微生物的繁殖生長(zhǎng)，不僅使水質(zhì)惡化，而且微生物還與其它有機(jī)或無(wú)機(jī)雜質(zhì)形成粘垢；微生物粘垢在冷卻水系統(tǒng)中引起故障包括增加動(dòng)力消耗、降低冷卻效果以及引起金屬設(shè)備腐蝕等，投加殺生劑是目前抑制微生物常用辦法。

　　循環(huán)水通過(guò)自動(dòng)監(jiān)測(cè)和加藥系統(tǒng)控制循環(huán)水處理劑的投加，采用高效分散劑、阻垢劑、粘泥剝離劑非氧化殺菌劑和濃硫酸等水穩(wěn)藥劑控制循環(huán)水緩蝕阻垢與殺菌滅藻，使循環(huán)水在堿性配方的條件下保持4倍濃縮倍數(shù)穩(wěn)定運(yùn)行，循環(huán)水的水穩(wěn)藥劑通過(guò)自動(dòng)加藥系統(tǒng)控制，用加藥泵將水穩(wěn)藥劑自動(dòng)投加到循環(huán)水吸水池中。目前循環(huán)水系統(tǒng)控制水質(zhì)主要采用自動(dòng)控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)加藥和監(jiān)測(cè)在線自動(dòng)控制。檢測(cè)pH、COND、余氯，加入分散劑、阻垢劑和剝離劑，有效控制系統(tǒng)結(jié)垢和腐蝕情況發(fā)生。加藥系統(tǒng)與吸水池液位信號(hào)、藥劑儲(chǔ)存罐液位信號(hào)、硫酸罐液位信號(hào)自動(dòng)聯(lián)鎖，達(dá)到加藥、加酸、排污一體化的自動(dòng)控制。

　　1、冷卻水殺生劑

　　1.1、冷卻水殺生劑的選擇依據(jù)

　　冷卻水殺生劑選擇的主要依據(jù)為：

　　(1)選用的殺生劑能抑制冷卻水中幾乎所有能引起故障的微生物的活動(dòng)；

　　(2)選用的殺生劑的排放是否能為當(dāng)?shù)丨h(huán)保部門(mén)所允許；

　　(3)是否適用于該冷卻水的pH值、溫度以及換熱器的材質(zhì)；

　　人們通常把冷卻水殺生劑分為兩大類：氧化性殺生劑和非氧化性殺生劑。前者是氧化性較強(qiáng)的氧化劑，而后者則是一些非氧化性。

　　1.2、氧化性殺生劑

　　循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中常用的氧化性殺生劑有：氯、次氯酸鹽、三氯異氰尿酸等。

　　1.2.1、氯

　　氯是一種強(qiáng)氧化性殺生劑，具有殺菌性強(qiáng)，來(lái)源廣泛、價(jià)格低廉等一系列優(yōu)點(diǎn)。氯氣一般儲(chǔ)存在液化鋼瓶中，使用時(shí)要注意不得用完要留有余壓，且需要操作人員定期更換氯瓶，要求有熟練的操作技巧。此外，由于液氯的屬于劇毒性物質(zhì)，對(duì)人員危害極大，如泄漏波及范圍較廣，處于安全和環(huán)境方面的考慮，氯氣的使用要非常慎重。

　　1.2.2、次氯酸鹽

冷卻水系統(tǒng)中常用的次氯酸鹽有次氯酸鈉，次氯酸鈣和漂白粉，它們都是氧化性殺生劑。次氯酸鹽在冷卻水中能生成次氯酸和次氯酸根離子。他們的生成量是冷卻水pH的函數(shù)。隨著pH值的降低，次氯酸的生成量增加，次氯酸根的生成量則減少；隨著pH值的升高，則情況相反。

　　由于次氯酸鹽在冷卻水中能生成次氯酸，所以它們的殺生作用與氯極其相似。

　　1.2.3、三氯異氰尿酸

　　三氯異氰尿酸分殺生作用與氯氣和次氯酸鈉極為相似，故也是一種氧化性殺生劑。因其價(jià)格較高，一般用于水量小的冷卻水系統(tǒng)。使用時(shí)可將它放在多孔的容器中，再將該容器至于補(bǔ)充水進(jìn)入冷卻水池和通道中；也可將片劑裝入浮漂式有空容器中，使之浮與池水水面上，讓水連續(xù)溶解有孔容器的片劑。但因?yàn)榉磻?yīng)周期較長(zhǎng)，造成余氯波動(dòng)較大，不利于水質(zhì)的控制。

　　1.3、非氧化性殺生劑

　　在某些方面，非氧化性殺生劑比氧化性殺生劑更有效更方便。因此，在許多冷卻水系統(tǒng)中，常常是非氧化性殺菌劑和氧化性殺生劑兩者聯(lián)合使用。例如，每周沖擊性投加次氯酸鈉兩次，同時(shí)每月加非氧化性殺生劑一次。常用的非氧化性殺生劑有：氯酚類、有機(jī)錫化合物、季銨鹽、有機(jī)胺類等。

　　2、循環(huán)水中次氯酸鈉的優(yōu)點(diǎn)

　　次氯酸鈉是一種非天然存在的強(qiáng)氧化劑。它的殺菌效力比氯氣更強(qiáng)，屬于真正高效、廣譜、安全的強(qiáng)力滅菌、殺病毒藥劑。次氯酸鈉溶液一般狀態(tài)下為淡黃色的透明液體，會(huì)發(fā)出刺鼻性的氣味，是一種強(qiáng)氧化劑，能夠?qū)崿F(xiàn)殺菌、漂白和除臭作用。若將次氯酸鈉與水結(jié)合，會(huì)生成次氯酸根離子，再通過(guò)一定的反應(yīng)生成次氯酸起到殺菌消毒的作用。另外，在水循環(huán)中，當(dāng)次氯酸鈉濃度較高時(shí)，能夠起到良好的粘泥剝離作用，達(dá)到沉積循環(huán)水中的粘泥。

　　3、次氯酸鈉的投加的影響因素

　　3.1次氯酸鈉的殺菌原理

　　次氯酸鈉消毒最主要的作用方式是通過(guò)它的水解形成次氯酸根，再通過(guò)水解反應(yīng)生成次氯酸，起到殺菌作用。

　　另外，當(dāng)用較高濃度的次氯酸鈉時(shí)，對(duì)循環(huán)水系統(tǒng)有良好的黏泥剝離作用，可以用來(lái)處理系統(tǒng)中沉積黏泥。

　　3.2、影響次氯酸鈉殺菌作用的因素

　　(1)、pH:pH值對(duì)次氯酸鈉殺菌作用影響最大。pH值愈高，次氯酸鈉的殺菌作用愈弱，pH值降低，其殺菌作用增強(qiáng)。我廠循環(huán)水水質(zhì)pH值控制在7.9～8.6，在這個(gè)偏堿性的環(huán)境下，使次氯酸鈉的殺菌效果達(dá)到最佳。

　　(2)、濃度：在pH、溫度、有機(jī)物等不變的情況下，有效氯濃度增加，殺菌作用增強(qiáng)。次氯酸鈉的投加一般為沖擊性投加，如循環(huán)水量為30000m3/h，保有水量按照10000m3／h計(jì)算，投加頻次為3次/周，每次投加量為1.0t，設(shè)定投加時(shí)間為14h，次氯酸鈉殺菌效果達(dá)到最佳。沖擊性投加后使水中的次氯酸根在短時(shí)間內(nèi)達(dá)到最大，能有效的殺菌滅藻。

　　(3)、溫度：在一定范圍內(nèi)，溫度的升高能增強(qiáng)殺菌作用，此現(xiàn)象在濃度較低時(shí)較明顯。我廠三個(gè)循環(huán)水裝置的供水溫度控制在300C以下，回水溫度一般為40℃以下，達(dá)個(gè)溫度區(qū)間對(duì)次氯酸鈉來(lái)說(shuō)不會(huì)影響其殺菌效果，可以充分的發(fā)揮殺菌效果，不會(huì)引起水質(zhì)變化波動(dòng)。

　　(4)、有機(jī)物：有機(jī)物能消耗有效氯，降低其殺菌能效。微生物的存在及其分泌物影響了水質(zhì)，COD含量也是監(jiān)測(cè)水質(zhì)的一個(gè)重要指標(biāo)。其指標(biāo)影響了次氯酸鈉投加量、投加時(shí)間和頻次。

　　(5)、水的硬度：水中的Ca2+、Mg2+等離子對(duì)次氯酸鹽溶液的殺菌作用沒(méi)有任何影響。

　　4、次氯酸鈉投加對(duì)水質(zhì)的影響

　　自循環(huán)水系統(tǒng)投加次氯酸鈉兩年時(shí)間研究結(jié)果表明，余氯值一般穩(wěn)定在0.1—0.3mg/L,未超過(guò)循環(huán)水水質(zhì)指標(biāo)。余氯指標(biāo)是控制循環(huán)水系統(tǒng)水質(zhì)的重要參數(shù)，水質(zhì)主要指標(biāo)符合《化工企業(yè)循環(huán)冷卻水處理設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定》HG/T20690-2000中敞開(kāi)式循環(huán)冷卻水的水質(zhì)指標(biāo)見(jiàn)表1。

　　4.1、次氯酸鈉的投加對(duì)氯離子的影響

　　由于我廠的次氯酸鈉為沖擊性投加，所以短時(shí)間內(nèi)氯離子會(huì)有大所上升，次氯酸鈉投加期間要控制余氯指標(biāo)在0.1mg/L。投加次氯酸鈉是根據(jù)下游裝置的余氯值控制投加量，冬季與夏季因水質(zhì)及環(huán)境溫度影響需氯量會(huì)有很大波動(dòng)。如循環(huán)水量為30000m3／h，保有水量按照10000m3／h，24h內(nèi)投加1.5t次氯酸鈉，蒸發(fā)損失按照4000m3／h，補(bǔ)水量為4000—4500m3／h，排污損失和飛濺損失忽略不計(jì)（一般次氯酸鈉投加時(shí)會(huì)停止排污）。收集30天的水質(zhì)分析指標(biāo)如圖1。

由圖1可見(jiàn)次氯酸鈉的投加使循環(huán)水中的氯離子含量有所提升，但未超出水質(zhì)控制指標(biāo)。循環(huán)水的蒸發(fā)損失也是氯離子提高的一個(gè)重要因素，但因有連續(xù)的補(bǔ)水所以并未造成氯離子含量超出水質(zhì)指標(biāo)。

　　4.2、次氯酸鈉的投加對(duì)濃縮倍數(shù)的影響

　　循環(huán)水濃縮倍數(shù)是反映和控制循環(huán)水系統(tǒng)運(yùn)行的一個(gè)重要綜合性指標(biāo)。提高循環(huán)水濃縮倍數(shù)不僅可以降低補(bǔ)充水量、節(jié)約水資源；降低排污水量、減少對(duì)環(huán)境的污染和廢水處理量；還可以減少水處理劑及殺生劑的消耗量、降低水處理成本。

我廠循環(huán)水濃縮倍數(shù)≥4，在這個(gè)范圍內(nèi)能保證循環(huán)水的補(bǔ)水和排污控制在一個(gè)合理范圍，達(dá)到節(jié)約用水的目的。在正常范圍，保證各系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行；濃縮倍數(shù)過(guò)高時(shí)，首先增大排污，如果濁度很高需要同時(shí)加大補(bǔ)水量以使?jié)饪s倍數(shù)逐漸恢復(fù)到正常范圍。自三個(gè)循環(huán)系統(tǒng)投加次氯酸鈉以來(lái)，濃縮倍數(shù)一直控制在4以上，既滿足生產(chǎn)指標(biāo)控制，也做到了節(jié)水的目的。次氯酸鈉的投加增加了水中離子的含量，但并未引起水質(zhì)很大波動(dòng)。

　　5、結(jié)論

　　次氯酸鈉的消毒效果好，投加準(zhǔn)確，操作安全，使用方便，易于儲(chǔ)存，對(duì)環(huán)境無(wú)毒害、不產(chǎn)生第二次污染。這些特性決定它在今后的循環(huán)水處理中使用范圍會(huì)越來(lái)越廣，加上微生物對(duì)次氯酸鈉無(wú)抗藥性，可以連續(xù)使用。在使用次氯酸鈉作為殺菌劑時(shí)，定期的投加非氧化性殺菌劑可以更好的避免微生物抗藥性的產(chǎn)生，更加有利于循環(huán)水的水質(zhì)處理。