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循环水次氯酸钠消毒方案

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2020年4月19日
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循环水消毒次氯酸钠方案
1、概述
循环水系统是以水作为冷却介质，由换热设备、冷却设备、水泵、管道、过滤器等组成，并循环使用的一种给水系统，随着水的蒸发水中的含盐量和杂质增加，给异样菌提供了生长环境，加之用水装置在冷换过程中由于泄漏产生的泄漏物，给异样菌生长繁殖也提供了环境，这些细菌、真菌和藻类的繁殖给循环冷却水系统带来了危害，诱发金属腐蚀、结垢，使得系统传热效率降低，对冷换设备及供水管网的安全运行构成了威胁，使循环水浓缩倍数进一步升高，循环水系统因菌藻类问题导致的腐蚀结垢加剧，因此控制异样菌个数在指标范围内是循环水装置的主要任务。由于异样菌超标对生产有着严重危害，当前循环水装置异样菌控制的主要方式有：(1)经过投加氧化性杀菌剂次氯酸钠进行微生物控制，控制微生物繁衍，防止污泥大量产生。(2)经过投加非氧化性杀菌剂配合次氯酸钠投加来控制微生物的繁殖。(3)定期清除塔池积泥。
2、常见几种消毒工艺
当前，水消毒的方式来，有传统的液氯、二氧化氯消毒及近几年发展的紫外线、臭氧消毒，下面国内几种消毒工艺综合的比较：
附表1：
国内几种消毒工艺综合比较一览表
序号
消毒工艺
设备投资
运行成本
制造成本
运转维修
消毒效果
1
液氯消毒
最低
较低
试剂成本低
操作简单
速度慢
2
二氧化氯消毒
略高于液氯
较高
较高
较高
速度快
3
紫外线消毒
高于臭氧
一般
主要耗电
维修费高
速度快
4
臭氧消毒
液氯5倍
高
高
设备复杂
最好

尽管液氯相比其它最为经济，可是，由于氯气运输、管储方面的不安全；氯气等气体的极强扩散性对环境存在毒害作用，游离氯的高活性同许多有机物容易形成诸如三氯甲烷、四氯化碳、二恶因等一类致癌的氯代有机化合物，造成环境的第二次污染。为了保证安全使用液氯，国家强制规定使用液氯必须进行安全评价及取得使用许可证才可进购和使用，故而，液氯消毒使用受到越来越多限制。

3、次氯酸钠介绍
次氯酸钠能够杀灭一切微生物，在水处理行业是一种高效无毒的杀菌灭藻剂，具有消毒、除异味、除生物粘泥等作用。产品一般为10％有效氯浓度液体：淡黄色，有少量刺激性气味，清澈透明，易溶于水，比重为1.18。
次氯酸钠分子式是NaClO，属于强碱弱酸盐，是一种能完全溶解于水的液体，是一种非天然存在的强氧化剂，属于高效、广谱、安全的强力杀菌剂，在杀菌效果方面与氯气相当，但它不像氯气会发生卤代反应而被某些有机物所消耗，也不像氯气等杀菌剂有剧毒，不会对操作人员造成直接伤害，故从安全角度考虑，在杀菌剂的选用上应优先选用次氯酸钠。次氯酸钠作为一种杀病毒药剂，它同水的亲和性很好，能与水任意比互溶，不存在液氯等药剂的安全隐患，且消毒效果被公认为和氯气相当。由于其消毒效果好，投加准确，操作安全，使用方便，易于储存，对环境无毒害，不存在跑气泄漏，因此能够在任意工作状况下投加。同时，高浓度的次氯酸钠液体还能够用于剥离设备及管道上附着的沾泥。次氯酸钠的灭菌原理主要是经过它的水解形成次氯酸，次氯酸再进一步分解形成新生态氧，新生态氧的极强氧化性使菌体和病毒的蛋白质变性，从而使病源微生物致死。根据化学测定，次氯酸钠的水解受PH值的影响，当pH超过9．5就会不利于次氯酸的生成。而绝大多数水质的pH值都在6—8．5，对于PPM级浓度的次氯酸钠在水里几乎是完全水解成次氯酸，其效率高于99．99％。其过程可用化学方程式简单表示如下：
NaCIO +H20 _÷HCIO +NaOH
2HCIO_+2HC1+O2 ↑
次氯酸在杀菌、杀病毒过程中，不但可作用于细胞壁、病毒外壳，而且因分子小，不带电荷，可渗透人菌(病毒)体内与菌(病毒)体蛋白、核酸、和酶等发生氧化反应，从而杀死病原微生物。
R—NH—R +HCIO — R2NCl+H20
同时，氯离子还能显著改变细菌和病毒体的渗透压使其丧失活性而死亡。就运行成本而言，采用次氯酸钠消毒的运行成本费用是很低的。次氯酸钠同氯气成本相比大约为1．05：1，基本持平。

4、液氯消毒和次氯酸钠消毒实例比较
以银川市第五污水处理厂为例，建设总规模为20万吨/日，服务面积44平方公里，服务人口42万人。一期建设规模为5万吨/日，投资1.2亿元，工艺采用卡鲁塞尔 氧化沟，设计进水水质为BOD5≤180 mg/l、 CODcr＜450 mg/l、SS≤200 mg/l、 NH3-N≤35 mg/l、TP≤5.0 mg/l，出水水质达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918- ）的一级B标准，出水消毒设计采用液氯消毒，工程于 4月开工建设， 11月建成，运行以来出水水质各项指标达到设计标准，只有粪大肠菌指标超标，主要因进购液氯需要安全评价及许可证规定，一直未能实施正常的消毒处理。
为此，结合银川市其它几座污水处理厂消毒改造经验， 实施次氯酸钠消毒工艺改造，现就液氯消毒和次氯酸钠消毒投资和运行成本进行比较如下：
附表2：
银川市第五污水处理厂液氯消毒投资设施一览表
序号
设施
规格
单位
数量
投资（万元）
备注
1
加氯间
框架
m2
169
53.40

2
真空加氯机
加氯40kg/h
台
2
22.25

3
自动切换器
CCU
台
1
4.45

4
液氯报警器
加氯量0kg/h
台
1
3.56

5
氯吸收系统
D3+,0~2mg/L
套
1
10.91

6
氯瓶
LP8001T
个
10
4.20

7
电子称
Q=50m3/h
台
2
2.00

8
PLC控制
LP10-1
台
1
11.42

9
电动起重机
3T*5*6m
台
1
3.21

10
安装及配件

30.06

合计

145.46

附表3：
银川市第五污水处理厂次氯酸钠消毒设施一览表
序号
设施
规格
单位
数量
投资（万元）
备注
1
加氯间
框架
m2
169
53.40
利用原有
2
聚乙烯储罐
20立方米卧式
台
1
4.37

3
隔膜计量泵
GM0120
台
2
1.4

4
PLC控制
LP10-1
台
1
11.42
利用原有
5
安装及配件

3.5

合计

74.09

注：若非改造项目，新设装置费用还能降低50%。新增一套次氯酸钠系统费用约35万元。

附表4：
银川市第五污水处理厂次氯酸钠消毒和液氯消毒成本一览表
消毒方式
单价（元/吨）
投加量（g/ 吨）
万吨水投加成本（元/万吨）
液氯

10~15
200~300
次氯酸钠
1200
20~30
240~360
5、次氯酸钠消毒工艺及操作要求
5.1工艺流程

流程说明：槽车卸料— 贮液罐体—计量泵— 投加点
5.2次氯酸钠投加操作
1）循环水循环水量60000m³/h，加氯量按控制指标0.1-0.5mg/l，液氯投加量每小时20-50kg，10%次氯酸钠投加量每小时40-100kg。
2）操作注意事项
确认次氯酸钠储罐阀门、液位计完好；依次打开次氯酸钠贮罐出口阀，输送泵进出口阀，检查管道是否有泄漏现象，如泄漏应通知机修车间立即处理；启动次氯酸钠输送泵，调节输送泵流量调节装置至合适流量；定时巡检：观察输送泵运行是否正常，输送管道是否有泄漏，贮槽液位是否正常，当贮槽液位接近贮槽出口管液位时，应立即停泵防止输送泵干运转。
5.3次氯酸钠操作安全要求
1）操作人员必须戴好防护面具、橡胶手套，穿好耐酸服、靴子；附近有足够连续的冲洗水源，否则禁止操作。
2）次氯酸钠卸车，当车停稳后，要求槽车熄火，准确地连接好次氯酸钠卸药管道并检查确定连接牢固，并将冲洗水开启并拉至卸车附近，开启槽车出口阀； 在卸次氯酸钠过程中，随时注意次氯酸钠贮罐的液位，防止罐满后溢流；
3）安全应急，皮肤接触：脱去污染的衣物，用大量流动清水冲洗；眼睛接触：提起眼睑，用流动清水或生理盐水冲洗并就医；吸入：迅速脱离现场至空气新鲜处，保持呼吸道通畅；输氧或立即进行人工呼吸；食入：饮足量温水，催吐并就医。