摘要:2007年8月邢台市回用水厂完成了复合二氧化氯设备的安装与调试,实现了对处理后的水进行消毒回用,复合二氧化氯消毒剂具有广谱高效、快速持久、安全无毒、二次污染少等优点,消毒后的水达到了回用水(市政杂用、冲厕、工业冷却等)水质标准。
关键词:消毒剂 复合二氧化氯消毒设备 中水回用 消毒性能
一、城市污水处理后消毒的必要性
城市污水处理系统的主要目的是去除有机物以及氮磷,减少排出水的需氧量,防止排入水体的富营养化,对于减少或消除导致病微生物仅仅是一个附带结果,虽然城市污水经过各种设施后,可以去除部分病原体。但为确保公共卫生,常规污水处理厂一定要在二级处理后的出水进行消毒,因此消毒系统就显得非常重要。
二、邢台市回用水厂消毒剂的选用
很多化学药品和物理作用都是很好的消毒剂,如热、阳光、氯、过锰酸钾、二氧化氯、臭氧和紫外线等都是有效的消毒剂。目前常用的氯消毒、二氧化氯和紫外线消毒。加氯是比较便宜且灵活的消毒方法,主要缺点是产生有机氯等有毒物质,对水生生物有影响;紫外消毒具有操作容易、运行管理简单、消毒时间短等优点,但是功率消耗和灯泡消耗大;由于二氧化氯具有杀菌力强,价格低廉使用方便等优点,成为当今世界上使用最多应用最广泛的一种杀菌剂。对水处理系统中的水池、设备和水管中的藻类、铁细菌和硫细菌等均有很好的去除效果,这有利于设备的长期运转,考虑到生产的成本问题,选取氯酸盐制取复合二氧化氯。
三、复合二氧化氯消毒设备概述
1、特点、用途和使用范围
我厂购置的是复合二氧化氯发生器H2000-10000,每小时有效产氯量为10000克,采用化学负压曝气工艺,以氯酸钠和盐酸为原料制备以二氧化氯为主、氯气为辅的混合消毒液,可以用于饮用水、医院污水、及城市污水处理后的消毒;工业循环冷杀菌灭藻;工业废水脱色、除臭或去除还原污染成分。采用的是高精密度电磁计量泵、数字式控制器,保持最佳的温度和理想的工作状况,并且能非常便利地实现自动控制和远程监控。
2、使用化学原料及要求:
盐酸:应符合国家标准《GB320—93工业合成盐酸》的要求,严禁使用废酸,尤其是含有机物,油脂及氢氟酸的工业副产酸。
氯化氢含量≧31%
密度:1160g/l(20度)
清澈:淡黄色液体,无固体残渣
配置的氯酸钠溶液:
氯酸钠:应符合国家标准《GB1618—1995工业用氯酸钠》一等品的要求
浓度:33%(将氯酸钠与水按1:2重量比混合)
密度:1260g/l (20度)
清澈:无固体残渣
3、流程示意
水射器
水池 电接点压力表 动力水管
余氯检测 单向阀 二氧化氯
发生器 二氧化氯
氯气 盐酸 计量泵 氯酸钠 计量泵
4、管路及设备组成、反应机理和工作原理
4.1管线包括动力水管81m,加药管130m;设备主要有:一台8m3盐酸储备罐,一台8m3氯酸钠原料罐,三台二氧化氯发生器,三只发射器及一套余氯仪表。
4.2 反应机理:NaClO3+2HCL=H2O+0.5CL2+CLO2+NaCL
4.3工作原理
由计量泵将氯酸钠溶液和盐酸溶液按一定的比例输入到反应器中,在一定的温度和负压条件下进行充分反应,产生出以二氧化氯为主氯气为辅的混合产物,经水射器与动力水充分混合后形成消毒液后,投入被消毒的水中。
4.3.1水射器:是根据射流原理而设计的一种抽气元件,当动力水经过水射器时,其内部产生负压,外部气体在压差作用下被吸入水射器,从而实现抽气,被吸入的二氧化氯在此与水混合,形成消毒液。
4.3.2电接点压力表:电接点压力表是保护设备安全运行的部件,当水射器前端水压低于设定值,水射器不能正常工作,该表控制进料泵停止进料,以确保设备安全运行。
4.3.3余氯在线监测仪:随时监测在线水中的余氯值,并输出脉冲或毫安信号控制二氧化氯发生器的频率来控制二氧化氯的投加量。
三、中水回用
二氧化氯发生器产生的气体是以二氧化氯为主氯气为辅的混合产物,与动力水结合形成消毒液后,投入水中,可去除水中大量的病原微生物,对细菌、藻类和浮游植物有良好的杀灭及失活作用,能氧化腐殖酸、有机酸及难闻的硫化物,从而减轻水的异味。由于目前的中水主要用于市政杂用水、园林绿化、冲厕、工业冷却水等,它们的水质标准大体上是相同的。下面就九项指标进行比较。
中水与回用水水质比较 单位:mg/l 项目 消毒后的水 杂用水 工业冷却水循环 浊度 4 10 5 SS 8 10 30 CODcr 45 50 75 BOD5 7.5 10 10 NH4+-N 17 20 氯化物 300 350 300 总硬度 350 450 453 PH 6.8—7.8 6.5—9.0 6.5-9.0 游离余氯 大于0.2 大于0.2 0.1-0.2 可见,这套设备的投入使用大大改善了中水回用水质,使中水的各项指标达到回用水水质。现在中水已用于园林绿化、市政杂用水、用户冲厕,目前已经和邢台电厂签定了每日供水4万吨的意向书,管道正在铺设中。
四、复合二氧化氯消毒性能及存在问题
CLO2作为氯的替代品,表现出极大的潜力,具有高效广谱的杀菌能力,持久的作用效果以及与水中有机物不生成卤代烃等诸多优点。
4.1广谱性:二氧化氯消毒剂可以灭杀一切微生物,包括细菌繁殖体、细胞芽孢、真菌、分枝杆菌和肝炎病毒、各种传染病毒菌等。其对微生物的杀菌机理为:二氧化氯对细胞壁有较强的吸附穿透力,可有效地使氧化细胞内含琉基的酶,快速的抑制微生物蛋白质的合成来破坏微生物。对于水处理系统的水池,设备和水管中的藻类、异氧菌、铁细菌和硫细菌都有很好的消除效果,这对水处理设备的长期运转是很有益的。
4.2 快速、持久。 二氧化氯溶于水后,基本不与水发生化学反应,也不以二聚或多聚状态存在。它在水中的扩散速度与渗透能力都比氯快,特别在低浓度时更突出。试验表明,0.5ppm的ClO2在12小时内对细菌的杀灭率保持在99%以上异养菌,作用时间长达24小时杀菌率才下降为86.3%。
4.3无二次污染:二氧化氯的消毒能力和氧化能力远远超过氯气,不会像氯气那样生成对人体有害的有机卤化物和三卤甲烷(致癌物质)。能有效的破坏酚、硫化物、氰化物等有害物质。二氧化氯消毒剂具有无毒、无害、消毒后的水果、蔬菜不用清洗便可直接食用的众多优点。