【詳細(xì)說明】
給水用二氧化lv發(fā)生器消毒的探討- 水行業(yè)資訊充分發揮，水工業(yè)市場二氧化lv發(fā)生器,給水消毒,應(yīng)用探討。
摘要: 對應(yīng)用于給水消毒中的二氧化lv發(fā)生器的制備工藝成就、控制方式重要方式、以及運(yùn)行管理等進(jìn)行了探討，認(rèn)為目前一些水廠在二氧化lv發(fā)生器的使用上仍存在著一些誤區(qū)系統，對在水廠中合理應(yīng)用二氧化lv器提出了建議非常重要，旨在促進(jìn)二氧化lv在我國水廠的推廣使用。
lv氣作為一種成熟的消毒劑已有百年的應(yīng)用歷史空間廣闊，但近年來由于源水水質(zhì)的惡化營造一處，lv化消毒所引發(fā)的環(huán)境健康問題以逐漸引起人們的重視。為解決這一問題知識和技能，自七十年代以后取得顯著成效，lv化消毒的替代品研究逐漸深入，二氧化lv就是其中*的替代物之一實現。鑒于二氧化lv*的消毒優(yōu)勢不容忽視，目前歐洲已有數(shù)千家水廠采用二氧化lv作為消毒劑，美國也有400余家水廠在消毒工藝中增加了二氧化lv方便。我國飲水處理廠在二氧化lv的應(yīng)用方面基礎上，起步較晚，發(fā)展也較慢應用領域，從九十年代以后保持競爭優勢，二氧化lv發(fā)生器才開始在一些中小型水廠中加以應(yīng)用。目前為改善水廠lv消毒所帶來的一些問題發展機遇，二氧化lv發(fā)生器的應(yīng)用已逐漸引起人們的關(guān)注長效機製，一些新建水廠已開始直接選用二氧化lv發(fā)生器取代加lv機(jī)，另外一些存在lv消毒問題的老水廠也在考慮用二氧化lv對lv氣進(jìn)行改造全技術方案。本文在這種趨勢下對二氧化lv發(fā)生器在我國水廠中應(yīng)用的問題進(jìn)行探討分享。
1 二氧化lv制取工藝的探討
二氧化lv性質(zhì)活潑，不易貯存和運(yùn)輸信息化，目前國內(nèi)外飲水使用二氧化lv都采用現(xiàn)場制備的方式方式之一，能現(xiàn)場制備二氧化lv的裝置叫做二氧化lv發(fā)生器。通常水廠使用的二氧化lv發(fā)生器都采用化學(xué)反應(yīng)的原理進(jìn)行制備新型儲能，根據(jù)采用原料的不同創新能力，可分為亞lv酸鈉工藝和lv酸鈉工藝。
1.1 lv酸鈉工藝
采用lv酸鈉和鹽酸為原料進(jìn)行反應(yīng)範圍，反應(yīng)式如下：
NaClO3 + 2HCl = ClO2 + 1/2Cl2 + NaCl + H2O
由上式可以看出求得平衡，在二氧化lv產(chǎn)生的同時還有約占二氧化lv產(chǎn)量一半的lv氣發(fā)生，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本工藝中二氧化lv的有效轉(zhuǎn)化率一般只有50%左右至關重要，并且受到反應(yīng)溫度和鹽酸濃度的影響提供深度撮合服務。要提高二氧化lv的轉(zhuǎn)化率，必需保持較高的反應(yīng)溫度（約70OC）和加大鹽酸的過剩量的發生，但這同時又會導(dǎo)致lv氣產(chǎn)率的提高組成部分，使反應(yīng)產(chǎn)物中lv氣的含量增大。這個矛盾在穩(wěn)定態(tài)二氧化lv的工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)上狀態，可以通過多級加溫技術節能，空氣逆向逐級吹脫的方式來富集二氧化lv，但在水廠應(yīng)用的小型二氧化lv設(shè)備（小于10kg/h）上廣泛認同，則很難解決國際要求。
由于lv氣的大量存在，嚴(yán)格講已經(jīng)失去了二氧化lv投加的zui基本的意義鍛造，即降低水中三lv甲烷的含量重要部署。并且由于lv酸鈉的轉(zhuǎn)化率在實(shí)際運(yùn)行中通常不足50%，這使得當(dāng)投加量較高時工具，水中剩余的ClO3— 的濃度較高智慧與合力。正是以上諸多原因，在國外有關(guān)水廠二氧化lv應(yīng)用的資料中重要的角色，還未有上述lv酸鈉工藝的報(bào)道開放要求。
在我國，目前以lv酸鈉工藝為基礎(chǔ)的二氧化lv發(fā)生器仍是市場上的主導(dǎo)產(chǎn)品之一平臺建設，并在許多水廠中得以運(yùn)行服務機製。其主要是由于以下兩方面的原因。
1） 我國對應(yīng)用于水廠的二氧化lv發(fā)生器使用，從設(shè)備選型大幅拓展、產(chǎn)品檢驗(yàn)、設(shè)計(jì)規(guī)范到處理水質(zhì)更加堅強，都還沒有統(tǒng)一的國家標(biāo)準(zhǔn)與時俱進。對二氧化lv的使用仍不規(guī)范。多數(shù)使用二氧化lv的水廠初步建立，在設(shè)備檢驗(yàn)和出水檢測上仍使用與lv氣相同的指標(biāo)綜合運用，如有效lv、余lv等的方法。
2） 由于我國經(jīng)濟(jì)總體水平還處于發(fā)展中國家的水平實事求是，運(yùn)行成本仍是目前水廠工藝選型的主要制約因素。以制取1kgClO2來計(jì)持續，亞lv酸鈉法的成本約為30元，lv酸鈉法約20元。相差近1倍產品和服務。這也是lv酸鈉法得以廣泛使用的主要原因之一應用擴展。
對二氧化lv發(fā)生器的應(yīng)用評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，zui終將會以處理水的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)增多。lv酸鈉工藝由于其本身的工藝缺陷活動上，在應(yīng)用上會受到很大的限制。
1.2 亞lv酸鈉工藝
亞lv酸鈉工藝常見的反應(yīng)原理有以下兩種：
1） 5NaClO2 + 4HCl = 4ClO2 +5NaCl +2H2O
2） 2NaClO2 + Cl2 = 2ClO2 + 2NaCl
反應(yīng)式1是一個自氧化還原反應(yīng)進一步推進，亞lv酸鈉既是氧化劑又是還原劑導向作用，鹽酸是酸化劑。因此應用的選擇，理論上有20%的亞lv酸鈉被還原成NaCl真正做到，如果以亞lv酸鈉轉(zhuǎn)化為二氧化lv為有效轉(zhuǎn)化來計(jì)，其zui高有效轉(zhuǎn)化率只有80%創新延展。但從產(chǎn)物中二氧化lv的實(shí)際收率來看強化意識，通常可以達(dá)到95%以上基本情況。反應(yīng)式2中lv氣作為還原劑參與反應(yīng)現場，使亞lv酸鈉的有效轉(zhuǎn)化率理論上可達(dá)到*，在產(chǎn)物中力量，二氧化lv純度同樣可達(dá)到95%以上我有所應。
一． 亞lv酸鈉加鹽酸工藝
該工藝具有工藝簡單，不需要加溫深入實施，設(shè)備容易操作及維護(hù)至關重要，產(chǎn)物中二氧化lv純度高等優(yōu)點(diǎn)。是國外小型二氧化lv發(fā)生器常用的反應(yīng)原理研究進展。如德國的Prominent無障礙、ALLDOS美國的F&P公司都有相應(yīng)的產(chǎn)品，我國采用亞lv酸鈉產(chǎn)生二氧化lv的發(fā)生器也都以此工藝為基礎(chǔ)快速融入。
從水廠的應(yīng)用實(shí)踐來看認為，本工藝主要存在以下的不足。
1） 為達(dá)到95%的高產(chǎn)率增強，鹽酸應(yīng)過量良好。使出口藥液的pH值小于1。
2） 由于鹽酸的需要量大品牌，以一個5萬t的水廠為例大幅拓展，當(dāng)二氧化lv的投加量為1ppm時，鹽酸（濃度為25%）的日消耗量為300kg可以使用。因此進入當下，對中型以上的水廠采用此工藝紮實，鹽酸的儲備需占用一定的空間。
二．亞lv酸鈉加lv氣工藝
工藝流程見下圖：
據(jù)國外資料顯示新體系，國外水廠中以此工藝為基礎(chǔ)的發(fā)生器的應(yīng)用約占70%投入力度。而國產(chǎn)設(shè)備在水廠中的應(yīng)用還未見報(bào)道，這主要是由于以下兩方面的原因：
1） 我國目前二氧化lv的應(yīng)用仍主要集中在中小型水廠不難發現，尤其是縣級左右的小水廠貢獻法治，二氧化lv的需要量一般在300-1000g/h上下。對這部分水廠空間載體，操作簡單高質量，使用安全是選擇二氧化lv的主要因素，而該工藝所含有的加lv系統(tǒng)無疑會增加系統(tǒng)的復(fù)雜程度重要組成部分，加大設(shè)備投資和管理水平流程，因此對中小型水廠來說，該工藝并無優(yōu)勢有力扭轉。
國外二氧化lv廠商多數(shù)也是加lv機(jī)的生產(chǎn)商上高質量，因此在設(shè)備配套和系統(tǒng)集成上比較容易。
而對國內(nèi)二氧化lv生產(chǎn)廠商則還不具有這方面的優(yōu)勢廣度和深度。因此在這方面的開發(fā)還比較落后深入交流。
2） 但從二氧化lv在水廠尤其是大中型水廠進(jìn)行推廣使用的前景來看，此工藝則具有非常大的應(yīng)用優(yōu)勢加強宣傳。
首先臺上與臺下，從反應(yīng)式2可以看出，用lv氣取代鹽酸技術發展，提高了亞lv酸鈉的有效轉(zhuǎn)化率集聚效應，降低了運(yùn)行成本。并且重要手段，避免了濃鹽酸在儲存互動講、輸送及投加過程中對操作環(huán)境的影響。更容易實(shí)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行的自動化程度像一棵樹。
其次過程中，本工藝可以根據(jù)實(shí)際需要單獨(dú)投加lv氣，或單獨(dú)產(chǎn)生二氧化lv能運用。能zui大限度的適應(yīng)水廠水源水質(zhì)的變化要求達到。對一些水廠，尤其是以地表水為水源的水廠不可缺少，通常水質(zhì)隨季節(jié)的變化而變化蓬勃發展，當(dāng)處于豐水期時水質(zhì)較好，這時采用lv氣消毒即可達(dá)到處理要求積極回應，而在枯水期或由于其他原因造成的水質(zhì)變差時重要性，再使用二氧化lv進(jìn)行消毒又進了一步，可取得*的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益。
第三多元化服務體系，隨著我國標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的健全註入了新的力量，二氧化lv在我國大型水廠的應(yīng)用必將得到推廣。但對已建有lv氣消毒的水廠來說更多可能性，就存在著是設(shè)備改造還是設(shè)備更新的問題。本工藝可以在原有的設(shè)備基礎(chǔ)上足夠的實力，增加一些簡單的設(shè)施就可達(dá)到以上二氧化lv和lv氣靈活使用的目的緊迫性，因此，具有很大的使用價(jià)值更適合。
另外高效，采用此工藝生成的二氧化lv產(chǎn)物的pH值接近中性∫嘏渲酶母?？梢暂^長時間保存體系，而不發(fā)生歧化反應(yīng)，可以通過中間儲存箱實(shí)現(xiàn)一臺設(shè)備帶動產業發展，多個投加點(diǎn)的復(fù)雜情況責任製。如圖所示。
從以上對二氧化lv發(fā)生器的分析比較中可以看出倍增效應，我國現(xiàn)在在二氧化lv的應(yīng)用上還存在著很多問題規則製定。對二氧化lv發(fā)生裝置的認(rèn)識和評價(jià)還不完善，對作為評價(jià)基礎(chǔ)的指標(biāo)體系還未建成優化服務策略。
2 二氧化lv在水廠應(yīng)用中自動化控制的探討
與投加lv氣不同關規定，lv氣投加只是單一藥劑的定量投加，自動化程度的高低只會影響量的準(zhǔn)確與否兩個角度入手。而二氧化lv則是通過兩種藥劑的現(xiàn)場反應(yīng)來制取建強保護，要想準(zhǔn)確投加，必須對兩種藥劑進(jìn)行計(jì)量生產效率、準(zhǔn)確配比才能實(shí)現(xiàn)使命責任。否則，會因?yàn)榕浔炔划?dāng)而引起二氧化lv產(chǎn)率降低創新延展，副產(chǎn)物比率增加強化意識。降低消毒效果。嚴(yán)重時基本情況，會出現(xiàn)單藥劑投加而*失去消毒效果并污染水質(zhì)現場。
從國外的應(yīng)用來看，二氧化lv發(fā)生器的運(yùn)行都采用自動化控制力量。通程接?？煞譃楣に囎詣踊刂坪驮O(shè)備運(yùn)行自動化控制不負眾望。這兩者通過一個控制系統(tǒng)來完成。其中工藝自動化是指通過外部信號（如處理水流量調解製度、剩余二氧化lv濃度等）對投藥量進(jìn)行控制精準調控，以求達(dá)到zui適的投加量。而設(shè)備運(yùn)行自動化是指關(guān)于設(shè)備本身正常運(yùn)行的自動化控制應用的因素之一，包括兩種藥劑的自動配比解決、故障自動報(bào)警及事故自動處理等。
我國目前二氧化lv發(fā)生器在水廠中應(yīng)用的自動化程度還較低敢於監督，一些中小型水廠的二氧化lv發(fā)生器的運(yùn)行還*采用手動標(biāo)定兩種藥液滴數(shù)來計(jì)量幅度，*無法控制二氧化lv的產(chǎn)量和投加量。二氧化lv發(fā)生器是集物料計(jì)量重要的作用、現(xiàn)場反應(yīng)貢獻，定量投加于一體的消毒設(shè)備。設(shè)備的自動化程度直接關(guān)系到二氧化lv在產(chǎn)物中的產(chǎn)率穩中求進，以及消毒水中副產(chǎn)物的殘留濃度統籌。因此，筆者認(rèn)為協同控製，在我國水廠推廣二氧化lv應(yīng)用時振奮起來，應(yīng)改變以往片面重視設(shè)備投資的觀點(diǎn)，應(yīng)重視設(shè)備本身自動化的程度利用好，結(jié)合具體水源的特點(diǎn)選用合理的控制方式等地，才能取得*的處理效果和經(jīng)濟(jì)效益。
3 二氧化lv使用方式的探討
所謂的二氧化lv使用方式尤為突出，主要是指二氧化lv的投加點(diǎn)和投加量規定。二氧化lv作為強(qiáng)氧化劑和消毒劑，其性能要高于lv氣空間載體。因此高質量，二氧化lv可以作為水廠的單一消毒劑。但當(dāng)考慮到不同消毒劑的特性及經(jīng)濟(jì)因素時重要組成部分，二氧化lv和其他消毒劑的聯(lián)合使用往往會取得更佳的處理效果和更低的處理成本流程。
一般二氧化lv作為單一消毒劑時，投加點(diǎn)應(yīng)在過濾之后勃勃生機，并應(yīng)在進(jìn)入清水池前保證與原水的充分混合助力各業。投加量一般應(yīng)控制在2ppm之內(nèi)。對一些污染嚴(yán)重的水源和諧共生，單獨(dú)采用二氧化lv消毒質生產力，會使投加量上升至3-5ppm，如在寧夏某水廠的應(yīng)用實(shí)踐表明技術交流，單獨(dú)使用二氧化lv消毒時先進的解決方案，要滿足出水衛(wèi)生指標(biāo)合格的投加量平均為4.1ppm拓展。這一方面增加了水廠的制水成本，另外也大大增加了消毒后出水中剩余亞lv酸根的含量宣講活動。因此在這種情況下不斷進步，采用兩種消毒劑聯(lián)合投加會取得*的處理效果。常見的這種組合消毒工藝如下圖所示效率。
作者認(rèn)為圖中工藝流程對某些污染較重的水源具有較大的推廣價(jià)值規模，這個工藝具有以下兩大優(yōu)點(diǎn)。一是二氧化lv在混凝前與混凝劑同時投加講道理，不僅可以通過氧化作用去除水中能產(chǎn)生三鹵甲烷前體物（如腐殖酸和黃腐酸等等）非常完善，還可以改善膠體顆粒帶電性能，從而達(dá)到助凝作用全面革新。使沉淀、過濾的處理效率得到提高情況正常。預(yù)氧化投加二氧化lv的量一般控制在0.5-1.0ppm行業分類。二是濾后投加lv氣作為消毒劑，用來控制水中的細(xì)菌學(xué)指標(biāo)提高鍛煉。lv氣的投加量可以降低發展邏輯，不僅zui大程度減少了水中三鹵甲烷的形成量，也可保證水中余lv持續(xù)的殺菌活力有所提升，操作檢測簡單聽得進，運(yùn)行費(fèi)用低。
４ 合理使用二氧化lv發(fā)生器的幾點(diǎn)建議
1） 應(yīng)建立對二氧化lv發(fā)生器性能的綜合評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)先進水平，規(guī)范二氧化lv發(fā)生器的產(chǎn)品市場便利性。
2） 應(yīng)制定適合于二氧化lv消毒的水質(zhì)檢驗(yàn)指標(biāo)，降低二氧化lv發(fā)生器在使用中產(chǎn)生的消毒副產(chǎn)物水平重要平臺。
3） 對大型水廠（尤其以地表水為水源的水廠）深刻認識，應(yīng)大力推廣以lv氣+亞lv酸鈉工藝為主的二氧化lv制備技術(shù)。
