浅议次氯酸钠在水厂的应用

作者：张强

来源：《现代经济信息》 2018年第5期

消毒作为净水工艺的最后一道处理工序，在保障饮用水安全上是必不可少的。而目前应用于水质消毒的主要方式有投加液氯、二氧化氯、次氯酸钠、臭氧及紫外线消毒等。

目前，液氯消毒仍然是大多数水厂常用的消毒方法。但由于氯的生产和运输均属于危险危害品，近年来国家管控越来越严。虽然各个水厂都会制定相应的安全操作规程及管理制度，但仍然不能完全杜绝氯气泄漏所带来的生产隐患。基于以上种种原因，公司在考察相关水厂的技术改造及市场后，毅然决定在全公司各个水厂陆续将液氯投加改为次氯酸钠投加，从源头上消除了液氯投加所带来的安全隐患。

一、概况

唐山市自来水公司净水厂是一座地表水厂，水源地为陡河水库。分为一期、二期两套水处理工艺，分别于1989年和1993年建成供水，期间二期工艺在2007年进行了工艺和设备的现代化改造，总设计供水能力20万m3/d。由于建设时期较早，水厂仍采用的是常规处理工艺，一直以来，都是以液氯消毒最为主要的消毒方式，主要应用于原水预处理和滤后水消毒。在综合考虑制水的安全性、制水成本、运行操作等相关问题后，公司开始在各个水厂都进行了次氯酸钠投加的改造工程。

二、次氯酸钠的消毒机理及其优越性

1. 次氯酸钠的消毒机理

次氯酸钠属于高效的含氯消毒剂。它的消毒作用主要包括次氯酸的作用、新生氧的作用和氯化作用。次氯酸的氧化作用是含氯消毒剂的主要杀菌机理。含氯消毒剂在水中形成次氯酸，作用于菌体蛋白质。次氯酸不仅可与细胞壁发生作用，且分子小，不带电荷故可侵入细胞发生氧化作用或破坏其磷酸脱氢酶致细胞死亡。

2. 次氯酸钠消毒的优越性

高效：消毒效果与液氯相差不大，且具有持续消毒能力。

安全：对环境无毒无害，无泄漏或爆炸危险。

3. 次氯酸钠消毒的其它作用

(1) 通过氧化作用去除铁和镁

(2) 通过氧化作用与滤池配合去除锰

(3) 将H2S转化为H2SO4，有效去除水中硫化氢臭味( 尤其是地下水源)。

三、消毒工艺的改造

本次工艺改造利用原有生产车间，对原管路和设备都进行了更新改造。

1. 储药罐

由于次氯酸钠具有腐蚀性，所以储药罐选择的是深色耐腐蚀的PE 材质的储药罐。此外，次氯酸钠的存储应避光、通风、密闭，改造时，在车间新增两台换气扇，定时开启。并对门窗进行了改造，加窗帘遮阳，用以缓解次氯酸钠的衰减。

2. 加药装置

水厂的次氯酸钠投加分为前加氯和滤后加氯。管路分为两条，根据水厂的设计投加量，采用了四台美国米顿罗的隔膜计量泵，及相应的背压阀、安全阀、Y 型过滤器、手动球阀、自来水冲洗管路等附件组成了一用一备的加氯装置。

3. 管路

此次对原加氯管路进行了重新铺设，室内加氯装置采用的是UPVC连接，室外均采用的是热熔PPR管。同时对原加氯管沟进行了加深、加固，防止暴露在外。

四、次氯酸钠消毒存在的问题及对策

1. 贮料池防腐：储料罐应采用耐腐蚀的PE 材质。砼池子环氧防腐处理，在实际使用中会与次氯酸钠发生反应，砼池壁要考虑防强碱性涂料。尤其避免采用金属材质。

2. 在次氯酸钠设备使用过程中发现泵隔膜的紧固螺母开裂、脱落，已致药液严重腐蚀泵体。大于50L的计量泵相继出现单向阀漏液的问题，结合厂家更换各种等级的耐腐蚀的O型圈，均没有解决问题。后采用PVC材质的阀体代替原厂PVDF的材质阀体，使问题得到解决。

3. 溶液中若含有微量的铁离子，就可使有效氯下降，因此在实际生产中应尽量减少铁与次氯酸钠的接触，多使用塑料管道及储存容器。化工企业生产的次氯酸钠，重金属含量往往超标，因此，应使用饮用水消毒专用食品级次氯酸钠溶液。

4. 管路结垢现象：结垢的形成是次氯酸钠与管道中的水分或水蒸气水解反应产生的NaOH及原溶液中过量的碱。次氯酸钠投加量小，在管道内停留时间长，NaOH比重较大，有一定的粘度，较容易附着在管道表面，形成结垢，在投加点尤其严重。环境温度越低，结垢越容易形成，原因是NaOH在低温下容易形成过饱和，形成晶体析出。

各水厂发现投加管道堵塞时，曾尝试在计量泵出口处增加动力水稀释，增加流量，结果发现适得其反，堵塞更加严重。

五、成本比较

同样出厂水余氯含量时，液氯与次氯酸钠投加运行成本如下：

1. 液氯的成本分析

99%的液氯市场价约为5000元/吨，折合成有效氯的单价约为5100元/吨。

2. 次氯酸钠的成本分析

10%的次氯酸钠市场价约为1100元/吨，折合有效氯的单价约为11000元/吨。

次氯酸钠的投加成本约为液氯的2倍。( 均不计人工、设备和用电成本)。

六、结语

次氯酸钠消毒与液氯消毒相比具有比较大的优势，逐步得到各自来水厂的应用。

1. 它具有广谱高效的消毒效果，其消毒能力与氯气相近；

2. 产品形态为低浓度液态，不属于危险品范畴，安全可靠，避免了氯气存在的有毒气体泄漏、危险品运输等安全隐患；

3. 从投加量上看，投加比较准确，操作安全方便，易于储存；

4. 从成本上看，次氯酸钠的投加成本较高；

5. 从生产上看，次氯酸钠与液氯相比减少了水体中的消毒副产物，更能保证水质安全；

6. 次氯酸钠对水质的其他指标影响不大，但是会引起PH的轻微升高。

综上所述，采用次氯酸钠溶液消毒，无论从理论分析，还是从实践经验来看，虽成本升高很多但安全性足以得到保证，其取代液氯消毒已经成为一种趋势。