二氧化氯消毒在供水行业中的应用
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作者: 张俊杰
摘 要：根据《生活饮用水卫生标准》（GB5749-85）的规定：在自来水供水系统中，无论水源是地表水还是地下水，消毒被确认为是最基本和最重要的处理环节，是保证人民生活用水安全的基本措施。所以，消毒是水处理工艺中最重要的环节之一，其运行的好坏将直接影响出厂水的质量。
关键词：二氧化氯；消毒；供水行业
一、二氧化氯消毒系统
根据国内对二氧化氯的试验研究，发现二氧化氯具有以下优点：1、与有机物反应不会生成三卤甲烷和四氯化碳；2、对铁、锰有一定的去除效果；3、可降低出厂水的嗅阈值（如不产生氯酚臭味等）；4、对细菌、大肠菌的杀菌效果不低于氯；5、不会与氨氮反应（氯与氨氮反应生成氯胺，降低了消毒效果）。以下着重对二氧化氯的消毒机理以及水处理中的具体应用作初步探讨。
该系统由二氧化氯发生器、分配器、中心控制系统、计量泵、余氯检测、酸盐储槽和化盐槽，配合高精度流量传感器、电动阀门等组成了二氧化氯消毒自动控制系统。由南京环保科技公司生产的CPF―3000E 型复合式二氧化氯发生器、分配器组成CLO2消毒液制备环节，以氯酸盐水溶液和盐酸为原料，采用负压曝气工艺，制备出以二氧化氯为主氯气为辅的复合消毒液，独立设计的控制柜采用高可靠性可编程控制器PLC的智能型数字控制技术，并采用触摸式控制面板和人机对话界面全数字显示，可根据出厂水流量及余氯含量等工况参数实现水体温度、计量泵频率、消毒液投加量、动力水压力等自动控制，同时可实现动力水欠压报警、投加消毒液上下限报警、系统运行故障报警、系统自动停机等。在以PLC控制器为中心的控制柜中含有多个数据串行I/O口，用于接受外部数据模拟信号，同时系统提供RS―485数据通讯接口，以便实现系统与上位机或我厂调度控制中心进行数据交换通讯功能。
二、二氧化氯消毒的具体应用
我厂采用的RJ系列二氧化氯发生器特点：由供料系统、反应系统、反冲洗系统、控制系统、真空吸收系统、安全系统、残夜自动处理系统组成。采用KZQ-200标准型控制器，CPU模块化控制。具有反冲洗装置，反应器可随时、自动的进行反冲洗工作，防止反应器内有结晶或杂志的出现，。采用水压报警系统，当动力水欠压时，设备自动停机。为了充分延长原料反映的时间，提高二氧化氯含量和原料转化率，国内同行业唯一采用五级反应器，原料在反应器的反应时间为1.95小时，五级分质式反应器，原料总转化率≥90%，二氧化氯占总有效率的70-80%。控制系统采用西门子PLC，系统设置时有冗余，选用彩色触摸屏操作，控制屏显示动态工艺流程，画面生动，内容丰富，直观反映工艺控制系统流程。密码设定，可使主管领导充分了解设备使用情况，各工艺参数的修改。适时显示设备产出量，依据设备加药量的变化设备产出量随之变化。实现并保存设备运行故障检测记录，操作人员可随时了解并排除故障。设备具有多项自动控制方式选择，有准确的4-20mA输入口，将温度控制、频率调节、流量控制、控制以及逻辑控制集为一体，使设备更具人性化，极大方便用户的选择。可实现流量控制、余氯控制或流量+余氯复合环控制。配有通讯接口，可实现二氧化氯设备PLC控制柜与中控室系统集中PLC控制柜的双向通讯及综合数据远传于控制，与多种通讯协议可实现兼容，实现远程监控。
根据我厂生产实际及以往的消毒工艺情况，研究使用二氧化氯发生器配合适合我厂生产工艺的控制柜及相应的应用软件，并对辅助配套电子流量计、余氯传感器、脉冲泵及电动阀门用于过程数据的采集与控制，系统根据生产能力及出厂水流量、余氯参数自动调节和控制二氧化氯的投加量，使出厂水符合生活饮用水的要求。
二氧化氯发生器消毒系统作为新生代消毒工艺手段，由于不但具有在饮用水处理过程中现场制备、既制既用、直接注入供水系统的特点，有效的避免了有害气体的大量存放和远距离运输，从根本上排除了液氯消毒工艺中时时存在的氯气泄露、爆炸、中毒事故等重大安全隐患。由于该系统具有的逆向装置，提高了两种原材料在整个反应流程中的最大浓度反应推力，使原材料的转化率达85%以上，降低了系统的运行费用，并采用全程正压注入方式，使带压系统压力达8kg/cm2，无须另设置动力设备和动力水源，使消毒系统更加简单方便，同时二氧化氯发生器消毒系统具有以下特点：1、与有机物反应不会生成三卤甲烷和四氯化碳；2、对铁、锰有一定的去除效果；3、可降低出厂水的嗅阈值（如不产生氯酚臭味等）；4、对细菌、大肠菌的杀菌效果不低于氯；5、不会与氨氮反应（氯与氨氮反应生成氯胺，降低了消毒效果）；6、系统结构简单、余氯控制精度高，能耗低；7、消毒成本较原有液氯消毒的成本大为降低；8、采用多重安全技术使系统达到极高的安全水平。
三、二氧化氯消毒的应用效果
自我厂使用二氧化氯发生器代替液氯消毒后，不但从根本上排除了泄露、爆炸的重大安全隐患，而且解决了冬季低温给消毒工艺带来的不利因素，大大提高了消毒工艺的可靠性。我厂源水是由七矿矿尾水、水库地表水和水厂排污水共同组成，源水中有机物含量（主要是氨氮和亚硝酸盐）较高，投加的氯与水中氨氮进行反应，生成氯氨，降低了消毒效果。同时，氯与水中的有机物反应生成三卤甲烷、四氯化碳、氯酚等化合物，使水厂生产的自来水中带有酚臭和泥腥味，给居民生活带来不便。在使用二氧化氯消毒系统后，水体中有机物反应不生成三卤甲烷、四氯化碳，大大降低了出厂水的嗅阈值（如不产生氯酚臭味等），使用至今，从未发生一起因消毒原因而引起细菌和大肠菌群的失格，同时，水中三卤甲烷、四氯化碳等含量均低于国家标准，彻底去除了水中的酚臭和泥腥味，提高了饮用水的感官质量。
四、结束语
该项目在我厂的成功推广、改进和使用，为国内水处理行业的消毒工艺开创了先例，由于其具有的安全、高效、投资少、运行成本低、自动化程度高的特点，可以广泛推广应用于大中型水处理行业。
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