次氯酸钠发生器在小型水厂的应用与成本研究

CITYANDTOWNWATERSUPPLY·研究与探讨·城镇供水NO.1201477次氯酸钠发生器在小型水厂的应用与成本研究孙凝龚德洪（北京市自来水集团，北京100031）摘要：为探究次氯酸钠发生器的使用成本,通过大量试验,研究了次氯酸钠发生器的产氯量与用电量和用盐量的关系,确定了次氯酸钠发生器工作的最经济指标。关键词：次氯酸钠；盐水密度；产氯量；用电量概述在市场经济条件下，降低成本是企业发展的需要。为此，在满足饮用水消毒达到国家规定的标准前提下，我厂进行了次氯酸钠发生器的试验工作。通过研究次氯酸钠发生器的产氯量与用电量和用盐量的关系，和目前购买次氯酸钠溶液的成本相比较，确定了次氯酸钠发生器工作的最佳指标。目前自来水消毒方式主要是以氯消毒为主，其中液氯消毒虽然较为经济，消毒效果明显，但是它所带来的安全问题日益被人们所重视。氯气毒性极大，一旦发生氯气钢瓶泄漏甚至爆炸，将对人民的生命财产造成极大的危害。次氯酸钠现场发生技术以其突出的安全性能逐渐为越来越多的自来水厂所接受。首先，它具有广谱高效的消毒效果，其杀毒效率与氯相当。其次，产品方式为液态，低浓度，不属于危险品范畴，安全可靠，避免了氯气、二氧化氯等其他消毒工艺存在的气体泄漏、爆炸等安全隐患。1.次氯酸钠发生器概况１.1基本情况次氯酸钠现场发生系统是替代传统液氯消毒的一个安全而可靠的选择,我厂采用的由美国水环纯水务生产的ClorTec次氯酸钠制备系统，ClorTec系统可通过使用盐、水和电这三种普通的消耗品，来产生0.8％的次氯酸钠消毒液。该系统现场产生的次氯酸钠稳定、易于添加，且由于在处理过的水中停留的时间长、混合效果好，因此其损失到空气中的氯气少。１.2工艺流程次氯酸钠发生器系统如下图所示主要由溶盐装置，电解装置，电源装置，储液槽，软水器等组成。电解制氯系统的操作较为简单、便于操作,流程主要有以下几步:首先,进水流过软水器,以降低硬度,减少电极结垢,延长清洗间隔；其次,将盐溶解在软化水水槽内,形成浓盐溶液；经过稀释的盐溶液流经电解槽；随后,电解槽使用整流器提供的直流电流,将经过稀释的盐溶液电解为次氯酸钠溶液；然后,次氯酸钠溶液流入储罐；计量泵将次氯酸钠泵入消毒处理设施。最后,将该过程中产生的唯一的副产品氢气安全地排放到大气中。CITYANDTOWNWATERSUPPLY·研究与探讨·78城镇供水NO.120142.试验方案及结果分析２.1名词解释２.1.1有效氯浓度次氯酸钠溶液氧化能力的强弱用有效氯浓度定量表示,表示每升溶液所具有的氧化能力，相当于若干克质量的氯气在水中所具有的氧化能力(单位为g/L)。有效氯浓度等于溶液中呈正价态氯元素浓度的2倍。溶液中每含有1g次氯酸钠则含有效氯0.953g。化验方法：在含有碘化钾的酸性溶液中，次氯酸钠与碘化钾发生氧化还原反应，并释放出等量的碘，用硫代硫酸钠标准溶液滴定，根据硫代硫酸钠溶液的用量，计算次氯酸钠溶液的有效氯浓度。２.1.2电解电压次氯酸钠发生器在额定状态下工作时,把在电解槽阴阳极之间施加的直流电压称为电解电压。２.1.3额定电流使次氯酸钠发生器维持额定产率,在电解槽中流过的电解电流值称为额定电解电流。２.1.4盐水密度次氯酸钠发生器采用低浓度食盐水为电解液，采用重量法进行测定。２.2在电解时间一定时,盐水密度与次氯酸钠发生器的有效氯产量及用电量的关系通过调节饱和食盐水与软化水的比例，来获取电解槽内不同的盐水密度，其密度和浓度成正比，从而得到不同盐水密度时次氯酸钠产生量以及耗电量。表1及图1是次氯酸钠发生器电解2h的试验数据结果。从试验结果可以看出,在相同的电解时间内,用电量基本不变的情况下，产氯量随盐水密度的增大而增大,在不同盐水密度下,有效氯浓度不断增高,但是增加幅度比较小,而且在盐水密度在1.024以上有效氯浓度基本没有变化,说明盐水密度对有效氯浓度的影响不显著。２.3电解反应时间，盐水密度一定时，用电量与产氯量之间的关系用电量不同,作用在电解槽的直流电流也相应不同,表2为不同用电量下次氯酸钠溶液的有效氯浓度情况。表1不同盐水密度对发生器运行效果的影响盐水密度×103（kg/m3）产氯量（kg/m3）用电量（kWh）1.0156.62.91.0247.52.91.0367.72.91.0617.83.01.0647.83.11.0747.93.01.0883.1图1不同盐水密度对发生器运行效果的影响表2不同用电量对发生器运行效果的影响盐水密度×103（kg/m3）产氯量（kg/m3）用电量（kWh）1.0236.22.61.0246.72.81.0247.42.91.0257.53.11.0237.53.2图2不同用电量对发生器运行效果的影响由试验数据可知,随着电量的增大,电解槽内溶液中有效氯浓度有一定程度增加,同时说明