电解盐水制次氯酸钠对饮用水消毒效果影响的研究

DOI:10.16525/j.cnki.14-1362/n.2017.12.21总第144期2017年第12期Totalof144No.12，2017绿色发展收稿日期：2017-05-26第一作者简介：万建信（1986—），男，山东莱阳人，工程师，硕士研究生，研究方向：电厂化学水处理。电解盐水制次氯酸钠对饮用水消毒效果影响的研究万建信，尹国枫，王赫然，王艾格，潘艺昌（青岛双瑞海洋环境工程股份有限公司，山东青岛266101）摘要：通过对比其他消毒方式，采用电解盐水法获得的消毒剂次氯酸钠对水体进行消毒，并进行菌落杀灭效果分析，得出相关结论。关键词：饮用水；次氯酸钠；消毒效果中图分类号:TE992文献标识码：A文章编号：2095-0748（2017）12-0048-02现代工业经济和信息化ModernIndustrialEconomyandInformationization引言饮用水消毒是保障饮用水安全的重要过程。中国目前日常生活用水大多取自于城市周围的河流和湖泊的地表水，经由自来水处理厂的处理后通过城市供水管网输送到用户使用[1]。饮用水消毒主要是对地表水采用进行理化、生化的方式去除固体颗粒物并杀死水体中危害较大的病原微生物并杀死水体中的病原微生物，恢复水的清洁。目前国内饮用水消毒的方式有很多，主要包括氯消毒法、臭氧消毒法、液氨消毒法和紫外线消毒法等方式[2]。臭氧消毒法和紫外线消毒法在饮用水处理方面局限性较大，且成本较高，一般很少在处理大规水体时使用。氯消毒法液氨消毒法类似，应用时间较早是一种快速、相对廉价的消毒方式，消毒法消毒效果和持续时间都非常不错。但是近年来发现，这几种消毒法容易产生消毒副产物（DBPs）形成一种THMs的致癌物质[3]。本文所采用的是通过电解法产生次氯酸钠对水体进行消毒，具备了氯系消毒剂的优秀消毒能力的同时，能够有效地减少副产物的生成。1电解盐水工艺流程1.1电解盐水装置整个电解装置由清水泵、多级化盐池、碱处理池、酸处理池、电解槽、成品储罐和给料泵等组成。清水由水泵通入，并将成品粗盐投入化盐池中，进行化盐操作。取末级化盐池上层清液通入碱化池，并加入一定量的NaOH和Na2CO3用以除去清盐水中的Ca2+和Mg2+，然后控制PH在4.5左右。此操作可以有效地提高阳极电解池的电解效率，并减少后续工艺中电解槽的隔膜堵塞情况延长电解槽的使用寿命[4]。进过碱化池的盐水加入一定量的盐酸中和多余的碱，同时通入一定量清水稀释，调节盐水浓度在3%~5%左右，再通入电解槽电解，成品储存在槽罐中。具体流程如图1。1.2工艺原理电解盐水消毒是利用电解产物次氯酸钠的强氧化性对细菌微生物的强氧化作用，抑制细菌表面蛋白形成并杀死细菌，而抑制细菌表面蛋白形成，同时也抑制细菌的繁殖。电解盐水工艺中，次氯酸钠是在电解槽中通过阳极的电子转移发生电解形成。具体电极反应如下[5]。电解阳极的反应：2Cl-→Cl2↑+2e。电解阴极的反应：2H2O+2e→H2↑+2OH-。总反应：NaCl+H2O→H2↑+NaClO。2消毒副产物控制在饮用水的消毒工艺中，水体中的有机物和消毒剂的混合时很容易形成副产物三卤甲烷，这种副产物有很强的致癌性。随着人们对这种副产物的研究深入，现代饮用水处理过程中，副产物的控制也成软化水器软化水箱软化水泵喷射器电解槽次氯酸钠溶液溶盐箱自来水图1电解盐水制次氯酸钠工艺流程图2017年第12期了必不可少的一环。2.1前体物质控制[6]前体物质指的是消毒前水体中的有机物。中国水体污染较为严重，绝大多数地表水体中有机物的含量超标，这些有机物是形成致癌副产物的重要因素。目前，对有机物的去除主要是采取加入混凝剂、强氧化法和生物预处理法。2.2消毒剂选择次氯酸钠与利用氯消毒不同，普通的氯消毒不仅产生较多的余氯，危害人体健康同时与前提物质结合的能力更强。本文电解产生次氯酸钠能够明显的减少副产物的生成量，达到相关控制标准[7]。同时，在采用次氯酸钠消毒的同时可以结合臭氧消毒、紫外线消毒等方式组合减少副产物形成。2.3总量控制尽管采取对前体物质和消毒剂的选择等方式进行控制，副产物还是或多或少的存在并超过相关标准。近些年来，膜技术的应用为分离致癌副产物提供了路径。但是，膜分离法操作相对复杂成本较高，应用相对还不成熟。采用活性炭吸收法，可以有效地去除一部分副产物并节约相关成本。3对微生物的杀灭效果分析为研究次氯酸钠对水体微生物细菌的杀灭效果，以实验室用大肠杆菌为例，分析大肠杆菌在样液中的生存情况，并作分析。3.1采样方式取大肠杆菌接种在培养基上进行培养，在培养箱中（30℃）24h后取出，制成样菌悬液，测定菌株总数。分别配制2mg/L，4mg/L，6mg/L，8mg/L的次氯酸钠样液10mL四组，每组三支。取已经测定的菌株数的大肠杆菌样液5mL分