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二氧化氯在工业冷却水处理中的实际应用-自动化

2013-05-30 01:39

 

摘要：本文以二氧化氯的消杀特性和实际应用为依据，全面介绍了二氧化氯在工业循环冷却水处理中的投加方式、投加量、处理费用及投加操作等使用方法和经验，为二氧化氯在工业循环冷却水处理中的推广应用提供有实用价值的参考意见。
关键词：二氧化氯 水处理 冷却水
 
　　近几年来，二氧化氯（CLO2）由于其优良的消杀特性 [1]以及发生成本也在不断下降， 因此越来越引起各 行各业水处理厂家的重視，实际使用单位也越来越多。实际使用 结果表明：用二氧化氯作工业循环冷却水处理的杀生剂，无论在 效果上、操作上、安全上及费用上都有取代氯系杀生剂和非氧化 性杀生剂的趋势。我们根据实际应用的资料和经验，把二氧化氯 在循环冷却水处理中的实际应用作一概括性的介绍。
　　1 二氧化氯的投加方式
　　由于二氧化氯（CLO2 ）杀菌果好、持续作 用时间长，因此通常可采用定期投加的方式。实际应用的跟踪试 验表明：投加二氧化氯后最大杀菌率常常在投加后的1~3天时出现 。实验室试验中，二氧化氯维持99%以上异养菌杀菌率的天数有时 达到5天左右。二氧化氯投加周期和投加量与系统状况、浓缩倍数 、水温、所用水处理剂及水体中还原性物质的多少等有关。通常 二氧化氯的投加周期为3~5天，长的也有达到一周的。投加量大， 投加周期就可以长一些。
　　二氧化氯 不仅能强力杀菌，而且控制藻类和粘泥也十分有效，这是氯气消 毒所不能比拟的。二氧化氯作冲击性投加主要用于剥泥和迅速扭 转水质恶化的状况，这方面也常常比在非氧化性杀菌剂（如烷基 二甲基季铵盐——1227等）高出一筹。
　　当二氧化氯作为主杀生剂投加时，可以定期或不定期地辅以 投加少量氯气来增强协同消杀作用，减少杀生剂用量和维持余氯 。在氯源紧张、价高的地区也可不辅加氯气，而全部用二氧化氯 作杀生剂。

　　二氧化氯作为辅助杀生 剂投加的情况，主要用于氯源价廉易得可作为日常主杀生剂的地 区。当加氯后效果不明显或加不上氯时，可以定期或不定期辅加 二氧化氯以控制水质恶化或维持杀生效果。
　　二氧化氯与氯同时或交替使用不仅费用上可有明显的节 约，而且可以获得更好的杀生效果，还可以削弱微生物的抗药性 以及减少水体中三卤甲烷（THM）等致癌物质的生成量，提高排水 的安全性。
　　2 二氧化氯的投加量
　　二氧化氯的投加量也与诸多因素 有关，如系统状况、投加周期、泄漏进系统的还原性物质等。一 般情况下，定期投加用于正常性杀菌处理时，二氧化氯的投加量 约为0.4~0.6mg/L,若折合成含2%CLO2的稳定性二氧化 氯溶液——简称“商品液” 则为20~30mg/L，投加周期长，投加 量也相应提高。例如3天投加一次时，CLO2商品液投 加量为25mg/L若改为5~6天投加一次，则投加量要达到50mg/L。当 辅以投加氯气时二氧化氯投加量可视加氯量大小而作相应的减少 。
　　当水质恶化，微生物大量繁殖时，可以 定期（如几周或1个月一次）加量或冲击性投加二氧化氯，投加量 通常在0.6~1.2mg/L CLO2左右,折合成CLO2商品液为30~60mg/ L。由于二氧化氯优异的杀菌灭藻性能以及实际使用时表现出来的 优良的控制生物粘泥的作用，使二氧化氯可以全部或大部分取代 价格高、用量大的非氧化性杀生剂，这类杀生剂作冲击性投加时 ，其商品投加量常常在100 mg/L以上。
　　3 二氧化氯的杀生效果
　　(1) 扬子石化和齐鲁石化公司的几个循环冷却水 处理厂，在夏季采用3天投加一次CLO2商品液20mg/L ，每月一次投加CLO2商品液60mg/L，细菌总数一般维 持在103个/mL左右，处理效果非常显著。
　　(2)某化工总厂30 吨合成氨循环冷却水处理，原来以CL2杀菌为主，当 水质恶化时，即使每班投加75mg/LCL2,余氯仍常常达 不到指标；于是再冲击性投加1227阳离子表面活性剂，投加量高 达100mg/L但效果仍旧很差，即使频繁投加1227，余氯还是不达标 而费用骤增。后改用每月冲击性投加CLO2商品液30mg /L，每班再辅以投加10mg/L的CL2，余氯即可达标， 细菌数也由原来的106个/mL下降到103个 /mL，到第5天时异养菌杀菌率还维持在99%以上。
　　(3) 某 合成氨厂3天一次投加二氧化氯，每次投加商品液35mg/L，连续投 加4次后停药一段时间，夏季停1周，冬季停4周，如此循环投加， 细菌总数可控制在105个/mL以下。
　　(4) 某石化公司烷基苯厂 隔周投加一次CIO2商品液70mg/L，隔周投加一次季胺 盐类杀生剂50~100mg/L，二者交替使用，细菌总数可控制在103~104个/mL。
　　(5) 某石化总厂2.5 万吨/年C5分离装置循环水厂停车前进行清洗剥离操作，冲击性投 加CIO21.7~2.0mg/L,在基本不排污的情况下循环24小 时。投药前循环水浊度5mg/L，C5112mg/L，总铁0.4m g/L 投药24小时后浊度上升到35mg/L，总铁53.6mg/L,水体明显变 浑，可见二氧化氯的除铁、清洗剥泥效果很明显。
　　二氧化氯在国外一些冷却水系统中的使用方法与 处理效果可参阅文献[1]和文献[2].
　　由上述可见，对于不同的处理目的和要 求及不同的系统状况，通过现场调整，可以设计出适合本系统的 杀生剂最佳投加方案，达到既取得明显处理效果又节约费用的目 的。
　　4 费用核算
　　目前水处理用 含2% 的CLO2稳定性二氧化氯溶液价格在10元/公斤左 右，液氯的平均价格上升到约3元/公斤，但于二氧化氯投加量少 、投加周期长，并可取代价格达12元/公斤左右的1227等非氧化性 杀生剂，因此在取得相同效果的情况下所需费用就明显减少。
　　作冲击性投加时，每千吨保有水量的CLO2 商品液投 加量为30~60kg,费用为300~600元/千吨；而1227的投加量为100kg /kt,费用为1000~1200元/千吨，因此用二氧化氯杀生可节约费用5 0~75%。对于合成氨厂，由于使用二氧化氯作冲击性投加或辅助投 加，日常的加氯量可减少50~70%，加氯周期可延长一倍左右，这 样也可节约50~75%的液氯。
　　对于石 化厂，每千吨保有水量按每月一次投加二氧化氯商品液20 kg/kt, 每月共计投加240 kg/ktCLO2商品液，费用为2400元/ 千吨 .月。扬子石化烯烃厂循环冷却水处理按此方案投加，细菌 总数控制在103个/mL左右，每年费用约16万元；而原 来CL2与1227作杀生剂，每年费用为21万元。改用CIO 2后节支23%。上述每年千吨水量的处理费用若改用我厂生产的二 氧化氯发生器[3]，则每月费用仅为100元/千吨 .月 。 （科教作文网http://zw.NSEaC.com编辑发布）
　　某石化厂供水车间循环冷却水处 理原来每日投加CL240kg，每二周投加1227计500kg，每月费用为1 .38万元。改用二氧化氯后，每月CLO2商品液投加量 为1200kg，按8元/公斤计，每月费用为0.96万元，可节支0.42万 元/月，年节支5万元。
　　当前专家们 都认为控制微生物仍然是化肥厂和炼油厂水处理的关键，特别是 在采用碱性水处理剂配方时。而用二氧化氯作这类冷却水的杀生 剂特别有效，而且费用上也比用CL2和1227经济得多 。
　5 投加操作
　　由于二氧化氯投加量少、加注时间短、投加周期长 ，相应地减少了总投加工作量，减轻了劳动强度。
　　稳定性二氧化氯商品溶液使用时需用活化剂活化15分钟后再投入 系统中。若在敞开的容器中活化与加注，会有大量CLO2气体逸散出来，不仅造成了损失、污染了环境，而且对操作人 员的上呼吸道有较强的刺激，有害于健康。美国规定空气中二氧 化氯允许排放限值为0.3mg/m3 ，短期接触限为0.9mg/m3。为了保障操作人员的安全与健康，保 护环境，我们专门开发生产了二氧化氯活化加注设备。可做到无 二氧化氯泄漏的情况下进行活化和将二氧化氯活化液迅速有效地 加注到系统中去，可以连续加注（如芜湖自来水公司），也可间 歇与冲击性加注（如在扬子石化公司），操作简便、安全可*，深 受用户欢迎。
　　6 余氯的现场测定
　　水体中二氧化氯剩余量的分析测 试方法与氯相同。当用连邻甲苯胺目视比色法时，同样浓度的CLO 2所产生的黄色比CL2的余氯颜色约浅一 半，故比色后要把余氯的读数乘以1.9[4]。
　　用亚铁DPD（N，D一二乙基一对苯二胺）目 视比色法可测定CL2，也可测定CLO2，二 者颜色深浅也相差近一倍。由于显色为鲜艳、稳定的红色，因此 目视比色结果更为准确，并且可较好地区分游离有效氯和结合有 效氯。随着二氧化氯的推广应用，这方面的现场测试仪器的开发 生产也显得十分迫切。