張俊杰

摘 要：根據(jù)《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB5749-85）的規(guī)定：在自來水供水系統(tǒng)中，無(wú)論水源是地表水還是地下水，消毒被確認(rèn)為是最基本和最重要的處理環(huán)節(jié)，是保證人民生活用水安全的基本措施。所以，消毒是水處理工藝中最重要的環(huán)節(jié)之一，其運(yùn)行的好壞將直接影響出廠水的質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：二氧化氯；消毒；供水行業(yè)

一、二氧化氯消毒系統(tǒng)

根據(jù)國(guó)內(nèi)對(duì)二氧化氯的試驗(yàn)研究，發(fā)現(xiàn)二氧化氯具有以下優(yōu)點(diǎn)：1、與有機(jī)物反應(yīng)不會(huì)生成三鹵甲烷和四氯化碳；2、對(duì)鐵、錳有一定的去除效果；3、可降低出廠水的嗅閾值（如不產(chǎn)生氯酚臭味等）；4、對(duì)細(xì)菌、大腸菌的殺菌效果不低于氯；5、不會(huì)與氨氮反應(yīng)（氯與氨氮反應(yīng)生成氯胺，降低了消毒效果）。以下著重對(duì)二氧化氯的消毒機(jī)理以及水處理中的具體應(yīng)用作初步探討。

該系統(tǒng)由二氧化氯發(fā)生器、分配器、中心控制系統(tǒng)、計(jì)量泵、余氯檢測(cè)、酸鹽儲(chǔ)槽和化鹽槽，配合高精度流量傳感器、電動(dòng)閥門等組成了二氧化氯消毒自動(dòng)控制系統(tǒng)。由南京環(huán)?？萍脊旧a(chǎn)的CPF—3000E 型復(fù)合式二氧化氯發(fā)生器、分配器組成CLO2消毒液制備環(huán)節(jié)，以氯酸鹽水溶液和鹽酸為原料，采用負(fù)壓曝氣工藝，制備出以二氧化氯為主氯氣為輔的復(fù)合消毒液，獨(dú)立設(shè)計(jì)的控制柜采用高可靠性可編程控制器PLC的智能型數(shù)字控制技術(shù)，并采用觸摸式控制面板和人機(jī)對(duì)話界面全數(shù)字顯示，可根據(jù)出廠水流量及余氯含量等工況參數(shù)實(shí)現(xiàn)水體溫度、計(jì)量泵頻率、消毒液投加量、動(dòng)力水壓力等自動(dòng)控制，同時(shí)可實(shí)現(xiàn)動(dòng)力水欠壓報(bào)警、投加消毒液上下限報(bào)警、系統(tǒng)運(yùn)行故障報(bào)警、系統(tǒng)自動(dòng)停機(jī)等。在以PLC控制器為中心的控制柜中含有多個(gè)數(shù)據(jù)串行I/O口，用于接受外部數(shù)據(jù)模擬信號(hào)，同時(shí)系統(tǒng)提供RS—485數(shù)據(jù)通訊接口，以便實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)與上位機(jī)或我廠調(diào)度控制中心進(jìn)行數(shù)據(jù)交換通訊功能。

二、二氧化氯消毒的具體應(yīng)用

我廠采用的RJ系列二氧化氯發(fā)生器特點(diǎn)：由供料系統(tǒng)、反應(yīng)系統(tǒng)、反沖洗系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、真空吸收系統(tǒng)、安全系統(tǒng)、殘夜自動(dòng)處理系統(tǒng)組成。采用KZQ-200標(biāo)準(zhǔn)型控制器，CPU模塊化控制。具有反沖洗裝置，反應(yīng)器可隨時(shí)、自動(dòng)的進(jìn)行反沖洗工作，防止反應(yīng)器內(nèi)有結(jié)晶或雜志的出現(xiàn)，。采用水壓報(bào)警系統(tǒng)，當(dāng)動(dòng)力水欠壓時(shí)，設(shè)備自動(dòng)停機(jī)。為了充分延長(zhǎng)原料反映的時(shí)間，提高二氧化氯含量和原料轉(zhuǎn)化率，國(guó)內(nèi)同行業(yè)唯一采用五級(jí)反應(yīng)器，原料在反應(yīng)器的反應(yīng)時(shí)間為1.95小時(shí)，五級(jí)分質(zhì)式反應(yīng)器，原料總轉(zhuǎn)化率≥90%，二氧化氯占總有效率的70-80%?？刂葡到y(tǒng)采用西門子PLC，系統(tǒng)設(shè)置時(shí)有冗余，選用彩色觸摸屏操作，控制屏顯示動(dòng)態(tài)工藝流程，畫面生動(dòng)，內(nèi)容豐富，直觀反映工藝控制系統(tǒng)流程。密碼設(shè)定，可使主管領(lǐng)導(dǎo)充分了解設(shè)備使用情況，各工藝參數(shù)的修改。適時(shí)顯示設(shè)備產(chǎn)出量，依據(jù)設(shè)備加藥量的變化設(shè)備產(chǎn)出量隨之變化。實(shí)現(xiàn)并保存設(shè)備運(yùn)行故障檢測(cè)記錄，操作人員可隨時(shí)了解并排除故障。設(shè)備具有多項(xiàng)自動(dòng)控制方式選擇，有準(zhǔn)確的4-20mA輸入口，將溫度控制、頻率調(diào)節(jié)、流量控制、控制以及邏輯控制集為一體，使設(shè)備更具人性化，極大方便用戶的選擇?？蓪?shí)現(xiàn)流量控制、余氯控制或流量+余氯復(fù)合環(huán)控制。配有通訊接口，可實(shí)現(xiàn)二氧化氯設(shè)備PLC控制柜與中控室系統(tǒng)集中PLC控制柜的雙向通訊及綜合數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳于控制，與多種通訊協(xié)議可實(shí)現(xiàn)兼容，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。

根據(jù)我廠生產(chǎn)實(shí)際及以往的消毒工藝情況，研究使用二氧化氯發(fā)生器配合適合我廠生產(chǎn)工藝的控制柜及相應(yīng)的應(yīng)用軟件，并對(duì)輔助配套電子流量計(jì)、余氯傳感器、脈沖泵及電動(dòng)閥門用于過程數(shù)據(jù)的采集與控制，系統(tǒng)根據(jù)生產(chǎn)能力及出廠水流量、余氯參數(shù)自動(dòng)調(diào)節(jié)和控制二氧化氯的投加量，使出廠水符合生活飲用水的要求。

二氧化氯發(fā)生器消毒系統(tǒng)作為新生代消毒工藝手段，由于不但具有在飲用水處理過程中現(xiàn)場(chǎng)制備、既制既用、直接注入供水系統(tǒng)的特點(diǎn)，有效的避免了有害氣體的大量存放和遠(yuǎn)距離運(yùn)輸，從根本上排除了液氯消毒工藝中時(shí)時(shí)存在的氯氣泄露、爆炸、中毒事故等重大安全隱患。由于該系統(tǒng)具有的逆向裝置，提高了兩種原材料在整個(gè)反應(yīng)流程中的最大濃度反應(yīng)推力，使原材料的轉(zhuǎn)化率達(dá)85%以上，降低了系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)用，并采用全程正壓注入方式，使帶壓系統(tǒng)壓力達(dá)8kg/cm2，無(wú)須另設(shè)置動(dòng)力設(shè)備和動(dòng)力水源，使消毒系統(tǒng)更加簡(jiǎn)單方便，同時(shí)二氧化氯發(fā)生器消毒系統(tǒng)具有以下特點(diǎn)：1、與有機(jī)物反應(yīng)不會(huì)生成三鹵甲烷和四氯化碳；2、對(duì)鐵、錳有一定的去除效果；3、可降低出廠水的嗅閾值（如不產(chǎn)生氯酚臭味等）；4、對(duì)細(xì)菌、大腸菌的殺菌效果不低于氯；5、不會(huì)與氨氮反應(yīng)（氯與氨氮反應(yīng)生成氯胺，降低了消毒效果）；6、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、余氯控制精度高，能耗低；7、消毒成本較原有液氯消毒的成本大為降低；8、采用多重安全技術(shù)使系統(tǒng)達(dá)到極高的安全水平。

三、二氧化氯消毒的應(yīng)用效果

自我廠使用二氧化氯發(fā)生器代替液氯消毒后，不但從根本上排除了泄露、爆炸的重大安全隱患，而且解決了冬季低溫給消毒工藝帶來的不利因素，大大提高了消毒工藝的可靠性。我廠源水是由七礦礦尾水、水庫(kù)地表水和水廠排污水共同組成，源水中有機(jī)物含量（主要是氨氮和亞硝酸鹽）較高，投加的氯與水中氨氮進(jìn)行反應(yīng)，生成氯氨，降低了消毒效果。同時(shí)，氯與水中的有機(jī)物反應(yīng)生成三鹵甲烷、四氯化碳、氯酚等化合物，使水廠生產(chǎn)的自來水中帶有酚臭和泥腥味，給居民生活帶來不便。在使用二氧化氯消毒系統(tǒng)后，水體中有機(jī)物反應(yīng)不生成三鹵甲烷、四氯化碳，大大降低了出廠水的嗅閾值（如不產(chǎn)生氯酚臭味等），使用至今，從未發(fā)生一起因消毒原因而引起細(xì)菌和大腸菌群的失格，同時(shí)，水中三鹵甲烷、四氯化碳等含量均低于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，徹底去除了水中的酚臭和泥腥味，提高了飲用水的感官質(zhì)量。

四、結(jié)束語(yǔ)

該項(xiàng)目在我廠的成功推廣、改進(jìn)和使用，為國(guó)內(nèi)水處理行業(yè)的消毒工藝開創(chuàng)了先例，由于其具有的安全、高效、投資少、運(yùn)行成本低、自動(dòng)化程度高的特點(diǎn)，可以廣泛推廣應(yīng)用于大中型水處理行業(yè)。