趙劍文

（白龍港污水處理廠，上海 201201）

1 引言

水務行業(yè)常用的消毒藥劑有液氯、臭氧和次氯酸鈉等。液氯雖然是一種高效率的消毒劑，但儲存運輸風險大，液氯系統(tǒng)經常需要設置泄漏報警回收系統(tǒng)和漏氯搶險設備，日常運行中維護成本高，且易造成安全事故。臭氧氧化能力雖然很強，但性能不穩(wěn)定，且不易儲存，只能就地生產，應用很有限，只適用于小型污水處理廠。而次氯酸鈉藥劑在現(xiàn)場投加方便，計量準確，操作簡單，很多水廠在后來的升級改造中都用次氯酸鈉來替代液氯等藥劑［1］。有文獻分析，江東水廠采用次氯酸鈉后，出水余氯的穩(wěn)定性更好，消毒副產物含量更低，并有一定的助凝效果，可降低石灰的投加量［2］。

次氯酸鈉藥劑是一種強堿性液體，具有氧化性，能與還原性物質發(fā)生化學反應。其親水性好，能與水以任意比例互溶，在水中分解成氯離子。氯離子能使病毒和病菌的細胞喪失活性，故次氯酸鈉被用作一種廣譜的、安全的消毒劑，廣泛應用于原水廠、自來水廠、供水管網和污水廠。大量的文獻資料已證明了次氯酸鈉作為消毒藥劑的優(yōu)越性［3-5］。2020 年年初新冠肺炎疫情發(fā)生后，各地水廠更是嚴格把控次氯酸鈉的投加量，做到有效地殺滅病菌和病毒，保障環(huán)境和人身的安全。

本文詳細分析了白龍港污水處理廠次氯酸鈉藥劑的使用情況，綜述了近6 年來次氯酸鈉在水務行業(yè)的應用情況，以期能夠為其他水廠的生產運行提供一定的經驗借鑒。

2 次氯酸鈉的應用

2.1 次氯酸鈉在原水廠的應用

次氯酸鈉應用于原水廠主要是為了消滅水中的微生物，防止在長距離運輸過程中產生大量的微生物和有毒物質，破壞原水的水質。

青草沙系統(tǒng)為上海市多區(qū)域提供優(yōu)質的長江水源，青草沙養(yǎng)護站內有一座陸域井，用于給管道投加次氯酸鈉消毒殺菌，在使用過程中發(fā)現(xiàn)加藥后管道很容易結垢。薛俊杰詳細分析了結垢原因、結垢成分和解決辦法，根據運行經驗提出一定要采用計量泵代替壓力水將次氯酸鈉加到投加系統(tǒng)中，或用軟化水對次氯酸鈉進行稀釋。同時針對投加設備的管道熱熔連接段交界處易腐蝕的現(xiàn)象，采用了更耐腐蝕的PVC-C 管材，這種管材不用進行熱熔連接，連接處自然不易產生腐蝕［6］。

超濾也常用于原水的凈化，可截留水中膠體大小的顆粒，即體積小于膜孔的物質，利用膜兩側的壓差作為驅動力。超濾在使用一段時間后，微生物易在膜表面形成一層黏泥，堵塞膜的孔隙，需采用反沖洗程序。反沖洗程序中常加入氫氧化鈉、次氯酸鈉、鹽酸，以達到堿洗、殺菌、酸洗的目的。實踐證明次氯酸鈉殺菌應單獨清洗，可延長反應時間，提高清洗效果［7］。南方某原水廠用PLC 來控制次氯酸鈉投加系統(tǒng)，監(jiān)控投加量和液位變化，當余氯不在設置范圍內就報警，上位機調整加藥量，保證出水余氯符合標準。次氯酸鈉具有易揮發(fā)的特性，該水廠發(fā)現(xiàn)在管道內殘留的不少藥劑濃度較低，實踐后提出在停用一段時間后需應急啟動，投加初期采用最大投加量，至管道中所有次氯酸鈉全更換后改為正常投加［8］。

2.2 次氯酸鈉在自來水廠的應用

《生活飲用水衛(wèi)生標準》（GB 5749—2006）提出生活飲用水中不得含有病原微生物，應進行消毒處理。次氯酸鈉是自來水廠的主要消毒劑，用來去除總大腸菌群數(shù)和其他病原微生物等。飲用水一直是社會關注的熱點，直接關系到居民的用水安全和生命安全，消毒環(huán)節(jié)不容出現(xiàn)任何閃失。

次氯酸鈉具有腐蝕性，存貯容器必須采用防腐材料。楊樹浦水廠摒棄常規(guī)的PE 儲罐，在混凝土池內敷設PVC 板材防腐，但施工方式和施工質量很難控制。該水廠將墻面用灰餅條分割成小區(qū)域，待灰餅條強度產生后，安裝PVC 板材，利用灰餅條的平整度來保證板材和混凝土結構間的連接緊密，同時也能降低單位面積液體對板材的擠壓［9］。

次氯酸鈉系統(tǒng)的自動化要求較高。為了提高次氯酸鈉投加系統(tǒng)的可控制性，近年來PLC 逐漸被應用于次氯酸鈉藥劑的投加系統(tǒng)中。PLC 能夠實現(xiàn)藥劑的閉環(huán)控制投加，只需在上位機設置參數(shù)和參數(shù)范圍，就能自動完成藥劑的可控投加。不少文獻詳細闡述了PLC 的設計及應用，對其他廠具有一定的借鑒作用［10-12］。

很多文獻指出管道內氣體對流量計影響較大。為了排除氣體對流量計計量的影響，很多水廠在運行過程中會增加管路排氣設計；在流量計后端增加水射器來帶走混雜氣體，提高藥劑流速，也能起到沖刷結垢和防止管道內液體結晶的作用［10］，也可用鹽酸對管道進行沖洗以解決結垢問題［13］。為了防止加藥間與藥劑投加點距離太遠導致流量不準確，可在投加點附近增加背壓閥保證流速穩(wěn)定。次氯酸鈉投加點應置于管道中心位置［13-14］。為防止密封件腐蝕，可采用乙丙橡膠作為材料［13］。

次氯酸鈉有較強的揮發(fā)性，為了有效降低次氯酸鈉因揮發(fā)導致濃度衰減的問題，姜建偉提出藥劑儲存間和投加間應采取避光降溫措施，可加裝空調，或采用水循環(huán)降溫［15］。

2.3 次氯酸鈉在供水管網中的應用

對于長距離供水，需在供水管網中途采取補氯措施。中途泵站根據進泵站流量投加次氯酸鈉藥劑，再根據出泵站余氯信號進行反饋修訂，確保飲水安全。投加點通常設置在進泵站管線到蓄水池之間［16］。

某水廠升級改造后采用紫外/次氯酸鈉聯(lián)合消毒工藝來替代液氯，并分析了消毒方式對水質的影響，對供水管網水質進行評估。試驗數(shù)據顯示，消毒后三鹵甲烷氯化副產物含量些許升高，游離氯濃度也些許升高，但仍能滿足供水管網要求，總有機碳和微生物含量下降，實踐證明了此種聯(lián)合消毒工藝的可靠性和實用性［17］。

2.4 次氯酸鈉在污水處理廠的應用

國家“水十條”規(guī)定敏感區(qū)域（重點湖泊、重點水庫、近岸海域匯水區(qū)域）城鎮(zhèn)污水處理設施應于2017 年年底前全面達到一級A 排放標準。其中，糞大腸菌群數(shù)需控制在低于1 000 個/L，傳統(tǒng)的紫外消毒工藝已無法滿足。紫外線殺菌存在嚴重的光復活現(xiàn)象，基本無法滿足出水糞大腸菌群數(shù)一級A 的標準。近幾年來次氯酸鈉消毒工藝逐漸在污水廠應用。由于次氯酸鈉具有氧化性，對出水中其他指標也有一定的去除效果，隨著其投加量增加出水中色度會降低，氨氮總氮指標也有稍許降低［18］。

白龍港污水處理廠于2020 年1 月1 日開始實行一級A 標準，出水消毒工藝采用紫外消毒/次氯酸鈉輔助消毒的工藝。在多年的紫外線消毒運行中發(fā)現(xiàn)，紫外線燈管需定期更換，使用一段時間后，殺菌效率會降低，甚至無法穩(wěn)定保證糞大腸菌群數(shù)達到二級指標，必要時必須采用次氯酸鈉輔助消毒工藝。一級A 提標工程中所有地塊均采用次氯酸鈉輔助消毒工藝。白龍港污水處理廠在出水進入紫外消毒池前投加次氯酸鈉，藥劑投加量控制在2 mg/L。多年運行經驗發(fā)現(xiàn)，次氯酸鈉系統(tǒng)在使用過程中存在很多問題。如次氯酸鈉藥劑投加系統(tǒng)一般使用約2 周就發(fā)生管路阻塞現(xiàn)象，2 個月就發(fā)生隔膜泵損壞，工作無壓力，導致次氯酸鈉滲漏至驅動箱，嚴重腐蝕箱體及驅動部件。此外，管路震動極大，管路接口處易脫膠、斷裂，流量計卡死，導致無法調節(jié)出藥量等。為保證次氯酸鈉藥劑的有效投加，對藥劑投加系統(tǒng)進行了改造。

針對次氯酸鈉管路堵塞現(xiàn)象，現(xiàn)場增加了反沖洗系統(tǒng)，在泵的入口加裝反沖洗壓力水，定期對管路進行沖洗，同時在進口管路上安裝排氣旁路，有效改善次氯酸鈉溶液的氣化過程，改造后可有效減緩管路結晶和氣化現(xiàn)象；針對藥劑計量不準確問題，現(xiàn)場用電子流量計取代原先的浮動流量開關；針對隔膜泵問題，根據系統(tǒng)實際壓力情況，放大出口管路至DN40，保證計量泵在安全工作壓力范圍內；針對管道震動問題，選配合適的脈動阻尼器，并準確調整充氣壓力，改造后可有效減緩管道震動。通過上述一系列改造后，次氯酸鈉投加系統(tǒng)穩(wěn)定運行，出水糞大腸菌群數(shù)穩(wěn)定達標。

次氯酸鈉屬于?；?，在使用過程中安全至關重要。為保證次氯酸鈉用藥安全，徐州某污水處理廠在出水渠中增加一浮球開關，當因故停產時，電磁閥斷開，切斷藥劑進入出水渠，電磁閥加旁通球閥備用。浮球開關和計量泵聯(lián)鎖，停產時自動停泵［19］。

次氯酸鈉有很強的殺菌作用，還可應用于污水利用方面。中國石化廣東分公司為降低水耗，采用回用污水，但回用水電導率高、總堿度高，含有營養(yǎng)成分，如COD，NH3-N 等。為節(jié)約水資源，增加回用污水的可利用性，煉油一號循環(huán)水場在使用殺菌劑TCCA 的基礎上連續(xù)投加10%次氯酸鈉溶液［20］，結果證明，異養(yǎng)菌、游離氯、腐蝕速率等指標可控，水質指標合格率提高。

3 結語

與其他藥劑相比，次氯酸鈉作為消毒藥劑體現(xiàn)出了較大的優(yōu)越性。次氯酸鈉藥劑能夠有效殺滅糞大腸菌群等病菌，對于保證出水水質的穩(wěn)定達標具有重要的意義。

次氯酸鈉藥劑因本身的腐蝕性、強堿性等化學性質，對于儲罐、投加系統(tǒng)有著嚴格的要求，本文總結了次氯酸鈉藥劑近幾年實際應用中產生的主要問題，并對具體應對措施和改造方案進行了分析，各水廠在應用中可根據實際情況進行相關改造。