二氧化氯在工業冷卻水處理中的實際應用

二氧化氯在工業冷卻水處理中的實際應用

摘要：本文以二氧化氯的消殺特性和實際應用為依據，全面介紹了二氧化氯在工業循環冷卻水處理中的投加方式、投加量、處理費用及投加操作等使用方法和經驗，為二氧化氯在工業循環冷卻水處理中的推廣應用提供有實用價值的參考意見。
關鍵詞：二氧化氯 水處理 冷卻水
 
　　近幾年來，二氧化氯（CLO2）由于其優良的消殺特性 [1]以及發生成本也在不斷下降， 因此越來越引起各 行各業水處理廠家的重視，實際使用單位也越來越多。實際使用 結果表明：用二氧化氯作工業循環冷卻水處理的殺生劑，無論在 效果上、操作上、安全上及費用上都有取代氯系殺生劑和非氧化 性殺生劑的趨勢。我們根據實際應用的資料和經驗，把二氧化氯 在循環冷卻水處理中的實際應用作一概括性的介紹。
　　1 二氧化氯的投加方式
　　由于二氧化氯（CLO2 ）殺菌果好、持續作 用時間長，因此通�？刹捎枚ㄆ谕都拥姆绞健�實際應用的跟蹤試 驗表明：投加二氧化氯后最大殺菌率常常在投加后的1~3天時出現 。實驗室試驗中，二氧化氯維持99%以上異養菌殺菌率的天數有時 達到5天左右。二氧化氯投加周期和投加量與系統狀況、濃縮倍數 、水溫、所用水處理劑及水體中還原性物質的多少等有關。通常 二氧化氯的投加周期為3~5天，長的也有達到一周的。投加量大， 投加周期就可以長一些。
　　二氧化氯 不僅能強力殺菌，而且控制藻類和粘泥也十分有效，這是氯氣消 毒所不能比擬的。二氧化氯作沖擊性投加主要用于剝泥和迅速扭 轉水質惡化的狀況，這方面也常常比在非氧化性殺菌劑（如烷基 二甲基季銨鹽——1227等）高出一籌。
　　當二氧化氯作為主殺生劑投加時，可以定期或不定期地輔以 投加少量氯氣來增強協同消殺作用，減少殺生劑用量和維持余氯 。在氯源緊張、價高的地區也可不輔加氯氣，而全部用二氧化氯 作殺生劑。
　　二氧化氯作為輔助殺生 劑投加的情況，主要用于氯源價廉易得可作為日常主殺生劑的地 區。當加氯后效果不明顯或加不上氯時，可以定期或不定期輔加 二氧化氯以控制水質惡化或維持殺生效果。
　　二氧化氯與氯同時或交替使用不僅費用上可有明顯的節 約，而且可以獲得更好的殺生效果，還可以削弱微生物的抗藥性 以及減少水體中三鹵甲烷（THM）等致癌物質的生成量，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與諸多因素 有關，如系統狀況、投加周期、泄漏進系統的還原性物質等。一 般情況下，定期投加用于正常性殺菌處理時，二氧化氯的投加量 約為0.4~0.6mg/L,若折合成含2%CLO2的穩定性二氧化 氯溶液——簡稱“商品液” 則為20~30mg/L，投加周期長，投加 量也相應提高。例如3天投加一次時，CLO2商品液投 加量為25mg/L若改為5~6天投加一次，則投加量要達到50mg/L。當 輔以投加氯氣時二氧化氯投加量可視加氯量大小而作相應的減少 。
　　當水質惡化，微生物大量繁殖時，可以 定期（如幾周或1個月一次）加量或沖擊性投加二氧化氯，投加量 通常在0.6~1.2mg/L CLO2左右,折合成CLO2商品液為30~60mg/ L。由于二氧化氯優異的殺菌滅藻性能以及實際使用時表現出來的 優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 價格高、用量大的非氧化性殺生劑，這類殺生劑作沖擊性投加時 ，其商品投加量常常在100 mg/L以上。
　　3 二氧化氯的殺生效果
　　(1) 揚子石化和齊魯石化公司的幾個循環冷卻水 處理廠，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，細菌總數一般維 持在103個/mL左右，處理效果非常顯著。
　　(2)某化工總廠30 噸合成氨循環冷卻水處理，原來以CL2殺菌為主，當 水質惡化時，即使每班投加75mg/LCL2,余氯仍常常達 不到指標；于是再沖擊性投加1227陽離子表面活性劑，投加量高 達100mg/L但效果仍舊很差，即使頻繁投加1227，余氯還是不達標 而費用驟增。后改用每月沖擊性投加CLO2商品液30mg /L，每班再輔以投加10mg/L的CL2，余氯即可達標， 細菌數也由原來的106個/mL下降到103個 /mL，到第5天時異養菌殺菌率還維持在99%以上。
　　(3) 某 合成氨廠3天一次投加二氧化氯，每次投加商品液35mg/L，連續投 加4次后停藥一段時間，夏季停1周，冬季停4周，如此循環投加， 細菌總數可控制在105個/mL以下。
　　(4) 某石化公司烷基苯廠 隔周投加一次CIO2商品液70mg/L，隔周投加一次季胺 鹽類殺生劑50~100mg/L，二者交替使用，細菌總數可控制在103~104個/mL。
　　(5) 某石化總廠2.5 萬噸/年C5分離裝置循環水廠停車前進行清洗剝離操作，沖擊性投 加CIO21.7~2.0mg/L,在基本不排污的情況下循環24小 時。投藥前循環水濁度5mg/L，C5112mg/L，總鐵0.4m g/L 投藥24小時后濁度上升到35mg/L，總鐵53.6mg/L,水體明顯變 渾，可見二氧化氯的除鐵、清洗剝泥效果很明顯。
　　二氧化氯在國外一些冷卻水系統中的使用方法與 處理效果可參閱文獻[1]和文獻[2].
　　由上述可見，對于不同的處理目的和要 求及不同的系統狀況，通過現場調整，可以設計出適合本系統的 殺生劑最佳投加方案，達到既取得明顯處理效果又節約費用的目 的。
　　4 費用核算
　　目前水處理用 含2% 的CLO2穩定性二氧化氯溶液價格在10元/公斤左 右，液氯的平均價格上升到約3元/公斤，但于二氧化氯投加量少 、投加周期長，并可取代價格達12元/公斤左右的1227等非氧化性 殺生劑，因此在取得相同效果的情況下所需費用就明顯減少。
　　作沖擊性投加時，每千噸保有水量的CLO2 商品液投 加量為30~60kg,費用為300~600元/千噸；而1227的投加量為100kg /kt,費用為1000~1200元/千噸，因此用二氧化氯殺生可節約費用5 0~75%。對于合成氨廠，由于使用二氧化氯作沖擊性投加或輔助投 加，日常的加氯量可減少50~70%，加氯周期可延長一倍左右，這 樣也可節約50~75%的液氯。
　　對于石 化廠，每千噸保有水量按每月一次投加二氧化氯商品液20 kg/kt, 每月共計投加240 kg/ktCLO2商品液，費用為2400元/ 千噸 .月。揚子石化烯烴廠循環冷卻水處理按此方案投加，細菌 總數控制在103個/mL左右，每年費用約16萬元；而原 來CL2與1227作殺生劑，每年費用為21萬元。改用CIO 2后節支23%。上述每年千噸水量的處理費用若改用我廠生產的二 氧化氯發生器[3]，則每月費用僅為100元/千噸 .月 。
　　某石化廠供水車間循環冷卻水處 理原來每日投加CL240kg，每二周投加1227計500kg，每月費用為1 .38萬元。改用二氧化氯后，每月CLO2商品液投加量 為1200kg，按8元/公斤計，每月費用為0.96萬元，可節支0.42萬 元/月，年節支5萬元。
　　當前專家們 都認為控制微生物仍然是化肥廠和煉油廠水處理的關鍵，特別是 在采用堿性水處理劑配方時。而用二氧化氯作這類冷卻水的殺生 劑特別有效，而且費用上也比用CL2和1227經濟得多 。
　5 投加操作
　　由于二氧化氯投加量少、加注時間短、投加周期長 ，相應地減少了總投加工作量，減輕了勞動強度。
　　穩定性二氧化氯商品溶液使用時需用活化劑活化15分鐘后再投入 系統中。若在敞開的容器中活化與加注，會有大量CLO2氣體逸散出來，不僅造成了損失、污染了環境，而且對操作人 員的上呼吸道有較強的刺激，有害于健康。美國規定空氣中二氧 化氯允許排放限值為0.3mg/m3 ，短期接觸限為0.9mg/m3。為了保障操作人員的安全與健康，保 護環境，我們專門開發生產了二氧化氯活化加注設備。可做到無 二氧化氯泄漏的情況下進行活化和將二氧化氯活化液迅速有效地 加注到系統中去，可以連續加注（如蕪湖自來水公司），也可間 歇與沖擊性加注（如在揚子石化公司），操作簡便、安全可*，深 受用戶歡迎。
　　6 余氯的現場測定
　　水體中二氧化氯剩余量的分析測 試方法與氯相同。當用連鄰甲苯胺目視比色法時，同樣濃度的CLO 2所產生的黃色比CL2的余氯顏色約淺一 半，故比色后要把余氯的讀數乘以1.9[4]。
　　用亞鐵DPD（N，D一二乙基一對苯二胺）目 視比色法可測定CL2，也可測定CLO2，二 者顏色深淺也相差近一倍。由于顯色為鮮艷、穩定的紅色，因此 目視比色結果更為準確，并且可較好地區分游離有效氯和結合有 效氯。隨著二氧化氯的推廣應用，這方面的現場測試儀器的開發 生產也顯得十分迫切。

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