二氧化氯在工業(yè)冷卻水處理中的實(shí)際應(yīng)用
近幾年來,，二氧化氯（CLO2）由于其優(yōu)良的消殺特性[1]以及發(fā)生成本也在不斷下降,，因此越來越引起各行各業(yè)水處理廠家的重視，實(shí)際使用單位也越來越多,。實(shí)際使用結(jié)果表明：用二氧化氯作工業(yè)循環(huán)冷卻水處理的殺生劑,，無論在效果上,、操作上、安全上及費(fèi)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(jù)實(shí)際應(yīng)用的資料和經(jīng)驗(yàn),，把二氧化氯在循環(huán)冷卻水處理中的實(shí)際應(yīng)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(xù)作用時(shí)間長,，因此通常可采用定期投加的方式,。實(shí)際應(yīng)用的跟蹤試驗(yàn)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(shí)出現(xiàn),。實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)中，二氧化氯維持99%以上異養(yǎng)菌殺菌率的天數(shù)有時(shí)達(dá)到5天左右,。二氧化氯投加周期和投加量與系統(tǒng)狀況,、濃縮倍數(shù)、水溫,、所用水處理劑及水體中還原性物質(zhì)的多少等有關(guān),。通常二氧化氯的投加周期為3~5天，長的也有達(dá)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(qiáng)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(zhuǎn)水質(zhì)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(dāng)二氧化氯作為主殺生劑投加時(shí)，可以定期或不定期地輔以投加少量氯氣來增強(qiáng)協(xié)同消殺作用,，減少殺生劑用量和維持余氯,。在氯源緊張、價(jià)高的地區(qū)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(jià)廉易得可作為日常主殺生劑的地區(qū),。當(dāng)加氯后效果不明顯或加不上氯時(shí),，可以定期或不定期輔加二氧化氯以控制水質(zhì)惡化或維持殺生效果。
二氧化氯與氯同時(shí)或交替使用不僅費(fèi)用上可有明顯的節(jié)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(zhì)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(guān),，如系統(tǒng)狀況,、投加周期、泄漏進(jìn)系統(tǒng)的還原性物質(zhì)等,。一般情況下，定期投加用于正常性殺菌處理時(shí),，二氧化氯的投加量約為0.4~0.6mg/L,若折合成含2%ClO2的穩(wěn)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(yīng)提高,。例如3天投加一次時(shí),，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(dá)到50mg/L,。當(dāng)輔以投加氯氣時(shí)二氧化氯投加量可視加氯量大小而作相應(yīng)的減少,。
當(dāng)水質(zhì)惡化，微生物大量繁殖時(shí),，可以定期（如幾周或1個(gè)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(yōu)異的殺菌滅藻性能以及實(shí)際使用時(shí)表現(xiàn)出來的優(yōu)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(jià)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(shí),，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(yáng)子石化和齊魯石化公司的幾個(gè)循環(huán)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(xì)菌總數(shù)一般維持在103個(gè)/mL左右，處理效果非常顯著,。
(2)某化工總廠30 噸合成氨循環(huán)冷卻水處理,，原來以Cl2殺菌為主，當(dāng)水質(zhì)惡化時(shí),，即使每班投加75mg/LCl2,余氯仍常常達(dá)不到指標(biāo),；于是再?zèng)_擊性投加1227陽離子表面活性劑，投加量高達(dá)100mg/L但效果仍舊很差,，即使頻繁投加1227,，余氯還是不達(dá)標(biāo)而費(fèi)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(dá)標(biāo)，細(xì)菌數(shù)也由原來的106個(gè)/mL下降到103個(gè)/mL,，到第5天時(shí)異養(yǎng)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(xù)投加4次后停藥一段時(shí)間,，夏季停1周,，冬季停4周，如此循環(huán)投加,，細(xì)菌總數(shù)可控制在105個(gè)/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(xì)菌總數(shù)可控制在103~104個(gè)/mL。
(5) 某石化總廠2.5萬噸/年C5分離裝置循環(huán)水廠停車前進(jìn)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(huán)24小時(shí),。投藥前循環(huán)水濁度5mg/L，C5112mg/L,，總鐵0.4mg/L;投藥24小時(shí)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,。
由上述可見，對于不同的處理目的和要求及不同的系統(tǒng)狀況,，通過現(xiàn)場調(diào)整,，可以設(shè)計(jì)出適合本系統(tǒng)的殺生劑最佳投加方案，達(dá)到既取得明顯處理效果又節(jié)約費(fèi)用的目的,。
4 .費(fèi)用核算
目前水處理用含2% 的ClO2穩(wěn)定性二氧化氯溶液價(jià)格在10元/公斤左右,，液氯的平均價(jià)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(jià)格達(dá)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(fèi)用就明顯減少,。
作沖擊性投加時(shí),，每千噸保有水量的ClO2商品液投加量為30~60kg,費(fèi)用為300~600元/千噸；而1227的投加量為100kg/kt,費(fèi)用為1000~1200元/千噸,，因此用二氧化氯殺生可節(jié)約費(fèi)用50~75%,。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(jié)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(jì)投加240 kg/ktClO2商品液,，費(fèi)用為2400元/千噸 .月。揚(yáng)子石化烯烴廠循環(huán)冷卻水處理按此方案投加,，細(xì)菌總數(shù)控制在103個(gè)/mL左右,，每年費(fèi)用約16萬元；而原來Cl2與1227作殺生劑,，每年費(fèi)用為21萬元,。改用CIO2后節(jié)支23%。上述每年千噸水量的處理費(fèi)用若改用我廠生產(chǎn)的二氧化氯發(fā)生器,，則每月費(fèi)用僅為100元/千噸 .月,。
某石化廠供水車間循環(huán)冷卻水處理原來每日投加Cl240kg,，每二周投加1227計(jì)500kg,，每月費(fèi)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(jì)，每月費(fèi)用為0.96萬元,，可節(jié)支0.42萬元/月,，年節(jié)支5萬元。
當(dāng)前專家們都認(rèn)為控制微生物仍然是化肥廠和煉油廠水處理的關(guān)鍵,，特別是在采用堿性水處理劑配方時(shí),。而用二氧化氯作這類冷卻水的殺生劑特別有效，而且費(fèi)用上也比用Cl2和1227經(jīng)濟(jì)得多,。
5. 投加操作
由于二氧化氯投加量少,、加注時(shí)間短、投加周期長,，相應(yīng)地減少了總投加工作量,，減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度。
穩(wěn)定性二氧化氯商品溶液使用時(shí)需用活化劑活化15分鐘后再投入系統(tǒng)中,。若在敞開的容器中活化與加注,，會(huì)有大量ClO2氣體逸散出來，不僅造成了損失,、污染了環(huán)境,，而且對操作人員的上呼吸道有較強(qiáng)的刺激，有害于健康,。美國規(guī)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(hù)環(huán)境,，我們專門開發(fā)生產(chǎn)了二氧化氯活化加注設(shè)備,。可做到無二氧化氯泄漏的情況下進(jìn)行活化和將二氧化氯活化液迅速有效地加注到系統(tǒng)中去,，可以連續(xù)加注（如蕪湖自來水公司）,，也可間歇與沖擊性加注（如在揚(yáng)子石化公司），操作簡便,、安全可靠,，深受用戶歡迎。
6 .余氯的現(xiàn)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(dāng)用連鄰甲苯胺目視比色法時(shí),，同樣濃度的ClO2所產(chǎn)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(shù)乘以1.9,。
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(wěn)定的紅色,，因此目視比色結(jié)果更為準(zhǔn)確,，并且可較好地區(qū)分游離有效氯和結(jié)合有效氯。隨著二氧化氯的推廣應(yīng)用,，這方面的現(xiàn)場測試儀器的開發(fā)生產(chǎn)也顯得十分迫切,。
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