二氧化氯在工業(yè)冷卻水處理中的實際應(yīng)用

 　　摘要: 本文以二氧化氯的消殺特性和實際應(yīng)用為依據(jù)，全面介紹了二氧化氯在工業(yè)循環(huán)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(jīng)驗，為二氧化氯在工業(yè)循環(huán)冷卻水處理中的推廣應(yīng)用提供有實用價值的參考意見。

　　關(guān)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(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，實際使用單位也越來越多。實際使用結(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)實際應(yīng)用的資料和經(jīng)驗，把二氧化氯在循環(huán)冷卻水處理中的實際應(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)作用時間長，因此通常可采用定期投加的方式。實際應(yīng)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(xiàn)。實驗室試驗中，二氧化氯維持99%以上異養(yǎng)菌殺菌率的天數(shù)有時達(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，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，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。

　　二氧化氯與氯同時或交替使用不僅費用上可有明顯的節(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，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，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，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(yōu)異的殺菌滅藻性能以及實際使用時表現(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(yáng)子石化和齊魯石化公司的幾個循環(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/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，即使每班投加75mg/LCL2,余氯仍常常達(dá)不到指標(biāo);于是再沖擊性投加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/mL下降到103個/mL，到第5天時異養(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/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/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。投藥前循環(huán)水濁度5mg/L，C5112mg/L，總鐵0.4mg/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(tǒng)中的使用方法與處理效果可參閱文獻(xiàn)[1]和文獻(xiàn)[2].

　　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)約費用的目的。

　　4 費用核算

　　目前水處理用含2% 的CLO2穩(wěn)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(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(jié)約費用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,每月共計投加240 kg/ktCLO2商品液，費用為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/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CIO2后節(jié)支23%。上述每年千噸水量的處理費用若改用我廠生產(chǎn)的二氧化氯發(fā)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(huán)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(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。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(jīng)濟(jì)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(yīng)地減少了總投加工作量，減輕了勞動強(qiáng)度。

　　穩(wěn)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(tǒng)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(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，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[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(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。