二氧化氯在工業(yè)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(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驗，為二氧化氯在工業(yè)循環(huán)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(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。我們根據實際應用的資料和經驗，把二氧化氯在循環(huán)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(xù)作用時間長，因此通常可采用定期投加的方式。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(yǎng)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(tǒng)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(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(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(tǒng)狀況、投加周期、泄漏進系統(tǒng)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(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(yōu)異的殺菌滅藻性能以及實際使用時表現出來的優(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(huán)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(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(huán)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(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[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(tǒng)狀況，通過現場調整，可以設計出適合本系統(tǒng)的殺生劑最佳投加方案，達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。揚子石化烯烴廠循環(huán)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(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，保護環(huán)境，我們專門開發(fā)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(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(如在揚子石化公司)，操作簡便、安全可靠，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CLO2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(wěn)定的紅色，因此目視比色結果更為準確，并且可較好地區(qū)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(fā)生產也顯得十分迫切。