次氯酸钠溶液在循环水中的应用

　　循环水装置采用敞开式循环冷却工艺，冷却水与工艺介质经过间壁式换热器进行热量交换后，工艺物料放出热量温度下降，冷却水吸收热量后温度升高，靠余压自行上塔，经冷却塔冷却后水温下降，然后经过循环水泵加压后送到工艺装置进行冷却换热，实现冷却水的循环利用。

　　在循环冷却水系统中，水温和pH值均适宜多数微生物的繁殖生长，不仅使水质恶化，而且微生物还与其它有机或无机杂质形成粘垢；微生物粘垢在冷却水系统中引起故障包括增加动力消耗、降低冷却效果以及引起金属设备腐蚀等，投加杀生剂是目前抑制微生物常用办法。

　　循环水通过自动监测和加药系统控制循环水处理剂的投加，采用高效分散剂、阻垢剂、粘泥剥离剂非氧化杀菌剂和浓硫酸等水稳药剂控制循环水缓蚀阻垢与杀菌灭藻，使循环水在碱性配方的条件下保持4倍浓缩倍数稳定运行，循环水的水稳药剂通过自动加药系统控制，用加药泵将水稳药剂自动投加到循环水吸水池中。目前循环水系统控制水质主要采用自动控制技术，实现加药和监测在线自动控制。检测pH、COND、余氯，加入分散剂、阻垢剂和剥离剂，有效控制系统结垢和腐蚀情况发生。加药系统与吸水池液位信号、药剂储存罐液位信号、硫酸罐液位信号自动联锁，达到加药、加酸、排污一体化的自动控制。

　　1、冷却水杀生剂

　　1.1、冷却水杀生剂的选择依据

　　冷却水杀生剂选择的主要依据为：

　　(1)选用的杀生剂能抑制冷却水中几乎所有能引起故障的微生物的活动；

　　(2)选用的杀生剂的排放是否能为当地环保部门所允许；

　　(3)是否适用于该冷却水的pH值、温度以及换热器的材质；

　　人们通常把冷却水杀生剂分为两大类：氧化性杀生剂和非氧化性杀生剂。前者是氧化性较强的氧化剂，而后者则是一些非氧化性。

　　1.2、氧化性杀生剂

　　循环冷却水系统中常用的氧化性杀生剂有：氯、次氯酸盐、三氯异氰尿酸等。

　　1.2.1、氯

　　氯是一种强氧化性杀生剂，具有杀菌性强，来源广泛、价格低廉等一系列优点。氯气一般储存在液化钢瓶中，使用时要注意不得用完要留有余压，且需要操作人员定期更换氯瓶，要求有熟练的操作技巧。此外，由于液氯的属于剧毒性物质，对人员危害极大，如泄漏波及范围较广，处于安全和环境方面的考虑，氯气的使用要非常慎重。

　　1.2.2、次氯酸盐

冷却水系统中常用的次氯酸盐有次氯酸钠，次氯酸钙和漂白粉，它们都是氧化性杀生剂。次氯酸盐在冷却水中能生成次氯酸和次氯酸根离子。他们的生成量是冷却水pH的函数。随着pH值的降低，次氯酸的生成量增加，次氯酸根的生成量则减少；随着pH值的升高，则情况相反。

　　由于次氯酸盐在冷却水中能生成次氯酸，所以它们的杀生作用与氯极其相似。

　　1.2.3、三氯异氰尿酸

　　三氯异氰尿酸分杀生作用与氯气和次氯酸钠极为相似，故也是一种氧化性杀生剂。因其价格较高，一般用于水量小的冷却水系统。使用时可将它放在多孔的容器中，再将该容器至于补充水进入冷却水池和通道中；也可将片剂装入浮漂式有空容器中，使之浮与池水水面上，让水连续溶解有孔容器的片剂。但因为反应周期较长，造成余氯波动较大，不利于水质的控制。

　　1.3、非氧化性杀生剂

　　在某些方面，非氧化性杀生剂比氧化性杀生剂更有效更方便。因此，在许多冷却水系统中，常常是非氧化性杀菌剂和氧化性杀生剂两者联合使用。例如，每周冲击性投加次氯酸钠两次，同时每月加非氧化性杀生剂一次。常用的非氧化性杀生剂有：氯酚类、有机锡化合物、季铵盐、有机胺类等。

　　2、循环水中次氯酸钠的优点

　　次氯酸钠是一种非天然存在的强氧化剂。它的杀菌效力比氯气更强，属于真正高效、广谱、安全的强力灭菌、杀病毒药剂。次氯酸钠溶液一般状态下为淡黄色的透明液体，会发出刺鼻性的气味，是一种强氧化剂，能够实现杀菌、漂白和除臭作用。若将次氯酸钠与水结合，会生成次氯酸根离子，再通过一定的反应生成次氯酸起到杀菌消毒的作用。另外，在水循环中，当次氯酸钠浓度较高时，能够起到良好的粘泥剥离作用，达到沉积循环水中的粘泥。

　　3、次氯酸钠的投加的影响因素

　　3.1次氯酸钠的杀菌原理

　　次氯酸钠消毒最主要的作用方式是通过它的水解形成次氯酸根，再通过水解反应生成次氯酸，起到杀菌作用。

　　另外，当用较高浓度的次氯酸钠时，对循环水系统有良好的黏泥剥离作用，可以用来处理系统中沉积黏泥。

　　3.2、影响次氯酸钠杀菌作用的因素

　　(1)、pH:pH值对次氯酸钠杀菌作用影响最大。pH值愈高，次氯酸钠的杀菌作用愈弱，pH值降低，其杀菌作用增强。我厂循环水水质pH值控制在7.9～8.6，在这个偏碱性的环境下，使次氯酸钠的杀菌效果达到最佳。

　　(2)、浓度：在pH、温度、有机物等不变的情况下，有效氯浓度增加，杀菌作用增强。次氯酸钠的投加一般为冲击性投加，如循环水量为30000m3/h，保有水量按照10000m3／h计算，投加频次为3次/周，每次投加量为1.0t，设定投加时间为14h，次氯酸钠杀菌效果达到最佳。冲击性投加后使水中的次氯酸根在短时间内达到最大，能有效的杀菌灭藻。

　　(3)、温度：在一定范围内，温度的升高能增强杀菌作用，此现象在浓度较低时较明显。我厂三个循环水装置的供水温度控制在300C以下，回水温度一般为40℃以下，达个温度区间对次氯酸钠来说不会影响其杀菌效果，可以充分的发挥杀菌效果，不会引起水质变化波动。

　　(4)、有机物：有机物能消耗有效氯，降低其杀菌能效。微生物的存在及其分泌物影响了水质，COD含量也是监测水质的一个重要指标。其指标影响了次氯酸钠投加量、投加时间和频次。

　　(5)、水的硬度：水中的Ca2+、Mg2+等离子对次氯酸盐溶液的杀菌作用没有任何影响。

　　4、次氯酸钠投加对水质的影响

　　自循环水系统投加次氯酸钠两年时间研究结果表明，余氯值一般稳定在0.1—0.3mg/L,未超过循环水水质指标。余氯指标是控制循环水系统水质的重要参数，水质主要指标符合《化工企业循环冷却水处理设计技术规定》HG/T20690-2000中敞开式循环冷却水的水质指标见表1。

　　4.1、次氯酸钠的投加对氯离子的影响

　　由于我厂的次氯酸钠为冲击性投加，所以短时间内氯离子会有大所上升，次氯酸钠投加期间要控制余氯指标在0.1mg/L。投加次氯酸钠是根据下游装置的余氯值控制投加量，冬季与夏季因水质及环境温度影响需氯量会有很大波动。如循环水量为30000m3／h，保有水量按照10000m3／h，24h内投加1.5t次氯酸钠，蒸发损失按照4000m3／h，补水量为4000—4500m3／h，排污损失和飞溅损失忽略不计（一般次氯酸钠投加时会停止排污）。收集30天的水质分析指标如图1。

由图1可见次氯酸钠的投加使循环水中的氯离子含量有所提升，但未超出水质控制指标。循环水的蒸发损失也是氯离子提高的一个重要因素，但因有连续的补水所以并未造成氯离子含量超出水质指标。

　　4.2、次氯酸钠的投加对浓缩倍数的影响

　　循环水浓缩倍数是反映和控制循环水系统运行的一个重要综合性指标。提高循环水浓缩倍数不仅可以降低补充水量、节约水资源；降低排污水量、减少对环境的污染和废水处理量；还可以减少水处理剂及杀生剂的消耗量、降低水处理成本。

我厂循环水浓缩倍数≥4，在这个范围内能保证循环水的补水和排污控制在一个合理范围，达到节约用水的目的。在正常范围，保证各系统稳定运行；浓缩倍数过高时，首先增大排污，如果浊度很高需要同时加大补水量以使浓缩倍数逐渐恢复到正常范围。自三个循环系统投加次氯酸钠以来，浓缩倍数一直控制在4以上，既满足生产指标控制，也做到了节水的目的。次氯酸钠的投加增加了水中离子的含量，但并未引起水质很大波动。

　　5、结论

　　次氯酸钠的消毒效果好，投加准确，操作安全，使用方便，易于储存，对环境无毒害、不产生第二次污染。这些特性决定它在今后的循环水处理中使用范围会越来越广，加上微生物对次氯酸钠无抗药性，可以连续使用。在使用次氯酸钠作为杀菌剂时，定期的投加非氧化性杀菌剂可以更好的避免微生物抗药性的产生，更加有利于循环水的水质处理。