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如何控制氯酸盐消毒副产物,让饮用水更安全?

时间:2020-07-14 14:14

来源: DeNora迪诺拉

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  由于今年新冠病毒的爆发,大家对于消毒的重视程度大大增加,这不仅反映在日常生活中的表面消毒和环境消毒,水务消毒也同样如此。特别是当巴黎曝出有27个自来水采样点中有4个检测到有新冠病毒存在,有关安全高效的水务消毒话题再次被人们热议。

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  由于我国国标对于饮用水中有余氯的指标要求,这些年来虽然有臭氧和紫外等辅助消毒手段,针对饮用水厂的消毒技术依然离不开一个“氯”字:液氯、次氯酸钠、二氧化氯是三种主流消毒剂。相比其他两种消毒剂,次氯酸钠因为消毒效果好,操作管理更安全等优点,近年来逐步被越来越多的水厂采用。

  而次氯酸钠消毒又分为成品次氯酸钠和现场通过电解制备次氯酸钠两种方式。其中现场制备的方式由于无需危险化学品的运输和存储,在安全性和运行成本等方面都比成品次氯酸钠更优异。今天我们就再来讲一讲现场制备次氯酸钠技术的另一大优点:消毒副产物氯酸盐更低。

  什么是氯酸盐

  氯酸盐是氯的一种高度氧化形式。它可以以工业或农业污染物的形式引入水源,也可以以消毒副产物(DBP)的形式进入饮用水厂的产水中。

  3NaClO → 2NaCl + NaClO3

  各个国家对于氯酸盐浓度的限值要求

  目前很多国家对于饮用水中的氯酸盐浓度限值没有明确的标准。目前正在修订的饮用水水质国标GB5749也对采用次氯酸钠消毒的饮用水要求进行氯酸盐检测,并倾向执行0.7mg/L的限值。

  欧盟BS EN 901-2013要求生活用水处理中氯酸盐和有效氯的比值不能超过5.4%。

  美国对于氯酸盐目前没有监管,也没有强制执行的最高污染物浓度限值,但是将氯酸盐作为一种会对健康造成潜在危害的化学物质,被列入了美国环境保护署EPA)的第三份化学污染物清单(CCL3),并将0.21mg/L确定为氯酸盐含量的健康参考水平,这表明美国环境保护署(EPA)打算将氯酸盐作为《安全饮用水法案》监管的潜在候选物质进行审查。

  加拿大规定的最高污染物浓度限值为1.0 mg/L

  世卫组织建议氯酸盐浓度限值为0.7 mg/L

  影响氯酸盐形成的因素

  以下因素将会影响所产生的氯酸盐浓度。其中任何一种因素所持续的时间越长,或程度越高,形成的氯酸盐量就越多:

  储存时间:储存时间越长,氯酸盐浓度越高

  储存温度:储存温度越高,氯酸盐浓度增加速度越快

  次氯酸盐的浓度

  为了尽可能地防止氯酸盐的形成,建议成品次氯酸钠的使用者需要:

  次氯酸钠储存尽量安排在室内,避免光照,存放在阴凉干燥的环境中,尤其应避免阳光直射,夏天的存放时间最好不要超过10天。

  对次氯酸钠的储存室进行冷却,以减缓由于高温造成的降解。

  要求成品次氯酸钠的生产商提供化学品的生产日期以确保其新鲜度。

  限制成品次氯酸钠的储存容量,储罐中的次氯酸钠应尽量在用完之后再添加,避免残液储存时间过长而不断分解。

  购买较低浓度的成品次氯酸钠以减少降解。

  如果购买的是高浓度次氯酸钠,则一旦运输到现场,就要进行稀释。

  所有以上这些必须进行的工作都将增加业主的运营成本。因此需要水厂引起足够的重视,在确保水质达标的情况下尽可能地采用相应的技术优化运营成本。

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  现场制备次氯酸钠

  对氯酸盐副产物的影响

  现场制备是指在现场使用简单安全的基本化学物生成目标化学品。

  如迪诺拉 ClorTec® 现场次氯酸钠发生技术,就是通过使用盐和水电解生成次氯酸钠。

  现场制备次氯酸钠技术

  在降解氯酸盐浓度方面的优势

  在电化学的过程中氯酸盐离子是电化学过程中不希望发生的副产物。在此过程中,一部分次氯酸或次氯酸根离子在阳极处被氧化生成氯酸根离子。然而与成品次氯酸钠相比,通过现场制备的方式能够将氯酸盐的含量最小化:

  • 现场制备的次氯酸钠通常是新鲜的,没有经过降解。

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  • 现场制备的次氯酸钠浓度通常低于1%,因此和高浓度的成品次氯酸钠相比具有非常缓慢的降解率。

  • 成品次氯酸钠属于危险化学品范畴,而现场制备则无需进行危险化学品的运输和储存,因而更安全。

  • 无需运输,用于现场制备的原料盐和电也比成品次氯酸钠的采购成本更低,因此日常运营成本更低,对于产水量大的大型水厂尤其如此。

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  迪诺拉 ClorTec® 现场次氯酸钠发生器拥有多种型号,适用于各种应用场景

  迪诺拉ClorTec® 现场次氯酸钠制备技术的独特优势:

  • 采用世界电化学领导者迪诺拉专利的DSA阳极技术,并不断改良电极涂层,大大提高电解效率,延长电极寿命,并降低盐耗和电耗。

  ✦ 每生成1kg有效氯所需盐耗低至2.5kg;

  ✦ 每生成1kg有效氯所需电耗低至4.4kWh。

  • 高性能的电极保证了ClorTec® 发生器在电解过程中的温升始终处于较低水平,从而减少了氯酸盐副产物的生成。同时,为了将氯酸盐含量最小化,ClorTec®还给客户提供了“分流冷却”选项:在系统设计时增加冷却水,确保系统在运行时的温度处于较低的状态。

  • ClorTec® 为模块化系统设计。随着法规的变化,使水厂的技术升级变得更为简单且易于实施,也让系统更易于操作和维护。

  ClorTec® 现场制备技术工艺流程:

  软化水进入电解槽和盐水罐。

  盐水罐中的盐和水混合形成饱和盐水。

  饱和盐水进入电解槽。

  电流通过电解槽产生次氯酸钠溶液消毒剂。

  电解过程中产生的氢气安全地排出室外。

  次氯酸钠消毒溶液离开电解槽,储存在溶液罐中。

  次氯酸钠溶液通过计量泵投加到水系统中。

编辑:王媛媛

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