1.背景
液氯作为传统消毒剂因其本身的剧毒等危险特点,国家对其使用、生产、储存、运输、装卸和使用等方面均作了严格的规定,在北京等大城市因为人口密集高、液氯使用量大,如果出现泄露事故势必会对居民生命安全及环境造成不可挽回的损失。巨大的安全风险促使北京的自来水行业正逐步淘汰液氯,进而使用更为安全的消毒剂。次氯酸钠溶液,同样为含氯消毒剂,因其使用安全、工艺简单、价格合理等优点成为液氯很好的替代品。北京石景山自来水公司杨庄水厂是制水规模7.8万吨/日的中型地下水水厂。2007年开始次氯酸钠改造的研究工作,到2008年初建成投入使用,系统使用至今安全稳定、消毒效果良好,在08年奥运期间为奥运射击馆和老山自行车馆供水,成功的完成了供水任务。
整套次氯酸钠消毒系统从设计到实现本着安全可靠节约的原则,秉承我厂自控程度高集中控制的特点。其中有小流量流量计闭环控制的技术亮点,也解决了系统排气、去垢的难题,经过2年的运行使用证明整套系统达到了最初的设计使用效果并积累了一些宝贵经验。
2.次氯酸钠的性质
次氯酸钠溶液在水中水解为次氯酸和次氯酸根,次氯酸有强氧化性,其分子吸附在病原微生物的表面,并紧进入细胞内破坏病原微生物的酶和遗传系统,从而达到消毒的效果。
工业上一般采用氢氧化钠溶液内通入氯气制备而成。黄绿色透明液体,比重为1.16-1.18,有刺激性气味。PH值为12-14,有腐蚀性,人员接触时应佩戴护目镜和橡胶手套,若经常直接接触,手掌大量出汗,指甲变薄,毛发脱落。并有致敏作用,并对鼻及眼粘膜有刺激作用,放出的游离氯有可能引起中毒,若移液应使用化工泵或专用插桶泵。次氯酸钠随着温度升高和阳光直射易光分解,其质量分数会减少造成有出厂余氯值的不稳定,所以次氯酸钠要保存在避光的场所,并且一般应在14日内使用,夏季时最好在10日内使用。水处理消毒用次氯酸钠溶液应选用Aa级产品,质量分数一般在8%-12%之间。
3.消毒系统的实现
3.1系统的构成
我厂水源为四系层和奥陶纪的地下水,水质较好。主要水处理方式是消毒,消毒剂投加点在清水池之前,经过清水池混合达到消毒时间。后补消毒点在清水池之后,为事故消毒,只有当前消毒投加量不足或需要立即提高出水余氯值时采用。
3.2存储容器
次氯酸钠储存容器一般使用PE、聚乙烯材质,或者聚四氟乙烯内衬。使用四氟乙烯内衬防腐效果好但成本较高,我厂使用的是PE材质储罐成本较为合理,通过一段时间的使用证明防腐效果也好。为了解决大容积PE储罐的刚性不足问题,易选用壁厚大于3mm 并有加强箍的储罐。罐应有药液入口、排空口和出液口。出液口装有Y型过滤器过滤罐内残渣。注意在测定罐内药液质量分数时应在罐的上、中、下各取样三分之一混合,因次氯酸钠质量分数大于1所以下部质量分数略大于上部。
3.3管路及工艺阀门
管路采用UPVC化工管,接口处用专用胶粘接可以有效防止腐蚀泄露。电动阀门控制储罐自动倒罐,阀体同样为UPVC材质,电机驱动,带开关反馈信号。
3.4恒压罐
在计量泵之前设立恒压罐,由耐腐液位计及开度调节阀共同控制,使药液进入泵之前压力恒定在一个小范围内
3.5计量泵
计量泵安装位置宜低于储罐出口,形成自灌式进液。我厂选用的计量泵为电磁驱动。隔膜和泵头材质为PVDF。出口设多功能阀可以排液、止回防虹吸。计量泵带4—20mA外控控制频率。使用前需固定好冲程并标定单位冲程流量。
3.6排气罐
排气装置,利用有机玻璃管制作储压罐安装在管路中,可以集气,消除计量泵在管路中产生的脉动还可以观测次钠液体的性状。当温度升高或者压力减小时次氯酸钠溶液中会析出气体。在计量泵和流量计之前的高点处各安装一个排气罐。
3.7流量计
我厂选用的是PVDF内衬电磁流量计,水平安装于管路低处。流量计过流断面只有3mm,测量精到高,对于极小流速测量准确。
3.8入口装置
入口装置:入口装置是将药液从输药管路投加到输水管的最后一个步骤。投加口背对来水方向,为输水管路提过少量负压,加快入口药液流速。填料函在密封的同时可以方便的提出加药管入口进行清洗。对于原用液氯的老厂改造或是计量泵距投加点比较远的情况,可以保留使用水射器,利用水射器将次氯酸钠和水混合形成消毒液快速输送到消毒投加点。
3.8余氯检测
利用在线余氯分析仪对出厂余氯值进行在线监测,超过或低于正常范围报警,验证消毒剂投机效果。因为次氯酸钠在本质上同样为含氯消毒剂,所以可以继续使用原有液氯消毒剂的在线监测电极。
4.1流量控制
此加药系统采用现场手/自动及远程手/自动两种分控模式。在现场可通过触摸屏实现远程自动及本地操作切换,当状态为远程时,此系统由控制室通过上位机进行操作,当状态为本地时可由相关人员在本地通过触摸屏进行计量泵的的启停及相关参数的修改。从而使此系统具有双重保障措施。