二氧化氯和液氯在工業循環冷卻水中的應用比較
循(xun)環(huan)(huan)水(shui)中(zhong)常見的微生物有藻(zao)類(lei)、真菌、細菌等。微生物在系統內增(zeng)殖,不僅使(shi)水(shui)質惡化,還參與構(gou)成粘垢,增(zeng)加水(shui)流阻力(li)或阻塞換熱器,往往促進垢下(xia)腐蝕。控(kong)制循(xun)環(huan)(huan)冷卻水(shui)中(zhong)微生物的生長,最常用的方(fang)法是投加殺(sha)生劑,常用的藥劑有液(ye)氯(lv)、二氧化氯(lv)等。
通過對二氧化氯和液氯在投加(jia)量、pH值(zhi)、受氨影響、溫(wen)度等條件(jian)下對水(shui)中一些細(xi)菌的消毒(du)效果的比較(jiao),證明二氧(yang)化氯在循(xun)環水(shui)處理中作(zuo)為氧(yang)化性殺生劑的消毒(du)效果優于液氯。
1 實驗部分
1.1 投量對滅菌效果的影(ying)響(xiang)
和液氯相(xiang)比,二(er)氧(yang)化氯殺菌效果好、用(yong)量少(shao)、作用(yong)快(kuai)。在(zai)相(xiang)同條件下,投加5mg/L液氯,作(zuo)用5min,使微生(sheng)物(wu)減少96%,余氯(lv)2.5mg/L;而投加(jia)2mg/L二氧化氯,作(zuo)用僅0.5min,即可以使微生物(wu)減少(shao)100%,余氯0.9mg/L,不僅殺死(si)(si)菌類、藻類,還可以殺死(si)(si)孢子(zi)和病毒(du)。余(yu)氯為0.5mg/L的二氧化氯(lv)在12h內(nei)殺菌率仍有99.9%[1]。
1.2 pH值對滅菌活性(xing)在(zai)很寬的pH值范(fan)圍內都比較穩定。當pH值為(wei)6.5時,0.25mg/L的二氧化氯和液氯對大腸(chang)桿菌1min的殺滅率相似;pH值為8.5時,二氧化(hua)氯(lv)保(bao)持相同的滅生效率,而(er)氯(lv)氣則(ze)需要5倍的(de)時間。據有關(guan)資料,二氧化(hua)氯可在pH=3~9范圍(wei)內有(you)效地殺滅細菌,[2]而液氯只有(you)在中性或酸(suan)性條件(jian)下能有(you)效(xiao)殺(sha)滅(mie)細菌,如(ru)表1。
表(biao)1 pH對滅菌(jun)效果的影響
|
投藥量 |
接觸時間 |
pH6殺菌率 |
pH9殺菌率 |
/mg·L-1 |
/min |
/% |
/% |
|
氯氣 |
1 |
5 |
77 |
44 |
二氧化氯 |
1 |
5 |
93 |
85 |
由(you)此可見,二氧化氯和氯氣相比殺菌(jun)效果受pH值(zhi)影響(xiang)小(xiao)。
目前工業(ye)循環冷(leng)卻水趨于(yu)在堿性條件下運行,通過高pH值以及緩蝕(shi)劑(ji)控制(zhi)腐(fu)蝕(shi),所(suo)用阻垢緩蝕(shi)劑(ji)多為含磷的有機(ji)物,是(shi)生物的營(ying)養成(cheng)分,而且在高pH值時液(ye)氯(lv)殺生(sheng)效果差,這種情況(kuang)下,二氧(yang)化氯(lv)更有優(you)勢。
1.3 氨對(dui)滅(mie)菌效果(guo)的影(ying)響
對于含(han)有氨(an)、銨鹽等的循環(huan)冷卻水來說,二氧化(hua)氯的消毒效果要好(hao)于液氯,而二氧化(hua)氯對氨(an)類不反應,從而保證了殺(sha)菌效果。在水中(zhong)NH4+為8mg/L、二氧化氯投加20×10-6時的(de)試驗結果如表[3](見(jian)第28頁)。
1.4 溫度對(dui)殺(sha)菌效果的影響
二氧化氯(lv)殺生效果和溫度有關,介質溫度越高,殺生效果越好。根本Benarde等的試驗結果,濃度為0.5mg/L條件(jian)下,二氧化氯在(zai)5%時殺死90%的大腸肝(gan)菌需45s,而在20℃時僅(jin)需15s;[4]而氯氣殺(sha)菌(jun)主要靠(kao)在(zai)水中形(xing)成的次氯酸,隨溫度的升高,起殺(sha)菌(jun)作用(yong)的次氯酸減少,從而使殺(sha)菌(jun)效果降低。由此可見(jian),二氧(yang)化氯比(bi)液氯更適合(he)循環冷卻水的處理(li)。
表2 氯對滅菌效果的影響(xiang)
種 |
空白 |
接觸24h |
接觸48h |
||
細菌數 |
細菌數 |
殺菌數 |
細菌數 |
殺菌數 |
|
/個·ml-1 |
/個·ml-1 |
/% |
/個·ml-1 |
/% |
|
亞硝化菌 |
1.9×102 |
0.76 |
99.9 |
2.85 |
98.5 |
反硝化菌 |
2.0×102 |
0 |
100 |
0 |
100 |
鐵細菌 |
8.3×103 |
5.0×102 |
99.4 |
1.7×102 |
98 |
硫酸鹽還原菌 |
8.0×10 |
0.24 |
99.7 |
1.6 |
98 |
樂凱膠(jiao)片(pian)公司(si)循(xun)環(huan)冷卻水保有水量2500m3,循環量4000m3/h,緩(huan)蝕阻垢(gou)劑采(cai)用磷系(xi)配方,濃縮倍數2.5~3,原用液氯作殺生劑,1997年6月采(cai)用H908二(er)氧化氯發生器作為殺(sha)生劑投加裝置,經過2個月的(de)使用,膠片公司對水(shui)質進行了分析,結果表(biao)明,二氧(yang)(yang)化氯對有機磷系緩蝕(shi)阻垢劑無影響,在(zai)使用濃(nong)度下和水(shui)中其它藥劑相容,現(xian)場(chang)觀察二氧(yang)(yang)化氯還有一定的(de)除(chu)鐵和剝(bo)泥效果。以下是用液氯和H908二(er)氧化(hua)氯(lv)發生器的成本分析:
投加液氯費用
每周投加3次,每(mei)月12次,每次投加(jia)氯氣25kg,液氯市場價1.8元/kg,費用為:25×12×1.8=540(元)。
3 結論(lun)
從(cong)(cong)保(bao)定樂凱膠片廠(chang)、山東(dong)東(dong)明石(shi)油化工(gong)廠(chang)、山東(dong)高密化肥廠(chang)等不(bu)同行業(ye)應用(yong)二(er)氧化氯(lv)(lv)的效(xiao)果來看(kan),二(er)氧化氯(lv)(lv)在工(gong)業(ye)循環水處理中比氯(lv)(lv)氣效(xiao)果更好。隨著化學法(fa)二(er)氧化氯(lv)(lv)發生(sheng)器原材料的不(bu)斷下降,二(er)氧化氯(lv)(lv)在處理成本上也將和氯(lv)(lv)氣相差不(bu)大,從(cong)(cong)而使二(er)氧化氯(lv)(lv)在工(gong)業(ye)循環水處理中有廣闊的應用(yong)前(qian)景。

使用微信“掃一掃”功能添加“谷騰環保網”