二氧化氯消毒工艺改造技术方案

1、水务中心给水装臵消毒工艺改造技术方案 水务中心给水装臵2022年七月三十日水务中心给水装臵消毒工艺改造技术方案一、现状及改造理由：液氯是我装臵生产中始终使用的消毒剂，氯气作为一种成熟的消毒剂已有百年的应用历史，在长期应用中，积存了丰富的运行治理数据，并且本钱低廉，在各种水处理领域中广泛应用。然而，随着人们对氯气消毒产生的副产品分析争辩，觉察氯与水中某些有机物反响，产生大量的卤代烷和氯化有机物，其中氯仿、四氯化碳、氯乙酸、三氯乙酸等氯化有机物被确认为致癌物质和潜在的致癌物质，氯气消毒工艺对人体安康的潜在危害性已渐渐引起人们的重视。同时氯气本身也属于剧毒危急品，能与很多化学品猛烈反响发生爆炸或生成

2、爆炸性物质。人体轻度吸入有流泪、咳嗽、咳少量痰、胸闷，消灭气管或支气管炎表现，中度中毒发生支气管肺炎或间质性肺水肿，吸入极高浓度的氯气可引起死亡。皮肤接触液氯，在暴露部位可有灼伤或急性皮炎。液氯的生产、运输、储存、使用等各个环节均存在较大的危急性。因此，查找一种环保、安全、经济、有用的消毒方式就显得格外迫切。欧、美等国从 20 世纪 70 年月开头对替代氯消毒的其他消毒剂进展了深入争辩，认为二氧化氯是其中性价比最优的一种，也是世界卫生组织WHO和世界粮农组织FAO向全世界推举的A1 级广谱、安全和高效消毒剂。目前，二氧化氯消毒工艺已在国内外很多领域得到广泛应用，特别是在城市污水处理、市政给水处

3、理及工业废水处理上显示出很强的优势，其综合指标远远好于其他消毒剂。因此拟将我装臵内给水加氯间和中水加氯间液氯消毒工艺改进为二氧化氯消毒工艺。二、二氧化氯与氯气的比较与氯气相比，二氧化氯能直接氧化水中的腐殖酸 (HA)或黄腐酸(FA)等自然有机物，而不形成三卤甲烷等氯化物，能大大降低消毒后水中三卤甲烷(THMS)等氯消毒副产物；在水中不发生水解，不与水中的氨氮反响，因此其杀菌效率不受水中 pH 值和水中氨氮浓度的影响； 能有效地氧化去除水中的藻类、酚类及硫化物等有害物质，对这些物质造成水的色、嗅、味等具有比氯气更佳的去除效果；二氧化氯能有效杀灭水中用氯消毒效果较差的病毒和孢子等。由此可见，二氧化

4、氯消毒具有比氯消毒更好的效果。固然，二氧化氯也存在缺乏，主要是消毒本钱高,分析检测较简单，相对的操作治理水平也要求较高，过量投加会在水中形成大量的亚氯酸根。综合比较来看，二氧化氯作为消毒剂的综合指标要明显高于氯气。从国内外的实际应用状况来看，二氧化氯消毒也已显现出良好的效果和宽阔的应用前景。三、二氧化氯的制备工艺二氧化氯性质活泼，不易贮存和运输，因此都承受现场制备的方式，通常使用的二氧化氯发生器也都是利用化学反响的原理制备二氧化氯。化学法二氧化氯发生器依据使用原料的不同可分为五大类：1使用氯酸钠和盐酸为原料，简称“氯酸钠+盐酸工艺”；2使用亚氯酸钠和盐酸为原料，简称“亚氯酸钠+盐酸工艺”；3使

5、用亚氯酸钠和氯气为主要原料，简称“亚氯酸钠+氯气工艺”；4使用亚氯酸钠、次氯酸钠和盐酸为原料，简称“亚氯酸钠三元法工艺”。 5使用氯酸钠、硫酸和双氧水为原料，简称“氯酸钠三元法工艺”。通过对以上工艺的综合比较，我们认为：二氧化氯制备工艺主要以氯酸钠或亚氯酸钠为原料。这两种原料中，氯酸钠相对稳定，储存运输要求不格外严格，使用过程中相对安全；亚氯酸钠属强氧化剂，性质活泼，与木屑、有机物、尘埃、磷、炭、硫等接触、碰撞或摩擦简洁爆炸或燃烧，即使是使用亚氯酸钠溶液，浓度超过 30%也简洁发生爆炸，贮存和运输要求严格，包装需用金属桶，以防静电，使用时要轻拿轻放，不能与皮肤直接接触，因此相对较危急，在运输、

6、储存、使用过程中存在格外大的安全隐患，国内已发生过屡次亚氯酸钠爆炸事故。同时，以目前市场上原材料的参考价格来看，氯酸钠单价还不到亚氯酸钠单价的 1/3 。氯酸钠+盐酸工艺与氯酸钠三元法工艺相比，三元法工艺由于使用原料多且均为危急化学品，因此安全治理要求更高。同时，由于三元法工艺使用原料较多，因此配比反响过程相对更为简单，对发生器的技术和质量要求以及原材料配比操作要求也更高。而氯酸钠+盐酸工艺尽管产生的不是纯二氧化氯(除了产生二氧化氯以外，还有约30% 的氯气)，但在实际运行中,氯气与二氧化氯混合使用可以起到协同消毒的作用，使处理效果更好，并能削减二氧化氯的投加量,降低制水本钱。因此，依据我中心

7、的实际需要，从安全治理与运行本钱角度考虑， 建议承受氯酸钠+盐酸工艺。四、二氧化氯发生器的选用和技术要求基于以上分析结论，参考国内同行所使用的二氧化氯发生器的设备现状和运行状况，再结合我中心的实际供水力量和水质状况，我们建议选用：承受氯酸钠+盐酸工艺的二氧化氯发生器有效氯产量为5000g/h，具体计算见工艺经济分析。1、二氧化氯发生器的反响原理：NaClO+2HClClO +1/2Cl +H O+NaCl。32222、二氧化氯发生器的工作原理：原料供给系统内的氯酸钠水溶液和盐酸在计量调整系统、加温系统、电控系统的作用下被定量输送到反响系统，反响生成二氧化氯和氯气的气液混和物，经投加系统进入待处

8、理水体，完成二氧化氯和氯气协同的消杀、氧化等作用。3、二氧化氯发生器的组成和技术要求二氧化氯发生器由供料系统、反响系统、把握系统、吸取系统、安全系统、残液自动处理系统组成。对其各系统的技术要求如下：供料系统应构造紧凑，稳定牢靠，计量准确。冲程及频率双重把握出口流量，灵敏度更高。可以承受外部把握信号，操作更为便利。反响系统应承受RF8 型耐温、耐腐、高寿命的特种复合材质反响器。把握温度 85，转化率大于 82%。化学法复合型二氧化氯发生器的国家标准是：转化率60%，其中 CLO2 含量大于 70%按有效氯计。把握系统承受 PLC或单片机为核心的智能型把握器、LCD 液晶显示，轻触式操作面板，加热

9、单元承受自动恒温闭环把握，具有缺水、断路、短路保护及超温报警并自动停顿加宠保护功能。运行保护单元具有动力水欠压/欠流、缺料选配自动停机保护功能。可实现中心把握室对把握器工作状态的远程监测。具有计量泵远控开关量输入接口，可对原料投加进展远程开关把握。可输入代表流量和余氯的标准电流信号420mA，可实现发生器原料的投加量按水流量比例投加或余氯值自动闭环投加。吸取系统为水射器组件，考虑二氧化氯的溶解特性，承受负压曝气方式吸取投加，同时具有动力水压力传感功能，可以更好的保障系统工作安全。二氧化氯发生器设有独特的安全泄压系统，安全系统在反响系统正常运行时不动作，一旦反响系统或吸取系统堵塞，或者外部动力水

10、电条件缺失，安全系统将会马上动作，停顿供料系统工作，并释放反响器内部特别压力，动作快速，安全牢靠。反响液自动处理系统能够自动将反响器内部的剩余液体和溶解的局部有效氯准时排出，无需人工操作，维护便利。五、工艺经济性分析：1、工艺分析消毒效果由前面对二氧化氯与氯气的比较可知，使用二氧化氯消毒的效果明显好于液氯消毒，能满足水质要求。消毒力量给水消毒据资料显示，用于地表水消毒处理，有效氯的投加量为 0.5 2.0g/m3参考国内同类水厂的运行状况，按 1.5g/m3 进展计算，依据我中心生活水供水量现状，按 5104 m3/天2084 m3/h计算：需要有效氯产量为：1.5g/m32084 m3/h=

11、3126g/h因此，选用有效氯产量为 5000g/h 的二氧化氯发生器，完全可以满足给水工艺要求。中水消毒用于中水消毒处理，有效氯的投加量为510g/m3按 10g/m3 进展计算，按中水供水量 1104 m3/天417 m3/h计算：需要有效氯产量为：10g/m3417 m3/h=4170g/h因此，选用有效氯产量为 5000g/h 的二氧化氯发生器，完全可以满足中水消毒工艺要求。2、经济分析液氯消毒本钱给水消毒按我装臵运行现状，加氯量 5070kg/d生活水量 40000m3/d，液氯以 2500 元/t 计算：消毒本钱为5070kg/d2500 元/t40000t/d0.00310.00

12、44 元/m3；中水消毒依据中水运行现状，加氯量 4550kg/d中水水量 4000m3/d，液氯以 2500 元/t 计算：消毒本钱为4550kg/d2500 元/t4000t/d0.0280.031元/m3；二氧化氯消毒本钱生产 1 克有效氯消耗氯酸钠 0.60g、盐酸 1.67g，折合人民币约0.00467 元99%氯酸钠： 5000 元/吨，31%盐酸：1000 元/吨。生产 1g 有效氯：本钱为 0.600.005+1.670.0011=0.00467 元依据地表水消毒时有效氯消耗量为 0.52.0g/m3取 1.5 g/ m3,用于中水消毒处理，有效氯的投加量为 510g/m3按

13、8g/m3 进展计算进展计算：给水消毒本钱为 0.00467 元/g1.5g/ m3=0.007 元/m3。中水消毒本钱为 0.00467 元/g10g/ m3=0.047 元/m3由此可以看出，用于给水消毒，二氧化氯消毒本钱约为液氯消毒本钱的两倍(用于中水消毒约为 1.5 倍)，但其消毒效果却大幅改善且更具安全性，因此其性价比应当是高于液氯消毒。六、二氧化氯工艺安全性分析1、原料、反响物安全性分析氯酸钠符合GB1618-1995 工业用氯酸钠一等品要求性质：无色或白色立方结晶，有毒，其粉尘对皮肤、粘膜、眼睛有刺激作用，应存储于阴凉、通风、枯燥的特地库房内，留意防潮，不得与糖类、油类、木碳等有

14、机物、硫磺、赤磷、复原剂、硝酸盐、酸类和一切易燃品共储混运，装卸时要轻拿轻放，防止摩擦、严禁撞击， 失火时先用砂土，再用雾状水和各种灭火器扑救，不行用高压水。防范措施：严格按要求进展运输、装卸；使用化料器配制为溶液存储于密封氯酸钠原料罐中。盐酸符合GB 320-2022 工业合成盐酸一级品要求性质：无色、有刺激性气味的液体，浓盐酸易挥发，在空气中形成酸雾，酸味，有腐蚀性。防范措施：在生产中使用密封的盐酸储罐，并配臵卸酸泵、酸雾吸取装臵。二氧化氯性质：常温20下是一种黄绿色的刺激性气体，分子量67.45，比空气重，熔点-59，沸点 11。 据介绍，ClO2在常温下可压缩成深红色液体，极易挥发，极

15、不稳定，光照、机械碰撞或接触有机物都会发生爆炸；在空气中的体积浓度超过 10%或在水中浓度超过 30%时也会发生爆炸。不过 ClO2险。溶液浓度在 10g/L 以下时根本没有爆炸的危防范措施：使用时现场临时制备，不存在储存问题，危急性大大减弱；选用带有盐酸、氯酸钠缺料、工艺水欠压、水浴缺水自动停机保护功能的设备，并配臵备台，提高运行安全牢靠性。2、生产治理安全性分析原料储存与配制氯酸钠承受袋装50kg/袋，使用时一般一次投加 100kg，经化料器水力搅拌后配制为溶液存储于密封氯酸钠原料罐PE 罐中。盐酸储存配有 10m3 的酸储罐钢衬胶罐，构造图见附件，使用卸酸泵输送至密封盐酸原料罐PE 罐。

16、由于所用原料储罐均为密封PE 罐,厚度为 10mm，具有足够的强度和耐腐蚀性能，同时从安全角度考虑，还配臵有酸雾吸取器，可以满足现场安全要求。生产过程生产过程中二氧化氯均为现场临时制备，且选用带有盐酸、氯酸钠缺料、工艺水欠压、水浴缺水自动停机保护功能的发生器，并配臵备台，因此其运行安全牢靠性可以保证。岗位人员操作安全由于原材料均为危急化学品MSDS 表见附录，因此需对岗位人员进展相关安全培训，并按要求配备防护用品现场已根本具备，制订相关作业指导书和治理规程并遵照执行。对生活水卫生影响盐酸、氯酸钠本身均为化学危急品，但由于在二氧化氯制备过程中，盐酸、氯酸钠在反响釜中进展反响，反响废液能准时排放，

17、全过程中盐酸、氯酸钠均不进入生活水管道，因此不会对生活水卫生产生任何影响。七、二氧化氯消毒工艺的运行1、给水和中水各配备两套二氧化氯发生器单台最大有效氯产量5000g/h，均承受一用一备运行方式，可以满足5104t/d 生活水消毒和 1104t/d 中水消毒要求。2、水质检测按生活饮用水卫生标准GB5749-2022中二氧化氯消毒的相关指标执行。八、原材料使用量与进货周期1、使用量生产 1 克有效氯需要消耗氯酸钠 0.60g、盐酸 1.67g，因此： a.按地表水消毒时有效氯消耗量 1.5g/m3，制水量 50000m3/d 计算：氯酸钠用量0.60g/g1.5g/m350000m3/d=45

18、kg/d约 1.4t/月 盐酸用量1.67g/g1.5g/m350000m3/d=125.25kg/d约 3.8t/月b. 按中水水消毒时有效氯消耗量 10g/m3，制水量 10000m3/d 计算： 氯酸钠用量0.60g/g10g/m310000m3/d=60kg/d约 1.8t/月 盐酸用量1.67g/g10g/m310000m3/d=167kg/d约 5t/月2、进货周期氯酸钠：依据氯酸钠性质，为防止受潮结块、削减摩擦，拟在原给水和中水加氯间内各围建一块氯酸钠堆场约16m2,氯酸钠存量为 2t按 1.5 月/次进货周期考虑,使氯酸钠原料可以松散存放。盐酸：依据盐酸性质，为防止供酸槽车卸酸过程中酸雾形成及酸液泄漏风险，应尽量削减进货、卸酸频次，为此拟在原氯库室外北侧、中水加氯间南侧各增设一盐酸中转储罐钢衬胶罐，容积为 10m3，可以满足 2 月/次进货周期要求。九、改造内容：1、撤除现有加氯机及附属管