次氯酸钠在污水厂消毒的应用与讨论

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这次新冠疫情迸发以后，各地污水厂主管部门都在要求污水厂进展消毒处置，使污水厂的消毒工作又一次被关注起来〔又一次的原因是17年前的非典期间，污水厂的消毒也一样被关注〕。这一期专门和大家一起来讨论污水厂的消毒。

污水厂的消毒方式有多种，加氯消毒，二氧化氯，次氯酸钠，臭氧，紫外线等等，这些消毒方式在各个污水厂的设计中都有采用，这些类型的消毒方式，消毒原理各自不同，各有各的优势和缺点，经过非典SARS以后污水厂实际使用的情况，包括从原料的采购，使用的廉价性，平安性，运营费用的多个角度来看，越来越多的污水厂愿意承受甚至改造使用次氯酸钠作为污水厂的消毒剂。但是很多污水处置厂的管理人员对次氯酸钠在污水厂的消毒加药都存在着一定的认知缺乏，比拟常见的就是贮存，加药量，余氯，粪大肠菌群能否达标等等方面欠缺；还有管理不到位的情况等。下面将围绕次氯酸钠展开污水厂的消毒工作讨论。

一、次氯酸钠的消毒原理

污水厂的出水必需经过消毒，这是由于城市生活污水中含有大量的微生物，其中包含对人类有害的细菌，原生动物的卵囊虫及胞囊，蠕虫，病毒等。众多的有害微生物的检验工作量非常宏大，为了更快速的检测污水中的有害微生物数量，把粪大肠菌群数作为污水厂的生物学危害的指标，污水厂在排出厂之前，要进展相应的流程，来把粪大肠菌群数降低到一定的指标范围内，使污水中的有害微生物降低环境可接纳，这就是污水厂的消毒。要注意污水厂的消毒不是灭菌，消毒是到达一定数量就可以了，灭菌是全部灭杀。

污水厂的消毒中常用的其他消毒剂有很多，次氯酸钠是比拟常用的一种，次氯酸钠是作为氯消毒剂的一种，其消毒原理和氯气的消毒原理根本一样，是通过对微生物体内的酶〔也就是如今很流行的“酵素〞〕的活性抑制来实现微生物的灭活消毒的。在氯消毒剂中常用有效氯的说法来进展消毒效果的衡量，氯气消毒的作用机理是在氯气在水中通过夺取生物体内电子变成Cl-来进展消毒，所以有效氯是指氯气生成Cl-的数量，而次氯酸钠〔NaClO〕中的Cl氯离子为+1价位，变为-1价位，要夺两个电子，也就是两个当量的氯，因而次氯酸钠的有效氯含量就是：

在一些文献材料中，对氯的消毒都是采用有效氯来计算的，次氯酸钠的有效氯就是95.3%。一般污水厂采用的都是工厂制备好的次氯酸钠直接运输到厂内进展投加的，次氯酸钠的溶液的溶液的浓度在12~15%之间，换算成有效氯就是11~13%之间。因而污水厂在采购次氯酸钠期间，不要被一些商家误导，一般有效氯在10%左右就是正常了，高于这个值都是虚假的成分较多，而且越高浓度的次氯酸钠越容易挥发，在污水厂贮存期间，很容易挥发降低浓度，在贮存罐顶部要注意留有氯气释放孔，贮存空间要强迫排风，防止有毒气体的积累。污水厂在使用过程中的次氯酸钠一般以10%的有效氯来计算。

污水厂的化验室可以通过余氯检测的碘量法〔GB19106-2021次氯酸钠国家规范〕的实验方法来检测购置的次氯酸钠产品中的有效氯的含量，也是污水厂保证采购消毒商品合格的规范检测手段。

二、次氯酸钠的投加计算

次氯酸钠投入水中后，会发生水解，产生有效氯的反响，当有效氯和水中的微生物反响完成后，剩余的有效氯就是余氯，这也是很多污水厂感到迷茫的一个问题，出水的余氯坚持在多少，余氯不是越高越好，高余氯进入到自然水体中会产生不良的消毒副产物DBPs，最常见的三卤甲烷和卤乙酸，还有N-亚硝基二甲烷〔NDMA〕等等，其中NDMA是的最强致癌因子之一。同时污水厂对于本钱的支出管控上，消毒剂也是本钱构成的很大一局部，因而选择合理的投加量，是每个采用次氯酸钠进展消毒的污水厂需要认真进展工作。

次氯酸钠在水中需要一定的接触时间来实现有效的消毒，因而在实际的应用中，污水厂都有设计接触池，提供足够的接触时间来进展消毒，一般污水厂在设计负荷下接触时间在30分钟，各个污水厂可以根据实际的处置水量来计算本人厂内实际的接触时间，这个接触时间对后面的加药量的计算有很大的作用。

根据消毒动力学和大量的污水厂实际经历共同推导，由赛莱克〔Selleck〕等人提出的在理想状态的接触池反响条件下，给定的接触时间所需的余氯量的计算公式为：

这个公式可以计算出理想状态下的消毒剂的使用量，但是要注意污水厂的实际使用中，由于处置水平的不同，处置水质的变化，会导致消毒剂不可能完全作用于微生物的灭活，一般各种复杂的杂质都会消耗大量的有效氯，因而这个计算可以作为消毒剂投加的一个基准数值，实际的投加量根据这个计算，进展比例上浮后投加。

一般来说随着污水处置流程的不时加长，水中的微生物的去除效果会不时上升，有研究说明在不同的污水处置的水平下的细菌的去除和破坏不一样，下表是各个阶段的微生物去除率的情况：

所以污水厂在消毒剂的使用本钱的管控上，要注意对前端工艺的管理，前端生物处置工艺运行的越稳定，处置水质越好，后端的消毒剂投加量越小，这也是要求管理者把污水厂的运行管理作为系统来进展，不能割裂的对待某一环节。

三、次氯酸钠的折点反响

次氯酸钠自身也是一种强氧化剂，可以氧化很多复原物质，由于污水中含有各种物质，特别是氨氮，硝态氮等氮族化合物，这一类氮族化合物在次氯酸钠的氧化作用下会变成氯胺，在这个过程中会消耗次氯酸钠，次氯酸钠所产生的余氯在氧化这局部氨的阶段，会呈现一个下降的趋势，当把这局部胺全部氧化完以后，水中余氯会上升，这就是加氯反响中的折点加氯。这个化学反响分为三步反响，分别为

很多污水厂利用了次氯酸钠这个特性，进展氨氮超标的应急处置，但是根据化学式计算和实际运行的统计数据，次氯酸钠降解氨氮的使用量非常宏大，次氯酸钠的投加量和氨氮的比例在7~9：1的情况下，才可以满足氨氮的完全转化。因而在正常运行中，污水厂无法使用次氯酸钠来长期坚持氨氮的达标。

次氯酸钠的折点消毒特性，对污水厂的消毒工艺的运行管理中，需要重点注意，由于出水中的氨氮过高，为坚持足够的余氯和消毒效果，就会大量增加次氯酸钠使用量，为此污水厂在运行工艺的控制中，前端脱氮处置要坚持高效，才干减少次氯酸钠消毒剂的使用量。

四、次氯酸钠的影响因素。

在污水厂的实际使用过程中，现场存在多种因素影响次氯酸钠作为消毒剂的使用效果，比拟常见的有：

1、污水处置水平：污水处置的水平越深，处置水水质越好，需要的消毒剂越少。

2、次氯酸钠与水的混合方式。次氯酸钠与污水的混合越剧烈，接触越彻底，消毒的效果越明显，消毒剂的使用量也就越少。比方在深度处置出水管上装置消毒剂投加管，在接触池内设置上下隔板加大水的紊流状态等。

3、接触时间。接触时间和消毒效果在上文中有专门的公式描绘，接触时间越长消毒效果越好。

4、污水温度。污水温度每升高15℃，消毒剂的反响速度进步一倍，接触时间可减少一半；反之降温15℃速度那么降低一倍。

5、PH值。PH值越低，消毒效果越好。

6、其他干扰物质。干扰物质会影响次氯酸钠的消毒