关于液体次氯酸钠储罐降温减缓氯含量衰减速度的研究与实践
发布时间:2024-11-05浏览量:4256
程晋南
(北京市自来水集团来水亭物资有限公司,北京 100055)
摘要:次氯酸钠液已成为重要的制水消毒材料,但其受环境影响大,具有挥发性,温度升高会导致次氯酸钠中氯含量自然分解速度加快,若能将存储次氯酸钠的储罐保持在较低或理想温度,可降低次氯酸钠中氯含量的自然分解速度。以实验室数据为依据,研究探讨次氯酸钠储罐降温减缓氯含量衰减的有效方法,并通过实践应用,不仅证实了温度对次氯酸钠中氯含量的衰减速度有直接影响,而且证实了对次氯酸钠储罐采取有效的降温措施,可明显减缓次氯酸钠中氯含量的衰减速度,该项目的研究成果,值得在供水企业广泛推广和应用。 (本文所述及的次氯酸钠均指液体次氯酸钠 )
关键词:次氯酸钠 储罐 氯含量 衰减 应用
前言 :众所周知,液氯是自来水制水工艺中最经济的消毒材料,但其属剧毒危险化学品,若发生漏氯事故,在处理不当情况下,有可能对周边地区人身生命安全构成严重威胁,而次氯酸钠属一般化学品,也同时属于百姓家庭中日常卫生用品系列中的产品,相对经济可靠,且消毒效果较好。目前,被广泛应用于各大、中、小自来水厂,也已成为制水工艺中重要的消毒材料,但其受环境影响大,具有自然分解性,温度升高会导致次氯酸钠中氯含量自然分解速度加快,特别是在夏季,易造成水厂投加次氯酸钠药量不稳,影响制水消毒效果,若能将存储次氯酸钠的储罐保持在较低或理想温度,可降低次氯酸钠的自然分解速度,从而延长次氯酸钠的存储时间,这样即能降低制水成本,又能节约能源消耗。下面就如何降低次氯酸钠储罐温度,对减缓氯含量衰减速度进行一些探讨和研究,并通过实践应用证实研究成果。
一、次氯酸纳的消毒原理
次氯酸钠分子式为NaCIO,分子量为74.44,其灭菌杀病毒原理大致有三种作用方式 :
1.1次氯酸钠消毒最主要的作用方式是通过它的水解形成次氯酸,次氯酸再进一步分解形成新生态氧[O】,新生态氧的极强氧化性使菌体和病毒上的蛋白质等物质变性,从而致死病源微生物。其实,氯气消毒的原理也主要是以产生出次氯酸,然后释放出新生态氧[O]的方式。根据化学测定,PPM级浓度的次氯酸钠在水里几乎是完全水解成次氯酸,其效率高于99.99%。
其化学反应方程式 :OC1一+H,O==HOCI+OH一 2HOC1 2HC1+[0]
1.2次氯酸在杀菌、杀病毒过程中,不仅可作用于细胞壁、病毒外壳,而且因次氯酸分子小,不带电荷,还可渗透入菌(病毒)体内,与菌(病毒)体蛋白、核酸、和酶等有机高分子发生氯化反应生成复杂的卤化物质,从而使病原微生物失去活性。
1.3次氯酸钠还能够分解蔬菜、水果等农副产品上所残存的微量农药。目前,我国绝大多数农药都是属磷酸酯类杀虫剂 (即有机磷农药系列)。其主要结构是
在碱性水中HC10会很快破坏其官能团产生无机盐、CO 和H O而失掉农药原有的毒性。
由于次氯酸钠相对安全、经济、且消毒效果好,特别是在闹市区中的水厂 (井)采用次氯酸钠消毒保证供水安全有它独特的优越性,因此,成为了制水工艺中重要的消毒材料,被广泛应用于各大、中、小自来水厂。
二、次氯酸钠氯含量衰减的原因分析
根据有关数据及检测显示,在实际使用次氯酸钠
2.1.4数据分析 :
2.1.4.1在室温设置为恒温25℃情况下,密闭存放在250ml锥形瓶中的次氯酸钠,1个月后的有效氯含量衰减10%左右。
2.1.4.2在室温设置为恒温 30℃情况下,密闭存放在250ml锥形瓶中的次氯酸钠,1个月后的有效氯含量衰减27%左右。
2.1.4.3把 25℃ 与 30℃的数据比较分析,温度升高5℃,密闭存放在250ml锥形瓶中的次氯酸钠,1个月后的有效氯含量衰减17%左右。
由此可见,在实验室环境下密闭存储次氯酸钠,温度越高,次氯酸钠有效氯含量衰减就越大、衰减速度就越快。因此,要减缓有效氯含量的衰减,应选择低温、密闭封口环境下存储次氯酸钠。
2.2实验室外的实验及分析
2.2.1实验方法 :将装有0.5吨次氯酸钠的塑料大桶密闭封口,并暴露在室外环境,且无日光遮挡。
2.2.2温度情况 :检测时间选在 2010年夏季5月至6月之间,放置一个月,每周定期测量有效氯含量,并做检测记录。
2.2.3测定结果 :见表3,图5。
表3自然环境下2010年夏季5月至6月含氯量变化表 单位:%
三、数据分析
在2010年5月至6月之间的自然环境下,装有0.5吨次氯酸钠的塑料大桶密闭封1:3,并暴露在室外环境,且无日光遮挡,1个月后有效氯含量衰减42%左右。 由此可见,暴露在高温、日照环境下,次氯酸钠有效氯含量衰减迅速,要减缓有效氯含量的衰减,应选择低温、避光环境下存储次氯酸钠。
四、次氯酸钠储罐降温减缓氯含量衰减的方法
一般情况下,次氯酸钠从生产出厂到水厂投加使用,需要经过 “药剂出厂一集中运输一集中存储一按需运输一按需存储一投加使用”等环节,易造成次氯酸钠氯含量衰减的环节重点在集中存储和按需存储环节,其次是集中运输和按需运输环节。目前,存储次氯酸钠药剂的多为玻璃纤维储罐、塑料储罐或储药池等,就储罐而言,降温处理可采用三种方式 :(1)采取罐体降温的方式 ;(2)采取环境降温的方式 ;(3) 采取罐体降温与环境降温相结合的方式。
4.1罐体降温方式
4.1.1可采取用水喷淋的方法。在具备条件的前提下,用水喷淋罐体,以达到物理降低次氯酸钠储罐温度的目的。
4.1.1.2可采取在罐体内加装钛合金热交换器的方法。由于钛合金导管的传导性极强,可在罐体内壁缠绕钛合金导管,并通水进行循环降温。
4.1.1.3可采取在罐体外壁或内壁加装隔层,并通水进行整体循环降温。
4.2环境降温方式
4.2.1可采取避光、通风的方法。在设计水厂加药间、储药问或在具备改造条件时,可将次氯酸钠储罐埋置于地下降温,同时密闭储罐进出入加药口及通风口;当不具备条件时,可将次氯酸钠储罐置于避光环境中,在密闭储罐进出入加药口及通风口情况下,进行通风换气降温。
4.2.2可采取沉于水中的降温方法。在具备条件的前提下,可将次氯酸钠储罐置于池、湖、河水中,以达到降低次氯酸钠储罐温度的目的。
4.2.3可采取空调制冷降温的方法。在存储和运输环节中,均可采取空调制冷降温,通过降低环境温度,以达到降低次氯酸钠储罐温度的目的。
4.3罐体降温与环境降温相结合方式
在非常必要的情况下,可有效组合具体降温方法,进行综合措施的降温,温度降至越低,次氯酸钠中氯含量衰减速度就越缓慢,有效使用期就更长。
五、次氯酸钠储罐降温的具体实践与应用
5.1确定储罐降温的方法
制作新型次氯酸钠储罐,采取在罐体内加装钛合金热交换管,并通水 (湖水)进行循环降温的方法。
此次实验,采取的是自然环境下的湖水进行冷却,且由于实验室所处的位置离湖水有一定距离,循环泵只能抽取湖的上层水进行冷却,随着气温的上升,上层湖水温度会有明显升高,若改用市政管网水进行循环冷却,会比湖水温度低很多,减缓次氯酸钠中氯含量的衰减效果会更好。
六、总体结论
通过对次氯酸钠中氯含量衰减速度的探索与研究,并应用于生产实践的验证,不仅证实了温度对次氯酸钠中氯含量的衰减速度有直接影响,而且证实了对次氯酸钠储罐采取有效的降温措施,可明显减缓次氯酸钠中氯含量的衰减速度,该项目的研究成果,值得在供水企业广泛参考和应用。