山東昌邑二氧化氯發(fā)生器維護(hù)管理
山東昌邑二氧化氯發(fā)生器維護(hù)管理
本文從對二氧化氯性質(zhì)、化學(xué)法二氧化氯制取、發(fā)生器原理及應(yīng)用出發(fā)，著重闡述二氧化氯發(fā)生器的維護(hù)管理，解決生產(chǎn)中突出的實際問題。
飲用水消毒劑作為水質(zhì)控制的一個重要環(huán)節(jié)，其效果令人關(guān)注，尋找一種廣譜殺菌能力、消毒性能持久、副產(chǎn)物特別是有毒副產(chǎn)物較少、使用安全、方便的消毒劑是大家的共同關(guān)心的目標(biāo)。隨著我國經(jīng)濟的高速發(fā)展，人民生活水平的提高，一方面，人們對水質(zhì)的要求越來越高，另一方面，發(fā)展經(jīng)濟的同時，造成的環(huán)境污染問題也日趨嚴(yán)重。而我國目前絕大多數(shù)水廠還是沿用傳統(tǒng)的混合、絮凝、沉淀、過濾、氯消毒水處理工藝，氯消毒對去除水中的有機物效果不理想，還會生成20多種副產(chǎn)物，包括三鹵甲烷THMs 等致癌物質(zhì)。有一些凈水廠為此增加了深度處理構(gòu)筑物（活性炭吸附技術(shù)）或預(yù)處理構(gòu)筑物（生物預(yù)處理）等，但大都有投資高，占地大的缺點。
隨著歐美國家在水廠和其他行業(yè)廣泛使用二氧化氯和國內(nèi)對其在消毒方面的認(rèn)識和研究的加深，二氧化氯正逐步成為氯消毒的替代物。二氧化氯作為新型消毒劑，具有多方面的優(yōu)勢：殺菌能力強、消毒性久、副產(chǎn)物少、不生成三鹵甲烷等致癌物，還可去除水中色度、臭味、藻類、鐵、錳等，世界衛(wèi)生組織已將其列為AI 級、廣譜、安全消毒劑，二氧化氯已成為上*的氯系列消毒劑的更新?lián)Q代產(chǎn)品。它的應(yīng)用領(lǐng)域也越來越廣闊，包括工業(yè)、農(nóng)業(yè)、食品加工業(yè)、冷卻水處理、印染污水處理、醫(yī)療衛(wèi)生、環(huán)保等各領(lǐng)域。但是，二氧化氯領(lǐng)域行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)化及二氧化氯更科學(xué)合理的制備、使用和貯運安全性等問題已日顯重要，這方面還有大量的工作要做。
1、二氧化氯的主要物理化學(xué)性質(zhì)
二氧化氯在常溫下是黃綠色至橘黃色氣體，具有與CL2相似的刺激性氣味；比空氣重，其氧化能力為氯的2.6 倍，具有較強的滅菌能力。二氧化氯易溶于水，其溶解度是CL2的5 倍，它在水中是純粹的溶解狀態(tài)，不易發(fā)生水解反應(yīng)，所以它的消毒作用受水的pH值影響極小，二氧化氯易揮發(fā)，其液態(tài)和氣態(tài)極不穩(wěn)定，溫度升高、曝光或與有機質(zhì)接觸均會發(fā)生爆炸。由于二氧化氯對壓力、溫度和光線敏感，不能壓縮進(jìn)行液化儲存和運輸，一般都是現(xiàn)場制取和使用。
2、二氧化氯的消毒機理
2.1二氧化氯與無機物的反應(yīng)：二氧化氯可將水中溶解的還原態(tài)鐵、錳氧化，對去除鐵、錳很有效。反應(yīng)式如下：
2ClO2+5Mn2++6H2O → 5MnO2+2Cl-+12H+（1）
ClO2+5Fe(HCO3)2+3H2O → 5Fe(OH)3+10CO2+Cl-+H+（2）
2.2二氧化氯與有機物的反應(yīng)：二氧化氯與有機物的反應(yīng)較復(fù)雜，主要發(fā)生氧化反應(yīng)，其產(chǎn)物主要有酸、醇、環(huán)氧化物等。二氧化氯與酚反應(yīng)不會生成有異味的氯酚。二氧化氯與腐植酸反應(yīng)，不會生成三鹵甲烷THMs 等有機鹵代物。
2.3據(jù)有關(guān)專家研究，二氧化氯對細(xì)菌的細(xì)胞壁有較強的吸附和穿透能力，從而有效破壞細(xì)菌內(nèi)含巰基的酶，可快速控制微生物蛋白質(zhì)的合成，故二氧化氯對細(xì)菌、病毒等有很強的滅活能力。二氧化氯不與氨反應(yīng)，故氨氮含量高的水采用二氧化氯消毒仍可保持其全部殺菌能力。這些細(xì)菌除一般細(xì)菌外，還有包括大腸桿菌、異細(xì)菌、鐵細(xì)菌、脊髓灰質(zhì)炎菌病毒、肝炎病毒、蘭伯氏賈第蟲胞囊、等。
3、化學(xué)法二氧化氯制取方法及應(yīng)用
目前常用化學(xué)方法制取ClO2 主要有下面幾種：
（1）鹽酸與亞氯酸鈉反應(yīng)
5NaClO2 ＋４HCl ＝5NaCl ＋ 4ClO2 ＋２H2O
（2）鹽酸與氯酸鈉反應(yīng)
2NaClO3 ＋ 4HCl ＝ 2NaCl ＋ 2ClO2 ＋ Cl2 ＋２Ｈ 2O
（3）液氣混合反應(yīng)
2NaClO2 ＋ Cl2 ＝ 2NaCl ＋ 2ClO2
由于亞氯酸鈉價格昂貴，方法（1）、（3）的成本與運行費用較高，難以在飲用水中推廣使用。目前國內(nèi)許多廠家研制出使用Naclo ３和H2SO4 或HCl 反應(yīng)制取二氧化氯的發(fā)生器，該設(shè)備生產(chǎn)規(guī)模較小，設(shè)備簡單，便于操作和實現(xiàn)自動化。原料價廉易得，適用于給水處理中生產(chǎn)應(yīng)用，許多中小型水廠都使用此設(shè)備生產(chǎn)二氧化氯。該種發(fā)生器產(chǎn)生的混合氣體中二氧化氯占70％，其余30％為CL2。用戶再根據(jù)需要將氣體純化：
2NaClO2 ＋ Cl2 ＝ 2NaCl ＋ 2ClO2
使用純化器后二氧化氯的含量可達(dá)95％。
4、二氧化氯發(fā)生器各系統(tǒng)的運行與維護(hù)管理
濰坊山水環(huán)保機械設(shè)備有限公司制造的山水牌化學(xué)法二氧化氯發(fā)生器，主要由原料投加系統(tǒng)、反應(yīng)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、成品投加系統(tǒng)等幾部分組成，其主要設(shè)備有：原料攪拌及貯存箱、反應(yīng)器、投加計量泵、恒溫控制器、多功能保護(hù)器、水射器等，整套系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，操作簡便，采用負(fù)壓暴氣工作，反應(yīng)效率高，安全性能高，具有斷水、斷電、過溫等安全保護(hù)功能。
在近幾年的生產(chǎn)實踐中，使用化學(xué)法二氧化氯發(fā)生器生產(chǎn)二氧化氯，遇到了棘手的問題：
（一）產(chǎn)氣量不足；
（二）加氯間消毒劑味道大；
（三）加氯間、貯酸間設(shè)備設(shè)施腐蝕嚴(yán)重；
（四）單向控制閥失靈；
（五）投加計量泵故障或計量不準(zhǔn)確。
為此，我們通過對存在的問題逐一改進(jìn)和完善后，達(dá)到了預(yù)期的效果，成效非常明顯。具體做法如下：
4.1針對產(chǎn)氣量不足的情況
在生產(chǎn)中常遇到的問題原水水質(zhì)沒有發(fā)生大的異常變化，但按正常量投加二氧化氯，余氯就是上不來。主要原因可能是原料供應(yīng)不足、暴氣不夠造成。對此，我們在原料供應(yīng)不足上采取改進(jìn)措施是定期用量杯對氯酸鈉和鹽酸的投加計量泵投加的原料量進(jìn)行測算，是否達(dá)到規(guī)定的投加比例量；在暴氣不夠上，重新改接原水射器壓力管到出廠水的壓力管上，讓壓力管上的水壓大于0.3MPa，同時在壓力管上安裝一過濾網(wǎng)，過濾管道中的雜物，并每周定期清洗。通過這些措施，成功解決了產(chǎn)氣量不足的問題。
4.2針對加氯間消毒劑味道大，設(shè)備設(shè)施腐蝕嚴(yán)重
加氯間消毒劑味道大，主要氣體有酸霧、二氯化氯、CL2等揮發(fā)物，zui主要的是二氧化氯發(fā)生器出現(xiàn)故障時的漏氯，產(chǎn)生的原因主要有水射器堵塞、暴氣室出口堵塞、水壓偏低、管道漏氣等，對加氯間的設(shè)備設(shè)施腐蝕嚴(yán)重，尤其是控制系統(tǒng)的電子配件。如何降低或解決腐蝕問題，我們設(shè)計了一套簡易漏氯吸收裝置，具體做法是：將加氯間五臺二氧化氯發(fā)生器的溢流管相互并聯(lián)并通過一條總管連接到一個小型收集箱，在收集箱內(nèi)的上部安裝一個漏氯報警探頭，在每條溢流管的zui低處設(shè)置一個存水灣，平時注滿水。當(dāng)發(fā)生漏氯事故時，由于大氣壓作用，泄漏的氣體在收集箱內(nèi)被迅速反抽入其他輸氯管道中，使整個工作間無CL2彌漫，保護(hù)了作業(yè)環(huán)境，同時在漏氯發(fā)生時，值班人員能在zui短時間內(nèi)得到漏氯報警信號，及時進(jìn)行處理。
4.3貯酸間、加氯間設(shè)備設(shè)施腐蝕嚴(yán)重
鹽酸具有較強的揮化性能，每次卸酸和鹽酸罐內(nèi)鹽酸波動時，會形成大量酸霧，對周邊環(huán)境、設(shè)施影響很大，附近居民經(jīng)常投訴。我們做了一項小技改，基本解決了酸霧的影響，具體做法是：利用水射器的抽吸作用，從鹽酸罐頂zui高處引出一條DN20 管道，與高壓水管的水射器連接，水射器兩端各安裝一組球閥，調(diào)節(jié)水射器的真空度，酸霧多時，閥門根據(jù)酸霧多少來調(diào)節(jié)開啟度。當(dāng)卸酸和鹽酸罐內(nèi)鹽酸波動產(chǎn)生酸霧時，利用水射器的抽取作用，迅速將酸霧吸收，與高壓水綜合，有效地保護(hù)了設(shè)備。
4.4單向控制閥失靈，復(fù)位不到位
單向控制閥一失靈，反應(yīng)罐內(nèi)就不能形成負(fù)壓，高壓水通過水射器就反向進(jìn)入反應(yīng)罐，二氯化氯發(fā)生器就沒辦法正常生產(chǎn)，反應(yīng)罐內(nèi)壓力迅速增加，壓力由負(fù)壓變成正壓，這時反應(yīng)罐的混合溶液就通過溢流管向外排放，既影響生產(chǎn)，又造成環(huán)境污染。單向控制閥失靈的主要原因是復(fù)位不到位置，造成系統(tǒng)漏氣。我們根據(jù)單向閥的幾何形狀，進(jìn)行了改進(jìn)：一是用PVC 棒代替原因的PVC 管，增加單向閥的重量；二是將單向閥的底部密封部分由圓柱狀改為圓椎體，增加與管道結(jié)合的嚴(yán)密性，防止單向閥打偏。經(jīng)過改進(jìn)，有效地解決了復(fù)位不到位的問題，降低了事故發(fā)生的概率。
4.5 投加計量泵故障或計量不準(zhǔn)確
計量泵故障或計量泵計量不準(zhǔn)確，影響二氧化氯正常的生產(chǎn)，我們除了加強巡檢，加強計量泵出液量監(jiān)測外，還在原加氯系統(tǒng)投加點處增設(shè)了一個投加取樣點，通過在線儀實行實時監(jiān)控，*時間掌握投加、計量不準(zhǔn)確的問題。
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