次氯酸钠在泰和水厂的实际应用

包 源，秦 晔

(上海市自来水市北有限公司，上海 200086)

1 水厂现状

泰和水厂位于上海市外环线以内，规模80万t/d，主要担负着上海市宝山、普陀、嘉定等区域的200万人的生活与生产用水供水任务。其供水区域众多商业、工业及居住区对供水水量、水质的要求高，目前周边居住区发展迅速，厂区东侧新建有学校等民用设施，人口较密集。实际生产分三个系统:一系统规模20万t/d，于1996年8月建成通水。二系统规模40万t/d，于1997年8月建成供水。三系统规模20万t/d，于2007年6月通水。平均日用氯量约为3．78 t，氯库为保证存储量需储存t级氯瓶约50只。

2 改造的必要性

液氯是剧毒危险品，运输、储存、使用环节要求严格，一旦人员操作疏忽，极易造成重大安全责任事故。近年来国内多次发生液氯、液氨等危险品运输泄漏或爆炸事件，给人民生产生活带来巨大威胁。

根据上海市水务局关于开展安全生产“三项行动”的通知(沪水务〔2009〕365号)中第三条第二款第一点的要求，为了杜绝液氯、液氨在运输、储存、使用等环节上的安全隐患，保证上海构建和谐社会的需要，在确保水厂出厂水质符合国家标准、不明显增加水厂生产成本的情况下，对泰和水厂加氯、加氨系统进行改造，选择商品次氯酸钠及硫酸铵药剂替代液氯、液氨显得尤为必要。

3 技术改造

3．1 改造原则

(1)充分利用现有设施，节约工程投资，因地制宜考虑改造方案。

(2)方案应具有可操作性和可实施性，并在改造期间确保水厂对外正常供水，尽量减少对生产设施运行的影响。

(3)采用以自动控制技术为主的科学管理办法，保证生产运行和供水质量稳定。

(4)按照泰和水厂历年加注量记录，本改造方案设计有效加氯量为:平均加注量4．5 kg/kt，其中前加氯 3．2 kg/kt，后加氯 1．3 kg/kt;最大加注量6．5 kg/kt，其中前加氯量 4．55 kg/kt，后加氯量1．95 kg/kt。

3．2 改造方案

为了降低改造期间对生产的影响，并保证改造完成后水厂的加氯、加氨消毒系统的顺利切换，以及减少改造工程量，将加注次氯酸钠及加注硫酸铵的设备设置于原40万m3/d的2#系统(大场)加氯加氨间处。2#系统原加氯加氨间位于泰和全厂净水工艺处理的中心区，距离厂区内各前、后加注点距离均较近。目前该加氯加氨间已停产。并与新建加氯加氨间相邻，系统改造后厂外管沟改建量也较少。另外加氯间北侧另有约1 700 m2的空地可以用于建设待检池、储液池等。次氯酸钠加注系统由六个部分组成，分别为待检池、储液池、提升系统、加注泵、管路系统及排放系统。分前加氯与后加氯，分三个系统分别投加。图1为泰和水厂加氯工艺图。

图1 泰和水厂加氯工艺图Fig．1 Diagram of Chlorination Process in Taihe Water Plant

4 改造后运行的效果

泰和水厂从2012年6月底次氯酸钠调试成功，7月开始正式运行。从运行的情况来看，次氯酸钠消毒效果好，投加准确，操作安全，使用方便，易于储存，对环境无毒害，不存在跑气泄漏现象，可以在任意环境工作状况下投加。以改造前后一系列数据为例，看出投加量明显下降。

4．1 原水情况

泰和水厂取用的是长江原水，主要来自陈行水库，水质较稳定，改造前后原水水质情况如表1所示。2011年7月～12月为改造前的数据，2012年7月～12月为改造后的数据。

表1 改造前后的原水水质对比Tab．1 Raw Water Quality before and after Modification

续 表

由表1可知改造前的水质较改造后的原水水质情况相差不多，浊度相差3 NTU，但这对加氯的影响不是很大，对加氯影响大的是氨氮，从表上看出原水平均氨氮均为0．05 mg/L，所以数据还是有可比性的。

4．2 投加量明显下降

因为液氯与次氯酸钠的浓度存在10倍差，下面的图表已经折合成液氯的投加量。

图2为次氯酸钠改造前与改造后三个系统的投加量比较图。

图2 三个系统的氯投加量变化图Fig．2 Variation of Chlorine Dosage in 3 Systems

由图2可知原水氨氮变化不大情况下，每个月三个系统的氯基投加量都在下降，说明无论天气如何变化，投加量都较改造前下降。

4．3 消毒效果相差不多

液氯投加时，氯胺比例不容易控制，氯胺比例接近2．5～3∶1，且后加氯时，氯胺加注管容易结垢;使用了次氯酸钠后，氯胺比例接近4∶1，两者反应完全，达到较好的效果。

图3是三个系统总的前加氯与后加氯比较。

图3 三个系统前后加氯比较图Fig．3 Comparison of Chlorination before and after in 3 Systems

由图3可知改造后前加氯都较投加液氯时低，但由表2可知，沉淀池的余氯相差无几，说明次氯酸钠消毒效果较液氯好。后加氯的投加量下降，导致了滤后水、出厂水的余氯下降(根据公司的水质指标的要求，适当做了出厂水余氯的调整)。

表2 改造前后的余氯对比Tab．2 Residual Chlorine before and after Modification

4．4 细菌的杀毒效果较好

由表3可知虽然改造后投加量有所下降，但杀毒效果没有丝毫改变。

表3 改造前后的杀菌效果对比Tab．3 Sterilizing Effect before and after Modification

续 表

4．5 安全系数高

泰和水厂平均日用氯量约为3．78 t，氯库为保证一定存储量需储存吨级氯瓶约50只。泰和水厂氨库存氨瓶约28只。液氯是剧毒危险品，运输、储存、使用环节要求严格，一旦人员操作疏忽，极易造成重大安全责任事故。次氯酸钠的浓度较液氯相差十倍，贮存、运输都较液氯安全，所以，次氯酸钠的改造，解决了安全隐患，确保了安全生产。

5 运行中存在的问题

5．1 混凝效果有一定的影响

泰和水厂采用的混凝剂是聚合硫酸铝，它本身呈酸性，改造前投加液氯，液氯也是酸性的，两者不但不会产生反应，且有一定的助凝效果。次氯酸钠呈碱性，两者放在一起会发生中和反应的，所以加矾与加氯的两个投加点需要保持一定的距离，如果太近，聚合硫酸铝尚未跟水完全反应就跟次氯酸钠混合、反应，引起混凝效果不佳。泰和水厂在实际生产中碰到这一问题，尤其表现在二系统和三系统，矾基上升较多。图4为改造前后三个系统矾基投加量。

图4 三个系统改造前后矾基投加量比较图Fig．4 Comparison of Vitriol Dosage before and after Modification in 3 Systems

由图4可知二系统、三系统的矾基投加量除了十月份下降外，其余都是在上升的，对此展开了调查。发现二系统的加矾管与加氯管相距太近，次氯酸钠未充分水解，却先与聚硫氯化铝反应了，导致混凝效果不佳，使得加矾量上升。后调节加矾管，使原有的总管加矾调整为分管加矾，使得加氯管与加矾管的距离变大，这样矾基才有所下降。

5．2 出厂水pH明显升高

陈行原水pH 为7．7～8．5，投加液氯时，出厂水的pH为7．4～7．6，而投加次氯酸钠后，出厂水pH为7．7～7．9。图5为改造前后的平均pH变化。

图5 改造前后平均pH变化Fig．5 Average pH before and after Modification

5．3 贮存时间较短

由于次氯酸钠液不宜久存，次氯酸钠属于挥发性的液体，浓度变化较大，不宜放置太久，使用时间一般为1～2月。夏天较冬天容易挥发，表4为夏天次氯酸钠消耗浓度。

表4 夏天次氯酸钠消耗浓度Tab．4 Consumption Concentration of Sodium Hypochlorite in Summer

泰和水厂因为使用量大，一般一个贮液缸使用周期为7 d，基本上一个星期进货一次。

5．4 成本较高

虽然次氯酸钠用量为液氯的10倍，但价格仅比液氯低3．36倍，因此成本大大上升，改造前与改造后成本上升了222．09万元，影响单位变动成本8．7元/kt。

6 结语

次氯酸钠在泰和水厂的应用，从安全与投加量的角度来看，是有百利而无一害，但从实际生产的角度来看，有利有弊。

(1)就安全性与投加量来说，次氯酸钠比液氯消毒效果好，投加准确，操作安全，使用方便，易于储存，对环境无毒害，不存在跑气泄漏，可以在任意环境工作状况下投加。

(2)加矾管与加氯管相距不能太近，如太近，影响混凝效果。

(3)就生产成本与企业效益来说，次氯酸钠成本较高。

(4)投加次氯酸钠对出厂水其他水质指标影响不大，值得注意的是出厂水pH值明显上升。