次氯酸钠在超滤化学清洗和加强反洗中的应用

樊力 刘宝会 李锋涛 王喜平

(1身份证号：150102198612210111) (2身份证号：61042619930419153X) (3身份证号：610424199204013573) (4身份证号：152632199007180315)

次氯酸钠在超滤化学清洗和加强反洗中的应用

樊力1刘宝会2李锋涛3王喜平4

(1身份证号：150102198612210111) (2身份证号：61042619930419153X) (3身份证号：610424199204013573) (4身份证号：152632199007180315)

次氯酸钠水解生成的次氯酸分解成的新生态氧[O]可杀死微生物。次氯酸钠水解受水中PH影响。超滤化学清洗和CEB加强反洗用次氯酸钠作为杀菌剂时，其杀菌效果直接受PH影响。

次氯酸钠；超滤；化学清洗；杀菌效果

1 次氯酸钠的杀菌原理

次氯酸钠是水处理常用的杀菌剂，水解生成的次氯酸会分解生成新生态氧[O]。新生态氧[O]具有极强的氧化性，氧化微生物细胞壁、细胞膜中的蛋白质，导致细胞壁和细胞膜的结构破坏，细胞质基质无法稳定存在于细胞结构中；细胞壁和细胞膜的结构破坏使新生态氧[O]进入细胞内部，氧化细胞内的酶、核糖核酸(RNA)和脱氧核糖核酸（DNA），细胞失去活性，微生物迅速死亡。

2 PH对次氯酸钠水解的影响

2.1 次氯酸钠水解反应过程

次氯酸钠在水中水解反应如下：NaClO+H2O⇌HClO+NaOH①由①平衡反应式可知，次氯酸钠水解后生成次氯酸和氢氧化钠，即HClO和Na+和OH-。

2.2 次氯酸钠在酸性环境的水解

由①反应式可知，若次氯酸钠在酸性环境中水解，生成的OH-被水中的H+中和，水解反应平衡向正方向移动，因此，酸性环境会促进HClO的生成。若该环境中H+由盐酸提供，生成的HClO又会发生如下反应：

HCl+HClO⇌Cl2+H2O②

由②反应式可知，当①反应式平衡向正向移动时，由于HC⁃lO浓度的增大，②反应式平衡也向正向移动。

综合①和②反应式可得，在盐酸溶液中，次氯酸钠水解反应如下：

NaClO+2HCl⇌HClO+HCl+NaCl⇌Cl2↑+H2O+NaCl③

由③反应式可知，当次氯酸钠在盐酸溶液中水解时，生成HClO、HCl、Cl2、NaCl和H2O，且盐酸浓度越高，反应向正向移动，生成次氯酸越多，生成的氯气也越多。且当生成的氯气溢出后，反应进一步向正方向移动。

2.3 次氯酸钠在碱性环境中的水解

由①反应式可知，次氯酸钠在碱性环境中发生水解，由于大量OH-对水解反应产生抑制作用，①反应式平衡向逆向移动，次氯酸很难生成。

2.4 PH对次氯酸钠水解的影响

由以上描述可知，次氯酸钠在盐酸溶液中水解时，PH越低，生成氯气越多；次氯酸钠在碱性溶液中水解，PH越高，次氯酸越难生成。

氧化还原电位（ORP）是用来反映水溶液中的宏观氧化-还原性。ORP越高，氧化性越强；反之，氧化性越弱。电位为正表示溶液显氧化性；反之，显还原性。

在PH为6至10的条件下对浓度为0.15%的次氯酸钠溶液进行ORP测试发现，ORP随着PH降低而迅速升高，但PH低于7.5时，ORP上升趋势减缓。PH低于6.5时，大量Cl2生成。

3 次氯酸钠在超滤中的应用

3.1 超滤的原理

超滤用于截留水中胶体大小的颗粒，其机理是由膜表面机械筛分、膜孔阻滞和膜表面及膜孔吸附的综合效应，以膜两侧的压差为驱动力，膜表面密布的微孔只允许水及小分子物质通过，而体积大于膜孔的物质则被截留，从而实现对原水的净化。

3.2 超滤的微生物污堵

原水通常会设计混凝、沉淀、过滤等预处理过程，去除水大部分悬浮物、胶体。预处理中将投加杀菌剂。但由于水力时间不足，杀菌剂投加量不足以及在水中混合不均匀等原因，往往无法全部杀死微生物。随着运行时间增加，残留微生物在水中生长繁殖，并在滤料或超滤膜表面滋生形成微生物黏泥，污堵膜孔，严重时发生黏泥腐蚀。

3.3 次氯酸钠在超滤CEB加强反洗中的应用

超滤运行一个周期后将通过反洗冲出膜表面的较大污堵物，以恢复工作能力。经多个周期运行后进行CEB反洗。CEB反洗是在常规反洗程序中加入氢氧化钠、次氯酸钠、盐酸，以达到碱洗、杀菌、酸洗的目的。碱洗控制PH=12，次氯酸钠浓度通常为5-15ppm（以产品使用手册为准），酸洗控制PH=2。CEB反洗通常设计为两个部分，即碱洗杀菌和酸洗。碱洗和杀菌同步进行，酸洗单独进行。按该过程进行CEB反洗，次氯酸钠杀菌过程是在PH=12的条件下进行的。

3.4 次氯酸钠在超滤化学清洗中的应用

当超滤运行进、出水压差持续快速上升且产水量明显下降，CEB反洗无明显效果，或反洗后压差再次迅速上升且产水量下降时，则考虑化学清洗。化学清洗时碱洗控制氢氧化钠溶液为PH=12，酸洗控制盐酸溶液PH=2，次氯酸钠杀菌通常配置浓度为200ppm（以产品使用手册为准）。类似CEB反洗，目前普遍的化学清洗方法分两部分，碱洗和次氯酸钠杀菌同步进行，即配置浓度为200ppm的次氯酸钠溶液，再加入氢氧化钠至PH=12。酸洗单独进行。按该方法进行化学清洗，次氯酸钠的杀菌过程是在PH=12的条件下进行的。

4 结语

超滤CEB反洗和化学清洗以次氯酸钠作为杀菌剂。次氯酸钠水解生成的新生态氧[O]具有杀菌作用。当PH降低时，次氯酸钠水解充分。PH低于6.5时，明显有Cl2生成。目前的设计和常规的操作中，超滤的CEB反洗和化学清洗，次氯酸钠杀菌是在PH=12的条件下与碱洗同步进行，次氯酸钠水解不充分，杀菌效果不好且造成药剂的浪费。而PH过低，大量生成的Cl2会带来安全隐患。因此次氯酸钠杀菌应单独进行，控制PH在6.5～7的范围。微生物被杀死后，用PH=12的氢氧化钠溶液清洗膜表面有机物及微生物残骸，最后用PH=2的盐酸溶液清洗。

5 结语

次氯酸钠单独清洗会延长操作时间，但能提高清洗效果，延长运行周期，节约药剂消耗。