次氯酸鈉在污水回用循環(huán)水上的應用

為了提高循環(huán)水的水質穩(wěn)定性，以煉油一號循環(huán)水場為試驗裝置，在日常使用氧化性殺菌劑三氯異氰尿酸(以下簡稱為TCCA)基礎上連續(xù)投加10%的次氯酸鈉溶液，以提高循環(huán)水質為試驗目標，為大量回用污水的循環(huán)水場提供水質管理經驗。

　　1、次氯酸鈉殺菌劑

　　1.1 優(yōu)點

　　次氯酸鈉是一種強氧化性殺菌劑，具有較好的殺菌效果，該溶液為淡黃色的透明液體，帶有刺鼻的氣味，常用于循環(huán)水殺菌滅藻。次氯酸鈉水解出次氯酸速度快，安全性高，藥劑成本低，能快速提高水中游離氯，起到良好的粘泥剝離作用。

　　1.2 殺菌機理

　　次氯酸鈉溶液通過水解后形成次氯酸根，再通過水解反應生成次氯酸和氫氧化鈉，其中次氯酸能起到殺菌滅藻作用，氫氧化鈉能提高循環(huán)水的總堿度。當使用較高濃度的次氯酸鈉溶液后，能有效降低生物粘泥量和異養(yǎng)菌總數(shù)，從而提高水質合格率?；瘜W反應方程式如下：

　　2、次氯酸鈉殺菌劑的應用試驗

　　2.1 試驗條件

　　試驗裝置為煉油一號循環(huán)水場，試驗時間為2016年9月至2017年12月，以煉油區(qū)回用水比例占總補水超過60%為基礎條件，研究投加次氯酸鈉的效果。2017年7—8月煉油區(qū)大修，導致回用水量大量減少，低于60%，其余各月回用水比例均超過60%，滿足試驗條件。

　　2.2 工藝流程

　　試驗使用的次氯酸鈉溶液濃度為10%，通過加藥泵輸送至塔池，連續(xù)投加，游離氯控制指標為0.1~0.5mg/L。

　　2.3 試驗數(shù)據(jù)

　　2.3.1 游離氯和異養(yǎng)菌

　　煉油一號循環(huán)水場采用的是連續(xù)加氯方式，游離氯控制指標為0.1~0.5mg/L;異養(yǎng)菌能反映循環(huán)水中微生物的生長情況，工藝控制指標為≤1.0×105個/mL，2016年9月至2017年12月一循水質游離氯合格率和異養(yǎng)菌總數(shù)如圖1和2所示。

　　由圖1和圖2可知，與2016年數(shù)據(jù)相比，一循在大量回用低濃度的污水后，通過連續(xù)投加10%的次氯酸鈉溶液，系統(tǒng)的游離氯合格率明顯提高，異養(yǎng)菌總數(shù)明顯減少，其中2017年9月的游離氯合格率同比提高了25.58百分點，異養(yǎng)菌總數(shù)同比減少了1.08×106個/mL，說明在使用TCCA基礎上投加10%的次氯酸鈉溶液能夠達到較好的殺菌效果。

　　2.3.2 總堿度和腐蝕速率(試管)

　　總堿度和腐蝕速率是循環(huán)水場控制的重要指標，采用監(jiān)測換熱器，通過模擬水冷器工況，可測得循環(huán)水的腐蝕速率。2016年9月至2017年12月一循總堿度和腐蝕速率數(shù)據(jù)如圖3和圖4所示。

　　由圖3和圖4可知，與2016年數(shù)據(jù)相比，一循的總堿度明顯提高，主要原因是次氯酸鈉水解生成了NaOH，腐蝕速率(試管)均有所下降，且均在水質指標范圍內，說明次氯酸鈉的投加提高了系統(tǒng)的總堿度，有效降低了水質的腐蝕性。

　　2.3.3 電導率和氯離子

　　電導率反映循環(huán)水中溶解鹽類含量，氯離子增加水質的腐蝕性，其工藝控制指標為≤1000mg/L，2016年9月至2017年12月一循電導率和氯離子含量分別如圖5、6所示。

　　由圖5和圖6可知，與2016年數(shù)據(jù)相比，一循在短時間內連續(xù)投加了次氯酸鈉溶液后，系統(tǒng)的氯離子、電導率有所升高，但均未超出水質控制指標，通過合理控制次氯酸鈉的投加量，以游離氯在0.1~0.5mg/L為工藝指標，可滿足水質要求。

　　2.3.4 生物粘泥

　　生物粘泥反映循環(huán)水中微生物、懸浮物的生長情況，2016年9月至2017年12月一循生物粘泥數(shù)據(jù)如圖7所示

　　由圖7可知，從2016年9月開始投加次氯酸鈉后，系統(tǒng)的生物粘泥量有所下降，但仍存在超標現(xiàn)象，主要原因是試驗期間出現(xiàn)了水冷器泄漏，導致系統(tǒng)的生物粘泥滋生較快。

　　3、試驗過程中的出現(xiàn)的問題和應對措施

　　3.1 水冷器工藝介質泄漏

　　2016年9月至2017年12月，一循總共出現(xiàn)了9次工藝介質泄漏情況，泄漏物料主要是油類，泄漏量大、泄漏時間長，導致系統(tǒng)水質惡化嚴重，異養(yǎng)菌、粘泥滋生難控。2016年10月泄漏渣油，涼水塔池附著大量黏度高的渣油，水質恢復難度大。

　　為加強循環(huán)水質管理工作，建議：①加強查漏，關注水質分析數(shù)據(jù)，出現(xiàn)異常應及時查找原因;②上游生產裝置加大自查頻率;③泄漏期間應加強殺菌剝離，加大排水置換量，減輕水質惡化程度。

　　3.2 水質分析不及時

　　試驗期間，以游離氯0.1~0.5mg/L為主要控制指標來調整次氯酸鈉泵的加藥量，分析頻次為每天3次，但因一循裝置缺乏在線游離氯分析儀，無法實現(xiàn)實時監(jiān)控，導致加藥量調整滯后，游離氯控制合格率總體仍然偏低，有待進一步改進。

　　建議提高裝置自動化控制水平，循環(huán)水管線增加在線分析控制儀，實時監(jiān)控循環(huán)水質，減輕人工分析和加藥勞動強度，進一步提高加藥控制合格率。

　　4、環(huán)保效益和經濟效益分析

　　4.1 環(huán)保效益

　　煉油一號循環(huán)水場在大量回收污水后連續(xù)投加次氯酸鈉溶液，系統(tǒng)的水質得到明顯改善。2017年，該水場排污量為15.37萬t，同比減少7.12萬t，不僅減少了循環(huán)水排污量，同時也減少了新鮮水的消耗量，踐行節(jié)水減排，環(huán)保效益明顯。

　　4.2 經濟效益

　　2017年，煉油一號循環(huán)水場新鮮水費用55.63萬元，同比減少5.43萬元;2017年排污量15.37萬t，按2017年污水處理成本5.02元/t折合計算，排污費為77.16萬元;2016年排污量22.49萬t，按2016年污水處理成本4.41元/t折合計算，排污費為99.18萬元，2017年排污費同比減少22.02萬元;藥劑總成本為208.93萬元，同比減少67.49萬元，合計可節(jié)約94.94萬元。綜上所述，在一循投加了次氯酸鈉后取得了一定的經濟效益。

　　5、結論

　　試驗表明，大量回用污水后，煉油一號循環(huán)水場在使用氧化性殺菌劑TCCA基礎上連續(xù)投加10%次氯酸鈉溶液，異養(yǎng)菌、游離氯、腐蝕速率等指標可控，水質各項指標合格率有所提高，基本達到試驗目標。在大量回用污水和工藝介質泄漏情況下，建議增加氧化性殺菌劑和非氧化性殺菌劑的投加量，提高水質合格率，避免水質進一步惡化。