次氯酸鈉自動投加裝置

① 實驗室如何制備次氯酸鈉

欄目導讀：科技論文的要求和定位為寫作設立了一個較高的入門門檻,同時也對廣大縣鎮級別一線水務工作者的行業交流設置了較大的障礙。《凈水技術》以推動行業的全面技術進步為己任，針對縣鎮級水務工作者的交流需求設立縣鎮專欄，讓縣鎮水司的技術人員輕松交流和展示，並學習更多一線實踐中的檢驗和教訓，在頭腦風暴中尋求思路，探索未來。本欄目由深圳市清時捷科技有限公司冠名支持，並設立欄目專論優秀論文獎。

次氯酸鈉消毒在大型水廠的優化與創新

No.1

成品次氯酸鈉系統概況

宋六陵水廠設計日供水70萬t（按80萬t校核），其中一期40萬t/d，二期30萬t/d（按40萬t/d校核）。原水為水庫水，採用常規工藝，因原水pH值較低投加石灰進行酸鹼度調節。原液氯投加量為2.0 mg/L。

改造後採用10%商品次氯酸鈉溶液，經在線自來水稀釋至5%有效氯溶液並儲備在原料桶內，通過精確計量將次氯酸鈉輸送到水廠各工藝投加點，分別在沉前、濾前、濾後、出廠四點投加，共計有數字泵22台，其中375 L/h流量12台，60 L/h流量10台。水廠次氯酸鈉儲備系統有30 t儲罐10隻，最大儲備量300 t，可滿足高峰時期10 d的用量。

No.2

存在問題

成品次氯酸鈉用於水廠消毒，主要存在以下問題：

（1）質量難控。次氯酸鈉的應用領域廣泛，在各領域中的成品品質要求各不相同。雖然成品次氯酸鈉生產工藝均採用燒鹼和液氯反應制備，但由於一些生產廠家利用了化工廢酸廢鹼作為生產原料，使市場中的成品質量參差不齊，產品價格也相差懸殊，對成品品質的有效保障帶來風險。

（2）副產物氯酸鹽偏高風險。目前國內沒有針對次氯酸鈉的氯酸鹽指標限值，而根據歐盟標准，次氯酸鈉氯酸鹽含量要低於有效氯的5.4%。調研及實驗證明，高濃度的次氯酸鈉溶液非常容易分解，25℃時每天損失0.15 mg/L左右，溫度越高、濃度越大則氯損失越多，主要是ClO—發生了歧化反應生成氯酸根。成品次氯酸鈉含有效氯濃度一般在10%以上，若出廠前儲備時間長則容易導致氯酸根含量超標,國內曾出現因投加高濃度成品次氯酸鈉導致出廠水副產物超標（氯酸鹽限值0.7 mg/L）的案例。為減少副產物產生，水廠目前採用成品到廠後進行對半稀釋至5%。

（3）成品質量檢測監控滯後。為保證產品質量，水廠對每批產品進行進廠檢測，但由於重金屬、副產物等指標部分水廠不具備檢測能力，均送外檢測，檢測報告的獲取往往滯後於成品在水廠中的使用，導致產品質量事實上無法有效監控。

（4）貨源難以有效保障。氯含量10%的次氯酸鈉溶液屬於危險品，運輸需要具有相關資質的專門危險品車輛，如遇重大會議活動等特殊期間，危險品禁運或者生產廠家停產，貨源難以有效保證。

（5）使用成本偏高。雖然水廠在使用次氯酸鈉後綜合成本變化不大，但如果僅考慮氯消毒劑成本，其使用成本偏高。

No.3

宋六陵水廠現場制備改造

宋六陵水廠次氯酸鈉系統的升級改造，在保留原有次氯酸鈉儲備、投加系統的基礎上，新增次氯酸鈉現場制備系統並配套投加泵。現場制備系統主要由鹽水系統、次鈉發生裝置、脫氫及中轉系統、酸洗系統、控制系統組成。

（1）鹽水系統

鹽水系統主要包含軟水器、溶鹽池（罐）組成。軟水器主要凈化去除水中鈣鎂硬度，依靠內置軟化樹脂，通過離子交換反應進行水質軟化，全自動運行，能夠反洗再生。再生時需排水，每3 d一次，每次1.5 h，排水2 m3。溶鹽池將食鹽溶解為飽和食鹽水，採用鋼筋混凝土結構，分兩格設置，上部為溶鹽區下部為飽和鹽區，設有過濾網和濾頭過濾。軟水器出水一路進入溶鹽池作為食鹽溶解水，一路作為飽和食鹽稀釋水。

（2）次鈉發生裝置

次鈉發生裝置包括鹽水泵、整流器、電解發生器等設備。鹽水泵設2台，分別將飽和食鹽水和稀釋水按比例配製成濃度為3%的鹽水打入次鈉發生器進行電解。電解槽2用1備共配置3台，每台內有復合電極若干塊，按外形分有管式和板式兩種，因效能高本項目採用板式。次鈉發生裝置主要技術參數有：單台有效氯產量(以Cl2) ≥20 kg/h （次氯酸鈉濃度：≥0.8%；結構形式：板式或管式；鹽耗：≤3.5 kg/ kgCl2；交流電耗：≤3.5 kWh/ kgCl2）；進水溫度范圍：0~32 ℃；陽極材質：採用純鈦作為基材製作，陽極表面塗稀土金屬氧化物塗層；陰極材質：鈦；電極壽命：＞5年；酸洗間隔時間：累積工作時間超過4000 h。每台發生器配整流器1台，每台額定功率80 kW，運行功率68 kW。

採用水冷方式，長期排水。單台排放量0.5m3/h。

（3）脫氫及中轉系統

發生器在電解的過程會產生很少量的氫氣副產物，氫氣是易燃易爆物質，國家標准空間氫氣濃度必須達到3%以下，為了更加安全可靠的運行本系統，控制要求氫氣濃度低於1%，以達到零氫氣及零氣殘留，實時對氫氣進行強制稀釋並排放，脫氫系統主要包含排氫桶或排氫管、排氫風機、葯劑中轉罐。本系統採用二級排放方式：次氯酸鈉與氫氣的混合物流經輸出管道，首先進行一次汽液分離（氫氣比液體輕），然後液體進入存儲槽，在進入存儲槽之前再次進行汽液分離，同時使用強排風機往存儲槽內打入空氣，由於強排打入的空氣壓力大，存儲槽內殘留的氫氣及次氯酸鈉溶液分解出的微量氣必將通過排氫管道排出，存儲槽內只能剩下空氣，微量氣及氫氣被稀釋並強排進入空氣，然後安全排放。排氫系統電氣部分均採用防爆產品，確保氫氣排放徹底、安全。

（4）酸洗系統

由於自來水中含有鈣鎂離子，設備運行一段時間後，水中硬度可能會導致電解槽電壓升高，電流達不到額定值，電解陽極和陰極之間因結垢而發生擊穿，有效氯產量達不到額定值，設備因電極結垢無法正常運轉等現象，因此需要對電解槽電極定期進行酸洗。本項目酸清洗裝置主要由支架、酸洗泵、文丘里管（射流器）、配酸電動閥、酸洗罐（200L PE桶）、液位感測器、Y型過濾器等組成。酸洗液為5%的檸檬酸，酸洗設計成自動運行。具體酸洗周期因鹽水硬度差異而不同，1~2年酸洗一次，每次酸洗時長1 h。

（5）配電及控制系統

控制系統主要包括配電箱、PLC櫃、水溫計、氫氣濃度探測儀、氯濃度儀等。系統運行總功率210kW。配電櫃需具備雙迴路自動切換功能。次氯酸鈉制備系統從食鹽溶解到投加均可實現PLC全自動控制和遠程實時監控管理。為保證安全，在室內高點設置氫氣探測儀及時探測氫氣濃度，一旦檢測有氫氣泄漏立即報警並及時抽風排氣，保證車間安全。

（6）系統布置

利用液氯替代後空置的原一、二期蒸發器間，

② 次氯酸鈉和次氯酸鈉發生器的優劣勢是什麼

1、首先是製取工藝不同：

商品次氯酸鈉溶液是氯鹼工業副產物，濃度是10%，含過量鹼及有害雜質，效果效果較好，可以持續消毒。。

次氯酸鈉發生器呢是通過電解低濃度食鹽水生成6000-8000ppm的次氯酸鈉溶液，消毒效果較好，可以持續消毒。

2、投葯准確性 對比：

商品次氯酸鈉溶液濃度高，不易控制加氯量，投加孔易結構堵塞

設備制備的液態低濃度投加可准確控制投氯量。

③ 次氯酸鈉投加間需不需要防爆設計

次氯酸鈉不屬於可以燃燒的物質，不需要防爆設計。
來自南陽中天防爆

④ 次氯酸鈉加葯裝置需要配水射器嗎

不可以配水射器

⑤ 次氯酸鈉投加間需要設置漏氯探頭嗎

最好帶上，

投加間放置的是次氯酸鈉溶液吧？
還是帶上吧
萬一你的儲存容器泄露了，探頭檢測報警呀

⑥ 次氯酸鈉發生器的工作原理

1. 次氯酸鈉發生器為組合形式，通過稀鹽水計量投加入電解槽，通過硅整流器接通陰陽極直流電源電解生成次氯酸鈉。
2. 1公斤次氯酸鈉鹽耗：4.0-4.2;4.3-4.5KW。
3. 在鹽水溶液中含有Na+ 、H-等幾種離子，按照電解理論，當插入電極時，在一定的電壓下，電解質溶液由於離子的移動和電極反應，發生導電作用，這時CL-、OH-等負離子向陽極移動，而Na+、H+等正離子向陰極移動，並在相應的電極上發生放電，從而進行氧化還原反應，生產相應的物質。
4. 鹽水溶液電解過程可用下列反應方程式表示：NaCl=Na++Cl-
5. 陽極電解作用：H2O=H+OH- 2Cl-2e—→Cl2↑ 陰極電解作用：2H-+2e—→H2↑
6. 在無隔膜電解裝置中，電解質和電解生成物氫氣眾溶液里向外逸出之外，其他均在一個電解槽內，由於氫氣在外逸過程中對溶液起到一定的攪拌作用，使兩極間的電解生成物發生一系列的化學反應，反應方程式如下：
2NaCl+2H2O→2NaOH+H2↑+Cl2 2NaOH+Cl2→NaClO+NaCl+H2O
7.在無隔膜電解鹽水，溶液的總方程式即為上列兩個反應式相加得。NaCl+H2O+2F→NaClO+H2↑ 其中：F為法拉第電解常數，其值為26.8安培小時，或96487庫倫。
8.次氯酸鈉發生器由電解槽、硅整流電控櫃、鹽溶解槽、冷卻系統及配套PUVC管道、閥門、水射器、流量計等組成。將3~4稀鹽液加入電解槽內，接通12V直流電源，通過調節電解電流電解產生次氯酸鈉，由水射器吸收混合送出消毒液，或用計量泵計量通過混合器送出消毒液。