次氯酸鈉廣泛運(yùn)用于給水、排水工程及其它領(lǐng)域之中,可以進(jìn)行消毒、漂白、助凝、抑制絲狀菌、洗膜等等。
一、次氯酸鈉的性質(zhì)
次氯酸鈉是一種無機(jī)物,分子式為NaClO,在沒有作為廣泛的水類消毒劑之前,廣泛用于漂白、消毒中,近幾年來,隨著氯氣及二氧化氯的弊端漸露,采用次鈉消毒大有取代了氯氣及二氧化氯消毒趨勢,成為水處理消毒的主流消毒工藝。
次氯酸鈉消毒液一般成微黃色液體,顏色和二氧化氯溶液差不多,溶液隨著次鈉濃度的增加,黃色漸深,一般含量在13%的濃度達(dá)到極限,再高會有不少結(jié)晶析出,次鈉屬于強(qiáng)堿弱酸鹽,見光、遇熱均容易分解,生成氯化鈉和氧氣,此外次鈉屬于?;罚?%以上溶液),但等級不高,在《危險(xiǎn)化學(xué)品名錄(2015版)》中:次氯酸鈉溶液[含有效氯>5%]的危險(xiǎn)貨物編號是:83501;別名:漂白水;UN號:1791;CAS號:7681-52-9。
二、次氯酸鈉的作用
1、消毒作用
消毒作用是次鈉的最主要的作用之一,作為氯類消毒劑,其消毒機(jī)理和氯氣基本相同,主流認(rèn)為有以下兩種:
其一是次氯酸鈉在水中水解成次氯酸:
NaC1O+H2O=NaOH+HC1O
HClO =HCl+{O}
而后次氯酸分解生成新生態(tài)氧,生態(tài)氧的極強(qiáng)氧化性使菌體和病毒的蛋白質(zhì)變性,從而使病源微生物致死;
其二是認(rèn)為次氯酸不僅可與細(xì)胞壁發(fā)生作用,且因分子小,不帶電荷所以可以侵入細(xì)胞內(nèi)與蛋白質(zhì)發(fā)生氧化作用,破壞其磷酸脫氫酶,使得其糖代謝失調(diào)死亡:
R-NH-R+HC1O=RNC+H2O
個人認(rèn)為,兩種反應(yīng)應(yīng)該都有作用。
在作為給水消毒劑的時(shí)候,一般后加氯投加量可以在2mg/l有效氯左右,而前加氯視原水特點(diǎn)而定,前后加氯量最好進(jìn)行小試實(shí)驗(yàn),如果遇到水中有氨氮的時(shí)候,會發(fā)生折點(diǎn)加氯效應(yīng),更應(yīng)該進(jìn)行小試實(shí)驗(yàn)進(jìn)行投加。
次鈉的投加點(diǎn)可以有多個,一般設(shè)置在配水井、出水跌落井、消毒專用混合井等利于次鈉混合的地方,接觸時(shí)間不得小于30分鐘,但一些廠將次鈉投加點(diǎn)設(shè)置在濾池進(jìn)水端,認(rèn)為定量投加可以有利于濾砂的反洗,我個人是不推薦的,因?yàn)榇吴c的投加將破壞濾砂的生物作用,削弱濾砂的過濾效果,且影響后續(xù)投加的計(jì)量計(jì)算。
在作為污水的消毒劑的時(shí)候,投加量一般是自來水消毒的3~7倍,實(shí)際投加量也應(yīng)以小試實(shí)驗(yàn)作為指導(dǎo);投加點(diǎn)一般設(shè)置在總出水點(diǎn),如深床濾池出水處,生物濾池出水處,也可以設(shè)置在二沉池的出水處,并設(shè)置專門的清水池容納消毒后的水體,現(xiàn)階段,次鈉消毒多用在有深度處理的水廠,而沒有深度處理的水廠由于執(zhí)行排放標(biāo)準(zhǔn)較低,較少使用。
由于次鈉也是屬于氯類消毒劑,其消毒機(jī)理也和氯氣一樣,所以副產(chǎn)物基本也和氯氣一樣,主要會產(chǎn)生一氯二溴甲烷、二氯一溴甲烷、三鹵甲烷、三溴甲烷等等,產(chǎn)生計(jì)量和投加量成正比例關(guān)系,但是值得注意的是,次鈉產(chǎn)生這些消毒副產(chǎn)物的量要比氯氣要少得多,所以相對氯氣來水,次鈉消毒又是較為安全的,需要主要的是,次鈉消毒還會產(chǎn)生二氧化氯消毒特有的消毒副產(chǎn)物,氯酸鹽及亞氯酸鹽,主要原因其實(shí)和次鈉本身沒有太大關(guān)系,主要還是由于久置后分解反應(yīng)和歧化反應(yīng)產(chǎn)生,其產(chǎn)生機(jī)理為:
分解反應(yīng):2NaC1O=2NaC1+O2
歧化反應(yīng):3NaC1O=2NaC1+NaC1O3
反應(yīng)過程中實(shí)際上氯酸鹽是亞氯酸鹽進(jìn)一步氧化得到,這里就不多論述了。
影響消毒效果的主要有PH、水溫、接觸時(shí)間、濁度、加氯量幾項(xiàng),加氯量很好理解,投加量越大消毒效果越好,但給水中需要考慮出水的性狀及副產(chǎn)物,所以投加量不宜過大,而渾濁度也好理解,水中雜質(zhì)越多,消耗的加氯量越大,所以投加點(diǎn)一般放在濾后的原因就在于此。而PH主要影響的是次鈉水解后生成次氯酸的多少,一般PH越高效果越差,一般不宜超過7.5,接觸時(shí)間前文已有論述,此處不再論述;水溫主要體現(xiàn)在影響余氯的損耗上,水溫越高余氯的損耗速度越快,但水溫越高殺毒效果也越好,此項(xiàng)一般不需特別調(diào)整,大部分地區(qū)的常溫即可。
2、氧化助凝、除藻及除鐵錳的作用
氯類消毒劑由于強(qiáng)氧化性,幾乎都有助凝的作用,助凝作用在給水中用的較多,在污水中使用的較少。含藻類原水是我國常見的原水類型,藻類本身及其代謝產(chǎn)物帶負(fù)電荷不容易被混凝去除,同時(shí)也會于水中的金屬離子絡(luò)合穿透濾池影響出水水質(zhì),而且藻類吸附力極強(qiáng),會粘附在濾池表面影響過濾效果,縮短濾池壽命,而加氯對藻類有抑制和滅除作用,從而改善后期混凝效果。從實(shí)際上來看,無論是氯氣還是次鈉,對藻類的去除效果還是比較有限的,比臭氧及高錳酸鉀要弱,而且由于投加量有限制,所以在高藻類的地區(qū)建議還是以高錳酸鉀或者臭氧結(jié)合氣浮去除藻類。次鈉還有一個作用就是氧化鐵錳類物質(zhì)起到后去絮凝沉淀去除的作用,但是實(shí)際上和藻類一樣,次鈉氧化鐵錳的能力很弱,而且對PH的要求比較高,比他哥們二氧化氯要弱很多,所以在錳鐵超標(biāo)的地方建議采用高錳酸鉀預(yù)氧化去除鐵錳。
3、脫色及漂白的作用
次鈉的脫色作用主要是由于其有氧化性的作用,一般需要和混凝沉淀合用,次鈉的脫色作用主要也是展現(xiàn)在對有色物質(zhì)的氧化上,比如對將水中鐵從二價(jià)氧化為三價(jià),然后通過混凝將三價(jià)鐵沉淀下來,完成水體脫色,或者將水體中一些帶顏色的有機(jī)物氧化后混凝沉淀下來,起到脫色的作用。
而次鈉的漂白作用還是比較強(qiáng)的,筆者有幸在安裝次鈉設(shè)備的時(shí)候黃色襯衣被碰到,結(jié)果一大塊變成了不倫不類的黃白色,其基本作用機(jī)理很簡單:
HClO =HCl+{O}
其中的新生態(tài)氧氣,具有很強(qiáng)的氧化性,能將不少有機(jī)染料發(fā)生作用,起到漂白的作用。
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