关于液体次氯酸钠储罐降温减缓氯含量衰减速度的研究与实践
发布时间：2024-11-05浏览量：4145
程晋南
(北京市自来水集团来水亭物资有限公司，北京 100055)
摘要：次氯酸钠液已成为重要的制水消毒材料，但其受环境影响大，具有挥发性，温度升高会导致次氯酸钠中氯含量自然分解速度加快，若能将存储次氯酸钠的储罐保持在较低或理想温度，可降低次氯酸钠中氯含量的自然分解速度。以实验室数据为依据，研究探讨次氯酸钠储罐降温减缓氯含量衰减的有效方法，并通过实践应用，不仅证实了温度对次氯酸钠中氯含量的衰减速度有直接影响，而且证实了对次氯酸钠储罐采取有效的降温措施，可明显减缓次氯酸钠中氯含量的衰减速度，该项目的研究成果，值得在供水企业广泛推广和应用。 (本文所述及的次氯酸钠均指液体次氯酸钠 )
关键词：次氯酸钠 储罐 氯含量 衰减 应用
前言 ：众所周知，液氯是自来水制水工艺中最经济的消毒材料，但其属剧毒危险化学品，若发生漏氯事故，在处理不当情况下，有可能对周边地区人身生命安全构成严重威胁，而次氯酸钠属一般化学品，也同时属于百姓家庭中日常卫生用品系列中的产品，相对经济可靠，且消毒效果较好。目前，被广泛应用于各大、中、小自来水厂，也已成为制水工艺中重要的消毒材料，但其受环境影响大，具有自然分解性，温度升高会导致次氯酸钠中氯含量自然分解速度加快，特别是在夏季，易造成水厂投加次氯酸钠药量不稳，影响制水消毒效果，若能将存储次氯酸钠的储罐保持在较低或理想温度，可降低次氯酸钠的自然分解速度，从而延长次氯酸钠的存储时间，这样即能降低制水成本，又能节约能源消耗。下面就如何降低次氯酸钠储罐温度，对减缓氯含量衰减速度进行一些探讨和研究，并通过实践应用证实研究成果。
一、次氯酸纳的消毒原理
次氯酸钠分子式为NaCIO，分子量为74．44，其灭菌杀病毒原理大致有三种作用方式 ：
1.1次氯酸钠消毒最主要的作用方式是通过它的水解形成次氯酸，次氯酸再进一步分解形成新生态氧[O】，新生态氧的极强氧化性使菌体和病毒上的蛋白质等物质变性，从而致死病源微生物。其实，氯气消毒的原理也主要是以产生出次氯酸，然后释放出新生态氧[O]的方式。根据化学测定，PPM级浓度的次氯酸钠在水里几乎是完全水解成次氯酸，其效率高于99.99％。
其化学反应方程式 ：OC1一+H，O==HOCI+OH一 2HOC1 2HC1+[0]
1.2次氯酸在杀菌、杀病毒过程中，不仅可作用于细胞壁、病毒外壳，而且因次氯酸分子小，不带电荷，还可渗透入菌(病毒)体内，与菌(病毒)体蛋白、核酸、和酶等有机高分子发生氯化反应生成复杂的卤化物质，从而使病原微生物失去活性。
1.3次氯酸钠还能够分解蔬菜、水果等农副产品上所残存的微量农药。目前，我国绝大多数农药都是属磷酸酯类杀虫剂 (即有机磷农药系列)。其主要结构是
在碱性水中HC10会很快破坏其官能团产生无机盐、CO 和H O而失掉农药原有的毒性。
由于次氯酸钠相对安全、经济、且消毒效果好，特别是在闹市区中的水厂 (井)采用次氯酸钠消毒保证供水安全有它独特的优越性，因此，成为了制水工艺中重要的消毒材料，被广泛应用于各大、中、小自来水厂。
二、次氯酸钠氯含量衰减的原因分析
根据有关数据及检测显示，在实际使用次氯酸钠
2.1.4数据分析 ：
2.1.4.1在室温设置为恒温25℃情况下，密闭存放在250ml锥形瓶中的次氯酸钠，1个月后的有效氯含量衰减10％左右。
2.1.4.2在室温设置为恒温 30℃情况下，密闭存放在250ml锥形瓶中的次氯酸钠，1个月后的有效氯含量衰减27％左右。
2.1.4.3把 25℃ 与 30℃的数据比较分析，温度升高5℃，密闭存放在250ml锥形瓶中的次氯酸钠，1个月后的有效氯含量衰减17％左右。
由此可见，在实验室环境下密闭存储次氯酸钠，温度越高，次氯酸钠有效氯含量衰减就越大、衰减速度就越快。因此，要减缓有效氯含量的衰减，应选择低温、密闭封口环境下存储次氯酸钠。
2.2实验室外的实验及分析
2.2.1实验方法 ：将装有0．5吨次氯酸钠的塑料大桶密闭封口，并暴露在室外环境，且无日光遮挡。
2.2.2温度情况 ：检测时间选在 2010年夏季5月至6月之间，放置一个月，每周定期测量有效氯含量，并做检测记录。
2.2.3测定结果 ：见表3，图5。
表3自然环境下2010年夏季5月至6月含氯量变化表 单位：％
三、数据分析
在2010年5月至6月之间的自然环境下，装有0．5吨次氯酸钠的塑料大桶密闭封1：3，并暴露在室外环境，且无日光遮挡，1个月后有效氯含量衰减42％左右。 由此可见，暴露在高温、日照环境下，次氯酸钠有效氯含量衰减迅速，要减缓有效氯含量的衰减，应选择低温、避光环境下存储次氯酸钠。
四、次氯酸钠储罐降温减缓氯含量衰减的方法
一般情况下，次氯酸钠从生产出厂到水厂投加使用，需要经过 “药剂出厂一集中运输一集中存储一按需运输一按需存储一投加使用”等环节，易造成次氯酸钠氯含量衰减的环节重点在集中存储和按需存储环节，其次是集中运输和按需运输环节。目前，存储次氯酸钠药剂的多为玻璃纤维储罐、塑料储罐或储药池等，就储罐而言，降温处理可采用三种方式 ：(1)采取罐体降温的方式 ；(2)采取环境降温的方式 ；(3) 采取罐体降温与环境降温相结合的方式。
4.1罐体降温方式
4.1.1可采取用水喷淋的方法。在具备条件的前提下，用水喷淋罐体，以达到物理降低次氯酸钠储罐温度的目的。
4.1.1.2可采取在罐体内加装钛合金热交换器的方法。由于钛合金导管的传导性极强，可在罐体内壁缠绕钛合金导管，并通水进行循环降温。
4.1.1.3可采取在罐体外壁或内壁加装隔层，并通水进行整体循环降温。
4.2环境降温方式
4.2.1可采取避光、通风的方法。在设计水厂加药间、储药问或在具备改造条件时，可将次氯酸钠储罐埋置于地下降温，同时密闭储罐进出入加药口及通风口；当不具备条件时，可将次氯酸钠储罐置于避光环境中，在密闭储罐进出入加药口及通风口情况下，进行通风换气降温。
4.2.2可采取沉于水中的降温方法。在具备条件的前提下，可将次氯酸钠储罐置于池、湖、河水中，以达到降低次氯酸钠储罐温度的目的。
4.2.3可采取空调制冷降温的方法。在存储和运输环节中，均可采取空调制冷降温，通过降低环境温度，以达到降低次氯酸钠储罐温度的目的。
4.3罐体降温与环境降温相结合方式
在非常必要的情况下，可有效组合具体降温方法，进行综合措施的降温，温度降至越低，次氯酸钠中氯含量衰减速度就越缓慢，有效使用期就更长。
五、次氯酸钠储罐降温的具体实践与应用
5.1确定储罐降温的方法
制作新型次氯酸钠储罐，采取在罐体内加装钛合金热交换管，并通水 (湖水)进行循环降温的方法。
此次实验，采取的是自然环境下的湖水进行冷却，且由于实验室所处的位置离湖水有一定距离，循环泵只能抽取湖的上层水进行冷却，随着气温的上升，上层湖水温度会有明显升高，若改用市政管网水进行循环冷却，会比湖水温度低很多，减缓次氯酸钠中氯含量的衰减效果会更好。
六、总体结论
通过对次氯酸钠中氯含量衰减速度的探索与研究，并应用于生产实践的验证，不仅证实了温度对次氯酸钠中氯含量的衰减速度有直接影响，而且证实了对次氯酸钠储罐采取有效的降温措施，可明显减缓次氯酸钠中氯含量的衰减速度，该项目的研究成果，值得在供水企业广泛参考和应用。
