1、影响循环水中加氯杀菌的因素及杀菌控制探索摘要:本文主要结合生产实际情况就影响工业循环水系统加氯杀菌的因素进行分析，并就整个循环水系统的杀菌操作控制进行探索。论述了合成氨厂循环水加氯杀菌规律，同时强调了循环水系统运行管理的重要性。 关键词循环水；余氯；影响；控制 中图分类号：TE926 文献标识码：A 随着工业循环水的应用和发展，除了节约新鲜水量，减少排污水量之外，还可以防止热污染；同时还可以减少设备体积，节省钢材投资，减少企业投资及运行成本。但不足之处在于：循环水重复利用的过程中，由于冷却水和空气接触，吸收了空气中大量的灰尘、泥沙、微生物及其孢子，使系统的污泥增加。冷却塔内的光照、适宜的温度、
2、充足的氧和养分都有利于细菌和藻类的生长，从而使系统黏泥增加，在换热器内沉积下来，使传热效率迅速降低和水头损失增加，沉积在金属表面的黏泥会引起严重的垢下腐蚀，同时它还隔绝了缓蚀阻垢剂对金属的作用，使药剂不能发挥应有的缓蚀阻垢效能。如何防止微生物的滋生，将成系统运行和管理首要关注的问题，而衡量微生物是否滋生除了通过肉眼观察冷却塔框架及水池上是否有藻类滋生外，一个感性指标就是一段时间内余氯是否在控制范围，而循环水余氯又受很多因素的影响。为此，笔者结合自己在天福化工循环水系统的生产实践就影响循环水系统余氯的因素进行分析，并对余氯的操作控制浅谈自己的一点体会。 1 材料与方法 1.1 试验药品与材料 N
3、aClO：是强碱弱酸盐，次氯酸ClO-在水中会发生水解生成次氯酸，次氯酸再分解生氧气和盐酸，盐酸可以杀菌，次氯酸分解产生新生态的氧原子O，两个O再结合生成氧气。O具有强氧化性，会将微生物组织氧化如蛋白质变性，并将某些有毒物质氧化2。 二氧化氯：是一种黄绿色气体，具有与氯气相似的刺激气味，沸点为 11,且易溶于水，液态二氧化氯在-40以上时会爆炸，气态时在空气中浓度超过 10%也会爆炸。它是一种广谱性消毒剂，在水溶液中几乎100%以分子状态存在，所以易透过细胞膜，其杀菌作用主要是通过渗入细胞内，将核酸氧化，从而阻止细胞的合成代谢，并使细菌死亡。 1.2 现状分析： 天福化工循环水装置的设计冷却水
4、处理能力为 50000m3/h，根据原设计采用 5 台设计产气量为投加二氧化氯作为系统的杀菌，但自 2009 年 10月装置运行以来循环水余氯始终未能检测出来，给装置的工艺操作控制带来了较大的困难。经过组织技术攻关及现场模拟试验，2011 年 7 月公司上了一套次氯酸钠加药装置，每天进行冲击式投加，整个系统的余氯方才能够检测出来，同时也便于操作控制。 2 影响循环水余氯的因素分析 2.1 大气温度。由于氯气、二氧化氯、次氯酸钠等氧化性杀菌剂均具有一定的挥发性。当地大气气温高低对这些药剂在循环水系统中的停留时间具有很大的影响。若当地气温较高，空气湿度小，循环水的蒸发较快，相应药剂挥发就快，余氯就
5、低，甚至没有余氯；若当地气温较低，空气湿度大，循环水蒸发较慢，相应药剂挥发就慢，相应投加量下余氯就高，甚至高得离谱。 2.2 冷态/热态 循环水系统运行状态决定了其回水温度高低。若循环水系统处于热态运行随回水温度的升高，细菌的繁殖能力也相应的增强。相应的余氯扩散也较快，余氯控制也较难。若循环水系统处于冷态运行，细菌繁殖能力也相应减弱，相应的耗氯量也较低，余氯也较好控制。在实际运行中循环水系统的给水温度一般在 2530 ，回水温度一般在 3238 ，而 3040这个温度正是细菌的最佳繁殖温度。通过比较分析，仍然是低温下的处理效果要好于高温的处理效果。 2.3 有机物 循环水系统在实际运行过程中会
6、因水冷器及风机减速箱的泄漏，而造成系统的 COD 及油等有机物的增加。有机物会消耗余氯，从而降低杀菌效果，而且容易被细菌利用作为生长繁殖的营养源。在有机物丰富的中水中，细菌在不受控制的情况下会迅速繁殖，直到营养源被耗尽才逐渐减少。正常情况下循环水中的 COD 最好小于 5mg/l。若 COD 急骤升高，说明水中有大量微生物滋生，循环水的耗氯量将会增加，余氯将无法控制。 2.4.氨氮 氨氮对循环水影响因素是多方面的。正常循环水系统是不含氨的，但当系统漏氨或吸入空气中含氨时，冷却水池池面会出现大量白色泡沫并且 PH 值急骤上升。同时，回用中水中也会带入氨，当系统含氨量达到10mg/l 以上时，氨氮
7、会与次氯酸钠反应生成氯胺（NH4C1）等，消耗余氯，造成没有余氯或余氯降低，降低杀菌效果。特别是回用中水中反硝化菌的生化反应还可产生 NH4+，消耗次氯酸，增加氯离子(氯离子是引起不锈钢晶间腐蚀的一个主要因素) 。当水中的氨在硝化菌和亚硝化菌的作用下会被亚硝化细菌分解产生氢离子，降低循环水的 PH 值，加速缓蚀剂聚磷酸盐和有机磷酸的水解，既消耗了药剂的有效浓度，又增加正磷酸盐的浓度，加速磷酸钙垢的生成。也会与铜合金直接反应，生成铜氨络离子，加速铜设备的腐蚀3。 2.5 还原性物质 循环水系统现场环境状况对循环水余氯的操作控制影响非常大。我们公司周边区域化工厂及治炼厂较多，排出的废气中含有大量的
8、硫化物、氟化物。当这些还原性物质大量随空气吸入循环水系统时，循环水中的亚硝酸盐及硫化物会骤然增加，造成循环水耗氯量增加，测不出余氯。 2.6 药剂投加方式 在循环水实际运行过程中杀菌剂是采用冲击式还是连续性投加对循环系统余氯的控制影响较大。根据设计我公司在 2011 年 7 月9 月采用计量泵每天连续投加次氯酸钠过程中发现，虽然整个投加量严格按照1000m3 循环水投加 2430Kg 次氯酸钠计算进行投加，但每天都检测不出余氯，并且冷却塔塔体上有藻类滋生。 2.7 磷酸根 磷酸根同样是微生物生长的营养源，能够促进微生物的生长。微生物存在时还可以分解水中的有机磷酸盐，使之变成磷酸盐以利于吸收，但
9、是如果水中的磷酸根浓度进一步增加，同样会有磷酸钙结垢的危险，所以，水中的含磷量和细菌繁殖是一种互相促进的关系，磷酸根促进细菌的生长，细菌的生长又促进有机磷酸盐的分解。 3 微生物控制方法 影响循环水系统微生物控制的因素之多决定了循环水系统杀菌工作的复杂性。控制微生物不是消灭微生物，只是将其控制在不引起危害的一定数量之内。控制微生物的数量不是根本目的，主要是控制微生物黏泥及其带来的污垢和腐蚀的危害。为了增强循环水系统的杀菌效果，提升循环水余氯的合格率，车间组织相关技术人员在对循环水加氯系统进行多次技改基础上进行了不断的探索，有效防止了系统黏泥滋生，确保了生产的正常运行。 3.1 每天冲击式投加次
10、氯酸钠 为了提升循环水系统的杀菌效果，我公司技术人员不断探索，经过现场试验按循环水的保有水量及循环水量计算，每 10000m3/h 循环水量冲击式投加 280400Kg 次氯酸钠 ，能将循环水余氯控 0.11.0mg/L 范围内。3.2 定期投加二氧化氯 为了防止细菌适应杀菌剂而产生抗药性，在投加次氯酸钠杀菌基础上，我们采用定期投加二氧化氯。每周定时投加二氧化氯 ，二氧化氯的投加量约1ppm。循环水中亚硝酸根超标时，用二氧化氯控制非常有效。当菌藻降下来以后，改用冲击式加次氯酸钠，可将监测余氯控制在0.51ppm。 3.3 间断投加非氧化性杀菌剂 由于循环水系统的复杂性及我公司现场环境的特殊性，
11、单靠投加氧化性杀菌剂来控制微生物的滋生困难比较大。为了增强系统的杀菌效果，我们每个月或每半个月根据系统工艺状况及现场环境状况间断的冲击式投加一次非氧化型杀菌剂和粘泥剥离剂来控制微生物。经过近两年的实际运行，天福循环水系统运行状况良好，未出现大量黏泥滋生。 4.结论 影响循环水系统加氯杀菌因素的复杂性，决定了循环水杀菌操作是一个需要大家共同来探索的课题，经过笔者在实践中摸索总结得出如下结论： 4.1 循环水系统杀菌必须坚持氧化性杀菌剂为主。次氯酸钠、二氧化氯、氯气等氧化性杀菌剂虽然容易在冷却塔内流失，不能持续杀菌，但其成本较低。所以，在循环水系统的杀菌中得到了广泛应用。 4.2. 每周定时投加二氧化氯。每周根据现场监测还原性物质和异养菌测定结果在适当调整次氯酸钠投加量基础上根据余氯情况定时投加二氧化氯增强杀菌效果。 4.3 科学使用非氧化性杀菌剂 在坚持加好氧化性杀菌剂次氯酸钠或二氧化氯的前提下，根据细菌的抗药性及现场环境情况，每间隔 15d 交替定量投加非氧化性杀菌剂和粘泥剥离剂来控制菌藻生长1。 参考文献 1吕宏德水处理工程技术中国建筑工业出版社 2005 年 6 月 2韦明肯赖洁玲 詹平 二氧化氯杀菌机理探索 微生物生物学报（2012 年 04 期） 3王平孙心利李立新中水回用于火电厂循环水系统的问题探索 4高秀山杨东方 火电厂循环冷却水处理中国电力出版社 2001
