次氯酸钠在超滤化学清洗和加强反洗中的应用

2017年02月施工应用次氯酸钠在超滤化学清洗和加强反洗中的应用樊力1刘宝会2李锋涛3王喜平4(1身份证号：150102198612210111)(2身份证号：61042619930419153X)(3身份证号：610424199204013573)(4身份证号：152632199007180315)摘要：次氯酸钠水解生成的次氯酸分解成的新生态氧[O]可杀死微生物。次氯酸钠水解受水中PH影响。超滤化学清洗和CEB加强反洗用次氯酸钠作为杀菌剂时，其杀菌效果直接受PH影响。关键词：次氯酸钠；超滤；化学清洗；杀菌效果1次氯酸钠的杀菌原理次氯酸钠是水处理常用的杀菌剂，水解生成的次氯酸会分解生成新生态氧[O]。新生态氧[O]具有极强的氧化性，氧化微生物细胞壁、细胞膜中的蛋白质，导致细胞壁和细胞膜的结构破坏，细胞质基质无法稳定存在于细胞结构中；细胞壁和细胞膜的结构破坏使新生态氧[O]进入细胞内部，氧化细胞内的酶、核糖核酸(RNA)和脱氧核糖核酸（DNA），细胞失去活性，微生物迅速死亡。2PH对次氯酸钠水解的影响2.1次氯酸钠水解反应过程次氯酸钠在水中水解反应如下：NaClO+H2O⇌HClO+NaOH①由①平衡反应式可知，次氯酸钠水解后生成次氯酸和氢氧化钠，即HClO和Na+和OH-。2.2次氯酸钠在酸性环境的水解由①反应式可知，若次氯酸钠在酸性环境中水解，生成的OH-被水中的H+中和，水解反应平衡向正方向移动，因此，酸性环境会促进HClO的生成。若该环境中H+由盐酸提供，生成的HClO又会发生如下反应：HCl+HClO⇌Cl2+H2O②由②反应式可知，当①反应式平衡向正向移动时，由于HC⁃lO浓度的增大，②反应式平衡也向正向移动。综合①和②反应式可得，在盐酸溶液中，次氯酸钠水解反应如下：NaClO+2HCl⇌HClO+HCl+NaCl⇌Cl2↑+H2O+NaCl③由③反应式可知，当次氯酸钠在盐酸溶液中水解时，生成HClO、HCl、Cl2、NaCl和H2O，且盐酸浓度越高，反应向正向移动，生成次氯酸越多，生成的氯气也越多。且当生成的氯气溢出后，反应进一步向正方向移动。2.3次氯酸钠在碱性环境中的水解由①反应式可知，次氯酸钠在碱性环境中发生水解，由于大量OH-对水解反应产生抑制作用，①反应式平衡向逆向移动，次氯酸很难生成。2.4PH对次氯酸钠水解的影响由以上描述可知，次氯酸钠在盐酸溶液中水解时，PH越低，生成氯气越多；次氯酸钠在碱性溶液中水解，PH越高，次氯酸越难生成。氧化还原电位（ORP）是用来反映水溶液中的宏观氧化-还原性。ORP越高，氧化性越强；反之，氧化性越弱。电位为正表示溶液显氧化性；反之，显还原性。在PH为6至10的条件下对浓度为0.15%的次氯酸钠溶液进行ORP测试发现，ORP随着PH降低而迅速升高，但PH低于7.5时，ORP上升趋势减缓。PH低于6.5时，大量Cl2生成。3次氯酸钠在超滤中的应用3.1超滤的原理超滤用于截留水中胶体大小的颗粒，其机理是由膜表面机械筛分、膜孔阻滞和膜表面及膜孔吸附的综合效应，以膜两侧的压差为驱动力，膜表面密布的微孔只允许水及小分子物质通过，而体积大于膜孔的物质则被截留，从而实现对原水的净化。3.2超滤的微生物污堵原水通常会设计混凝、沉淀、过滤等预处理过程，去除水大部分悬浮物、胶体。预处理中将投加杀菌剂。但由于水力时间不足，杀菌剂投加量不足以及在水中混合不均匀等原因，往往无法全部杀死微生物。随着运行时间增加，残留微生物在水中生长繁殖，并在滤料或超滤膜表面滋生形成微生物黏泥，污堵膜孔，严重时发生黏泥腐蚀。3.3次氯酸钠在超滤CEB加强反洗中的应用超滤运行一个周期后将通过反洗冲出膜表面的较大污堵物，以恢复工作能力。经多个周期运行后进行CEB反洗。CEB反洗是在常规反洗程序中加入氢氧化钠、次氯酸钠、盐酸，以达到碱洗、杀菌、酸洗的目的。碱洗控制PH=12，次氯酸钠浓度通常为5-15ppm（以产品使用手册为准），酸洗控制PH=2。CEB反洗通常设计为两个部分，即碱洗杀菌和酸洗。碱洗和杀菌同步进行，酸洗单独进行。按该过程进行CEB反洗，次氯酸钠杀菌过程是在PH=12的条件下进行的。3.4次氯酸钠在超滤化学清洗中的应用当超滤运行进、出水压差持续快速上升且产水量明显下降，CEB反洗无明显效果，或反洗后压差再次迅速上升且产水量下降时，则考虑化学清洗。化学清洗时碱洗控制氢氧化钠溶液为PH=12，酸洗控制盐酸溶液PH=2，次氯酸钠杀菌通常配置浓度为200ppm（以产品使用手册为准）。类似CEB反洗，目前普遍的化学清洗方法分两部分，碱洗和次氯酸钠杀菌同步进行，即配置浓度为200ppm的次氯酸钠溶液，再加入氢氧化钠至PH=12。酸洗单独进行。按该方法进行化学清洗，次氯酸钠的杀菌过程是在PH=12的条件下进行的。4结语超滤CEB反洗和化学清洗以次氯酸钠作为杀菌剂。次氯酸钠水解生成的新生态氧[O]具有杀菌作用。当PH降低时，次氯酸钠水解充分。PH低于6.5时，明显有Cl2生成。目前的设计和常规的操作中，超滤的CEB反洗和化学清洗，次氯酸钠杀菌是在PH=12的条件下与碱洗同步进行，次氯酸钠水解不充分，杀菌效果不好且造成药剂的浪费。而PH过低，大量生成的Cl2会带来安全隐患。因此次氯酸钠杀菌应单独进行，控制PH在6.5~7的范围。微生物被杀死后，用PH=12的氢氧化钠溶液清洗膜表面有机物及微生物残骸，最后用PH=2的盐酸溶液清洗。5结语次氯酸钠单独清洗会延长操作时间，但能提高清洗效果，延长运行周期，节约药剂消耗。86