无隔膜次氯酸钠发生器消毒设备对比研究

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1、无隔膜次氯酸钠发生器消毒设备对比研究摘要：本文通过盐水浓度、电流密度、盐水流量三因素试验，对无隔膜次氯酸钠发生器消毒设备进行了对比研究，并总结了发生器运行中的操作要点和运行维护要点。结果表明双极性电极次氯酸钠发生器运行效果明显好于单极性电极，建议水厂消毒尽可能采用双极性电极次氯酸钠发生器。中国7/vie　　关键词：次氯酸钠发生器；运行效果；运行维护　　生活饮用水必须消毒，每个水厂都应该有消毒设施，以灭活水中的致病微生物，控制介水传染病的爆发和传播。《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）以强制性条文规定“生活饮用水中不得含有病原微生物

2、”，“生活饮用水应经消毒处理”。《室外给水设计规范》（GB50013-2006）以强制性条文规定“生活饮用水必须消毒”。消毒是生活饮用水处理工艺中不可缺少的组成部分，是保障农村饮用水安全必须的措施。　　氯消毒是国内外研究最成熟的消毒技术，饮用水的氯消毒能够防止水传播疾病危害，被誉为“20世纪最成功的公共安全措施”[1]，具有价格低、投加简单、操作管理简便等优点。次氯酸钠属于氯消毒的一种，是一种高效、广谱、安全的强力灭菌、杀病毒药剂[2]。次氯酸钠发生器具有原料便宜、采购与使用方便，可以在任意环境工作状况下投加，适宜在农村中小型供水工程中推广的

3、优点。然而，目前市场上的发生器由于电极类型、材料、设备规格、发生工艺等不同，设备性能参差不齐。为了研究无隔膜次氯酸钠发生器消毒设备的现状，本文选择了市场上具有一定生产规模和技术实力的生产厂家，对其次氯酸钠发生器运行状况进行验证性和对比研究。　　一、无隔膜次氯酸钠发生器　　无隔膜次氯酸钠发生器根据使用用途分为卫生消毒和环境保护两大类。卫生消毒可以用于环境保护，环境保护不得用于卫生消毒。卫生消毒类指用于饮水消毒，卫生器具及餐具消毒，蔬菜、水果、食品消毒等与人体健康直接有关的次氯酸钠发生器。环境保护类指用于工业废水处理，医院污水处理以及其他一切使用

4、次氯酸钠溶液的工业部门等与人体健康无直接关系的次氯酸钠发生器[3]。　　次氯酸钠发生器由四个基本部分组成：盐水调配装置、电解槽、电解电源、储液箱[4-6]。盐水调配装置是供给电解槽所需要的一定浓度食盐水的装置。电解槽是次氯酸钠发生器的关键设备，生成次氯酸钠溶液的电解反应和溶液反应均在其内完成，电解槽一般由槽体、阳极、阴极三部分组成。按电解槽的形状可分为管状电解槽和板状电解槽两大类。管状电解槽截面一般为圆形，使用圆管状阳极和阴极，该方式结构简单，加工方便，但单槽产量低；板状电解槽，一般槽体为长方体，平板状阳极和阴极平行放置[4]。电极是电解过程

5、中，电流进入或离开电解液的导体，电解过程就是在电极相界面上发生氧化还原反应，电极分为阳极和阴极。电解槽按极板联接电源方式分单极性和双极性两种，目前国外大型次氯酸钠发生器的电极结构多为双极性电极，如意大利DENORAPERMELEC的SEACLOR电解海水制氯系统[7]。按运行方式分为连续式和间歇式两大类。电解电源是给电解槽提供直流电流和直流电压的装置。储液箱用来存储成品次氯酸钠溶液[8]。　　二、试验装置与方法　　（一）试验装置　　Cq1-4.2，阳极为管式单极性电极，直径为21.6mm，长330mm；阴极材料为不锈钢，内径为30mm；阴阳极

6、间距为4.2mm；冷却方式是阴极外部自来水循环冷却。　　Tjb-7.5，阳极为板式单极性电极，长70mm，宽30mm；阴极为不�P钢材料；阴阳极间距为7.5mm；冷却方式是阴极外部自来水循环冷却。　　Bb-3.0和Bt-3.0，发生器阴极分别采用管式不锈钢和钛材料，设备阳极材料、设备结构、阴阳极间距等其他因素均相同。发生器阳极为管式单极性电极，钛材料涂覆钌金属涂层，直径36mm，长361mm；阴极内径为42mm，长300mm；阴阳极间距为3.0mm；冷却方式是阳极内部和阴极外部双重自来水循环冷却。　　Sh-0.8，发生器阳极和阴极均为钛材料，

7、阳极为板式双极性电极，钛材料涂覆钌金属涂层；阴阳极间距为0.8mm；无冷却方式。　　（二）试验方法　　试验因素为电流密度、盐水浓度、盐水流量，因素水平的选择主要依据设备的实际运行工况和以往次氯酸钠发生器理论研究基础确定，试验指标包括有效氯浓度、交流电耗、盐耗和运行成本。试验方案见表。　　（三）指标测定与计算方法　　电解次氯酸钠发生器的技术经济指标包括交流电耗、盐耗、运行成本、电流效率、直流电耗等，运行成本是交流电耗和盐耗的综合经济指标。交流电耗、盐耗按照《次氯酸钠发生器》（GB12176-1990）中的指标计算方法计算。运行成本根据北京当地电

8、费和盐价钱进行计算，单位为元/kg。　　有效氯浓度采用英国百灵达公司的便携式快速测氯仪器测定（0-10mg/L），盐水浓度采用波美计测定（0-100g/L）。　　三