摘要：近年来，国家对氯气等剧毒危险化学品管制越来越严格，随着社会形势的变化和对防恐要求越来越高，液氯消毒在运输、贮存方面存在的重大安全隐患已经给社会造成影响，因此企业通过对比水处理中的消毒技术选取替代氯气的消毒技术。本文对常用的三种消毒方式的原理、优缺点、及运行成本综合比对，来探究电解制备次氯酸技术在水处理领域的应用前景，为工业水装置选取合适的消毒技术提供依据。
关键词：工业水；电解食盐水；制备次氯酸钠；消毒效果
引言
水气厂工业水装置工业水供给化工区部分食堂使用，要求水中余氯保持在0.01—0.1mg/L之间。现在的工艺是向3、4系列清水池投加氯气。液氯是自来水生产采用的传统消毒剂，其消毒效果好，持续消毒能力强及低廉的运行成本给生产带来方便，同时其剧毒化学品的特性给操作、生产运行带来特别重大的风险和隐患。随着社会形势的变化和对防恐要求越来越高，液氯消毒在运输、贮存方面存在的重大安全隐患已经给社会造成影响。2015年4月15日上午，扬州仪征市青山镇一家水厂发生氯气泄漏事故，附近两所学校及周围居民共千余人被紧急疏散。我装置使用的液氯消毒也存在泄漏的风险。我车间通过比较几种消毒方法的优劣来选择适用于我工业水装置的消毒方法。
现今广泛应用于水处理的消毒环节分为紫外消毒，臭氧消毒，氯气消毒。臭氧消毒法和紫外线消毒法在水处理方面局限性很大且成本较高，而氯气消毒技术能够有效杀灭水体中的大肠杆菌，对其中的氨氮也有一定的去除作用且成本低廉，效果稳定因而应用最为广泛但是安全隐患较大，正在逐步被淘汰。
1 电解食盐水制备次氯酸钠溶液杀菌系统
1.1构成及运行过程
电解食盐水生产次氯酸钠现在已经模块化，由冷水机组，盐水投加站，溶盐罐，电解柜，整流柜，带传感器的脱气储存罐和气体报警器系统几大模块组成，其运行过程为，饱和食盐水通过盐水投加站进入电解柜与软水以一定的配比溶合，稀释后的盐水经过整流柜出来的电流电解成为次氯酸钠和氢气，混合物再进入脱气储存罐，其中的脱气风机将氢气稀释至安全范围内再排放至外部排放点，次氯酸钠溶液则直接泵送至投加点。
1.2消毒灭菌原理
电解食盐水现场制备次氯酸钠工作原理是，氯化钠溶液在一定的槽电压作用下，在电解槽内发生一系列电化学反应，最终生成次氯酸钠溶液，其次氯酸钠的生成过程可以通过化学方程式表达如下：
电极反应：阳极：2Cl-→Cl2+2e；
阴极：2H2O+2e→H2↑+2OH-
总反应：2NaCl+H2O→H2↑+NaClO
次氯酸钠消毒最主要的途径是通过水解形成次氯酸，次氯酸再进一步分解形成新生态氧，新生态氧的极强氧化性是菌体和病毒上的蛋白质等物质变性，从而致死病源微生物。其次，次氯酸在杀菌、杀病毒过程中，不仅作用于细胞壁、病毒外壳，而且因次氯酸钠分子小，不带电荷，还可以渗透入菌（病毒）体内，与菌（病毒）体蛋白、核酸和酶等有机高分子发生氧化反应，从而杀死病原微生物。
再次，次氯酸产生出的氯离子还能显著改变细菌和病毒体的渗透压，使细胞丧失活性而死亡。
2 常见水处理消毒技术的综合比对
2.1 性能对比
2.1.1紫外线消毒。 其利用对应波长的紫外线破坏微生物的脱氧核糖核酸和核糖核酸的结构，使生长性和再生性细胞死亡，从而起到消毒杀菌作用。设备体积小，维护工作量小，投资低。无化学药品，不在水中引进杂质；由于微生物的光复活问题，杀菌效果不能长期保证，适应于源生水稳定性好且无二次污染的水体。
2.1.2 二氧化氯杀菌装置。 产生的ClO2消毒剂将微生物的氨基酸链断裂达到杀菌效果是一种强氧化剂，产生的氢氧自由基可以有效去除水中的色，嗅、味，结构简单，自动化程度高，维护管理方便，效果明显，由于余氯的存在杀菌效果能够维持三天以上。缺点是：ClO2遇光分解为氯气和氧气而易引起爆炸，所以对其运输和储存增加难度。一般用现场制备的方式供应二氧化氯，但还是不能解决二氧化氯日照下易分解的缺点，过多的加药量会产生卤化副产物原料为危险化学品，余氯过高的话还会损坏设备。
2.1.3 电解次氯酸钠消毒。 描述工艺流程简洁，便于安装，自动化程度较高，运行中人员不会接触危险化学药品，安全稳定可长期稳定工作饮用水领域，次氯酸钠与利用氯消毒相比较，不会产生较多的余氯，并且能明显降低副产物的生成量—水体中的有机物和消毒剂混合后产生副产物三卤甲烷有强的致癌性。但是电解次氯酸钠消毒具备氯消毒的优点时能够有效减少副产物的生成而且电解只需要水、食盐和电，在世界各地均可使用，随时制备的新鲜次氯酸钠溶液不易分解稳定时间更长久，PH值更低，水质较硬时可以有效减少投加点的结垢问题。
2.2 经济分析
电解食盐水次氯酸钠发生系统，购置成本会相对其他消毒杀菌设备较贵，但现有技术可以通过减少设备酸洗频次有效提高设备经济寿命。通过对不同消毒杀菌方式的综合成本分析，其中包括，原料使用量，耗电量，折旧及维修费用等，得到如下数据，紫外消毒杀菌运营成本在0.5元/m3左右，二氧化氯杀菌装置运行成本在02-0.3元/m3,电解盐水杀菌装置运行成本在0.12-0.15元/m3，可见与其他消毒杀菌技术比较，电解食盐水具有运行成本低的优点。
3 结语及展望
综合比较可见现场制备次氯酸钠消毒技术更加安全有效，通过电解的方式现场制备次氯酸钠发生系统受到广泛关注，显著的优点如，原料便宜且极易采购到，副产物可以控制在极少范围内，夜间谷电制氯、白天投加的方式进一步节省成本，[5]而且灭菌效果好且速度迅速，是理想的水处理消毒灭菌技术，可以在政水处理领域广泛推广使用，适用于我水场作为消毒杀菌技术使用。
参考文献
[1] 黄靖萍. 酸性盐水在电解技术中的应用[J].工业技术与开发，2009,38（11）：50-51
[2]马宁,王亚娥,李杰等.新型水处理材料海绵铁在废水处理中的应用研究[J].环境科学与管理,2014,39(8):71-73.
[3]高廷耀，顾国雄.水污染控制工程[M].北京:高等教育出版社，1999
[4]唐受印，戴友芝，汪大晕.废水处理工程[M]。北京:化学工业出版社, 2004.7
[5]周宏春《工业废水处理设施运行现状与障碍》