含氨循环水中二氧化氯的杀菌特点

Posted 2023-01-13 微生物

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在大部分合成氨及氮肥工艺中，氨的泄漏、挥发是普遍存在的现象。由于氨的存在，对循环冷却水形成了氨污染，直接加剧了循环水的微生物危害，导致系统NO2-，NO3-，COD，黏泥等急剧增加，pH、碱度等下降，异养菌及其他菌种数大量频繁超标。水色变乳白并变黑，气味发臭。这种现象如不及时处理，会引起微生物黏泥的迅速沉积，从而加剧垢下腐蚀，换热器很快穿孔，结果不得不停车检修更换，生产损失巨大。
1 含氨循环水的特点
在正常情况下，氨进入水中，首先发生离解，使水的pH、碱度增大。但氨作为无机氮化合物，同时又是微生物的营养物质，会促进微生物生长。而微生物同时又参与了化学变化，主要是将NH4+转化成了NO2-和NO3-。这些参与NH4+化学变化的微生物主要是氮化细菌(包括氨化菌、亚硝化菌、硝化菌、反硝化菌等)。由于NH4+在细菌作用下发生的化学变化，增加了酸性物质NO2-、NO3-等的含量，使pH及碱度下降。所以，含氨循环水的最大特点是pH、碱度偏低，酸性离子含量高，腐蚀性强，粘泥含量高。
2 二氧化氯的杀菌特点
作为新一代高效、广谱、无毒杀菌灭藻剂，二氧化氯的杀菌性能已为广大用户认可。其主要特点：
(1)氧化能力强；
(2)不产生卤代烃类致癌物质；
(3)适用pH范围广，在pH6～10时，杀菌能力不受影响；
(4)温度升高，杀菌能力增强；
(5)剂量小，作用快。2.0mg/L的二氧化氯作用30s时，能杀灭几乎100%的微生物，而余ClO2仍可达0.9mg/L；
(6)杀菌持续时间长。1.0mg/L的ClO2静态情况下，72h后杀菌率仍可达98.8%；
(7)优良的助凝作用。在杀菌剥泥的同时，有助于水中浊度降低，泥絮沉积，易于除去；
(8)不与水中的氨、氯氨等反应。
由以上特点可见，ClO2最适合于含氨水的杀菌处理，可以有效的杀灭各种微生物，而不受水中的NH4+及pH变化影响。
3 二氧化氯在含氨循环水中的化学变化
在长期含氨的循环水中，NH4+绝大部分已转化成了还原性物质NO2-，这主要是亚硝化菌的作用所致。但NO2-转化为NO3-主要靠硝化菌作用完成。在实际中NO2-的转化很不完全，这时如果在水中投加ClO2，由于其超强的氧化性，迅速将NO2-氧化成了NO3-。ClO2氧化NO2-的速度远大于其杀灭微生物的速度。pH在4.9～7.5时，反应如下：
2ClO2+5NO2-+H2O5NO3-+2H++2Cl-
因而，在被氨污染的水中，投加的ClO2首先与NO2-反应，消耗大量的ClO2，从而会使作用于杀菌的ClO2大减，杀菌效率大大降低。在实际中则表现为按正常量投加ClO2，水体浊度、黏泥变化不明显，藻类枯干慢，从某化肥厂现场细菌分析结果也能看出这一规律，见表1。

4 实际运行方案
根据以上情况，在循环水中含氨量增大时，杀菌灭藻方案要做相应的调整，主要考虑以下内容：
(1)保证杀菌灭藻效果；
(2)用药量不大幅度增加；
(3)保证水质各项指标在正常范围内。在应用中，主要采取了以下方法：
(1)大量、快速、冲击投加ClO2。目的是使ClO2与NO2-迅速反应消耗，其后剩余的ClO2仍能保持杀菌所需正常浓度。某化肥厂在ClO2使用中，不定期加大ClO2力度，水质改善相当明显，黏泥、细菌总数降低，藻类死亡，pH、碱度上升。
(2)投加洁尔灭(1227)。洁尔灭属非氧化性杀菌剂，不与NO2-反应。故可避开NO2-的影响，直接杀灭各种微生物，包括氮化细菌。这样由于亚硝化菌的被消灭，NO2-量也自然下降，再用ClO2，效率会大大提高。
(3)加强管理，减少泄漏。
(4)污染严重时适当加碱，迅速调节pH。
根据以上分析，专门为某化肥厂制定了详尽可行的杀菌灭藻方案，用ClO2与1227交替投加，一次ClO2，二次1227，3d投药一次，其质量浓度分别为2mg/L和100mg/L。部分时段现场记录数据见表2。
5 结论
二氧化氯对于含氨循环水的杀菌处理尤为适合，在实际应用中，辅助使用非氧化性杀生剂，效果会更好。