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电解 食盐消毒技术在农村饮水 工程 中的应用

时间:2020-09-27    点击: 次    来源:网络    作者:佚名 - 小 + 大


电解 食盐消毒技术在农村饮水 工程 中的应用
李 慧娴 ,梁森 ,沈庆平
(1.徐 州市水 利 科学研 究 所 ,江苏 徐州 221018;
2.邳州 市水 利局 ,江 苏 邳 州 210013)
摘 要 :通 过 选择 新型 电解 电极 涂层 ,控 制 消毒 剂 投 加 量 精 准度 ,实现 恒 流稀 盐 水 配 比 和采 用周
期 性倒 极 除垢技 术进行 工 艺和技 术 上 的 改进 ,解 决传 统 电解食 盐 消毒 技 术存 在 的 问题 ,开发 了一
种 全 自动 次氯 酸钠 消毒 系统 ,有 效提 高 电解 效 率 ,实现 消 毒 剂精 确 和 稳 定 的投 加 ,保证 水质 安 全 ,
并对 其在农 村饮 水 工程 的应 用情 况进行 了水质 和效 益 分析 ,为其 今后 在 农 村饮 水 工程 中广 泛推 广
提 供 了参考 依据 .
关 键词 :电解食 盐 ;消毒 ;农村饮 水
中图分 类号 :S277.7
文 献标 志码 :A
文章编 号 :2095—3550(2018)02—0045—03
Application ofelectrolyzed saltdisinfection
technologyinruraldrinkingwaterprojects
L H uixian .LIANG Sen 。SH EN Qingping
(1.X uzhou W aterConservancy Research Institute,Xuzhou,Jiangsu 210018,China;
2.Pizhou W aterConservancy Bureau,Pizhou,Jiangsu 210013,China)
Abstract: Byselecting theDew electrolyticelectrodecoating,controlling theprecisionofthedosageof
disinfectant,realizing thetechnologicalandtechnicalimprovementoftheconstantcurrentdilutebrinera—
tio and using theperiodicreversescaleremova1technology,theexistingproblemsofthetraditiona1elec—
trolysissaltdisinfection technologyaresolved.A kindofautomaticsodium hypochloritedisinfectionsys—
te
r
n
isputforward to effectivelyimprovetheelectrolysiseffect. Theaccuracyand stability ofdisinfect—
antscan beincreasedtoensurethesafety ofwaterquality.Thewaterquality and benefitanalysisofits
applicationinruraldrinkingwaterprojectsarealso provided,which providesareferencebasisforits
wideapplicationinruralwaterconservancyprojectsinthefuture.
Keywords: electrolysissalt; disinfection; ruraldrinkingwater
牧稿 日期
基 金 项 目
作 者 简 介
E — mail
2O18— 02 一 l6
江苏省水利科技 项 目:电解 食盐 消毒技 术在徐 州市 农
村 饮水工程中的应 用 (201563);徐州市科 技项 目:电
解 食盐消毒及水 质 安全监测 分析技 术在农 村饮 水工程
中研究与应用 (KC16SS084)
李慧 娴,女 ,江 苏睢宁 人,高级 工程师 ,硕士 ,主 要
研究方向为农村 供水技术 研究 与推广.
625370683@ qq.co
r
n
农 村饮 水安 全 工程 作 为 民生 工 程 ,一 直 受 到 国
家 和社 会 的普遍 关 注.根 据 徐 州 市相 关 部 门对 农 村
生 活饮 水 卫生监 测显 示 ,部 分 农 村水 厂 消 毒设 备 不
健 全 、药剂储 存 不 当 、设 备 陈 旧 ,导致 消 毒 设备 不 能
正 常运 行 ,细菌 和微 生物 指 标 超标 .因 而 ,推 广应 用
适 宜 的消毒 技术 和设 备 ,对 于 实 现农 村 饮 水安 全 十
分 必要 .46
江 苏 建 筑 职 业 技 术 学 院 学 报
第 18卷
1 电解 食 盐 消 毒 技 术 存在 问题 与 改
进 措 施
电解食 盐消毒技 术 ,是 以普 通食 盐 做原 料 ,通过
无 隔膜 电解装置 ,电解 产生 次 氯酸 钠消 毒 液 ,次 氯酸
钠水解形 成次氯 酸 ,而次氯酸再进 一步分解 形成具有
强 氧化性 的新生 态氧 ,从而杀死 病毒微生 物.
1.1 存 在 问题
在 我 国 ,电解 食盐 法 次 氯 酸钠 发 生 器在 农 村 供
水 工程 中应 用较早 ,但 由于 传统 电解 食 盐法 次 氯 酸
钠 发生 器 的设计 缺 陷导 致其 逐 渐 被 淘 汰.其 存 在 的
主要 问题是 :
1)电极 设 计 简 单 、涂层 保 护欠 缺 ,造 成 使 用 寿
命 短 、能耗 高.
2)由 于农 村 供 水 工 程 在 实 际 运 行 时 ,供 水 水
压 、水量 不稳 定 ,而 传 统 电解 食 盐 次 氯 酸 钠 发 生 器
缺 乏盐 度检 测 系 统 ,无 法 保 证 精 确 计 量 ,导 致 余 氯
超 标.
3)农村 供水 工程 采 用 地下 水 为 水 源 ,普 遍 水 质
硬 度较 高 ,而传 统 电解 法次 氯 酸钠 发 生 器 在 电解 过
程 中会 大量 结垢 ,导致 电解 效率 变低 ,能 耗增 加.
1.2 改进措 施
1)水质 软化 处理 .进 水 端 前 置全 自动 软化 预 处
理设 备 ,防止 电极 结垢 ,延 长 电极 的使 用 寿命 .
2)电解 电极 涂层 改进.通 过在 电解 面 积 、电流 密
度 、阳阴极 间距等 方 面进行 试 验 比选 ,确 定 贵金 属 氧
化 物(MMO)、铂金 分别作 为阳极板 和阴极 板 的涂层 .
贵金 属 氧 化 物 (MMO)阳极 ,是 在 钛 基 材 (ASTMB
265一级钛 )上 覆盖一层具 有 电催 化 活性 的金属 氧化
物 (钌 铱钛等金属 的氧化物 )而构 成 ,具有很 高的化学
稳定性 ,即使在低 pH值 和含有氯 离子环 境 中也 有 良
好 的化学稳 定 性 ,氧 化 物涂 层 极化 小 并 且 消耗 率极
低 ,通 过调整氧化 物层 的成 分 ,可 以使 其 适 于不 同 的
环境 ,可在高 电流密度下工作 ,具 有优异 的导 电性 能.
铂金是 单质金属 ,其既 具备 电解 能 力 ,又 不会 产 生还
原反 应.用贵金属 氧化物 (MMO)作 阳极涂 层 ,铂金作
为阴极极板的涂层 ,电解性能高 ,耗盐、耗电少,可使
电极 使用寿 命超 过 5a,解 决 了 国产 电极 板 寿命 低 的
难题(一般在 2a左右).有效氯产量 50g/h的铂金涂
层 电极 性能测试 结果具体 为 :进水压 力 0.23MPa,稀
盐水 浓度2.15 ,有 效氯 浓度 为 5730mg/L,有 效 氯
产 量51.6g/h,电解 电压 15.0V,电解 电流 13.6A,生
产 每千克有效率 耗盐 量 1.94kg,生 产 每千克 有 效率
耗 电量 6.4kg.
3)控 制 消 毒剂 投 加 量 精 准 度 .采 用 防腐 型 计
量 泵 作 为 次 氯 酸 钠 溶 液 的 投 加 单 元 ,通 过 智 能 在
线 流 量 计 采 集 供 水 管 网 实 时 流 量 信 号 ,传 送 到 自
动 调 节 计 量 泵 ,控 制 计 量 泵 的 投 加 量 ,从 而 获 得
管 网余 氯 的 稳 定 值 ,实 现 消 毒 剂 精 确 和 稳 定 地 投
加 ,保 证 水 质 安 全 .
4)实 现 即时 配 比 ,无 需 停 机 等 待 .采 用 恒 流稀
盐 水配 比系 统 ,稀 释水 在压 力为 0.14~ l_0MPa范
围内保持 流量 恒定 不 变 ;恒 流稀 释 水 与 定量 的饱 和
盐 水 自动配 比成 2 ~3 的稀盐水 ,不 需要 专 用 的
稀 盐水桶 .解 决 了传 统 的稀 盐 水 配 比时 ,需 停 机 等
待 ,不能 连续 工作 的 问题.
5)采用 周期 性倒 极 除垢 技 术 .定 期 自动对 电解
电极 进行 倒极 ,可 使两 个 电极 的表 面 都 不会 累 积 垢
体 、保持 干净 状 态 ,并 通 过 反 冲洗 系统 将 电 解 槽 底
部 沉积 的污 物及 时排 出 ,防 止水 中杂 质 附着 在 电极
上 .而合 理设 置倒 极 除垢 时 间 ,可 以 提 高 电解 效 率 ,
减 少耗 盐量 .通过 反复 试 验 将倒 极 周 期 调整 为 正 极
3000min,倒极 15min.
6)全 自动 控 制 ,实 现远 程 运 维.利 用 物 联 网智
能 数据 采集模 块 、智 能 在 线仪 表 和 PLC控 制 中 心 ,
将 数据 通过 网络 传输 到 云 端服 务 器 中 ,可利 用 手 机
APP、PC机 客 户端 软 件 等进 行远 程 数 据监 控 、程 序
维 护 、故 障诊 断 ,监控 界 面友 善 易 懂 ,设 备运 行 情 况
目了然 .可 提 高 管理 人 员 的 工 作 效 率 ,实 现 设 备
长 期 、稳 定地 运行 .
2 电解食 盐消毒技术应 用
针对 电解 食 盐 法 次 氯 酸 钠 消毒 传 统 方 法 存 在
的问题 ,利用 现代 先 进 技术 ,进 行 工 艺 和技 术 改 进 ,
开 发一 种利 用 电解 食 盐 消 毒 技 术 原 理 的 新 型 全 自
动 次氯 酸钠 消 毒 系统 ,有 效 提 高 电解 效 率 ,实 现 消
毒 剂精 确和 稳定 的投 加 ,保 证水 质 安全.
2.1 工艺流 程
全 自动 次 氯 酸 钠 消 毒 系 统 工 艺 流程 如 图 1所
示 .饱 和盐水 与 经 过 软 化 处 理 的工 艺 水 ,由流 量 控
制 阀与 计量 泵 ,联 合控 制 自动配 比稀 释 成 2 ~ 3Ko
的稀盐水 ,精 确 定 量 送 入 电 解 槽 ,通 过 无 隔 膜 电解
装 置 发 生 电 化 学 反 应 以 后 产 生 有 效 氯 浓 度 大 于
4.8g/L的次氯 酸钠溶 液 ,进入 存 储 罐 中.计 量 泵 根
据 在线 流量 计反 馈 的供 水 管 网实 时 流量 信 号 ,自动
调 节计 量泵 的输 出流 量 ,从 而精 确 控 制 次氯 酸 钠 溶
液 的投 加量 ,获得 管 网余 氯 的 稳 定 值.产 氯 过 程 由
系统控 制 自动运 行 ,次氯 酸 钠 溶液 储 存 箱 至 高液 位
时 ,设备 处 于待 机 状 态 ,直 到 液 位 到达 低 位 以 下 自
动 启动 产氯 .第 2期
李 慧娴 ,等 : 电解 食 盐消毒技 术在 农 村饮 水 工程 中的 应用
f托
图 1 全 自动 次 氯 酸 钠 消 毒 系统 工 艺 流 程
Fig.1 Process flow ofautom aticsodium hypochlorite disinfection system
全 f]动 次 氯酸钠 消 毒 系统 如 2所 永 ,包 含 个
自动软 水系统 、溶 盐 系统 、稀盐 水 配 比 系统 、次氯 敝
钠 发 生 主机 、次 氯 酸 钠 溶 液 存 储 和排 氧 系统 、
动投 加 系统 和远 程运维 系统 .
图 2 全 自动 次 氯 酸 钠 消 毒 系统
Fig.2 Autom atic sodium hypochlorite
disinI‘ection system
2.2 应 用效 果
1)消毒 效果.通 过 沛县 鹿 楼 水 厂 设备 发 装
水 质取佯 化 验数据 埘 比分 析 .可 以 荷 f¨设 备 的 消
效 果 明 .见表 1.
表 1 设 备 安 装 前 后 水 质 情 况 对 照
lab.1 Com parison ofwater quality before
and after installation
f{::投 加 比 例 为 1{1 .
2)效 益 分析.以 }1前在徐 州 市 农 村 水
遍 使
用 的化 学法 二 氰 化 氯 消毒 发 ,卜器 与 电 解食 盐 法 全
自动 次氯酸 钠 消毒器 进行 对 比(以 1000m /d供 水
垃为 例 ).
消毒成 本.根据测 试分 析 .电解 食盐 法 次氯酸 钠
发生 器 牛 l
有 效 氯 ,按 照 牦 电 量 5.22 kw/h.
:3.38kg盐 ,电 赞按 照 0.5,1死 kw ·h。盐 0.5元/妇
计 算 ,!J!fJ每牛 产:1 有效 氯总成 本 为 4.508元 ,按 照
饮用水投加 消 毒 比例 为 1:1(每 吨水 投 加 lg有效
氯).每吨水 消毒成 本 为 0.O015几 ;高 纯 型化学 法二
氧化 氯发 生 器 每 生产 1kg钉 效 氯需 要 消耗 氯 酸 钠
0.51kg,盐酸 1.67kg.转换成 8 的亚 氯酸钠溶 液质
啭 2().8kg.9 的 盐 酸质 量 6kg.8 的亚 氯 酸钠 以
1000兀,t.9 的 盐 酸 以 300厄 ,t计 .则 产 牛 l
CI()!所需原料 的成本为 22.6厄 .商纯型二 氧化 氯 发
L-器投加 纯 (、I() 按 0.5× 10 ( 吨 水 投 加 0.5g
CI{))计算 .则 消毒 每 吨水 的成 本 为0.O113元 .根 据
消毒成本 分 析 ,口供 水 最 为 1000n。
的农 村 水 厂 ,按
t忖变化系数 1.3计 ,配置 电解 食盐法全 自动次氯酸钠
消毒 器和化学 法二氧化氯 发生器 卡}j比,平 均每年 可 节
约 消毒 赞 约 为人 民币 l909.28几.
运 维人 员成 本.电解 食 盐 法 个=自动 次 氯 酸钠 消
忐 器 只需 定 期 向
L
殳备 内 添 『Jl】食 盐 .不 用其 他 操 作 ,
没备 自动运 行 .尤需 々人 职 守.化学 法 二氧 化 氯 发
器小 仪需 要定 期加 酸 .而 还 需 要操 作 人 员 自己
眦 制规定 浓 度的 氯酸 盐 水溶 液 .没 备计量泵 需 定 期
校准 、反麻 釜 需 定 期 清 洗 。原 料 的添 加 配 置 t分 复
杂 .没铬 需 号人 职 、,操作 危 险 、烦 琐 ,不易 掌 握 ,对
操作 人 员要 求 极 高.根据 渊 对 比分 析 ,电 解 食 盐
法 全 自动次 氯 酸 钠 消 薄 器 化 学 法二 氧 化 氯 发 生
器相 比 ,年上耋仃维 护成 本 f1J以 约 1个 专职技 术 人
的年 贤J+J96OO元 (以 上 资 800元 计 ).
(下转 第 66页 )66
江 苏 建 筑 职 业 技 术 学 院 学 报
第 18卷
深 入社 会生 活 .通 过 社 会 实 践 ,增 强 学 生 对 教 材 内
容 和价 值理 念 的认 同.教 育 部 要求 学 校 组 织 开展 爱
国情 怀 、社 会关 爱 、人 格 修 养 、能 力拓 展 等 传 承传 统
文 化 的社会 实 践 活 动.基 于 此 ,高 校 在 建 搭 和 运 用
实践 贝博安卓 平 台 的 过 程 中 要 充 分 考 虑 优 秀 地 域 文 化
融入 的 问题 .徐 州 打造 了 大量 本 地历 史 文 化 名 人雕
像 ,建 设 了众 多历史 文 化公 园 ,兴建 了很 多博 物 馆 、
纪念 馆 和 教 育 基 地 ,如 汉 文 化 景 区 、名 人 馆 、好 人
园 、博 物馆 、淮 海 战役 纪念 塔 、贾 汪 忠 孝文 化 园 等 可
供利 用 的资 源.目前我 校 已建立 了徐 州 市贾 汪 区 青
山泉 镇 马庄村 、徐 州 汉 画像 石 艺 术 馆 、淮 海 战役 烈
士 纪念 塔园 林 、徐 州 市博 物 馆 等 实 践 教 学 基 地 .我
们 以各 种 主 题 文 化 活 动 为 载 体 ,以 社 团组 织 为 阵
地 ,组 织 学生参 观 、考察 和调 研 ,让 他 们在 领 略 徐 州
地域 文 化魅 力 的 同时 ,受 到 心 灵 的 震 撼 与 洗 礼 ,从
而深 化对 社会 主 义核心 价值 观 的认 同并 自觉践 行.
4 结语
要提升法律基 础课教 学实效性 ,需 要我们 在贝博安卓
方法 、贝博安卓 内容创新等方面发力.将 徐州优秀地域文化
中丰富 的思想资源和鲜 活的实践案例融入法律基础课
贝博安卓 ,可让课 堂“活”起来 ,使理论 变得有温度 、有触感 ,
更有亲和力 ,真正 实现思想政治教育入耳 、人脑 、人 心.
参考 文献 :
[1] 习近 平.把 思想 政治 工作 贯 穿教 育教 学 全过 程 [EB/
()L_'.(2016—12一o8)[2o18—03—20]http://vⅣw.Xi
huanet.co
r
n
/politics/2016—12/08/c一1120082577.htm.
f2] 王 明德.地方 优秀 传统 文化 与大学 生人 文 素养 教育 :
基于 山东省潍坊 地区视 角EJ].文史博 览(理论 ),2013
(12):78—79.
E3] 刘武军 ,唐凯 兴.“思想道 德修 养与 法律 基础”课 借鉴
利 用 地 方 文 化 教 育 资 源 的 思 考 [J].百 色 学 院 学 报 ,
2008(5):58—61.
[4] 蒋玉玲 ,王 金娟.浅谈 徐州 优 秀地域 文化 与社 会 主义
核心价值观 的契合I-J].中共 山西省直 机关党校 学报 ,
2017(6):67—7O.
[5] 田旭 明.徐 州地 方文化 资源 融人《毛 泽东 思想 和 中 国
特色社会 主义理 论体 系概论 》课程教 学 的探 索I-J].教
育贝博安卓论坛 ,2014(51):132—133.
(编 辑 :杨 彬 )
(上 接 第 47页 )
设 备更 新成 本.电解 食 盐 法 全 自动 次 氯 酸钠 消
毒 器 的 核 心 配 件 电 极 板 ,使 用 寿 命 5a,成 本 为
6000元 .
期 初投 入成 本.对 于 日供 水 量 为 1O00m。的农
村水 厂 ,配 置 电解 食盐 法 全 自动次 氯 酸 钠 消毒 器 和
化 学法 二 氧化 氯 发 生 器 期 初 投 资 分 别 为 2.3万 元
和 1.5万 元 .
对 于 日供水 量 为 1O00m 的农 村 水 厂 ,配置 电
解 食盐 法全 自动 次 氯 酸钠 消毒 器 和 化 学 法 二 氧 化
氯 发生 器 ,以设 备 经 济 寿命 期 为 10a计 算 ,电解 食
盐 法全 自动次 氯 酸 钠 消毒 器 和化 学 法 二 氧 化 氯 发
生 器相 比共 可 节 约 成 本 10.1万 元 .课 题 组 共 推 广
应 用 86台套 电解 食 盐 法 全 自动 次 氯 酸 钠 消 毒 器 ,
节 约成 本868.6万 元 ,饮 水工 程水 质达 到 国家标 准 ,
实 现 饮 水 工 程 let供 水 规 模 86000t,受 益 人 口
50.2万人 左 右.
3 结 论
通 过 选 择 新 型 电解 电 极 涂 层 ,控 制 消 毒 剂 投
加 量 精 准 度 ,实 现 恒 流 稀 盐 水 配 比和 采 用 周 期 性
倒 极 除垢 技 术 进 行 工 艺 和 技 术 上 的 改 进 ,解 决 传
统 电解 食 盐 消 毒 技 术 存 在 问 题 ,开 发 了一 种 全 自
动 次 氯 酸 钠 消 毒 系 统 ,可 有 效 提 高 电 解 效 率 ,实
现 消 毒 剂 精 确 和 稳 定 的 投 加 ,保 证 水 质 安 全 ,具
有 原 材 料 易 获 得 ,运 行 安 全 稳 定 ,设 备 使 用 寿 命
长 ,操 作 维 护 简 单 方 便 的 优 势 ,在 技 术 上 强 调 适
合 农 村 供 水 的 特 点 ,其 社 会 效 益 和 经 济 效 益 显
著 ,应 用 前 景 广 阔 .
参 考文 献 :
[1] 许强 ,陆清.农村饮水安全工程水体消毒方案探析 [J].
安徽农 业科学 ,2013,41(14):6445—6446,6465.
[2] 曾召环.农村饮水安 全工程 消毒方 法的选择 I-J].广西
水 利 水 电 ,2015(4):89—91.
[3] 任方 ,方力 ,张洋.消毒 技术在农 村饮 水安全 工程 的应
用[J].河南水利与南水北调 ,2015(7):61—62.
[4] 张 德 玲 ,张勇 ,陶 姗 姗 .黑 龙 江 省 农 村 饮 水 安 全 工 程 消
毒技术选择[J].黑龙江水利 ,2016,2(9):54—56.
[5] 杨继富 ,贾燕 南 ,赵翠 ,等.农 村供 水 消毒 面临 的主要
问题与对策[J].中国水利 ,2014(13):44—46.
(编辑 :司元 雷)

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