水厂次氯酸钠消毒的氯酸盐副产物问题

这是中国水协科技委2018年做的调研结果。水厂消毒发展多年，这几年逐步从液lv消毒开始往次氯酸钠消毒转变。本次报告主要介绍大家没有关注到的水厂次氯酸钠消毒中的氯酸盐副产物问题，通过调研跟检测，从储存时间和温度等方面对成品次氯酸钠产生氯酸盐的影响进行了分析，对现场发生的电解温度以及不同设备的发生效率方面，也给大家做了分析。对成品和现场发生的次氯酸钠中氯酸盐的水质风险进行了比较，同时给我们提出了运行、管理和决策等方面的意见建议。
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消毒工艺
水厂消毒发展多年，还是离不开一个“氯”字。目前常用液lv、次氯酸钠和二氧化氯三个主流消毒剂，同时也有臭氧和紫外应用在辅助消毒上面，但是国家体系标准里面要求，饮用水中必须有余消毒剂，以控制微生物繁殖，因此即使有臭氧和紫外消毒，还是需要氯消毒剂作为终端消毒。
液lv消毒
水协科技委2009年做的调研结果显示：当时水厂大概有接近40%采用液lv消毒，但是液lv存在很大的安全隐患，液lv储存量达到5吨就构成重大危险源，所以自从2008年开展北京奥运会以来，安全问题越来越重视。大部分城市都开始限制液lv的使用，水厂逐渐改成次氯酸钠消毒，液lv应用越来越少。
二氧化氯消毒
二氧化氯消毒在中小型水厂应用的多，它的问题主要是无机副产物，包括氯酸盐、亚氯酸盐的问题，除此以外监控手段也比较缺乏，所以二氧化氯应用现在也越来越少。
所以更多的水厂是采用次氯酸钠消毒，次氯酸钠消毒目前有两种方式，一种是成品的次氯酸钠消毒，买商品消毒剂。另外一种是现场发生的次氯酸钠的消毒剂，都是通过氯化钠的电解产生次氯酸钠来作为消毒剂。
氯酸盐问题的提出
现在二氧化氯和氯的应用越来越少，次氯酸钠越来越多。次氯酸钠具有消毒效果好，安全管理成本低等优点，同时也发现次氯酸钠运输效率低、储存分解和产生氯化消毒有机副产物以及运行成本等问题。
调研发现问题：在次氯酸钠储存的过程，会发生分解。在三个不同水厂进行测试，结果显示，次氯酸钠分解是非常厉害。分解的产物一种是分解变成氯化钠和氧气，另外一种发生歧化反应，产生氯酸盐，这是我们之前所没有太关注到的一个问题，因为我们只知道二氧化氯消毒，复合二氧化氯会产生氯酸盐。
欧盟人类生活用水处理用品次氯酸钠要求，氯酸盐跟有效氯比值，不能超过5.4%，但是我们国家目前没有次氯酸钠的氯酸盐要求，根据欧盟标准，次氯酸钠消毒氯酸盐产生可能会给水质带来安全隐患。
GB5479-2006：二氧化氯消毒时饮用水氯酸盐限制0.7mg/L
欧盟BS EN 901;2013 人类生活用水处理用化学品，次氯酸钠氯酸盐含量要低于有效氯的5.4%
成品次氯酸钠消毒调研
成品次氯酸钠的进料、储存和加料的基本流程如下图：
次氯酸钠储存液中的氯酸盐浓度
随机检测四个水厂次氯酸钠里面的氯酸盐含量的情况，发现无论是原液还是稀释，里面都含有比较高的氯酸盐，储药罐中氯酸盐与有效氯的比例在3.7%-20.2%之间，比值有超过5.4的欧盟标准，并且规律性不明显。
新到货的次氯酸钠有效氯含量超过10%，其中氯酸盐含量不高。水厂一般加药周期是3~7天，但是各个水厂都有差别，通过这个差别的情况发现了一个问题，原液进来次氯酸钠并不是太高，但是在储存里面比较高，可能是3~7天没有用完，剩1/3或者是多少，就直接往里面加新的次氯酸钠，这可能是影响氯酸盐的非常重要的原因。储存天数不一样，有效氯含量接近，但是氯酸盐含量差别大。同时，进行稀释投加的次氯酸钠中氯酸盐尤其高。
在实验室进行稀释试验，结果表明，稀释对氯酸钠中氯酸盐和亚氯酸盐浓度变化影响小，排除了稀释的影响。
所以氯酸盐含量高的原因很可能是因为储存不当。