CN114946876B - 一种适用于自来水消毒的消毒剂、其制备方法及使用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及自来水处理技术领域,具体为一种适用于自来水消毒的消毒剂、其制备方法及使用方法。该消毒剂的原料包括硫酸铵、氯气和pH调节剂,配置简便,现配现用,能够稳定维持自来水消毒出水余氯及末梢余氯量在标准范围内,尤其在管网末梢的持续消毒性佳。而且减少了消毒副产物的产生。

Description

一种适用于自来水消毒的消毒剂、其制备方法及使用方法
技术领域
本发明涉及自来水处理技术领域,具体为一种适用于自来水消毒的消毒剂、其制备方法及使用方法。
背景技术
饮用水处理中,消毒方法有很多,常用的消毒剂采用氯气、臭氧、二氧化氯、紫外线及氯胺等方法,采用氯消毒与其它方法相比,由于效果好、成本低,一直是主流方法。但其缺点较为明显,比如易产生消毒副产物产生;易引起浓重的气味;在管网末梢的持续消毒性差等。
根据GB5749-2006《生活饮用水卫生标准》要求,水厂采用氯气消毒时,出水余氯≥0.3mg/L,末梢余氯量≥0.05mg/L,达到此标准才能满足饮用水消毒的要求,因此,给水处理厂投氯量一般大于2mg/L。近年来,随着水源水质的不断恶化,加氯量也不断的增加;随着城市规模的不断扩大,供水范围变广,输水线路增长,也使长距离供水时的管网末梢余氯量达不到要求。
目前,对自来水消毒,装置改进的技术较多,例如专利公开号为CN215559631U的实用新型专利公开的一种自来水厂用消毒装置、专利公开号为CN112875920A的发明专利申请公开的一种自来水消毒装置及其消毒方法。而从消毒剂成分上来进行改进的,则较少。现有技术如CN103288189A专利申请公开的一种利用过硫酸盐原位产生液氯的管网消毒方法,将过硫酸盐投加到管网中,搅拌均匀,完成利用过硫酸盐原位产生液氯的管网消毒方法,该方法可以减少给水处理厂出厂水的液氯投加量,从而减少DBPs的生成量。又如CN111480656A专利申请公开的一种适用于自来水厂高效制备高浓度消毒剂一氯胺的方法,往水源中加入硫酸铵,再加入次氯酸钠溶液,反应,即完成。上述两种方法仍然存在一定缺陷,例如第一种使用过硫酸盐的方法,由于是依靠过硫酸盐与水中存在的氯反应生成氯气,反应效率不稳定。第二种使用硫酸铵与次氯酸钠溶液的方法,硫酸铵与次氯酸钠的反应受温度、反应时间、G值影响较大,而在实际自来水消毒过程中,无法达到这些条件,影响一氯胺的生成效率,导致最终出厂水无法满足饮用水消毒的标准。
发明内容
本发明提供一种适用于自来水消毒的消毒剂,通过对原料进行改进优选,克服了现有技术中存在的上述问题。
本发明采用技术方案如下:
一种适用于自来水消毒的消毒剂,原料包括硫酸铵、氯气和pH调节剂。
本发明的方案中,利用氯气代替次氯酸钠作为氯源,与硫酸铵反应生成氯胺,有利于促进反应的发生。
优选,所述硫酸铵:氯气质量比为100:27-33。
本发明还提供上述适用于自来水消毒的消毒剂的制备方法,包括如下步骤:
(1)将反应原料中的硫酸铵溶解得到硫酸铵溶液;
(2)再向硫酸铵溶液中加入氢氧化钠溶液并搅拌,使pH值上升至8.0-8.5;
(3)再向硫酸铵溶液中通入氯气并搅拌,并通过pH自动投加装置加入氢氧化钠溶液,使混合溶液的pH值保持在8.0-8.5,待反应完毕,待用。
作为优选,所述硫酸铵溶液的质量浓度为3%至8%。
作为优选,所述氢氧化钠的质量浓度4%至10%。
本发明还提供上述的一种适用于自来水消毒的消毒剂的使用方式,现配使用。在使用之前进行现配现用,一般配置到投入使用不超过6个小时。
作为优选,本发明的消毒剂配合液氯使用,对自来水进行消毒。
作为优选,本发明的消毒剂配合液氯使用时,消毒剂与液氯的体积比为5-12:1,更加优选为9:1。
作为优选,本发明的消毒剂在自来水管道上多个投放点进行投放。
本发明还提供一种适用于自来水消毒的消毒方法,使用上述的消毒剂或者使用上述制备方法所获得的消毒剂。
通过实施上述技术方案,本发明具有如下的优点:
本发明采用硫酸铵与氯气作为原料,预先配置消毒剂,适用于自来水消毒,满足出水余氯≥ 0.3mg/L,末梢余氯量≥0.05mg/L的标准要求。
本发明的消毒剂配置简便,现配现用,能够稳定维持自来水消毒出水余氯及末梢余氯量在标准范围内,尤其在管网末梢的持续消毒性佳。而且减少了消毒副产物的产生。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施,给出了详细的实施方式和具体的操作过程,但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
以下各实施例中,所采用的是自来水厂经预臭氧、硫酸铝混凝、砂滤处理后的出水。
其余如无特别说明的原料或处理技术,则表明均为本领域的常规市售原料或常规处理技术。
消毒剂的原料的准备
硫酸铵:市场购买。
氯气:自来水厂氯气消毒所用氯气。
氢氧化钠溶液:市场购买固体氢氧化钠,配置质量浓度4%至10%的氢氧化钠溶液。
本发明所使用的原料简单、易得,成本低,硫酸铵作为氮源,氯气作为氯源,氢氧化钠作为pH碱性调节剂。
消毒剂的配置
(1)以硫酸铵、氢氧化钠和氯气为反应原料,先将反应原料中的硫酸铵溶解得到硫酸铵溶液,得到硫酸铵溶液的pH值为4.5左右;
(2)再向硫酸铵溶液中加入氢氧化钠溶液并搅拌,使pH值上升至8.0-8.5;
(3)再向硫酸铵溶液中通入氯气并搅拌,并通过pH自动投加装置加入氢氧化钠溶液,使混合溶液的pH值保持在8.0-8.5,待反应完毕。
本发明的配置方法简单,对反应温度、反应时间等这些参数无需控制,只需要控制反应体系的pH即可实现。
消毒剂的使用
本发明的消毒剂现配现用,一般在配置完成6个小时内进行投加,消毒效果是最佳的。使用的方式包含但不限于以下三种:
第一种使用方式:将反应所得消毒剂通过计量泵投加至自来水清水库即可完成消毒过程。
此方法最为简便,相比单一氯气消毒,消除了副产物的产生,无刺激性气味,具有良好的消毒效果,消毒后自来水满足出水余氯≥ 0.3mg/L,末梢余氯量≥0.05mg/L的标准要求。但是这种使用方式也存在一定的局限性,在长管线路的情况下,消毒效果不稳定,末梢余氯量不稳定。需要在管路上多点投加,补充投加。
第二种使用方式:与氯气共同使用,同时通过计量泵投加至自来水清水库即可完成消毒过程,消毒剂与氯气的体积比为5-12:1,最优是9:1。
此方法相比单独使用本发明消毒剂的方法,消毒效果更加稳定,尤其是长管线路的情况下,末梢余氯量能够稳定≥0.05mg/L。投氯设备也可以采用自来水现有的设备,无需另外增加。该种方法无需增加投加点,更加简便。
第三种使用方式:与氯气共同使用,氯气在本发明的消毒剂投加之后再投入至自来水清水库即可完成消毒过程。
此方法与第二种使用方式接近,但是需要控制氯气的投加时间,在消毒剂投加之后。
实施例1:
本实施例提供一种适用于自来水消毒的消毒剂的制备方法,具体包括如下步骤:
(1)先将反应原料中的硫酸铵100份溶解得到硫酸铵溶液,得到质量浓度为8%的硫酸铵溶液,此时溶液的pH值为4.5左右;
(2)再向硫酸铵溶液中加入氢氧化钠溶液并搅拌,使pH值上升至8.0;
(3)再向硫酸铵溶液中通入30份氯气并搅拌,并通过pH自动投加装置加入氢氧化钠溶液,使混合溶液的pH值保持在8.5,待反应完毕,即可投入使用。
实施例2:
本实施例提供一种适用于自来水消毒的消毒剂的制备方法,具体包括如下步骤:
(1)先将反应原料中的硫酸铵100份溶解得到硫酸铵溶液,得到质量浓度为3%的硫酸铵溶液,此时溶液的pH值为4.5左右;
(2)再向硫酸铵溶液中加入氢氧化钠溶液并搅拌,使pH值上升至8.5;
(3)再向硫酸铵溶液中通入33份氯气并搅拌,并通过pH自动投加装置加入氢氧化钠溶液,使混合溶液的pH值保持在8.5,待反应完毕,即可投入使用。
实施例3:
本实施例提供一种适用于自来水消毒的方法,使用实施例2所得到的消毒剂,单独使用。通过计量泵投加至自来水清水库。
实施例4:
本实施例提供一种适用于自来水消毒的方法,使用实施例2所得到的消毒剂,单独使用。与实施例3的不同在于,除了通过计量泵投加至自来水清水库以外,还在自来水管网上多点补投。
实施例5:
本实施例提供一种适用于自来水消毒的方法,使用实施例2所得到的消毒剂,与氯气共同使用,消毒剂与液氯的质量比为9:1。同时通过计量泵投加至自来水清水库。
实施例6:
本实施例提供一种适用于自来水消毒的方法,使用实施例2所得到的消毒剂,与氯气共同使用入,消毒剂与液氯的质量比为9:1。通过计量泵投加错开投至自来水清水库,氯气在消毒剂投入之后半小时再投入。
对比例1:
一种适用于自来水消毒的方法,在自来水清水库中加入1mg-N/L硫酸铵,控制温度为25℃,pH为7 .0,向反应溶液中加入次氯酸钠溶液(即氯源),控制其投加量为5mg-Cl2/L,其中氯源投加速率为3.3ml/s,依次将G值控制在300。
对比例2:
使用实施例4的方法,不同在于,使用的消毒剂不同,本对比例是将实施例2中的氯气替换成次氯酸钠,所得到的消毒剂。
对实施例3至实施例6、对比例1、对比例2的消毒方法的消毒效果进行检测,检测标准GB5749-2006《生活饮用水卫生标准》,检测出水余氯和管网末梢余氯。结果见表1。
从表1可以看出,各实施例和对比例的消毒方法,出水余量均可以满足标准,但是对比例1到达供水管网中各用户节点的末梢余氯量低于0.05 mg/L,无法满足要求。
另外,针对实施例3至实施例6、对比例1、对比例2的消毒方法,对多个用户节点的末梢余氯量进行检测记录,结果显示,实施例3至实施例6所检测的各末梢余氯量均满足≥0.05mg/L的要求,而对比例1均不满足要求,对比例2中仅有49%的末梢余氯量满足要求。

Claims (5)

1.一种适用于自来水消毒的消毒剂,其特征在于,原料包括硫酸铵、氯气和pH调节剂,硫酸铵、氯气的质量比为100:27-33,所述消毒剂在配置完成之后6个小时以内使用,所述消毒剂的制备方法包括如下步骤:
(1)将反应原料中的硫酸铵溶解得到硫酸铵溶液;
(2)再向硫酸铵溶液中加入氢氧化钠溶液并搅拌,使pH值上升至8.0-8.5;
(3)再向硫酸铵溶液中通入氯气并搅拌,并通过pH自动投加装置加入氢氧化钠溶液,使混合溶液的pH值保持在8.0-8.5,即得到消毒剂;
其中,所述硫酸铵溶液的质量浓度为3%至8%;所述氢氧化钠的质量浓度4%至10%。
2.根据权利要求1所述的消毒剂的使用方法,其特征在于,所述消毒剂配合液氯使用,对自来水进行消毒。
3.根据权利要求2所述的使用方法,其特征在于,消毒剂与氯气的体积比为5-12:1。
4.根据权利要求2所述的使用方法,其特征在于,所述消毒剂在自来水管道上多个投放点进行投放。
5.一种适用于自来水消毒的消毒方法,其特征在于,使用权利要求1所述的消毒剂。
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