消毒产品黑科技-次氯酸钠在线式投加一体化设备的设计与调试经验分享

  原标题：消毒产品黑科技-次氯酸钠在线式投加一体化设备的设计与调试经验分享

  项目简介：2022年年底，我司项目部应某航空公司下属单位委托，急需供货四套飞机给水消毒设备，要求必须是一体化紧凑型设备，具有自动加药和自动余氯监测功能，采用商品型5%有效氯含量的次氯酸钠消毒液实现自动化加药消毒，还要求安装投运方便快捷，时限为2~3周；水王项目部“艺高人胆大”，并为此展开了紧锣密鼓的调研分析工作和全方位的货源、配件组织、系统定制和出厂预调试等系列工作，直到交货至现场的实际安装与运行服务，我司有关人员全程陪同客户，较好地实现了客户期望，也达到了项目的设计的基本要求。现将该项目的设计和实施的几点心得体会与大家伙儿一起来分享，欢迎同行交流和不吝指正。

  该项目需要在线式加氯消毒，那么一定要采用管道式静态混合器，来实现消毒水和水流的高效在线混合工艺过程；必须配置在线余氯传感器，实时监测管道中的余氯指标；必须选用注射泵加药方式向用于承受压力的管道内加注药液；一定要采用智能化控制管理系统实现数据实时采集处理和控制信号的瞬时输出，以此来实现次氯酸钠自动化或者智能化的投加工艺设计原则等等。

  我司项目设计组遵循了安全可靠节约的原则，经过精心设计，实现了实时在线高效溶混工艺的药水消毒过程。设备控制管理系统具有手动、自动控制和远程控制模式，手动控制模式下可以人工设定加氯量，自动控制模式下可接受4-20mA水流流量信号（用户更好的提供或选配流量计）或4-20mA余氯信号（该项目由我方提供余氯传感器），次氯酸钠投加控制管理系统则依据被处理水流量自动定比加氯，或者依据加氯后水中余氯大小反馈控制智能型加药泵的氯投加量；采用远程控制模式时，能够最终靠联网电脑或手机终端实现远程运行维护等管控作业。

  次氯酸钠消毒药水是一种用途广泛的广谱杀菌灭藻剂，其不仅仅具备很强的杀菌灭藻作用，而且其有较好的安全性和便于贮存的优点。次氯酸钠消毒法被慢慢的变多的城市自来水厂作为液氯替代技术，如北京和上海中心城区内的很多水厂改用次氯酸钠消毒，该方法是目前使用最安全、操作最简便的消毒方法。

  次氯酸钠给水消毒的机理是：次氯酸钠溶液在水中水解为次氯酸和次氯酸根，次氯酸有强氧化性，其分子吸附在病原微生物的表面，并紧进入细胞内破坏病原微生物的酶和遗传系统，进而达到消毒的效果。

  常规的次氯酸钠消毒液产品为黄绿色透明液体，比重约为1.11克/立方厘米，有刺激性气味；PH值为12-14，有腐蚀性，人员接触时应佩戴护目镜和橡胶手套，若补充药液应使用化工泵或专用插桶泵。水处理消毒用的成品次氯酸钠溶液应选用Aa级产品，有效氯浓度为4%、5%或10%等，视不同的要求选用，该项目选用5%的次氯酸钠消毒液成品，性价比较好，且不容易结晶。

  次氯酸钠不稳定，遇光易分解，需避光保存，它的分解速度与使用浓度、温度、酸碱度有关，浓度高分解快，温度高分解快，酸性分解快。所以次氯酸钠需要避光保存，避免与空气中酸性气体接触。研究表明，当温度不高于25℃时分解缓慢，温度高于30℃时分解速度明显加快；光照20h,有效氯会降解90%；另外，次氯酸钠分解会生成O2,CL2，如长时间密闭保存于全封闭容器中会产生涨破或爆炸的一定风险。因此次氯酸钠成品消毒液的储运容器通常要预留出气孔，存储环境尽量低温和避免阳光直射，也不可以与还原剂、有机物和酸类一起储运，以最大化保障其安全性和质量稳定性。

  1，次氯酸钠产生的气体会与液体混合在一起进入消毒投加工艺设备，当气体积聚到一定量以后，系统内的气体会直接影响到系统的工作性能、甚至改变总系统的控制结果，以至于影响此类设备的出水水质，也可以因计量泵入口管路产生气泡造成计量泵故障损坏。因此次氯酸钠投加工艺设备需考虑多处排气阀设计，确保管道中产生的气泡及时排出系统。

  2，一般来说，为增强次氯酸钠稳定性，次氯酸钠溶液产品厂家经常加入过量氢氧化钠、碳酸钠或硅酸钠等稳定剂，这些物质与水中钙镁等金属离子反应生成不溶物，造成管道结垢。次氯酸钠投加设备一定要采用一定的防结垢技术如周期冲洗动作，以确保系统管道内不会结垢堵塞。

  3，为避免药液失效，次氯酸钠的储存周期最好还是不要超过两周或半个月，必要时配置在线或者便携式次氯酸钠浓度计，以便监测原药液的浓度变化并采取对应的质控策略。

  4，采用投入式液位探头时，需要配置抵抗腐蚀能力的次氯酸钠药液液位计例如氟塑料型的投入式液位计。

  5，一体化的工艺化设备结构设计需要兼顾紧凑与实用，例如流量计的前后管段长度要适当，在线混合反应器工艺合理，加药端口的位置设计方便且灵活，余氯传感器的流通式安装要确保测试准确性与可靠性等

  1，受上海某航空公司下属单位委托，我公司设计了四套飞机用水的在线式智能化工艺用水消毒设备，具体实际的要求如下：

  （1）源水为市政自来水，设计实时处理水量为40立方/小时；管网压力3~4bar

  (4) 药箱的药业储存时限为2周，即半个月补充消毒药液作业一次（以中位加药浓度5mg/L为计算依据）

  (1) 有效氯投加量5mg/l，即每立方水每小时需有效氯5g, 换算成含有效氯5%的次氯酸钠溶液需100g或100ml, 流量为40立方/小时，则需要40*0.1=4升/小时的次氯酸钠加药泵，加药泵出口压力选择7bar；每套一体化自动加药设备配置加药泵2台，即采用一用一备标准化配置方式。

  (2) 次氯酸钠药液储存箱容积：4*20*15=1200升（每天加药作业时间按10小时，可满足15天用药量）；由于次氯酸钠药液见光、遇热会分解, 储罐宜首选黑色PE材质。

  (3) 系统内置一台管道增压泵，用于在线药水混合和增压，消毒后的工艺水可高位输送到运水车上，管道增压泵流量为43立方/小时，压力12米，功率3.0KW，配置变频器用于调节流量和水泵保护。

  (4)智能化控制：次氯酸钠自动投加一体化设备配套内置型智能电控箱，选用西门子PLC控制器，显示器采用触摸屏显示器，并装配于设备主机箱正面。控制单元具有手动、自动控制和远程控制三种模式，可就地切换：手动控制时可以人工设定加氯量；自动控制时控制器可接受4-20mA流量信号或4-20mA余氯信号（该项目选用特制承压管道大流量式余氯传感器），可实现被处理水流量的自动流量定比加氯，或者余氯传感器反馈型加氯自动化方式；预留的远程控制模式则采取无线通讯或者网线方式，结合智能化终端（电脑、手机网页或APP方式）实现设备远程操作或运维功能（该功能系选配）。该智能化加氯一体化设备还预留多个开关量输入端子，可按照每个用户需要实现缺料、停水等报警停机保护功能。

  3、为避免次氯酸钠消毒液的结晶堵塞加药管路问题，可对加药泵回路附设自来水冲洗回路，即在加药泵关停前时开启自来水冲洗，可有很大成效避免结晶堵塞问题。

  4、加药泵进口可设过滤器和排气设施，防止吸入管道的次氯酸钠溶液中不溶物或次氯酸钠分解产生的气泡影响加药泵性能。

  实践表明，在线式实时加药消毒系统设备的核心问题就在于余氯传感器的选型与安装条件，该项目初期采用了常规方式的余氯传感器，即水样流通池方式的“定流速-非承压”型传感器，但是装置在在线用于承受压力的管道上出现数值偏高和不准确问题，通过更换特制的余氯传感器，解决了以上问题，较好地满足了现场需求

  可装配药液计量泵专用的微型流量计实现加药流量的直接显示与控制效果；可装配药箱在线式次氯酸钠药液浓度计以保障加药浓度的恒定性，为水流流量比例式加药控制方式创造必要条件；由于市政自来水的出水自带部分余氯，甚至自带超标余氯的情形，可增设超标自控阀支路或者报警指示灯，确保消毒出水的达标效果。

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