摘要：在本文当中，对于A净水厂中的次氯酸钠制备系统做出了深入的探索与分析，并且明确阐述了现场制备次氯酸钠的工艺流程，只有全面做好软水制备、盐水制备以及次氯酸钠储池排氢等方面的工艺流程才能够更加优质的完成整个次氯酸钠制备工作。
关键词：实力分析；净水厂；次氯酸钠制备；系统实践
次氯酸钠在我国净水厂当中得到了极为广泛的应用，通过次氯酸钠能够有效的对于应用水进行消毒，同时其也是饮用水处理工艺当中一个极为重要的环节。在消毒的过程当中，主要便是将次氯酸钠溶于水中，随后通过水解形成次氯酸，之后由次氯酸进一步分解形成新生态的氧，化学式为O，这种新生态的氧具有极强的氧化性，能够作用在菌体以及病毒的蛋白质当中，从而使其体内的蛋白质产生变性，这样便完成了饮用水消毒的过程。
1.工程概况
本次工程主要便是在A净水厂当中进行，该净水厂占地面积为18万m3，主要负责城市自来水的生产以及供应。在该公司应用水消毒期间主要经过以下方面过程：配水溢流井、格栅间、预臭氧接触池、网格絮凝池、平流沉淀地、V型滤池、提升泵房、主臭氧接池、炭吸附池清水池、吸水井、配水泵房等，经过以上方面的过程便能够实现对于城市供水的目的。同时该厂的原水经处理完毕之后，水质完全符合《生活饮用水卫生标准》上面的要求，符合给居民供水的基本条件。下图1-1为A净水厂原水处理工艺流程图。
图一、A净水厂原水处理工艺流程图
2.次氯酸钠理化性质分析
次氯酸钠化学式为NaClO，其属于一种危险性较高的腐蚀品，在使用期间若是操作不善便会对于人体造成较大的伤害，在操作期间若是不慎将其吸入、食入或者是同皮肤直接接触，便会对于人体造成一定的灼伤。在实践当中表明，次氯酸钠并不会对于环境造成较为明显的伤害，不属于易燃物品，但是其能够对于人体造成一定的灼伤，可致敏。在制备实验当中，次氯酸钠溶液呈现出微黄色，固体为白色的粉末，具有类似氯气的气味。从化学性质的角度来说，其呈现出强碱弱酸性，并且其化学性质并不稳定，见光容易分解，所以在次氯酸钠的储存期间应该避免其与光照以及热源接触。
3.次氯酸钠制备系统设计理论分析
3.1次氯酸钠制备系统原理以及工艺流程分析
针对于次氯酸钠来说，其本质上面属于一种盐，而在次氯酸钠的制备期间，主要便是在次氯酸钠发生器当中发生相应的反应，在这个过程当中需要用到电化学的原理，即：以通电的方式将HCl、NACl水溶液电解，随后便能够还原反应的作用下生成次氯酸钠。在次氯酸钠生发器当中，其主要发生以下反应：
阴极：2H++2e→H2；
阳极：2Cl--2e→Cl2；
其中所发生的水解反应化学表达式为：Cl2+ H2O→HClO+HCl；
制备次氯酸钠的总反应化学表达式为：NaCl+ H2O→NaClO+H2；
在以上反应当中，次氯酸以及稀盐酸都是在制备过程当中的中间产物，而在总体制备工艺完成之后所出现的氢气则是在次氯酸钠制备过程当中所出现的副产物。
在实践操作过程当中，次氯酸钠的制备流程如下：首先需要将净水厂所采集到的原水软化，同时将水中所含有的钙离子（Ca2+）、镁离子（Mg2+），在将以上两种金属离子去除之后，便可以得到软化水。随后便需要对于软化水进行处理，其中部分的软化水需要通过水箱存储，这样做的目的主要便是将这一部分的水作为生发器的进水，从而为次氯酸钠的制备提供稀释水[1]。剩下的软化水则会经过再一次的处理，即进入到溶盐池当中溶解食盐，经过这个过程便能够得到浓度为30%的饱和食盐水，随后还需要对于在上一流程当中所得到的30%食盐水进行稀释，稀释的原则为直至其降到3%为止，最后需要将得到的3%食盐水送入到发生器当中，之后在发生器中便会发生电解反应。通过以上分析能够知晓，在发生器的阴极可以生成氢气，在发生器的阳极可以生成氯气，在此期间还需要在制备过程当中设置排氢系统，将阴极反应所生成的氢气及时排出，防止发生爆炸的危险。下图3-1为次氯酸钠制备系统流程图。在次氯酸钠储存池当中，主要便是通过排氢风机将系统化学反应当中所生成的氢气排除，同时在生发器当中通过整流器来为电解反应提供直流电流。
图二、次氯酸钠制备系统流程图
4.A净水厂中现场制备次氯酸钠系统设计实践分析
4.1软水制备
针对于软水制备工艺流程来说，主要通过软水器来完成，在这个过程当中，软水器当中发生离子交换反应，同时在此期间还会有副产物氢气以及氯气生成，在反应发生期间还会有中间产物次氯酸以及稀盐酸生成。而在原水软化期间，还需要有一部分的软化水为中间产物次氯酸提供稀释水，随后另外一部分的软化水进入到溶盐池当中[2]。在A净水厂中，软水制备工艺流程主要设置了两台软水器，每台软水器在每个小时能够处理原水15立方米，同时分别配置一号储水箱和二号储水箱，每个储水箱的容积为2立方米。
4.2盐水制备系统分析
在次氯酸钠现场制备工艺当中，盐水制备系统主要便是用于溶解食盐，随后形成浓度为30%的饱和食盐水，之后将这些浓度为30%的饱和食盐水稀释成为浓度为3%的食盐水，随后将其提供给次氯酸钠发生器。在这个过程当中，需要将不含碘的固体食盐与上工艺流程当中所得到的软化水在溶盐池内相互混合，直到食盐水浓度为30%为止，之后便可以经过盐水泵开始给食盐水加压，最后将稀释的3%食盐水送入到电解槽当中。在盐水制备工艺当中，为便于操作，可以在盐水制备环节当中设置吊车以及破包器，随后将不含碘的固体食盐导入到溶盐池当中。在A净水厂当中，共设置溶盐池一座，其容积为40立方米，可以满足在制备期间5d的用盐量[3]。在熔岩池当中，其在设计方面全部采用地下式钢筋混凝土池体构造，为了有效的防止溶盐池的腐蚀，便需要在池壁上面采用厚度为5mm的环氧树脂玻璃，随后在溶盐池的顶部设置玻璃盖板。与此同时，在溶盐池当中还需要科学配置进水装置，且在溶盐池底部安设布水器。为了确保溶盐池能够完成其既定的功能，还需要在其中合理设置进水口、出液口以及溢流口。
4.3次氯酸钠储池以及排氢系统分析
在A净水厂当中，共设置了两座次氯酸钠储池，每个储池的容积为150立方米，为了有效的防止储池受到腐蚀，整体储池都是采用地下式钢筋混凝土结构，同时在池壁上面采用了5mm的环氧树脂玻璃，在储池上方设置检修口，同时为了有效的保证储池优质的完成其既定功能，还需要在设置进水口、出水口、排空口以及溢流口。针对于次氯酸钠储池来说，其不但能够储存制备成功的次氯酸钠，还能够承担系统当中的排氢功能，内置排氢系统，例如：在次氯酸钠发生器当中的氢气进入到次氯酸钠储池当中，需要通过排氢风机将氢气排出次氯酸钠储池当中，防止由于次氯酸钠储池当中的氢气浓度过高而产生爆炸。在以上过程当中，为了有效的排氢，在储池上方设置了风机两座，每座风机所能够产生的风压为1kPa，每座风机的额定功率为0.55kW，通过两座风机能够将次氯酸钠制备期间所产生的氢气稀释成1%以下，随后将其排放到大气当中，并且不会对于空气造成污染[4]。除此之外，发生器上面还需要在出液管的顶部设置一根排氢管，并且将其与次氯酸钠储池相连接，之后通过储池的风机便可以将发生器当中所产生的氢气稀释，随后要通过专业的仪器对其进行测量，测定浓度小于1%的时候才可以将其排放到大气当中。
4.4次氯酸钠制备系统分析
针对于次氯酸钠的制备来说，其主要便是在发生器当中完成，同时在此期间还需要整流器。在该到工艺流程当中，主要便是将浓度为3%盐水输送到电解槽当中，电解槽能够产生合适的直流电流，而加载电流的过程主要便是通过整流器来完成，之后便能够通过电解反应将盐水电解，经过电解反应之后便能够得到次氯酸钠溶液，在电解过程当中还会有副产物氢气产生，然后还要通过排氢系统对于氢气做出处理。在A净水厂当中，主要设置了次氯酸钠发生器两台，每台发生器的额定功率为421kW。
4.5次氯酸钠控制以及防护系统分析
在A净水厂当中，次氯酸钠现场制备主要便是通过PLC自动控制系统来实现，通过这样的方式能够实现对于整个制备工程的闭环控制，同时也会在储液池、溶盐池、发生器当中安装相应的传感器，通过传感器为PLC控制系统提供反馈信号，随后PLC便能够产生相应的动作信号。在次氯酸钠制备期间，安全防护问题主要便是针对于氢气的处理来说，在A净水厂当中，虽然已经设置了排氢系统，但是还需要在其中设置相应的警报系统，即：在排氢系统当中安装氢气浓度监控设备，若是在次氯酸钠制备期间的氢气浓度超过标准，便可以及时的发出警报，随后便可以及时的采取方式对于以上情况做出处理。
5.结束语
综上所述，在A净水厂当中，对于次氯酸钠的制备来说，其属于一项极为重要工作，但是在该项工作当中要对于其中所涉及到的各个环节做出系统性的分析与探究，防止在制备期间出现爆炸的情况，随后明确制备期间的各个细节之后才能够确保次氯酸钠制备的质量。
参考文献：
[1]孙彦军，郭文斌，魏君.净水厂次氯酸钠自动控制系统的应用[J].天津科技，2017，44（7）：85-87.
[2]朱海涛，张富标，徐飚，等.嘉兴市贯泾港水厂次氯酸钠消毒技术工程应用研究[J].中国给水排水，2017（6）：39-42.
[3]闫友可.水厂投加次氯酸钠控制系统设计与应用[J].化工自动化及仪表，2018，45（3）：232-235.
[4]尹释，牛华寺.某核电厂电解海水制备次氯酸钠工艺系统设计简述[J].给水排水，2017（s2）：14-16.
论文作者:杨义强
论文发表刊物:《基层建设》2019年第19期
论文发表时间:2019/9/21
标签：次氯酸钠论文; 净水厂论文; 氢气论文; 盐池论文; 发生器论文; 系统论文; 过程论文; 《基层建设》2019年第19期论文;