[发明专利]一种基于ORP监测的除盐系统中二氧化氯的控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及发电厂除盐水系统领域，具体地说是一种除盐系统(包括离子交换除盐和超滤+反渗透除盐)中二氧化氯(及亚氯酸根)的控制标准以及当二氧化氯控制失衡时的应急响应措施。

背景技术

氯系消毒剂(氯气、氯锭和次氯酸钠)在使用过程中会产生大量致癌的卤代烃(THMs)，常规方法不易除去，二氧化氯(C1O₂)是环保型消毒剂，是世界公认且大力推广的替代氯系消毒剂的理想产品，但目前有两个因素阻碍了其在发电厂除盐系统中的应用。

1.缺乏有效的监测手段。

目前，公认的二氧化氯分析方法为DPD法(DPD-硫酸亚铁铵法和DPD分光光度法)，该法用甘氨酸来掩蔽水样中的自由氯，用硫代乙酰胺来掩蔽铬酸盐的干扰，通过控制水样的pH值来测量水样中的二氧化氯(及副产物亚氯酸根)。但DPD法的检测试剂中，有多种是致癌物质，严重影响测试人员的人身安全，且测试废液也不能直接排放。另外，该方法存在着检测限低、操作较为繁琐，对分析人员要求很高和不能实时监测等缺点，现场应用不多；而在线式表计寿命短，费用高，现场也较少采用。

2.除盐系统的特殊性对二氧化氯的控制要求较高，且缺乏有效的控制标准。

由于除盐系统中的阳树脂及反渗透膜均很易被氧化，一旦二氧化氯控制失衡，就会造成重大的损失，尤其是离子交换除盐系统，不仅要求控制二氧化氯而且还要求控制亚氯酸根。

水体中二氧化氯的浓度越高，对除盐系统设备的危害越大，当浓度达到一定的值时，可使阳树脂氧化，使其内部产生裂纹甚至破碎，对于反渗透系统而言，则是将反渗透膜氧化，造成脱盐率显著的降低，且该过程不可逆的。

目前国内外关于二氧化氯的控制标准主要集中在生活水(饮用水)领域，还没有涉及到除盐系统领域。早期国内曾有学者研究过除盐系统中二氧化氯的控制标准，但因早期对二氧化氯和亚氯酸钠的性质了解较少，研究结论不具有实用性，没有形成标准，国内一些企业因应用该结论导致除盐系统的树脂、反渗透膜被氧化，造成大量的损失。由于缺乏标准，发电企业在二氧化氯的应用和控制方面比较盲目，出了很多问题，因而很多发电企业又转向用氯系消毒剂。

发明内容

为促进二氧化氯的应用，本发明提供了一种基于ORP监测的除盐系统中二氧化氯及亚氯酸钠的控制标准和应急响应策略，根据不同浓度的二氧化氯及亚氯酸根对除盐系统的危害程度对水质进行了分级，提出三级控制标准，并分别针对不同的危害等级提出了相应的处理措施即应急响应策略，以提高发电厂除盐系统应用二氧化氯的安全性。

本发明采用的技术方案为：一种基于ORP监测的除盐系统中二氧化氯的控制方法，其特征在于通过测量ORP来监测二氧化氯的浓度。具体内容如下表1和表2所示：

表1除盐系统二氧化氯的控制标准

表2除盐系统二氧化氯的应急响应策略

ORP(oxidation-reduction potential)即氧化还原电位，是衡量水体的氧化剂浓度(或氧化能力)的一个主要指标，水体氧化剂浓度越高，测得的ORP值也就越高。目前ORP主要通过在线表计和便携式表计进行检测，其检测相对简单，灵敏度较高。

二氧化氯为强氧化物，水体中二氧化氯的浓度越高，其氧化性能越强，且其氧化能力的发挥与pH有关，pH越低，其氧化性能越强，当pH＜2.4时，其氧化性能得到充分的发挥。自然界的水体，pH通常在6～8之间，二氧化氯的氧化性只发挥了1/5，其氧化反应后的副产物为亚氯酸根也具有一定的氧化性，且在不同的pH条件下，两者存在的比例不同。

对于离子交换除盐系统，二氧化氯与ORP值的对应关系与进水的含盐量有关：进水含盐量不同时，阳离子交换器出水的pH也随之变化。当含盐量较高时，阳离子交换器出水pH较低，此时二氧化氯氧化能力得到充分的发挥，其相应的ORP值也就越高，而当进水含盐量较低时，二氧化氯的氧化能力发挥受限，其相应的ORP值也较低。

由于ORP值变化较为灵敏，在特定的水质条件下，二氧化氯0.05mg/L的变化量便可使ORP值显著的变化。因此在一定含盐量的水中，通过分析水体主要水质参数，监测水样的ORP值，便可确定二氧化氯浓度的大致范围。据此，根据水体ORP值的变化范围及速率，对采用不同除盐工艺水体的危害性进行分级，根据不同级别的水体对除盐系统可能的造成损害，提出相应的应急响应策略，避免因二氧化氯控制失衡给系统设备带来的危害。