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永州市化學(xué)二氧化氯發(fā)生器

1法ClO2發(fā)生器和亞法ClO2發(fā)生器

（1）法ClO2發(fā)生器

采用為原料的二氧化氯發(fā)生器主要反應(yīng)工藝R5法和R2法：

R5法：    2NaClO3+4HCl→2ClO2+Cl2+2NaCl+2H2O                 （3.1）

R2法：   2NaClO3+2NaCl+2H2SO4→2ClO2+Cl2+2Na2SO4+2H2O          （3.2）

法二氧化氯發(fā)生器是90年代初一些單位為適應(yīng)我情，開(kāi)發(fā)出的民用ClO2發(fā)生設(shè)備。這種發(fā)生器特點(diǎn)是原料低，反應(yīng)產(chǎn)物是ClO2與Cl2的混合體。其設(shè)備，售價(jià)低于外產(chǎn)品以及電解法二氧化氯發(fā)生器，消毒每噸飲用水在0.015～0.017元。這種發(fā)生器缺點(diǎn)是用酸較多，反應(yīng)產(chǎn)物比較復(fù)雜，生成的ClO2量占總效產(chǎn)物（ClO2+Cl2）量的比例較低（多在60％左右）。如果反應(yīng)條件控制不好，原料比例不當(dāng)，ClO2得率和純度會(huì)更低，未轉(zhuǎn)化反應(yīng)的濃度較高，殘留在飲用水中可能對(duì)人體造成不良影響。外使用ClO2對(duì)飲用水消毒時(shí)，要求總殘留物（即ClO2及其還原物ClO2－、未反應(yīng)的等）濃度不能過(guò)1PPm。如果法發(fā)生器反應(yīng)轉(zhuǎn)化率不高，殘留物濃度將過(guò)限值。盡管如此，我們認(rèn)為只要控制得當(dāng)，使原料的轉(zhuǎn)化率達(dá)到70%左右，法發(fā)生器在目前一定時(shí)期內(nèi)還是能夠滿(mǎn)足水消毒的需要的。需要指出的是，這種產(chǎn)品，屬于一種過(guò)渡產(chǎn)品，今后隨著人們承受力和衛(wèi)生要求的提高，會(huì)逐漸向較高純度的轉(zhuǎn)化。

（2）亞法ClO2發(fā)生器

這是一種采用亞（NaClO2）為主要原料ClO2發(fā)生器，其主要反應(yīng)工藝：

5NaClO2+4HCl→4ClO2↑+5NaCl+2H2O                              （3.3）

2NaClO2+Cl2→2ClO2↑+2NaCl                                     （3.4）

2NaClO2+NaClO+2HCl→2ClO2↑+3NaCl+H2O                       （3.5）

亞法是外飲用水消毒用二氧化氯發(fā)生器的主要工藝方法。外多采用式（3.5）的工藝，亞在活性氯（或NaClO）和酸的下通過(guò)氧化還原反應(yīng)生成二氧化氯。而較常用的是NaClO2+HCl工藝，該方法反應(yīng)工藝簡(jiǎn)單，耗酸量少，亞轉(zhuǎn)化率高，ClO2純度可達(dá)90％以上。亞法的主要缺點(diǎn)是原料成本較高，用該方法每噸飲用水消劑至少5分錢(qián)以上，因此，我水處理目前行業(yè)還不能完接受。但產(chǎn)物中ClO2的純度較高的優(yōu)點(diǎn)，使得該法也一定的空間。

2正壓式和負(fù)壓式二氧化氯發(fā)生器

(1) 正壓式二氧化氯發(fā)生器

正壓式二氧化氯發(fā)生器[3]由南京理工大學(xué)科研人員于1998年初在*推出。該種發(fā)生器采用計(jì)量泵正壓輸送原料、正壓反應(yīng)和正壓投加藥液。點(diǎn)是可在正壓條件下反應(yīng)生成消毒劑，直接投加到帶壓的水體中。若與供水泵聯(lián)動(dòng)，或與余氯在線(xiàn)檢測(cè)儀表聯(lián)用，可方便的實(shí)現(xiàn)自動(dòng)比例投加消毒劑。開(kāi)發(fā)這種正壓式發(fā)生器初衷是為解決深井泵水泵后直接投加消毒劑問(wèn)題。從效果看這種發(fā)生器不但能解決深井水消毒、高層水箱水塔水消毒，用于其它場(chǎng)合也比負(fù)壓式設(shè)備*。其具的，，便于控制等優(yōu)點(diǎn)，尤其受到使用者的好評(píng)難度在于確保正壓下操作安，以及設(shè)備所用材質(zhì)的性、可靠性。

(2) 負(fù)壓式二氧化氯發(fā)生器

負(fù)壓式二氧化氯發(fā)生器[4]是相對(duì)正壓式二氧化氯發(fā)生器而言的。1998年之前，的化學(xué)法二氧化氯發(fā)生器多為負(fù)壓式發(fā)生器。它具負(fù)壓進(jìn)料、負(fù)壓曝反應(yīng)、負(fù)壓吸收、負(fù)壓投加等環(huán)節(jié)，程負(fù)壓，較高的安性和可靠性。這種類(lèi)型的發(fā)生器以南京理工大學(xué)的CPF-B系列和山大華的908系列發(fā)生器為代表。負(fù)壓式反應(yīng)工藝的采用，主要是基礎(chǔ)安上的考慮。由于ClO2是不穩(wěn)定的體物質(zhì)，若與空混合很容易產(chǎn)生爆炸。另外，ClO2體具*的刺激性和腐蝕性，若發(fā)生滯漏，易對(duì)操作人員和環(huán)境造成危害。因此，反應(yīng)器的程負(fù)壓反應(yīng)工藝較好地解決了ClO2泄露的問(wèn)題。

    負(fù)壓式設(shè)備主要通過(guò)水射器形成真空，在反應(yīng)系統(tǒng)內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓，從而將原料吸入，將反應(yīng)產(chǎn)生的ClO2經(jīng)水射器與水混合帶出。這種工藝的缺點(diǎn)是壓力水才能工作，壓力水欠壓或斷流，將造成系統(tǒng)欠載或法工作。另外負(fù)壓設(shè)備進(jìn)料多采用轉(zhuǎn)子流量計(jì)進(jìn)行，這種流量計(jì)很難實(shí)現(xiàn)自動(dòng)監(jiān)控，限制了設(shè)備與在線(xiàn)余氯檢測(cè)系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)，因此也限制了其的范圍的擴(kuò)大。

3復(fù)合型和高純型二氧化氯發(fā)生器

(1)復(fù)合型二氧化氯發(fā)生器

    所謂復(fù)合型二氧化氯發(fā)生器是指反應(yīng)產(chǎn)物中ClO2和Cl2混合物的二氧化氯發(fā)生設(shè)備。復(fù)合型二氧化氯發(fā)生器多采用、鹽酸或、氯化鈉、硫酸為原料，反應(yīng)生成ClO2和Cl2混合物，理論上，反應(yīng)產(chǎn)物中ClO2占66%，Cl2占34%。由于產(chǎn)物效成分中Cl2含量較多，“復(fù)合式”由此得名，反應(yīng)式見(jiàn)式（3.1）、（3.2）。由于是以為主原料，故ClO2的制備成本相對(duì)較，每克ClO2成本在0.01元左右。若以效氯計(jì)每克效氯成本僅為0.003元。復(fù)合法的缺點(diǎn)是NaClO3的轉(zhuǎn)化率較低，副產(chǎn)物Na2SO4或NaCl較多。在飲用水處理中，必須考慮ClO2投加量及引入水中的殘留的NaClO3、副產(chǎn)物Na2SO4或NaCl的量，以不使其過(guò)衛(wèi)生規(guī)準(zhǔn)為宜。

(2)高純二氧化氯發(fā)生器

“高純”二氧化氯發(fā)生器是相對(duì)于“復(fù)合”法而言的。一般之發(fā)物的效成分中，ClO2占ClO2+Cl2總質(zhì)量的90%以上，反應(yīng)所采用的工藝主要是亞法。反應(yīng)式：

5NaClO2+4HCl→4ClO2↑+5NaCl+2H2O                            

2NaClO2+Cl2→2ClO2↑+2NaCl                                     

2NaClO2+NaClO+2HCl→2ClO2+3NaCl+H2O                          

近年來(lái)又出現(xiàn)甲醇還原方法（R8法[1]） 的發(fā)生器 

12NaClO3+3CH3OH+8H2SO4→12ClO2+3HCOOH+4Na3H(SO4)2+9H2O       

副反應(yīng)：

 6NaClO3+CH3OH+45H2SO4→6ClO2+CO2+5Na3H(SO4)2+2H2O           

亞法早是外商用ClO2發(fā)生器常用反應(yīng)工藝，目前主流“高純”二氧化氯發(fā)生器多采用此法，甲醇法相對(duì)較少。由于亞是由工業(yè)上出的ClO2用堿吸收而制得的，吸收反應(yīng)見(jiàn)式。

2NaOH+2ClO2+H2O2→2NaClO2+O2↑+H2O                     

可見(jiàn)，由NaClO3制備ClO2到ClO2吸收制備N(xiāo)aClO2，后再用NaClO2發(fā)生ClO2比直接從NaClO3制備ClO2多了2個(gè)過(guò)程，因而NaClO2法ClO2的發(fā)生成本顯然高于NaClO3法。根據(jù)實(shí)際分析[2]，NaClO2法的成本是NaClO3法的2.5倍。這樣盡管NaClO2法發(fā)生器ClO2純度較高，但目前還法面推廣。

另外，采用蔗糖為還原劑的NaClO3法小型商用高純ClO2發(fā)生器已見(jiàn)報(bào)道[5]。該法稱(chēng)，其制取的ClO2純度可達(dá)95%以上，制取成本低，原料轉(zhuǎn)化*。但目前市場(chǎng)上尚未大規(guī)模，待進(jìn)一步考察。

   二氧化氯不穩(wěn)定的物理性決定其法大批量?jī)?chǔ)存。二氧化氯必須現(xiàn)場(chǎng)生成、現(xiàn)場(chǎng)使用。
*的安性
◆ 二氧化氯發(fā)生器是一個(gè)的自動(dòng)閉環(huán)系統(tǒng)，化學(xué)藥劑的反應(yīng)過(guò)程完是在封閉的反應(yīng)器中進(jìn)行，而加藥過(guò)程又是在封閉的混合器中完成，從而使系統(tǒng)避免了泄漏的可能。
◆ 整個(gè)系統(tǒng)配一個(gè)可以、安投藥量的流量，同時(shí)也可檢測(cè)旁路中的水流量?；瘜W(xué)藥桶配備一套浮子開(kāi)關(guān)，當(dāng)不足時(shí)能夠及時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)。
◆ 系統(tǒng)中還備通風(fēng)管路和殘液出管路，其。

通過(guò)微處理器控制的二氧化氯發(fā)生器的發(fā)生量可直接在表盤(pán)上設(shè)定。當(dāng)設(shè)備采用自動(dòng)方式時(shí)，投加量可預(yù)先設(shè)定，lcd控制顯示器可提供當(dāng)前二氧化氯發(fā)生量及流經(jīng)主水管流量等信息。此外，二氧化氯器還可根據(jù)待處理水量的大小，通過(guò)測(cè)控儀表其發(fā)生量。
用途
詳細(xì)用途
用作氧化劑、脫臭劑、殺生劑、保鮮劑、漂白劑等。 二氧化氯 消毒劑二氧化氯因?yàn)槠渚邭⒕瑢?duì)人體及動(dòng)物沒(méi)危害以及對(duì)環(huán)境不造成二次污染等點(diǎn)而備受人們的青睞。二氧化氯不僅是一種不產(chǎn)生致癌物的廣譜型殺菌消毒劑，而且還在殺菌、食品保鮮、除臭等方面表現(xiàn)出突出的效果。
二氧化氯還可以用于漂白，如紡織與造紙?jiān)捎闷椎亩伎梢杂枚趸忍娲?br />它能很效地對(duì)抗病毒、細(xì)菌和包括梨形鞭毛蟲(chóng)(giardia lamblia)與隱孢子蟲(chóng)(cryptosporidium)等原生生物所引起的囊腫與卵囊。
從1956年比利時(shí)的布魯塞爾把自來(lái)水消毒劑由改成二氧化氯后，二氧化氯開(kāi)始被地使用。
在襲擊紐奧良的颶風(fēng)卡里娜過(guò)后，二氧化氯就被用來(lái)清除被洪水淹沒(méi)后房屋上的危險(xiǎn)霉菌。而中也于2006年3月6日預(yù)告二氧化氯為自來(lái)水消毒劑。
 二氧化氯發(fā)生器是我消化吸收美技術(shù)，執(zhí)行規(guī)準(zhǔn)gb/t 20621-2006，同時(shí)結(jié)合我情和具體特點(diǎn)，在原各種消毒劑發(fā)生器的基礎(chǔ)上，在電材料、陽(yáng)陰間距、電解面積、隔膜材料等方面作了反復(fù)的研究測(cè)試，精心設(shè)計(jì)而成。電解發(fā)生所產(chǎn)生的以c102為主，混c12、o3、h202等多種強(qiáng)氧化劑，具譜的氧化和殺菌能力，能殺滅水中各種芽孢病毒。經(jīng)對(duì)市場(chǎng)上五大系列十三種消毒劑使用效果的試驗(yàn)比較證明：c102效果很好，五分鐘內(nèi)平均殺滅率100％。同時(shí)可以氧化水中機(jī)物及酚、fe2+、mn2+、cn-等物質(zhì)，且不產(chǎn)生(致癌物質(zhì))、氯酚等。再經(jīng)中預(yù)防醫(yī)學(xué)試驗(yàn)證明，殺菌能力高于目前各類(lèi)消毒劑，別在飲用水消毒上，毒理性。因此具的使用價(jià)值，達(dá)到了目前*水平。
■反應(yīng)原理：2nacl+3h2o→clo2+cl2+2naoh+2h2
■使用原料：工業(yè)鹽（nacl）：gb/t5462-2003  精制工業(yè)鹽≧99.10%
■原料消耗：1克效氯消耗鹽（nacl）1.6g，耗電5.00w。
永州市化學(xué)二氧化氯發(fā)生器

化學(xué)法二氧化氯發(fā)生器分為兩類(lèi)，一類(lèi)為純二氧化氯消毒劑發(fā)生器，另一類(lèi)為二氧化氯復(fù)合消毒劑發(fā)生器。顧名思義，純二氧化氯消毒劑發(fā)生器生成物的為二氧化氯，而二氧化氯復(fù)合消毒劑發(fā)生器生成二氧化氯等混合溶液。

一、二氧化氯發(fā)生器規(guī)格型號(hào)
化學(xué)法二氧化氯發(fā)生器的規(guī)格按設(shè)備的二氧化氯產(chǎn)量(g/h)區(qū)分確定。二氧化氯復(fù)合消毒劑發(fā)生器的規(guī)格按設(shè)備的效氯產(chǎn)量(g/h)區(qū)分確定。
二氧化氯發(fā)生器反應(yīng)原理：
一類(lèi)反應(yīng)原理5NaCLO2+4HCL=4CLO2+5NaCL+2H2O或 2NaCLO3+H2O2+H2SO4=2CLO2+Na2SO4+O2+2H2O
二類(lèi)反應(yīng)原理：NaCLO3+2HCL+CLO2+1/2CL2+NaCL+H2o
高純法反應(yīng)原理：2NaClO3+H2O2+H2SO4→2ClO2+Na2SO4+O2+2H2O
三、二氧化氯發(fā)生器選型
二氧化氯消毒劑發(fā)生器選型規(guī)則：每天污水量除以時(shí)間，再乘以投加量。
例如：某單位深井水水量為2400噸，時(shí)間為24小時(shí)，每小時(shí)污水量為100噸。按照投加量為4克/立方。
設(shè)備型號(hào)為：100立方污水*4克投加量=HB-400克

確定發(fā)生器的型號(hào)為：HB-400
四、二氧化氯發(fā)生器基本要求
1）、發(fā)生器的設(shè)計(jì)及電器設(shè)計(jì)應(yīng)符合GB/T 4064 和GB 5083或相應(yīng)的規(guī)準(zhǔn)和組織的規(guī)準(zhǔn)要求。
2）、發(fā)生器采用的PVC材料應(yīng)符合GB 4219和QB/T 3802或相應(yīng)的規(guī)準(zhǔn)和組織的規(guī)準(zhǔn)要求。
3）、發(fā)生器的應(yīng)符合JB 2932或相應(yīng)的規(guī)準(zhǔn)和組織的規(guī)準(zhǔn)的規(guī)定。
4）、發(fā)生器的反應(yīng)系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置安裝置。
5）、各管道應(yīng)泄漏現(xiàn)象。
6）、原料液輸送應(yīng)連動(dòng)裝置。
7）、發(fā)生器時(shí)所用原料yan酸、應(yīng)符合相應(yīng)規(guī)準(zhǔn)的規(guī)定。
五、二氧化氯發(fā)生器技術(shù)要求
1）、二氧化氯消毒劑發(fā)生器
a) 發(fā)生器的二氧化氯產(chǎn)量應(yīng)不低于額定值；
b) 發(fā)生器產(chǎn)生的消毒劑溶液中，二氧化氯（以效氯計(jì)）占總效氯的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)不小于95%；
c) 主要原料如亞的轉(zhuǎn)化率不低于80%。
2）、二氧化氯復(fù)合消毒劑發(fā)生器
a) 發(fā)生器的效氯產(chǎn)量應(yīng)不低于額定值；
b) 發(fā)生器產(chǎn)生的消毒劑溶液中，二氧化氯（以效氯計(jì)）占總效氯的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)不小于55%；
c) 主要原料如、亞的轉(zhuǎn)化率不低于60%。
3）、在正常工況下，發(fā)生器的使用壽命不小于5 年，平均故障工作時(shí)間不少于8000h。
4）、發(fā)生器在正常工況下應(yīng)具備良好的密封性，發(fā)生器在室內(nèi)使用時(shí)（具備良好的通風(fēng)條件，環(huán)境溫度以5℃～40℃為宜），室內(nèi)環(huán)境中氯濃度應(yīng)符合HJ/T 30的規(guī)定，其允許濃度應(yīng)小于1mg/m。
5）、用于飲用水時(shí)，消毒后水中的亞氯酸根、氯酸根等原料殘留物的總量應(yīng)不大于0.7mg/L。
六、產(chǎn)品規(guī)準(zhǔn)
《化學(xué)法二氧化氯消毒劑發(fā)生器》HJ/T272－2006
《化學(xué)法復(fù)合二氧化氯發(fā)生器》GB/T 20621-2006

產(chǎn)品比較

1)二氧化氯消毒的優(yōu)缺點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn):具強(qiáng)氧化，不產(chǎn)生機(jī)氯化物(THMs) ;投放簡(jiǎn)單方便;不受pH影響;經(jīng)二氧化氯處理后，水中余氯穩(wěn)定，防止再污染的;因氧化強(qiáng)，可除去水中的色和味，不與酚形成氯酚臭;對(duì)鐵、錳的除去效果較氯強(qiáng)。較Cl2;缺點(diǎn):ClO2、管理一定的危險(xiǎn)性;通常就地，就地使用;制取設(shè)備復(fù)雜;操作管理要求高。

2)次消毒優(yōu)缺點(diǎn)

與Cl 2殺菌效果相同，能效殺菌。優(yōu)點(diǎn):毒，、管理危險(xiǎn)性小。缺點(diǎn):產(chǎn)生具致癌、致畸的機(jī)氯化物 (THMs) ;使水的pH值升高。

3)臭氧消毒的優(yōu)缺點(diǎn)

殺菌和殺滅病毒的效果均很好。優(yōu)點(diǎn):強(qiáng)氧化能力，用量少，接觸時(shí)間短;pH值及氨的影響小;不影響水的感官性狀，同時(shí)還除臭、色、鐵、錳、酚等多種;除水中溴離子外，不產(chǎn)生機(jī)氯化物(THMs)。缺點(diǎn):基建投資較大;高;水中O3不穩(wěn)定，控制和檢測(cè)O3均需一定的技術(shù)，缺乏剩余消毒劑，出水剩余O3，因此需用二消毒劑。

4)液lv消毒的優(yōu)缺點(diǎn)

能效殺菌，但殺滅病毒效果差。優(yōu)點(diǎn):處理水量較大時(shí)，單位水體的處理較低;水體氯消毒后能長(zhǎng)時(shí)間地保持一定數(shù)量的余氯，從而具持續(xù)消毒能力;工藝簡(jiǎn)單，技術(shù)成熟;綜合成本低，操作管理簡(jiǎn)單。缺點(diǎn):產(chǎn)生具致癌、致畸的機(jī)氯化物 (THMs) ，須采取相應(yīng)的措施防止其產(chǎn)生;受pH值及氨的影響大。

5)紫外線(xiàn)的優(yōu)缺點(diǎn)

消毒效果好，但對(duì)懸浮物濃度要求。優(yōu)點(diǎn):害的殘余物質(zhì);臭味;，易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化;管理和維修低。缺點(diǎn):電耗大;紫外燈管與石英套管需定期更換;對(duì)處理水的水質(zhì)要求較高;后續(xù)殺菌。

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