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技術(shù)文章

電解法二氧化氯發(fā)生器的新工藝新特點(diǎn)

閱讀：308發(fā)布時(shí)間：2012-3-21

王培林

摘　要: 本文介紹了電解法二氧化氯發(fā)生器在我國(guó)的研制和發(fā)展情況,對(duì)其工藝、特點(diǎn) 、殺菌效果及質(zhì)量評(píng)價(jià)進(jìn)行了討論,進(jìn)一步指出該產(chǎn)品具有廣闊的應(yīng)用前景。

　　關(guān)鍵詞: 消毒電解法二氧化氯發(fā)生器工藝特點(diǎn)

The Craft and Characteristic Of Electrolytic Method
Chlorine Dioxide Generator

Wang peilin

Abstract: this paper introduces the manufacture and development of electrolytic method chlorine dioxide generator ,and discusses its craft ,characteristic ,disinfection effect and quality evaluation .Further ,the paper indicates that this generator takes on broad application perspective.

Keyword: disinfection electrolytic method chorine dioxide generator craft characteristic

　　無(wú)容置疑,在水處理領(lǐng)域二氧化氯取代氯氣消毒已引起國(guó)內(nèi)外環(huán)保工作者的高度重視。我國(guó)城市供水2000年技術(shù)進(jìn)步發(fā)展規(guī)劃中,已經(jīng)將二氧化氯列入替代氯氣消毒劑的推廣研究之列。這不僅僅因?yàn)樗哂醒趸瘎?、消毒劑、以及漂白劑的?qiáng)大功能,更主要的是它在我國(guó)經(jīng)過(guò)十余年的發(fā)展,人們對(duì)它的認(rèn)識(shí)已日漸深刻、對(duì)它的研究日漸深入、對(duì)它的投入也日漸增大,因而二氧化氯發(fā)生器的生產(chǎn)工藝不斷得到改進(jìn)、設(shè)備性能不斷得到增強(qiáng)、其突出的效果也不斷得到顯現(xiàn)…… 這些都為二氧化氯在我國(guó)的發(fā)展提供了良好的發(fā)展空間。二氧化氯的制取方法主要有電解法、化學(xué)法、電化法以及紫外光法等。現(xiàn)本文主要就電解法二氧化氯發(fā)生器在工藝上的不斷改進(jìn)、完善及其技術(shù)特點(diǎn)作一簡(jiǎn)要的論述。

一、電解法二氧化氯發(fā)生器研究發(fā)展回顧

　　電解法二氧化氯發(fā)生器的技術(shù)理論,zui早是從國(guó)外引進(jìn)，原理是用食鹽隔膜電解產(chǎn)生二氧化氯、臭氧、氯氣、過(guò)氧化氫等混合消毒氣體。上個(gè)世紀(jì)90年代初期,這種發(fā)生器的制造尚處在研究試用階段,不論是材質(zhì)的選用,還是結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)均處于摸索時(shí)期。這個(gè)時(shí)期的電解法二氧化氯發(fā)生器產(chǎn)氣效率較低，電極和隔膜壽命較短,設(shè)備的運(yùn)行不夠理想,且設(shè)備成本高,因而阻礙了該設(shè)備在我國(guó)的發(fā)展。但參與開發(fā)該設(shè)備的工程技術(shù)人員一直在為此作不懈的努力,他們以設(shè)備的使用現(xiàn)場(chǎng)為試驗(yàn)室,不斷地總結(jié)經(jīng)驗(yàn),解決了一個(gè)又一個(gè)技術(shù)難題,改進(jìn)制造工藝,選擇更好的電極和隔膜。1994年,初步完善了整體結(jié)構(gòu),改善了設(shè)備功能,開發(fā)出電解法第二代產(chǎn)品。緊接著用了兩年時(shí)間,優(yōu)化了電解室技術(shù)參數(shù),降低了槽電壓,改善了冷卻系統(tǒng),提高了電流效率,降低了運(yùn)行成本。1996年他們?cè)俳釉賲?，又開發(fā)出第三代產(chǎn)品,這代產(chǎn)品zui明顯的標(biāo)志是以電解鹽水的循環(huán)方式替代了溢流補(bǔ)償加鹽方,但這個(gè)時(shí)期的產(chǎn)品仍然采用的分體式循環(huán)方式。功夫不負(fù)有心人，們又乘勝前進(jìn)，用了兩年的時(shí)間,將分體式循環(huán)方式改為一體式循環(huán)方式,這是第四代產(chǎn)品的標(biāo)志。在1999年初以中國(guó)ZJ99204871.0和ZJ99205151.7為代表的*技術(shù)問(wèn)世，對(duì)電解室整體結(jié)構(gòu)布置進(jìn)行了大膽的變革,解決了特大型發(fā)生器（如:小時(shí)產(chǎn)氣量2000克以上到10000克）的制造難題,這種產(chǎn)品被稱之為第五代。

  　電解法二氧化氯經(jīng)過(guò)10年的發(fā)展,實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品的五次升級(jí)換代,目前的產(chǎn)品已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不同于當(dāng)初的產(chǎn)品,無(wú)論在工藝流程還是在技術(shù)含量上都有了長(zhǎng)足的發(fā)展,可以說(shuō)電解法二氧化氯發(fā)生器在我國(guó)已逐步進(jìn)入了成熟期。

　　二、 電解法二氧化氯發(fā)生器的特點(diǎn)

　?。?）      使用壽命長(zhǎng)。設(shè)備的陽(yáng)極采用鈦、銥、釕等昂貴的稀有金,經(jīng)20多道工序涂覆而成,經(jīng)部門檢測(cè)試驗(yàn),結(jié)論為: “腐蝕速度接近于零”。陽(yáng)極壽命一般為8-10年以上。機(jī)箱采用性能穩(wěn)定耐腐蝕PVC塑料加工而成。這些,為降低制造成本延長(zhǎng)整機(jī)的壽命奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

　?。?）      消毒效果好。設(shè)備產(chǎn)生以CLO₂為主,伴有O₃、CL₂、H₂O₂等多種強(qiáng)氧化劑,具有廣譜的殺菌能力,各種消毒劑協(xié)同作用,其消毒效果遠(yuǎn)強(qiáng)于任何單一的消毒劑。試驗(yàn)表明, CLO₂和CL₂混合使用時(shí),可以抑制三氯甲烷的形成,這一點(diǎn)可有效地提高飲用水的質(zhì)量,有利于人們的身體健康。

　　（3）      消毒費(fèi)用低。每克混合消毒氣體所用電和鹽的費(fèi)用0.00362元（按鹽500元/噸,電0.5元/度計(jì)算）,在各種二氧化氯發(fā)生器中是zui低的。因地下或地面水源的不同,自來(lái)水的消毒費(fèi)用為0.003—.006元/噸,醫(yī)院污水消毒處理約為0.12元/噸.這樣的消毒費(fèi)用是用戶們樂(lè)于接受的,也是選用該設(shè)備的主要的因素之一。

　　（4）      安全性好。電解法設(shè)備只消耗工業(yè)粗鹽和電,不需要其他的化工原料,不必采取特殊的安全措施,使用起來(lái)安全系數(shù)高,不管是運(yùn)輸、貯存、操作均不易發(fā)生危險(xiǎn)。

　?。?）      操作方便、管理簡(jiǎn)單。工業(yè)粗鹽和電供應(yīng)渠道暢通,采購(gòu)、保管方便。設(shè)備維護(hù)、保養(yǎng)簡(jiǎn)單,普通工人一學(xué)即會(huì)。日常操作運(yùn)行只需定期投鹽。開機(jī)時(shí)打開電源開關(guān)即可。管理人員不必?fù)?dān)心設(shè)備和原料發(fā)生危險(xiǎn)。

　　（6）      可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。發(fā)生器配加余氯自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和定量投加系統(tǒng),可實(shí)現(xiàn)*自動(dòng)控制。

　　三、 殺菌效果及質(zhì)量評(píng)

　　（1）      北京市衛(wèi)生防疫站對(duì)北京業(yè)林電解法二氧化氯消毒劑所做的定量殺菌和有機(jī)物影響試驗(yàn),見下表（表1、表2、表3）及結(jié)論。

表1　消毒劑對(duì)細(xì)菌繁殖體的殺滅效果

實(shí)驗(yàn)菌株

消毒劑
試驗(yàn)濃度（mg/l）

活菌對(duì)照
（cfu/ml）

　　　　不同時(shí)間（分）的殺滅率（%）
2　　　　5　　　10 　　　 20

大腸桿菌（ATCC25922）

0.10

0.50

1.00

6.35×10⁵

　93.16　　95.13　　96.31　　96.62

　93.78　　95.31　　98.36　　99.99

　98.64　　99.99　　100　　　100

金葡萄球菌（ATCC6538）

0.10

0.50

1.00

6.20×10⁵

　93.25　　94.15　　94.42　　95.18

　93.90　　95.74　　97.19　　99.95

　99.99　　99.99　　100　　　100

表2　消毒劑對(duì)枯黑芽胞的殺滅效果

實(shí)驗(yàn)菌株

消毒劑
試驗(yàn)濃度
（mg/l）

活菌對(duì)照
（cfu/ml）

　不同時(shí)間（分）的殺滅率（%）
5　　　10　　　20 　　30

枯草桿菌黑色變種芽胞（ATCC9372）

3.00

5.00

10.00

7.39×10⁵

6.14×10⁵

5.88×10⁵

　96.81 　99.91　 99.97　 99.99

　99.95 　99.98 　99.98 　99.99

　99.99 　99.99　 99.99 　100　

表3　有機(jī)物影響殺菌試驗(yàn)結(jié)果

實(shí)驗(yàn)菌株	消毒劑有效濃度（mg/l）	活菌對(duì)照（cfu/ml）	小牛血清含量（%）	不同時(shí)間（分）的殺滅率（%） 5 　　　10 　　　20　　 30
枯草桿菌黑色變種芽胞（ATCC9372）	5.00 5.00	5.88×10⁵ 6.14×10⁵	10 0	99.91　 99.97 　99.98　 99.99 99.95　 99.98　 99.98　 99.99

結(jié)論：

　　消毒劑含量為3.00mg/L，30分鐘可殺滅枯草桿菌黑色變種芽胞（ATCC9372）,殺滅率為99.99%。

　　消毒劑含量為1.00 mg/L，5分鐘可殺滅大腸桿菌（ATCC9372）,殺滅率為99.99%。

　　消毒劑含量為1.00 mg/L，2分鐘可殺滅金葡萄球菌（ATCC6538）,殺滅率為99.99%。

　　10%有機(jī)物存在時(shí)對(duì)該消毒劑殺菌效果基本無(wú)影響

（2）上海市衛(wèi)生監(jiān)督所于2000年5月對(duì)北京業(yè)林電解法二氧化氯發(fā)生器進(jìn)行了衛(wèi)生質(zhì)量評(píng)價(jià),見下表:

編號(hào)	產(chǎn)品名稱	產(chǎn)地	類別	使用范圍	殺菌性能或衛(wèi)生指標(biāo)	毒理性能或安全指標(biāo)
XD-009	業(yè)林電解法二氧化氯發(fā)生器	北京	進(jìn)滬消毒器械	用于水消毒	對(duì)大腸桿菌、*、枯黑芽胞殺滅率為99.99%以上	實(shí)際無(wú)毒級(jí),對(duì)皮膚無(wú)刺激性

　　（3）通過(guò)調(diào)查發(fā)現(xiàn):凡使用過(guò)電解法二氧化氯發(fā)生器的用戶均反映其效果良好。平朔煤炭工業(yè)公司日供水量10000噸水廠,于1995年安裝了北京業(yè)林公司制造的小時(shí)產(chǎn)氣量為400克的電解法二氧化氯發(fā)生器1臺(tái)。現(xiàn)已運(yùn)行6年,在前不久的回訪檢修中看到,其電極仍完好如初,設(shè)備正常運(yùn)行。據(jù)該單位動(dòng)力公司的同志介紹,他們一直堅(jiān)持常規(guī)的維護(hù)保養(yǎng),定期清洗電解室,設(shè)備的維修量不大,隔膜大約每2年更換一次,每噸水消毒成本大約在0.004元,每天鹽和電的總費(fèi)用不到40元,出水水質(zhì)*符合國(guó)家規(guī)定的衛(wèi)生指標(biāo)。該廠負(fù)責(zé)人告訴筆者:設(shè)備真是省事省心又省錢啦!

　　安慶石化職工醫(yī)院污水站,于2000年底安裝了1臺(tái)小時(shí)產(chǎn)氣量1000克的電解法二氧化氯發(fā)生器,經(jīng)環(huán)保部門檢測(cè),不但細(xì)菌指標(biāo)符合要求,COD_cr也降至80mg/L達(dá)到一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。據(jù)總務(wù)科的同志介紹,設(shè)備操作很簡(jiǎn)單,拉一車粗鹽放在墻角,每?jī)商煜蛟O(shè)備鹽斗里加一次鹽,平時(shí)沒(méi)有什么要操心的事,平均每噸污水投加消毒氣體約30克（電流30A/噸,電壓6V ,鹽40克/噸）,消毒費(fèi)用在0.12元/噸。

綜上所述,隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,電解法二氧化氯設(shè)備的制造技術(shù)和工藝也在不斷的推陳出新。新技術(shù)新工藝的出現(xiàn),賦予該設(shè)備以強(qiáng)大的生命力。今非昔比,電解法二氧化氯發(fā)生器正以其省事省心省錢的嶄新面貌展現(xiàn)在人們的面前,它將會(huì)給人們的健康作出應(yīng)有的貢獻(xiàn)!

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