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青州市新型自來水消毒設(shè)備 二氧化氯發(fā)生器

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青州市新型自來水消毒設(shè)備
二氧化氯水消毒劑發(fā)生器是濰坊澤宇設(shè)備有限公司研究生產(chǎn)的高新技產(chǎn)品,該產(chǎn)品采用化學(xué)法工藝,以99%氯酸鈉和31%鹽酸為原料制備二氧化氯和lv氣的混合消毒液,可廣泛用于飲用水、游泳池、醫(yī)院污水的消毒;工業(yè)循環(huán)冷卻水殺菌滅藻;工業(yè)廢水脫色、除臭或去除還原性污染成分。

青州市新型自來水消毒設(shè)備

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青州市新型自來水消毒設(shè)備

不同方法的二氧化氯發(fā)生器在飲用水處理中的比較

一、 前言
飲用水消毒已經(jīng)發(fā)展了一百多年,其中液lv在控制各種危害人類健康的疾病方面功不可沒。然而,隨著水質(zhì)的不斷惡化,zui近的研究表明,液lv(包括其它氯制劑)會(huì)與水中的有機(jī)物反應(yīng)生成危害人類健康的消毒副產(chǎn)物三氯jia烷等致癌物質(zhì)。

        二氧化氯作為一種新型的消毒劑,替代lv氣消毒具有諸多優(yōu)點(diǎn)。但由于二氧化氯的不穩(wěn)定性與一定的腐蝕性,使得商業(yè)上不便制成壓縮氣體或濃縮液,必須現(xiàn)場制備、就地使用,二氧化氯發(fā)生器就是其中一種現(xiàn)場發(fā)生二氧化氯的方法。目前,發(fā)生二氧化氯的方法至少有十幾種,二氧化氯發(fā)生器的廠家和型號(hào)更是多種多樣。如何區(qū)別不同二氧化氯發(fā)生器的性能、并選擇質(zhì)優(yōu)價(jià)廉的二氧化氯發(fā)生器產(chǎn)品,對(duì)于二氧化氯發(fā)生器用戶來說顯得至關(guān)重要。



二、不同二氧化氯發(fā)生技術(shù)的介紹

        二氧化氯很不穩(wěn)定,無論氣態(tài)還是液態(tài),均容易發(fā)生爆炸,所以其儲(chǔ)存運(yùn)輸也比較困難。因而,二氧化氯一般采用現(xiàn)場發(fā)生制取。根據(jù)其制備的原理,可以分為電解法和化學(xué)法。不管采用哪一種發(fā)生工藝,評(píng)價(jià)發(fā)生器性能的優(yōu)劣的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該是*的,即轉(zhuǎn)化率、二氧化氯純度、有害副產(chǎn)物和安全性。

        1.電解法

        該方法由美國四家公司首先研制開發(fā)成功。其原料為食鹽,采用隔膜電解的方法制取二氧化氯,所制得的二氧化氯純度較低,一般在30%以下,同時(shí)混有Cl2、H2O2、O3等,且lv氣的含量較高,用于飲用水消毒是否能夠避免氯消毒的副作用,還很值得懷疑。另外,該方法制作設(shè)備造價(jià)較高,電極易于腐蝕,管理復(fù)雜,故目前已很少使用電解法二氧化氯發(fā)生器。

        2. 化學(xué)法

         化學(xué)法制備二氧化氯根據(jù)采用原料不同分為氯酸鈉和亞氯酸鈉兩種方法。

        2.1 氯酸鈉法

        以氯酸鈉和鹽酸等為原料,采用負(fù)壓恒溫工藝,制得的二氧化氯產(chǎn)率和純度均不高,目前通常稱為復(fù)合二氧化氯發(fā)生器。復(fù)合二氧化氯發(fā)生器以有效氯計(jì)一般在70%以下,仍含有一定數(shù)量的氯,而且原料轉(zhuǎn)化率低,操作較復(fù)雜。從理論上說產(chǎn)品應(yīng)用于消毒實(shí)踐中,不可避免會(huì)有氯化消毒副產(chǎn)物的產(chǎn)生,因此發(fā)達(dá)國家不*采用氯酸鈉為原料生產(chǎn)二氧化氯就是這個(gè)原因。從本質(zhì)上說應(yīng)該是說生產(chǎn)二氧化氯和lv氣混合物更為貼切,籠統(tǒng)地稱為二氧化氯有混淆視聽之嫌。所以應(yīng)該進(jìn)一步規(guī)范二氧化氯的生產(chǎn)以及產(chǎn)品命名,以免誤導(dǎo)市場,損害消費(fèi)者利益。

        2.2 亞氯酸鈉法

        以亞氯酸鈉為原料的二氧化氯生產(chǎn)方法統(tǒng)稱為高純發(fā)生方法,其二氧化氯發(fā)生器被稱為高純二氧化氯發(fā)生器。它包含兩種:一種是與lv氣(可以用HClNaClO反應(yīng)來代替)反應(yīng),另一種是與鹽酸反應(yīng)。其反應(yīng)方程式如下:

         2NaClO2 Cl2  2ClO2 2NaCl
         5NaClO2 4HCl
4ClO2 5NaCl H2O
         2NaClO2 NaClO 2HCl
2ClO2 3NaCl H2O

        
從反應(yīng)方程式可見,亞氯酸鈉與鹽酸反應(yīng)氯的zui大理論轉(zhuǎn)化率只有80%,而與lv氣反應(yīng)氯的zui大理論轉(zhuǎn)化率可以達(dá)到*,從而較大程度地節(jié)約亞氯酸鈉原料用量。由于前幾年國內(nèi)亞氯酸鈉原料的價(jià)格較高,導(dǎo)致二氧化氯的生產(chǎn)成本較高,推廣應(yīng)用較慢。然而目前隨著技術(shù)的改進(jìn),亞氯酸鈉的生產(chǎn)成本大副下降,而且市場上還有25%亞氯酸鈉溶液供應(yīng),它更經(jīng)濟(jì)更安全。以亞氯酸鈉為原料所產(chǎn)生的消毒劑中二氧化氯含量較高,一般在90%以上,該法已在發(fā)達(dá)國家已廣泛應(yīng)用。

三、 不同發(fā)生技術(shù)優(yōu)劣及副產(chǎn)物危害的比較

        1.氯酸鈉工藝

         采用氯酸鈉和鹽酸為原料進(jìn)行反應(yīng),反應(yīng)式如下:NaClO3 2HCl ClO2 1/2Cl2NaCl  H2O該工藝zui大的缺點(diǎn)是在二氧化氯產(chǎn)生的同時(shí)還有約占二氧化氯產(chǎn)量的一半的lv氣產(chǎn)生;氯酸鈉是zha藥和火柴的原料,它的管理儲(chǔ)存不僅要滿足化學(xué)危險(xiǎn)品的要求,還要滿足zha藥原料的管理要求。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,二氧化氯的有效轉(zhuǎn)化率一般只有30-50%左右,并且受到反應(yīng)溫度和鹽酸濃度的影響。要提高二氧化氯的轉(zhuǎn)化率,必需保持較高的反應(yīng)溫度(約70-90℃)和加大鹽酸的過剩量,但這同時(shí)又會(huì)導(dǎo)致副產(chǎn)物lv氣產(chǎn)率的提高,使反應(yīng)產(chǎn)物中lv氣的含量增大。但即使提高反應(yīng)溫度,氯酸鈉的二氧化氯轉(zhuǎn)化率也處于低下水平,因此采用提高反應(yīng)溫度來增加氯酸鈉的二氧化氯轉(zhuǎn)化率的實(shí)際意義并不大。
     由于lv氣的大量存在(理論上就有35%lv氣存在),從嚴(yán)格上講,已經(jīng)失去了二氧化氯投加的zui基本的意義,即降低水中三氯甲wan的含量。并且由于氯酸鈉的轉(zhuǎn)化率在實(shí)際運(yùn)行中通常不足50%,這使得在投加量較高時(shí),大量未反應(yīng)的氯酸鈉進(jìn)入配水系統(tǒng)中,這不但是原料浪費(fèi)的問題,而且使水中剩余的ClO3-的濃度較高,造成二次污染,同時(shí)在高酸性時(shí)該系統(tǒng)可能會(huì)產(chǎn)生大量的高氯酸根離子(ClO4-)、。正是由于以上諸多原因,在國外有關(guān)二氧化氯應(yīng)用水廠的資料中,還未有上述氯酸鈉工藝的報(bào)道。而國內(nèi)有許多水廠使用氯酸鈉工藝的二氧化氯發(fā)生器,其主要原因是國內(nèi)氯酸鈉工藝的二氧化氯發(fā)生器較亞氯酸鈉工藝的二氧化氯發(fā)生器研制得比較早,用戶在別無選擇的情況只有使用氯酸鈉工藝的二氧化氯發(fā)生器(即復(fù)合二氧化氯發(fā)生器)。
 2.亞氯酸鈉工藝
       上面已介紹該工藝有兩種方法,都是兩相原料系統(tǒng),而第三種方法是從lv氣衍生而來的,即用鹽酸和次氯酸鈉反應(yīng)來代替lv氣,與其它工藝相比,此法制備二氧化氯zui佳,一方面沒有采用lv氣為原料,提高了操作安全性,另一方面亞氯酸鈉*轉(zhuǎn)化為二氧化氯,沒有造成原料損失。不管那一種方法,從反應(yīng)方程式可見亞氯酸鈉反應(yīng)轉(zhuǎn)化成二氧化氯,無lv氣的產(chǎn)生,從而較大程度地節(jié)約亞氯酸鈉原料的用量,潛在的副產(chǎn)物氣體是lv氣,其含量不足5%,其它的雜質(zhì)離子在發(fā)生器的設(shè)計(jì)中可以得到很好的控制。實(shí)測二氧化率轉(zhuǎn)化效率達(dá)95%以上。其系統(tǒng)都具有工藝簡單、不需加溫、設(shè)備容易操作及維護(hù)、產(chǎn)物中的二氧化氯純度高達(dá)95%以上等優(yōu)點(diǎn)。國外的二氧化氯發(fā)生器都是采用亞氯酸鈉工藝,因?yàn)樵摴に囋诜磻?yīng)柱中負(fù)壓下瞬間反應(yīng)*,不需要鹽酸過量,可能的副產(chǎn)物是亞氯酸根離子(ClO2-)和氯酸根離子ClO3-因?yàn)楦呒兌趸劝l(fā)生器的投加量很低,所以這些副產(chǎn)物離子還不足以影響人體健康。


3.副產(chǎn)物的危害
     對(duì)二氧化氯(ClO2)和其無機(jī)副產(chǎn)物ClO2-ClO3-的毒性問題國內(nèi)外學(xué)者已經(jīng)進(jìn)行了大量的研究。氯酸鈉工藝由于反應(yīng)不*,導(dǎo)致大量的氯酸根離子進(jìn)入水中,即使投加量很低也會(huì)使水中該指標(biāo)偏高,而且其中的lv氣副產(chǎn)物跟水中有機(jī)物反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生三氯甲wan等致癌有機(jī)物,直接危害健康。
      通過實(shí)驗(yàn)測定亞氯酸鈉工藝出口處的二氧化氯溶液,結(jié)果表明亞氯酸根離子(ClO2-)和氯酸根離子ClO3-的含量很低,二氧化氯純度在95%以上。因此,在常規(guī)的水消毒濃度范圍內(nèi),它們不會(huì)對(duì)人體造成不良影響,而且通過合理的優(yōu)化,可以使它們?cè)谂渌到y(tǒng)中的濃度降低到zui小濃度。
      無論哪種工藝,在飲用水消毒中都要求二氧化氯的純度大于90%以上,在實(shí)際應(yīng)用中才能減少和控制三氯甲wan等致癌有機(jī)物的生成;美國環(huán)境保護(hù)署(USEPA)則明確要求二氧化氯發(fā)生器生產(chǎn)二氧化氯的純度zui少要大于95%。可見,在飲用水消毒中高純二氧化氯發(fā)生器較復(fù)合二氧化氯發(fā)生器更適合。
4.二氧化氯發(fā)生器的規(guī)格
     目前國內(nèi)大多數(shù)復(fù)合型二氧化氯發(fā)生器的規(guī)格是以有效氯的產(chǎn)生能力來標(biāo)注,而高純型二氧化氯發(fā)生器均是以二氧化氯的生產(chǎn)能力來標(biāo)注,由于1克純二氧化氯=2.63克的有效氯,1000克的高純型二氧化氯發(fā)生器相當(dāng)于2630克的復(fù)合型二氧化氯發(fā)生器,容易混淆,許多水廠用戶對(duì)此不太了解,結(jié)果花同樣的錢而購買了不同處理能力的二氧化氯發(fā)生器設(shè)備。

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