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摘 要: 本文介紹了電解法二氧化氯發(fā)生器在我國的研制和發(fā)展情況,對其工藝、特點 、殺菌效果及質量評價進行了討論,進一步指出該產品具有廣闊的應用前景。
關鍵詞: 消毒 電解法 二氧化氯發(fā)生器 工藝 特點
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 無容置疑,在水處理領域二氧化氯取代氯氣消毒已引起國內外環(huán)保工作者的高度重視。我國城市供水2000年技術進步發(fā)展規(guī)劃中,已經將二氧化氯列入替代氯氣消毒劑的推廣研究之列。這不僅僅因為它具有氧化劑、消毒劑、以及漂白劑的強大功能,更主要的是它在我國經過十余年的發(fā)展,人們對它的認識已日漸深刻、對它的研究日漸深入、對它的投入也日漸增大,因而二氧化氯發(fā)生器的生產工藝不斷得到改進、設備性能不斷得到增強、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、化學法、電化法以及紫外光法等?，F(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、完善及其技術特點作一簡要的論述。 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)生器的技術理論,zui早是從國外引進，原理是用食鹽隔膜電解產生二氧化氯、臭氧、氯氣、過氧化氫等混合消毒氣體。上個世紀90年代初期,這種發(fā)生器的制造尚處在研究試用階段,不論是材質的選用,還是結構的設計均處于摸索時期。這個時期的電解法二氧化氯發(fā)生器產氣效率較低，電極和隔膜壽命較短,設備的運行不夠理想,且設備成本高,因而阻礙了該設備在我國的發(fā)展。但參與開發(fā)該設備的工程技術人員一直在為此作不懈的努力,他們以設備的使用現(xiàn)場為試驗室,不斷地總結經驗,解決了一個又一個技術難題,改進制造工藝,選擇更好的電極和隔膜。1994年,初步完善了整體結構,改善了設備功能,開發(fā)出電解法第二代產品。緊接著用了兩年時間,優(yōu)化了電解室技術參數(shù),降低了槽電壓,改善了冷卻系統(tǒng),提高了電流效率,降低了運行成本。1996年他們再接再厲，又開發(fā)出第三代產品,這代產品zui明顯的標志是以電解鹽水的循環(huán)方式替代了溢流補償加鹽方,但這個時期的產品仍然采用的分體式循環(huán)方式。功夫不負有心人，們又乘勝前進，用了兩年的時間,將分體式循環(huán)方式改為一體式循環(huán)方式,這是第四代產品的標志。在1999年初以中國ZJ99204871.0和ZJ99205151.7為代表的*技術問世，對電解室整體結構布置進行了大膽的變革,解決了特大型發(fā)生器（如:小時產氣量2000克以上到10000克）的制造難題,這種產品被稱之為第五代。 電解法二氧化氯經過10年的發(fā)展,實現(xiàn)了產品的五次升級換代,目前的產品已經遠遠不同于當初的產品,無論在工藝流程還是在技術含量上都有了長足的發(fā)展,可以說電解法二氧化氯發(fā)生器在我國已逐步進入了成熟期。
二、 電解法二氧化氯發(fā)生器的特點
?。?） 使用壽命長。設備的陽極采用鈦、銥、釕等昂貴的稀有金,經20多道工序涂覆而成,經部門檢測試驗,結論為: “腐蝕速度接近于零”。陽極壽命一般為8-10年以上。機箱采用性能穩(wěn)定耐腐蝕PVC塑料加工而成。這些,為降低制造成本延長整機的壽命奠定了堅實的基礎。
?。?） 消毒效果好。設備產生以CLO2為主,伴有O3、CL2、H2O2等多種強氧化劑,具有廣譜的殺菌能力,各種消毒劑協(xié)同作用,其消毒效果遠強于任何單一的消毒劑。 試驗表明, CLO2和CL2混合使用時,可以抑制三氯甲烷的形成,這一點可有效地提高飲用水的質量,有利于人們的身體健康。
?。?） 消毒費用低。每克混合消毒氣體所用電和鹽的費用0.00362元（按鹽500元/噸,電0.5元/度計算）,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,自來水的消毒費用為0.003—.006元/噸,醫(yī)院污水消毒處理約為0.12元/噸.這樣的消毒費用是用戶們樂于接受的,也是選用該設備的主要的因素之一。
?。?） 安全性好。電解法設備只消耗工業(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,使用起來安全系數(shù)高,不管是運輸、貯存、操作均不易發(fā)生危險。
?。?） 操作方便、管理簡單。工業(yè)粗鹽和電供應渠道暢通,采購、保管方便。設備維護、保養(yǎng)簡單,普通工人一學即會。日常操作運行只需定期投鹽。開機時打開電源開關即可。管理人員不必擔心設備和原料發(fā)生危險。
?。?） 可實現(xiàn)自動化。發(fā)生器配加余氯自動監(jiān)測系統(tǒng)和定量投加系統(tǒng),可實現(xiàn)*自動控制。
三、 殺菌效果及質量評
（1） 北京市衛(wèi)生防疫站對北京業(yè)林電解法二氧化氯消毒劑所做的定量殺菌和有機物影響試驗,見下表（表1、表2、表3）及結論。 表1 消毒劑對細菌繁殖體的殺滅效果 | 實驗菌株 | 消毒劑
試驗濃度（mg/l） | 活菌對照
（cfu/ml） | 不同時間（分）的殺滅率（%）
2 5 10 20 | | 大腸桿菌（ATCC25922） | 0.10
0.50 1.00 | 6.35×105 6.35×105 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 6.20×105 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 消毒劑對枯黑芽胞的殺滅效果 | 實驗菌株 | 消毒劑
試驗濃度
（mg/l） | 活菌對照
（cfu/ml） | 不同時間（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 有機物影響殺菌試驗結果 | 實驗菌株 | 消毒劑
有效濃度 （mg/l） | 活菌對照
（cfu/ml） | 小牛血清含量
（%） | 不同時間（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%有機物存在時對該消毒劑殺菌效果基本無影響
（2）上海市衛(wèi)生監(jiān)督所于2000年5月對北京業(yè)林電解法二氧化氯發(fā)生器進行了衛(wèi)生質量評價,見下表: | 編 號 | 產品名稱 | 產地 | 類別 | 使用范圍 | 殺菌性能或衛(wèi)生指標 | 毒理性能或安全指標 | |
XD-009
| 業(yè)林電解法二氧化氯發(fā)生器 | 北京 | 進滬消毒器械 | 用于
水消毒 | 對大腸桿菌、*、枯黑芽胞殺滅率為99.99%以上 | 實際無毒級,對皮膚無刺激性 | （3）通過調查發(fā)現(xiàn):凡使用過電解法二氧化氯發(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)林公司制造的小時產氣量為400克的電解法二氧化氯發(fā)生器1臺。現(xiàn)已運行6年,在前不久的回訪檢修中看到,其電極仍完好如初,設備正常運行。據(jù)該單位動力公司的同志介紹,他們一直堅持常規(guī)的維護保養(yǎng),定期清洗電解室,設備的維修量不大,隔膜大約每2年更換一次,每噸水消毒成本大約在0.004元,每天鹽和電的總費用不到40元,出水水質*符合國家規(guī)定的衛(wèi)生指標。該廠負責人告訴筆者:設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臺小時產氣量1000克的電解法 二氧化氯發(fā)生器,經環(huán)保部門檢測,不但細菌指標符合要求,CODcr也降至80mg/L達到一級排放標準。據(jù)總務科的同志介紹,設備操作很簡單,拉一車粗鹽放在墻角,每兩天向設備鹽斗里加一次鹽,平時沒有什么要操心的事,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）,消毒費用在0.12元/噸。
綜上所述,隨著科學技術的不斷發(fā)展,電解法二氧化氯設備的制造技術和工藝也在不斷的推陳出新。新技術新工藝的出現(xiàn),賦予該設備以強大的生命力。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,它將會給人們的健康作出應有的貢獻! |
