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永州市化學二氧化氯發(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我情，開發(fā)出的民用ClO2發(fā)生設備。這種發(fā)生器特點是原料低，反應產物是ClO2與Cl2的混合體。其設備，售價低于外產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)生器缺點是用酸較多，反應產物比較復雜，生成的ClO2量占總效產物（ClO2+Cl2）量的比例較低（多在60％左右）。如果反應條件控制不好，原料比例不當，ClO2得率和純度會更低，未轉化反應的濃度較高，殘留在飲用水中可能對人體造成不良影響。外使用ClO2對飲用水消毒時，要求總殘留物（即ClO2及其還原物ClO2－、未反應的等）濃度不能過1PPm。如果法發(fā)生器反應轉化率不高，殘留物濃度將過限值。盡管如此，我們認為只要控制得當，使原料的轉化率達到70%左右，法發(fā)生器在目前一定時期內還是能夠滿足水消毒的需要的。需要指出的是，這種產品，屬于一種過渡產品，今后隨著人們承受力和衛(wèi)生要求的提高，會逐漸向較高純度的轉化。

（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）和酸的下通過氧化還原反應生成二氧化氯。而較常用的是NaClO2+HCl工藝，該方法反應工藝簡單，耗酸量少，亞轉化率高，ClO2純度可達90％以上。亞法的主要缺點是原料成本較高，用該方法每噸飲用水消劑至少5分錢以上，因此，我水處理目前行業(yè)還不能完接受。但產物中ClO2的純度較高的優(yōu)點，使得該法也一定的空間。

2正壓式和負壓式二氧化氯發(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]由南京理工大學科研人員于1998年初在*推出。該種發(fā)生器采用計量泵正壓輸送原料、正壓反應和正壓投加藥液。點是可在正壓條件下反應生成消毒劑，直接投加到帶壓的水體中。若與供水泵聯動，或與余氯在線檢測儀表聯用，可方便的實現自動比例投加消毒劑。開發(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，用于其它場合也比負壓式設備*。其具的，，便于控制等優(yōu)點，尤其受到使用者的好評難度在于確保正壓下操作安，以及設備所用材質的性、可靠性。

(2) 負壓式二氧化氯發(fā)生器

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

    負壓式設備主要通過水射器形成真空，在反應系統內產生負壓，從而將原料吸入，將反應產生的ClO2經水射器與水混合帶出。這種工藝的缺點是壓力水才能工作，壓力水欠壓或斷流，將造成系統欠載或法工作。另外負壓設備進料多采用轉子流量計進行，這種流量計很難實現自動監(jiān)控，限制了設備與在線余氯檢測系統的聯動，因此也限制了其的范圍的擴大。

3復合型和高純型二氧化氯發(fā)生器

(1)復合型二氧化氯發(fā)生器

    所謂復合型二氧化氯發(fā)生器是指反應產物中ClO2和Cl2混合物的二氧化氯發(fā)生設備。復合型二氧化氯發(fā)生器多采用、鹽酸或、氯化鈉、硫酸為原料，反應生成ClO2和Cl2混合物，理論上，反應產物中ClO2占66%，Cl2占34%。由于產物效成分中Cl2含量較多，“復合式”由此得名，反應式見式（3.1）、（3.2）。由于是以為主原料，故ClO2的制備成本相對較，每克ClO2成本在0.01元左右。若以效氯計每克效氯成本僅為0.003元。復合法的缺點是NaClO3的轉化率較低，副產物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、副產物Na2SO4或NaCl的量，以不使其過衛(wèi)生規(guī)準為宜。

(2)高純二氧化氯發(fā)生器

“高純”二氧化氯發(fā)生器是相對于“復合”法而言的。一般之發(fā)物的效成分中，ClO2占ClO2+Cl2總質量的90%以上，反應所采用的工藝主要是亞法。反應式：

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

2NaClO2+Cl2→2ClO2↑+2NaCl                                     

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

近年來又出現甲醇還原方法（R8法[1]） 的發(fā)生器 

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

副反應：

 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，吸收反應見式。

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

可見，由NaClO3制備ClO2到ClO2吸收制備NaClO2，后再用NaClO2發(fā)生ClO2比直接從NaClO3制備ClO2多了2個過程，因而NaClO2法ClO2的發(fā)生成本顯然高于NaClO3法。根據實際分析[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)生器已見報道[5]。該法稱，其制取的ClO2純度可達95%以上，制取成本低，原料轉化*。但目前市場上尚未大規(guī)模，待進一步考察。

   二氧化氯不穩(wěn)定的物理性決定其法大批量儲存。二氧化氯必須現場生成、現場使用。
*的安性
◆ 二氧化氯發(fā)生器是一個的自動閉環(huán)系統，化學藥劑的反應過程完是在封閉的反應器中進行，而加藥過程又是在封閉的混合器中完成，從而使系統避免了泄漏的可能。
◆ 整個系統配一個可以、安投藥量的流量，同時也可檢測旁路中的水流量。化學藥桶配備一套浮子開關，當不足時能夠及時發(fā)出報警信號。
◆ 系統中還備通風管路和殘液出管路，其。

通過微處理器控制的二氧化氯發(fā)生器的發(fā)生量可直接在表盤上設定。當設備采用自動方式時，投加量可預先設定，lcd控制顯示器可提供當前二氧化氯發(fā)生量及流經主水管流量等信息。此外，二氧化氯器還可根據待處理水量的大小，通過測控儀表其發(fā)生量。
用途
詳細用途
用作氧化劑、脫臭劑、殺生劑、保鮮劑、漂白劑等。 二氧化氯 消毒劑二氧化氯因為其具殺菌，對人體及動物沒危害以及對環(huán)境不造成二次污染等點而備受人們的青睞。二氧化氯不僅是一種不產生致癌物的廣譜型殺菌消毒劑，而且還在殺菌、食品保鮮、除臭等方面表現出突出的效果。
二氧化氯還可以用于漂白，如紡織與造紙元采用漂白的都可以用二氧化氯替代。
它能很效地對抗病毒、細菌和包括梨形鞭毛蟲(giardia lamblia)與隱孢子蟲(cryptosporidium)等原生生物所引起的囊腫與卵囊。
從1956年比利時的布魯塞爾把自來水消毒劑由改成二氧化氯后，二氧化氯開始被地使用。
在襲擊紐奧良的颶風卡里娜過后，二氧化氯就被用來清除被洪水淹沒后房屋上的危險霉菌。而中也于2006年3月6日預告二氧化氯為自來水消毒劑。
 二氧化氯發(fā)生器是我消化吸收美技術，執(zhí)行規(guī)準gb/t 20621-2006，同時結合我情和具體特點，在原各種消毒劑發(fā)生器的基礎上，在電材料、陽陰間距、電解面積、隔膜材料等方面作了反復的研究測試，精心設計而成。電解發(fā)生所產生的以c102為主，混c12、o3、h202等多種強氧化劑，具譜的氧化和殺菌能力，能殺滅水中各種芽孢病毒。經對市場上五大系列十三種消毒劑使用效果的試驗比較證明：c102效果很好，五分鐘內平均殺滅率100％。同時可以氧化水中機物及酚、fe2+、mn2+、cn-等物質，且不產生(致癌物質)、氯酚等。再經中預防醫(yī)學試驗證明，殺菌能力高于目前各類消毒劑，別在飲用水消毒上，毒理性。因此具的使用價值，達到了目前*水平。
■反應原理：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。
永州市化學二氧化氯發(fā)生器

化學法二氧化氯發(fā)生器分為兩類，一類為純二氧化氯消毒劑發(fā)生器，另一類為二氧化氯復合消毒劑發(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
化學法二氧化氯發(fā)生器的規(guī)格按設備的二氧化氯產量(g/h)區(qū)分確定。二氧化氯復合消毒劑發(fā)生器的規(guī)格按設備的效氯產量(g/h)區(qū)分確定。
二氧化氯發(fā)生器反應原理：
一類反應原理5NaCLO2+4HCL=4CLO2+5NaCL+2H2O或 2NaCLO3+H2O2+H2SO4=2CLO2+Na2SO4+O2+2H2O
二類反應原理：NaCLO3+2HCL+CLO2+1/2CL2+NaCL+H2o
高純法反應原理：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：每天污水量除以時間，再乘以投加量。
例如：某單位深井水水量為2400噸，時間為24小時，每小時污水量為100噸。按照投加量為4克/立方。
設備型號為：100立方污水*4克投加量=HB-400克

確定發(fā)生器的型號為：HB-400
四、二氧化氯發(fā)生器基本要求
1）、發(fā)生器的設計及電器設計應符合GB/T 4064 和GB 5083或相應的規(guī)準和組織的規(guī)準要求。
2）、發(fā)生器采用的PVC材料應符合GB 4219和QB/T 3802或相應的規(guī)準和組織的規(guī)準要求。
3）、發(fā)生器的應符合JB 2932或相應的規(guī)準和組織的規(guī)準的規(guī)定。
4）、發(fā)生器的反應系統應設置安裝置。
5）、各管道應泄漏現象。
6）、原料液輸送應連動裝置。
7）、發(fā)生器時所用原料yan酸、應符合相應規(guī)準的規(guī)定。
五、二氧化氯發(fā)生器技術要求
1）、二氧化氯消毒劑發(fā)生器
a) 發(fā)生器的二氧化氯產量應不低于額定值；
b) 發(fā)生器產生的消毒劑溶液中，二氧化氯（以效氯計）占總效氯的質量百分數不小于95%；
c) 主要原料如亞的轉化率不低于80%。
2）、二氧化氯復合消毒劑發(fā)生器
a) 發(fā)生器的效氯產量應不低于額定值；
b) 發(fā)生器產生的消毒劑溶液中，二氧化氯（以效氯計）占總效氯的質量百分數不小于55%；
c) 主要原料如、亞的轉化率不低于60%。
3）、在正常工況下，發(fā)生器的使用壽命不小于5 年，平均故障工作時間不少于8000h。
4）、發(fā)生器在正常工況下應具備良好的密封性，發(fā)生器在室內使用時（具備良好的通風條件，環(huán)境溫度以5℃～40℃為宜），室內環(huán)境中氯濃度應符合HJ/T 30的規(guī)定，其允許濃度應小于1mg/m。
5）、用于飲用水時，消毒后水中的亞氯酸根、氯酸根等原料殘留物的總量應不大于0.7mg/L。
六、產品規(guī)準
《化學法二氧化氯消毒劑發(fā)生器》HJ/T272－2006
《化學法復合二氧化氯發(fā)生器》GB/T 20621-2006

產品比較

1)二氧化氯消毒的優(yōu)缺點

優(yōu)點:具強氧化，不產生機氯化物(THMs) ;投放簡單方便;不受pH影響;經二氧化氯處理后，水中余氯穩(wěn)定，防止再污染的;因氧化強，可除去水中的色和味，不與酚形成氯酚臭;對鐵、錳的除去效果較氯強。較Cl2;缺點:ClO2、管理一定的危險性;通常就地，就地使用;制取設備復雜;操作管理要求高。

2)次消毒優(yōu)缺點

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

3)臭氧消毒的優(yōu)缺點

殺菌和殺滅病毒的效果均很好。優(yōu)點:強氧化能力，用量少，接觸時間短;pH值及氨的影響小;不影響水的感官性狀，同時還除臭、色、鐵、錳、酚等多種;除水中溴離子外，不產生機氯化物(THMs)。缺點:基建投資較大;高;水中O3不穩(wěn)定，控制和檢測O3均需一定的技術，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

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

5)紫外線的優(yōu)缺點

消毒效果好，但對懸浮物濃度要求。優(yōu)點:害的殘余物質;臭味;，易實現自動化;管理和維修低。缺點:電耗大;紫外燈管與石英套管需定期更換;對處理水的水質要求較高;后續(xù)殺菌。

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