二氧化氯處理技術(shù)

1、二氧化氯處理技術(shù)【集錦主要內(nèi)容 9rf)gU3+L :#eb1 gW 污水二氧化氯消毒技術(shù)的研究現(xiàn)狀及面臨的課題 o-msz 工業(yè)循環(huán)冷卻水使用二氧化氯發(fā)生器殺菌滅藻實(shí)施方案 A.w.rVDD 絮凝-二氧化氯-吸附法處理印染廢水 o m3y 二氧化氯處理含酚廢水工藝二氧化氯的性質(zhì)及殺菌消毒機(jī)理 y%ytU= 二氧化氯是由漢費(fèi)萊戴維先生于1811年發(fā)現(xiàn)到的。1843年時(shí)米隆用鹽酸將氯酸鉀酸化獲得了一種黃綠色氣體，并將這一氣體吸收在堿性溶液里獲得了亞氯酸鹽(以及氯酸鹽)，而米隆沒有將這種氣體作為二氧化氯識(shí)別。1811年Garzaralli-Thumlackh鑒別出這種氣體是二氧化氯和氯氣的混合物。

2、 :08,JL #YOAm, 二氧化氯為黃紅色氣體，帶有一種辛辣氣味，在空氣中的體積濃度超過10%時(shí)便有爆炸性，但在水溶液中則無危險(xiǎn)性。比重為3.09克/升(11)，熔點(diǎn)-59.5，沸點(diǎn)9.9(壓力為731mmHg時(shí)的沸點(diǎn))。在20和30mmHg壓力下，二氧化氯在水中的溶解度為2.9克/升。在水中能被光分解，與氨不起反應(yīng)。對(duì)人體有刺激，當(dāng)大氣中二氧化氯含量為14mg/L時(shí)，就可使人覺察；45mg/L時(shí)，明顯地刺激呼吸道。二氧化氯的揮發(fā)性較大，稍一曝氣即從溶液中逸出。溫度升高、曝光或與有機(jī)質(zhì)相接觸，會(huì)發(fā)生爆炸。因此，在實(shí)際應(yīng)用中，二氧化氯須避光保存，一般情況下，現(xiàn)場(chǎng)制備，現(xiàn)場(chǎng)使用。 oe$r $

3、C ndT 二、二氧化氯的作用 ox (%5c)b| J& zS 1、二氧化氯殺滅病菌和病毒的作用 j ?(C :0 EHIFTZ 我們知道，黃腐酸是腐殖質(zhì)的主要組成物質(zhì)，腐殖質(zhì)里黃腐酸(FA)的含量高達(dá)90%。通過研究和試驗(yàn)表明，二氧化氯與黃腐酸幾乎不生成氯仿，而液氯與黃腐酸反應(yīng)，則會(huì)生成大量氯仿。而且，氯仿的生成量隨著液氯的投加量和水中腐殖質(zhì)含量的增加而增加。 #ut qug cE 3、二氧化氯的殺菌消毒機(jī)理 I)6+6pm 2H| 二氧化氯是國(guó)際上公認(rèn)的含氯消毒劑中唯一的高效消毒劑（滅菌劑），它可以殺滅一切微生物,包括細(xì)菌繁殖體、細(xì)菌芽孢、真菌、分枝桿菌和病毒等。 其對(duì)微生物的殺滅機(jī)理為

4、：二氧化氯對(duì)細(xì)胞壁有較強(qiáng)的吸附穿透能力，可有效地氧化細(xì)胞內(nèi)含巰基的酶，還可以快速地抑制徽生物蛋白質(zhì)的合成來破壞微生物。紫外線消毒、臭氧、二氧化氯技術(shù)比較 EU;9 *W+ 對(duì)細(xì)菌的有效性 有 有 有 有 ?i0 I 對(duì)病毒的有效性 有一些 有一些 有一些 有 pa38x9m 設(shè)備投資 最低 比液氯高，比其它方法低許多 比臭氧高 液氯的 5 倍 *#|&JIEsi 運(yùn)行費(fèi)用 最低 比液氯高，比其他方法稍低 與臭氧類似 比液氯高 %OCb:s 優(yōu)點(diǎn) 1、 價(jià)廉 & h)yro 2、 技術(shù)成熟 HSKQ52 3、 有保護(hù)性余氯 3(N$nsi 4、 有持續(xù)殺菌的能力 1、 價(jià)廉 An0|uWH 2、

5、 可現(xiàn)場(chǎng)制造，技術(shù)成熟 G255qY 3、 有持續(xù)殺菌能力 殺菌效應(yīng)快 1、 除色臭味快 & JidYD 2、 廣譜殺菌消毒，消毒效率是氯消毒的 15 倍 fRX6$1X 3、 無二次污染 V1zmGy 缺點(diǎn) 1、 對(duì)病毒無效 Hvi49c 2、 其氧化性對(duì)人體有害 qe#tj/aZ 3、 有刺激性氣味并損害人體皮膚 1、 對(duì)病毒無效 gaw6Sn 2、 氣態(tài)的二氧化氯是劇毒的化合物，對(duì)人體有害，且與液氯一樣會(huì)有致癌的二次污染物的產(chǎn)生 1 、價(jià)格貴 U7F!Z( 9 2 、無持續(xù)殺菌能力 0sHkhls 3 、對(duì)水的前處理要求高 LEdh!s 2、 無持續(xù)殺菌能力 8GUXK 3、 安全要求高

6、 v kxT 適合類型 所有類型的污水處理或給水處理 1 、所有類型的污水處理 *g2x%aZWbG 2 、所有類型的給水處理 g) jYFfGfH 簡(jiǎn)單空氣殺菌、醫(yī)院、飲料生產(chǎn)用水、污水處理排放 1、 適合所有場(chǎng)合水處理的殺菌和消毒 #OA)U 2、空氣消毒 #*Ctwl,T +mn5Y: 3、器械表面消毒 kuP(r rx|pOz,: 通過上表可以看出，在消毒殺菌的有效性方面，臭氧與紫外線差不多，但臭氧的應(yīng)用范圍要比紫外線廣泛。在設(shè)備投資和運(yùn)行費(fèi)用方面，臭氧紫外線二氧化氯液氯。但根據(jù)對(duì)各種消毒方法的總體評(píng)價(jià)，臭氧是一種非常好殺菌消毒的方法。二氧化氯消毒劑生產(chǎn)和應(yīng)用中的幾個(gè)問題二氧化氯(以下

7、用ClO2)能有效地除去環(huán)境中的多種無機(jī)、有機(jī)、有毒物質(zhì)；殺滅各種病菌，病毒。已廣泛地應(yīng)用于中水處理、污水治理與飲用水消毒處理以及空氣凈化等環(huán)保領(lǐng)域。被譽(yù)為“環(huán)境凈化劑”。在環(huán)境嚴(yán)重污染，生態(tài)日益惡化的今天，ClO2對(duì)于治理環(huán)境，改善生態(tài)，保持國(guó)民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展，不斷提高人民健康狀況都將起到越來越重要作用。然而目前市場(chǎng)上銷售的ClO2產(chǎn)品中，很多產(chǎn)品存在嚴(yán)重的問題。因此，制定ClO2產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范ClO2市場(chǎng)，推廣優(yōu)良ClO2產(chǎn)品，是當(dāng)前急需解決的問題。 Z% UP6% *vMn$,0h9 二氧化氯產(chǎn)品可分為兩大類型 m1AJcs +=)+qS 1、各種類型、各種規(guī)格的ClO2發(fā)生器 lE6C

8、L 7G,T+N 目前我國(guó)的ClO2發(fā)生器從無到有，已有眾多生產(chǎn)廠家，但多屬于中、小型發(fā)生器，其技術(shù)水平一般，某些廠家由于技術(shù)力量薄弱，研發(fā)能力不強(qiáng)，照搬國(guó)外的某些落后產(chǎn)品，致使ClO2發(fā)生器工藝落后，存在著ClO2的收率低、純度不高和控制不穩(wěn)定等缺點(diǎn)，有的發(fā)生器副產(chǎn)物得不到分離，因而帶來二次污染的弊病，如有的ClO2發(fā)生器在生產(chǎn)ClO2的同時(shí)產(chǎn)生大量的氯氣，氯氣在進(jìn)行水處理時(shí)會(huì)產(chǎn)生有機(jī)氯化物，這會(huì)帶來更大的危害。此外對(duì)于某些大型ClO2發(fā)生器，尚需依賴進(jìn)口，不能滿足環(huán)保產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的需要?？上驳氖悄壳皣?guó)內(nèi)市場(chǎng)上開始出現(xiàn)了一些ClO2發(fā)生器新產(chǎn)品，其性能有了很大的提高。例如，成都立山眾聯(lián)環(huán)境污

9、染治理有限公司推出的LSX系列ClO2發(fā)生器，包括十項(xiàng)專利，技術(shù)先進(jìn)，無二次污染，自動(dòng)化程度高，可以安全運(yùn)轉(zhuǎn)，其多種型號(hào)可供選擇，已基本上能滿足處理上、中、下水的需要。 k9F=8q &%Tj/Qx 2、二氧化氯釋放劑 m#piU*va, ovVVcUs 由于ClO2非?；顡?，極不穩(wěn)定，不易存放，一般都是現(xiàn)用現(xiàn)制。連續(xù)大量的使用時(shí)，可用ClO2發(fā)生器，產(chǎn)生ClO2后直接通入使用系統(tǒng)，而對(duì)于用量相對(duì)較小，使用對(duì)象又分散的體系，使用ClO2釋放劑則比較方便。只要將ClO2釋放藥劑按一定比例溶于水中，就可以獲得一定濃度的ClO2水溶液。ClO2釋放劑的種類繁多，其大部分都是復(fù)方藥劑。產(chǎn)品可按商品包裝

10、的特點(diǎn)來區(qū)分：有液體、固體，有三元包裝、二元包裝、一元包裝的產(chǎn)品。ClO2釋放劑的品種繁多產(chǎn)品極不規(guī)范，質(zhì)量參差不齊，市場(chǎng)混亂。更由于某些不負(fù)責(zé)任的商業(yè)誘導(dǎo)和偽科學(xué)的虛假宣傳，已經(jīng)很大程度損壞了ClO2的優(yōu)良形象。目前市場(chǎng)上銷售的ClO2釋放劑絕大多數(shù)是應(yīng)用所謂的“穩(wěn)定性ClO2溶液”或工業(yè)亞氯酸鈉經(jīng)過酸化過程，在偏酸性的溶液中實(shí)現(xiàn)的。其實(shí)質(zhì)是溶液中的亞氯酸鈉發(fā)生歧化反應(yīng)，生成了ClO2。 0m ? )ROaJ 當(dāng)使用鹽酸作活化劑時(shí)，按下式進(jìn)行反應(yīng)： ehY5!D1Q w%sT(VdC 5NaClO2+4HCl= 4ClO2+5NaCl+2H2O t |oR7qaw 7VI*N)OZ8 該反應(yīng)

11、的特點(diǎn)是存在著一系列的平行反應(yīng)和連串反應(yīng)，且反應(yīng)的速率很慢，只有當(dāng)酸化劑的用量大于反應(yīng)計(jì)量的3-5倍時(shí)，反應(yīng)平衡才會(huì)向右移動(dòng)。當(dāng)5mol的NaClO2全部歧化時(shí)，也只能生成4mol的ClO2， 即ClO2-的利用率接近極限值為(467.5)/(557.5)100%=80%或者說反應(yīng)物料NaClO2的利用率的極限值為 (467.5)/(590.5)100%=59.66%但在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，活化反應(yīng)混合液的酸度不可能很高（PH很低）一般pH=3-4為宜。這時(shí)ClO2-的利用率不到30%，這不僅浪費(fèi)了大量的NaClO2，更嚴(yán)重的還有大部分的沒有轉(zhuǎn)化的ClO2-殘留在ClO2 產(chǎn)品的溶液中，而這種有害的C

12、lO2-是很難自然消除的。因而可以說采用這種方法生產(chǎn)的ClO2消毒劑的品質(zhì)是很差的。目前市場(chǎng)上的ClO2消毒劑產(chǎn)品實(shí)際情況也正是如此。我們對(duì)市場(chǎng)上現(xiàn)有的某些產(chǎn)品進(jìn)行了化驗(yàn)分析，同我們研制的產(chǎn)品進(jìn)行比較，其結(jié)果如表： gPc=2 dC4 n|7 項(xiàng)目 xn|(9#1o vVcob ZH 生產(chǎn)廠 Pr,q*_Yy 包裝 f:P* Gw ClO2 Q)z8PQl O ClO2 eQvg7 aO; Cl2 tWg hn: 1.8 hH 1.6 _ Qi&J.U 35% Jcm&RI hJUf5Q 北京某廠 RmmoGMQ 固體一元 x35= 51 MruKHipFE 169 c?&X? 27 8jo

13、p_PG 6 QD*35Y!d 23% T1Z;r* Zxs|%bQ 天津某廠 DiwxXqY 液固二元 7gvnlC( 170 9V& )SgWxDv 某廠 o+QE8H43 液固二元 1#*a:F&re 42 %Yicg6: 1544 m-*i4; 25 Lz!,kwg 4 %Bn?n / 6% v!PbLCqK v:o(Y 1Aq 上海某廠 wS+ K 液固二元 .irYM 910 gb v7 177 wV1M6? 53 ,(?po ( 6 O?U= OeD 991 !fQ+*X0g 77 OY5OJ* 11 |t) VM% 6 7t$MF. 95% 以上是各廠的產(chǎn)品溶于一定量水中的分析

14、結(jié)果，如果在一定量的水中溶解產(chǎn)品的數(shù)量增加一倍、二倍，則ClO2的濃度顯然也會(huì)增加一倍、二倍，但是其副產(chǎn)品ClO2-的濃度，Cl2 的濃度同樣也會(huì)增加一倍、二倍，而NaClO2的轉(zhuǎn)化率和ClO2的收率是不會(huì)改變的。它只決定于反應(yīng)的特性。從上述的理論分析， 與上表中的各廠產(chǎn)品質(zhì)量分析結(jié)果是一致的?？梢娔承S家的產(chǎn)品中只有很少的NaClO2原料(ClO2-)轉(zhuǎn)化成的ClO2，而絕大部分原料沒有被充分利用，這不但造成了極大的浪費(fèi)，過多的ClO2-存在于產(chǎn)品中也大大地影響了產(chǎn)品的質(zhì)量。 Za7q$7F7Bc he-Ji 從ClO2產(chǎn)品按包裝形式來分類則可分為：固體一元、固體二元、液體固體二元、液體二元

15、和液體固體固體三元包裝。多元包裝即把各種反應(yīng)物料分類包裝，防止以各種物料彼此接觸而發(fā)生反應(yīng)，釋放出ClO2。從而保障產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性，特別是確保商品在運(yùn)輸流通過程的安全性。這是由ClO2這類產(chǎn)品的科技特點(diǎn)所決定的。所謂“一元包裝”只不過是采用了水溶性高分子成膜材料包覆技術(shù)處理了粉狀的反應(yīng)物料使之各種反應(yīng)物料彼此分離后，再均勻混合包裝在一起。或者在干燥的狀況下參入了大量的防潮穩(wěn)定劑。這些反應(yīng)物在絕對(duì)無水或彼此不接觸的情況下，才能維持其穩(wěn)定。只要將其倒入水中，即可反應(yīng)生成ClO2。這種一元包裝產(chǎn)品為用戶的使用提供了方便，但也增加了生產(chǎn)成本，使用戶要額外支出更多的費(fèi)用。也會(huì)給產(chǎn)品中增加了不必要的副產(chǎn)

16、物，這種產(chǎn)品要求嚴(yán)密的防潮包裝和抗氧化包裝材料，稍有不慎，即會(huì)發(fā)生產(chǎn)品的泄漏和變質(zhì)，行業(yè)內(nèi)的人士都知道，這些產(chǎn)品貯存時(shí)間稍久，其包裝材料會(huì)發(fā)生變脆，有發(fā)生開裂的隱患。總之，筆者認(rèn)為，ClO2含量高，ClO2-副產(chǎn)物少的液固二元產(chǎn)品或液液二元產(chǎn)品都是優(yōu)良的產(chǎn)品，而其安全穩(wěn)定，價(jià)格低廉足以彌補(bǔ)使用中諸多不便的弊病。 Ryyur_( ;.Ie#Vr1N “穩(wěn)定性二氧化氯”是二氧化氯嗎？由于ClO2不穩(wěn)定，不易于保存使用，只能現(xiàn)用現(xiàn)配制，近幾年來國(guó)內(nèi)外將ClO2氣體采用過碳酸鈉和過氧化氫溶液進(jìn)行吸收，形成了一種穩(wěn)定的產(chǎn)物“定性二氧化氯”。在使用時(shí)，只要加入酸化劑酸化后，即可放出ClO2，形成一定濃度的

17、ClO2水溶液，從而便利了貯存、運(yùn)輸和使用，但所謂的“穩(wěn)定性ClO2 ”只能說是一種產(chǎn)生ClO2的原料或“前趨體”，絕不是ClO2。它在溶液中的形態(tài)是ClO2-。只有酸化后才能放出ClO2，很多人誤認(rèn)為“穩(wěn)定性ClO2 ”就是穩(wěn)定的ClO2，正是由于這個(gè)糊涂的概念將ClO2標(biāo)準(zhǔn)攪的一塌糊涂，尤其是用“有效ClO2 ”作為衡量 ClO2產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)，更是蒙蔽了用戶，誤認(rèn)為“有效ClO2 ”就是有實(shí)效的ClO2。其實(shí)有效ClO2只不過說明有多少ClO2被吸收在某種溶液當(dāng)中了，至于這些ClO2能否完全釋放出來，能否起到氧化消毒作用，則完全是另外一回事。只有活化好的，將ClO2-轉(zhuǎn)化成ClO2，才能真正

18、起到ClO2氧化消毒的作用。而目前市場(chǎng)的絕大多數(shù)ClO2釋放劑產(chǎn)品，是做不到這點(diǎn)的，只能將少部分的ClO2-轉(zhuǎn)化成ClO2，使其消毒作用大打折扣。因此，我們絕對(duì)不能將“穩(wěn)定性ClO2 ”當(dāng)成ClO2，也不能將NaClO2 溶液當(dāng)成穩(wěn)定性ClO2，更不能將“有效ClO2”當(dāng)成“有實(shí)效的ClO2”。 q )lnS ) J3b4cxm 其他問題： SL&hJs4c vhT_=:x 1、ClO2的含量問題：上已述及用“用有效ClO2含量”來標(biāo)定ClO2產(chǎn)品肯定是不合理的，在“標(biāo)準(zhǔn)”中應(yīng)該用ClO2的實(shí)際含量來標(biāo)定產(chǎn)品。相應(yīng)的分析檢驗(yàn)方法也應(yīng)該有新規(guī)定，此處不再論述。 b2AP: k 9HLpiOH 2

19、、 現(xiàn)市售的各個(gè)ClO2產(chǎn)品中ClO2的使用濃度相差極大，有從幾十mg/L到上千mg/L，既然都是ClO2產(chǎn)品 ，使用濃度相差如此巨大，這也是因?yàn)楦鞣NClO2產(chǎn)品的實(shí)際含量的巨大差別所造成的，只要產(chǎn)品中ClO2的濃度標(biāo)準(zhǔn)了，這個(gè)問題也就迎刃而解了。 wFIh63 fKa7R 3、各種ClO2產(chǎn)品中所含有的雜質(zhì)大不一樣，應(yīng)該有個(gè)統(tǒng)一的規(guī)定，才能防止偽劣產(chǎn)品的泛濫。 ,j6Cj4 6Bm9?eU0 4、ClO2本身是不穩(wěn)定的，其水溶液在避光、低溫下也只能保持幾天，而所謂的“穩(wěn)定性ClO2”只不過是配制ClO2水溶液的原料，因此用其“原料”的穩(wěn)定性作為ClO2產(chǎn)品的穩(wěn)定性顯然是不適宜的。不同的ClO

20、2產(chǎn)品，有不同的穩(wěn)定性，應(yīng)該由ClO2生產(chǎn)廠如實(shí)制定其不同的標(biāo)準(zhǔn)，允許用戶根據(jù)需要選擇其所需。ClO2廠方更應(yīng)該在產(chǎn)品說明書上提供產(chǎn)品(包括原料)的“穩(wěn)定曲線”(貯存壽命曲線)。這樣才能科學(xué)的反應(yīng)產(chǎn)品的本質(zhì)。 W;Jx95 %。 +IsWI;lp Rc7.MwzjX 由于該產(chǎn)品不同于“穩(wěn)定性ClO2溶液”也不同于“NaClO2溶液”，因此不能沿用“穩(wěn)定性ClO2的行 的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)”更不能使用所謂的“有效ClO2”含量來評(píng)價(jià)。而應(yīng)以活化后ClO2的實(shí)際含量來評(píng)價(jià)。 T.9F*S ;.9#B, 在研發(fā)ClO2新產(chǎn)品過程，我們對(duì)ClO2在環(huán)保產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用也有了更新的認(rèn)識(shí)和提高。結(jié)合在污水治理，中水回用

21、、飲用水消毒凈化、景觀水治理等多項(xiàng)技術(shù)和環(huán)保治理的研究、設(shè)計(jì)的工作中逐步積累了經(jīng)驗(yàn)，現(xiàn)在我們已具備了應(yīng)用推廣ClO2發(fā)生器及ClO2釋放劑的條件和設(shè)計(jì)、承接、安裝各種大、中、小型水治理工程的能力。我們將以先進(jìn)的ClO2發(fā)生器和ClO2釋放劑為依托與各有志于環(huán)保事業(yè)的同仁橫向聯(lián)合，廣泛合作，共同為我國(guó)的環(huán)保事業(yè)做出貢獻(xiàn)。 二氧化氯是一種優(yōu)良的消毒劑和強(qiáng)氧化劑,被崇為第4代消毒劑,是世界衛(wèi)生組織(WTO)和世糧農(nóng)組織(FAO)推薦的A1級(jí)廣譜、安全和高效消劑。二氧化氯以其獨(dú)特的氧化性能在紙漿漂、水處理和殺菌消毒等領(lǐng)域的應(yīng)用不斷增長(zhǎng)。作紙漿的漂白劑,其應(yīng)用越來越普遍,至今還未發(fā)現(xiàn)種在成本、紙漿白度與

22、強(qiáng)度方面超過穩(wěn)定性二氧氯的替代品。二氧化氯是強(qiáng)氧化劑,是取代氯氣最佳水處理劑;也是理想的化學(xué)消毒殺菌劑。許國(guó)家已先后頒布法令,推薦或強(qiáng)制在食品添加劑、療衛(wèi)生、水產(chǎn)養(yǎng)殖、飲用水處理或其他水處理領(lǐng)域諸多行業(yè)中使用穩(wěn)定性二氧化氯。 - coyS=. 0JOju$Bl, 二氧化氯在帶壓情況下極易爆炸,壓縮或儲(chǔ)存二氧化氯的諸多嘗試,無論是單獨(dú)或同其他氣體結(jié)合,在商業(yè)上均未成功,因而通常在使用地點(diǎn)現(xiàn)場(chǎng)制造。二氧化氯發(fā)生技術(shù)分為化學(xué)法和電解法,電解法由于其經(jīng)濟(jì)性的原因發(fā)展緩慢,而化學(xué)法已趨成熟,根據(jù)主要原料的不同又可分為亞氯酸鹽法和氯酸鹽法。筆者主要介紹亞氯酸鹽法和氯酸鹽法發(fā)生二氧化氯的技術(shù)進(jìn)展。 C_89

23、YFn+ $AC eR/% 1亞氯酸鹽法 :Q#H(26r vD _Xv 該法以亞氯酸鈉為主要原料,盡管價(jià)格昂貴,但在酸性等溫和條件下極易釋放出二氧化氯,因而廣泛用于小型二氧化氯發(fā)生器中。目前,以亞氯酸鈉為原料發(fā)生二氧化氯的方法主要有酸化法、氯氣氧化法、過硫酸鹽氧化法、二氧化碳法等,不同的方法化學(xué)反應(yīng)方程式見表1。 BfExC iPJ 9Gh7 %!W 6mBkJ =F!,a 7#m:K b =d)R Solvay法的生產(chǎn)設(shè)備簡(jiǎn)單,操作方便。R8法是Solvay法與R3法的結(jié)合,它與SVP-LITE的最大區(qū)別是反應(yīng)中酸度的不同。SVP-SCW是將SVP-LITE二氧化氯發(fā)生器的酸性芒硝產(chǎn)品洗滌

24、轉(zhuǎn)變?yōu)橹行悦⑾?、硫酸和甲醇的水溶?并將后兩者重新返回發(fā)生器使用。SVP-GAP/S主要針對(duì)SVP-LITE法產(chǎn)生的酸性芒硝,經(jīng)過濾、洗滌回收氯酸鈉后再溶解,經(jīng)具有吸收樹脂填充床的酸凈化單元回收硫酸,獲得中性芒硝,也適用于其他二氧化氯發(fā)生系統(tǒng)。R9法是將R8法排出的鹽經(jīng)電解生產(chǎn)出酸和堿,從而將廢物消化,其中硫酸返回發(fā)生器重新利用。R10法是將其他工藝產(chǎn)生的副產(chǎn)品酸性芒硝轉(zhuǎn)變成中性芒硝,分離出酸送回發(fā)生器。SVP-SCW、SVP-LITE、SVP-GAP/S、R9和R10法的目的是采用電解或物理洗滌酸性芒硝的方法回收硫酸,得到中性芒硝的清潔生產(chǎn)集成過程。 eaZ)1od S9F!mi 2.3過氧

25、化氫為還原劑 PL$(/Z 1_dMe%53 以過氧化氫為還原劑,氯酸鈉在硫酸中還原為二氧化氯,該法產(chǎn)品高純,過程高效,沒有氯氣產(chǎn)生,已引起人們的重視,是一種很有前途的工藝。以過氧化氫為還原劑生產(chǎn)二氧化氯有以下優(yōu)點(diǎn):產(chǎn)生的鹽大量減少；消除有機(jī)還原劑;反應(yīng)速度比甲醇法快;能夠用在現(xiàn)有的許多裝置上。此外,Edward對(duì)比了二氧化硫、甲醇和過氧化氫等還原劑,以同樣的氯酸鹽制備二氧化氯,發(fā)現(xiàn)過氧化氫法能獲得最高的產(chǎn)量和效率,氯酸鈉的目標(biāo)轉(zhuǎn)化率達(dá)到95%以上,而其他方法一般在70%85%。其主要代表技術(shù)有R11法、SVP-HP法、SVP-HPA法、SVP-GLS法,其化學(xué)反應(yīng)方程式為： l#5k8+s

26、bCac .x#jo 2NaClO3+H2O2+H2SO4=2ClO2+O2+Na2SO4+2H2O Zia|peW bq-: CZe SVP-HP法采用H2O2為還原劑,副產(chǎn)中性Na2SO4,生產(chǎn)能力提高30%100%。SVP-HPA法與SVP-HP法的區(qū)別是,前者常壓下反應(yīng),后者為負(fù)壓。SVP-GLS法采用SVP-HP技術(shù),將過程產(chǎn)生的芒硝電解為硫酸和燒堿,硫酸循環(huán)回發(fā)生器。R12、R13和SVP-SCS法可以使用以上所述的任何還原劑。R12法電解出氯酸和氯酸鈉混合液代替氯酸鈉原料,減少副產(chǎn)芒硝,副產(chǎn)NaOH。R13法利用R12過程中的氯酸代替氯酸鈉作原料,無芒硝生成。SVP-SCS法則選

27、擇一定量副產(chǎn)芒硝電解轉(zhuǎn)化為NaOH和硫酸,酸循環(huán)回發(fā)生器。其他的還有使用含碳材料、硫酸鉻和以甲酸、乙酸為代表的有機(jī)還原酸為還原劑的方法(見表4),在工業(yè)上并沒有大規(guī)模應(yīng)用。HJL法采用蔗糖為還原劑,成本低、生產(chǎn)的二氧化氯純度高,是非常有發(fā)展前途的二氧化氯發(fā)生工藝。 Q1Op$ h tVajs D*2p i6!7D 綜上所述,由于價(jià)格和反應(yīng)特點(diǎn)的不同,亞氯酸鹽法常用于小型二氧化氯發(fā)生器中,因此操作簡(jiǎn)單,易于控制,產(chǎn)品純度高;而氯酸鹽法生產(chǎn)二氧化氯則普遍用于工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)中。目前國(guó)內(nèi)外大多使用氯化鈉、甲醇和二氧化硫作為還原劑,氯化鈉法發(fā)生二氧化氯的產(chǎn)品中氯氣含量占整個(gè)發(fā)生氣體的1/3,且產(chǎn)生大量

28、硫酸鈉;二氧化硫法由于使用氣體二氧化硫同樣會(huì)使產(chǎn)生的二氧化氯純度不高,并且同樣會(huì)有氯氣雜質(zhì)產(chǎn)生。甲醇法雖然不會(huì)產(chǎn)生氯氣,但由于過程氧化程度的不同,產(chǎn)生的甲醛、甲酸及自身?yè)]發(fā)的甲醇都會(huì)污染產(chǎn)品,同時(shí)發(fā)生系統(tǒng)的高酸度會(huì)產(chǎn)生大量酸式廢鹽倍半硫酸鈉。自氯酸鹽法制備二氧化氯系統(tǒng)問世以來,系統(tǒng)中的酸性芒硝處理和減少產(chǎn)品中的氯氣問題一直是個(gè)難題。力求降低芒硝產(chǎn)量的努力已取得長(zhǎng)足進(jìn)步,如在R2法基礎(chǔ)上發(fā)展起來的R3、R3H、R5和SVP法已大大降低了芒硝產(chǎn)量；R8、SVP-LITE、SVP-MeOH等工藝都可進(jìn)一步降低芒硝和氯氣,有些還可不含氯氣副產(chǎn)物,相對(duì)提高了氯酸鈉的利用率。凱密迪組合工藝和勒季組合工藝等

29、綜合二氧化氯制備系統(tǒng)幾乎無芒硝產(chǎn)品,解決了二氧化氯制備存在的難題。 3 M:B?2 _F$t#.o 3結(jié)語(yǔ) F8r455_W OD!CnK 上面報(bào)道的幾種方法大多采用末端污染治理的方法,而以過氧化氫為還原劑的二氧化氯發(fā)生方法可以從源頭上大大降低產(chǎn)品中氯氣的含量,減少酸性芒硝的產(chǎn)量。由于以往過氧化氫價(jià)格高昂,故影響了該技術(shù)的發(fā)展。隨著過氧化氫制備技術(shù)的發(fā)展,價(jià)格的不斷降低,采用過氧化氫法制備二氧化氯的技術(shù)已成為該領(lǐng)域中最有前景的研究開發(fā)方向。筆者所在的課題組對(duì)該過程展開了大量的研究工作,目前中試設(shè)計(jì)已經(jīng)完成,中試試驗(yàn)正在進(jìn)行之中。并且根據(jù)該過程反應(yīng)高純高效的特點(diǎn),提出了生產(chǎn)高純亞氯酸鹽和小型二氧

30、化氯發(fā)生器的開發(fā)技術(shù),將二氧化氯發(fā)生技術(shù)的國(guó)產(chǎn)化推進(jìn)到工業(yè)化和裝備化的階段。國(guó)內(nèi)二氧化氯企業(yè)小而分散,目前尚未形成與國(guó)外公司相抗衡的大型企業(yè),多是仿制國(guó)外技術(shù),而對(duì)生產(chǎn)工藝沒有重大改進(jìn),因此盡快開發(fā)出具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)特色的二氧化氯發(fā)生技術(shù)目前企業(yè)和科研機(jī)構(gòu)面臨的重要問題。此外,二氧化氯的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),如對(duì)產(chǎn)品純度、發(fā)生器標(biāo)準(zhǔn)等方面的限制也不明朗,應(yīng)盡快制定一系列科學(xué)合理的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。 二氧化氯在飲用水處理中的應(yīng)用研究 WEw6)1T 二氧化氯對(duì)微生物殺滅作用研究 *SG2k .$ gHscj;SM 1 殺滅細(xì)菌研究 ?(Fb_i 2oG : 銀燕等人研究了二氧化氯溶液對(duì)細(xì)菌芽孢的殺滅效果，進(jìn)行了懸液

31、定量殺菌試驗(yàn)。研究結(jié)果表明以含二氧化氯25.0mg/L的溶液作用20min，對(duì)枯草桿菌黑色變種芽孢的平均殺滅率為99.9%。以其100mg/L溶液作用10min，殺滅率達(dá)100%。劉繼敏等人對(duì)二氧化氯消毒劑（維諾消凈王）的殺菌效果進(jìn)行了試驗(yàn)觀察。以含500mg/L二氧化氯的溶液對(duì)布片上枯草桿菌黑色變種芽胞作用10min，殺滅率達(dá)100%。以含50%上牛血清的菌懸液染于布片上，對(duì)其殺菌作用沒有明顯影響。未經(jīng)檸檬酸活化的該劑置于5414d，二氧化氯含量平均下降率為4.79%。Longley KE研究表明，二氧化氯殺滅細(xì)菌芽胞的作用較同濃度氯者為強(qiáng)。 BcO2* 3 2l4i-; 3 滅活病毒研究

32、m: 穩(wěn)定性二氧化氯是靠強(qiáng)氧化能力破壞微生物細(xì)胞賴以生存的酶，阻止蛋白質(zhì)的合成過程，從而將其分解殺死。因此二氧化氯沒有抗藥性。穩(wěn)定性二氧化氯作為飲用水系統(tǒng)中的殺菌劑，效果明顯優(yōu)于氯氣和其他含氯制劑，具有殺菌廣譜，投加量小，藥效維持時(shí)間長(zhǎng)、不產(chǎn)生抗藥性、消毒費(fèi)用低，其在飲用水處理應(yīng)用方面具有先進(jìn)性、必要性、安全可靠性和實(shí)際可能性，是理想的飲有用水消毒劑。飲用水是否衛(wèi)生和安全直接關(guān)系到人類的生命與健康，目前雖然有不少人開始喝純凈水、礦泉水，但中國(guó)人絕大多數(shù)喝的仍是天然水體經(jīng)常規(guī)處理工藝處理后的自來水。由于天然水體受到的各種污染日趨嚴(yán)重，自來水仍采用液氯進(jìn)行消毒，將造成水中存在不安全隱患。 &/p

33、9+gd :6mFLR 目前，我國(guó)自來水廠大部分采用液氯進(jìn)行水的消毒，液氯在消毒過程中與水中存在的腐殖質(zhì)及其他有機(jī)物作用會(huì)產(chǎn)生氯仿等有機(jī)鹵代物。美國(guó)環(huán)保局曾指出，在用液氯消毒的飲用水中，有機(jī)鹵代烴類化合物普遍存在，其中氯仿、溴仿、一溴二氯甲烷、二溴一氯甲烷等有機(jī)鹵代物含量最多。 - AiC6u &I8ZVtg 科學(xué)家經(jīng)過大量動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究證明，氯仿為致癌物，一溴二氯甲烷、二溴一氯甲烷具有使肝、腎中毒的作用，它們對(duì)人體的危害已被世界公認(rèn)。美國(guó)、加拿大、日本等國(guó)家的學(xué)者經(jīng)調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，在有機(jī)鹵代烴含量高的區(qū)域，胃癌、肝癌和膀胱癌的發(fā)病死亡率明顯增高。我國(guó)臺(tái)灣成功大學(xué)楊倍昌教授研究了臺(tái)灣地區(qū)14個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)

34、用液氯進(jìn)行飲用水消毒與癌癥危險(xiǎn)性關(guān)系，并與13個(gè)未用液氯消毒的鄉(xiāng)鎮(zhèn)進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在19811991年間，用液氯消毒的鄉(xiāng)鎮(zhèn)其結(jié)腸癌、膀胱癌、肺癌及腎癌的死亡率明顯高于未加液氯的鄉(xiāng)鎮(zhèn)。 V! p;ME oID, PB*9 我國(guó)曾規(guī)定飲用水中氯仿的含量不得超過60微克/升，美國(guó)則更為嚴(yán)格，規(guī)定氯仿、一溴二氯甲烷和二溴一氯甲烷的總含量不得超過80微克/升。但是，采用液氯進(jìn)行飲用水的消毒，氯仿含量超標(biāo)現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。前不久，非典疫情暴發(fā)，有的電視臺(tái)還專門報(bào)道不少水廠都在加大消毒劑的投放量，以確保安全，但卻增加了以上致癌物質(zhì)產(chǎn)生的幾率。 K3Lww)Ln ewcDbt 由于液氯消毒飲用水存在不安全隱患，

35、世界衛(wèi)生組織和世界糧農(nóng)組織已向全世界推薦A1級(jí)廣譜、安全和高效的消毒劑二氧化氯。目前，歐洲各國(guó)、美國(guó)和加拿大等的大多數(shù)水廠都已使用該消毒劑。美國(guó)環(huán)保局將二氧化氯作為替代液氯的首選消毒劑，并對(duì)二氧化氯用于飲用水消毒做了具體規(guī)定。意大利不僅采用二氧化氯處理飲用水，而且還將其用于鋼廠、電廠、紙漿廠和石油化工廠等用水和冷卻水系統(tǒng)中控制生物污染的藥劑。我國(guó)目前也有幾十家水廠采用二氧化氯消毒。 K7|BXGL8r8 _ . _ 二氧化氯之所以被廣泛接受，主要原因有四點(diǎn)：二氧化氯在失活病毒及其他微生物方面比液氯更有效，即殺菌效果明顯好于液氯；二氧化氯在水中不形成氯仿等對(duì)人體健康有害的有機(jī)鹵代物；二氧化氯殺菌

36、特性幾乎不受pH影響；二氧化氯可用于控制藻類、腐敗植物和酚類化合物產(chǎn)生的嗅和味等。 YvonZ k 2j:&p 據(jù)有關(guān)資料介紹，目前我國(guó)已擁有用高純二氧化氯替代液氯進(jìn)行飲用水消毒的成熟技術(shù)。這其中包括生產(chǎn)穩(wěn)定性二氧化氯及其活化技術(shù)，生產(chǎn)二氧化氯發(fā)生器設(shè)備的技術(shù)。并有準(zhǔn)確分析水中二氧化氯、氯氣、亞氯酸根和氯酸根的方法，為我國(guó)推廣二氧化氯消毒飲用水提供了技術(shù)保障。從成本上分析，采用現(xiàn)場(chǎng)制備二氧化氯的方式進(jìn)行飲用水消毒的成本較液氯僅高出00035元/噸水左右，采用穩(wěn)定性二氧化氯的綜合成本稍高，約為0.10.2元/噸水。 1. 二氧化氯簡(jiǎn)介 JHcC+H P:=3;dv 二氧化氯為黃綠色氣體，帶有一種

37、與氯氣或臭氧類似的特征氣味，分子式為ClO2，分子量為67.45。二氧化氯以自由基單體存在，氯氧鍵表現(xiàn)出明顯的雙鍵特征，鍵角為117.5，鍵長(zhǎng)為1.47A。 比重為3.09克/升(11 )，熔點(diǎn)-59.5 0C，沸點(diǎn)9.9 (壓力為731 mmHg時(shí)的沸點(diǎn))。在20和30 mmHg壓力下，二氧化氯在水中的溶解度為2.9克/升。在水中能被光分解，與氨不起反應(yīng)。二氧化氯對(duì)人體有刺激，當(dāng)大氣中二氧化氯含量為14mg/L時(shí)，就可使人覺察；45mg/L時(shí)，明顯地刺激呼吸道；另外，當(dāng)二氧化氯在空氣中的體積濃度超過10%時(shí)會(huì)有爆炸性，但在水溶液中則無危險(xiǎn)性，因此在使用二氧化氯時(shí)要非常小心。二氧化氯的揮發(fā)性較

38、大，稍一曝氣即從溶液中逸出。溫度升高、曝光或與有機(jī)質(zhì)相接觸，也會(huì)發(fā)生爆炸。因此，在實(shí)際應(yīng)用中，二氧化氯須避光保存，一般情況下，得現(xiàn)場(chǎng)制備，現(xiàn)場(chǎng)使用。 y 2bZoZ 7 yK 2. 二氧化氯的產(chǎn)生 w _n)*he)z C82Mt 二氧化氯可以通過以下多種方法產(chǎn)生： c8A / 0GEK xVF 1) 硫酸法制造二氧化氯 (h%!Kun zgVS Qo 2NaClO3+SO2+H2SO4=2ClO2+Na2SO4+H2SO4 x,pz X( vn7k dx 2) 二氧化硫法制造二氧化氯 !TH#sU$ Tj9btM*cL 2NaClO3+SO2=2ClO2+Na2SO4 crG+BFi Cz5

39、& x2 3) 甲醇法制造二氧化氯 X H,1J-S $ac VJI? 2NaClO3+CH3OH+H2SO4=2ClO2+HClO+Na2SO4+2H2O f6 Ey4%NH- 4) 硫酸氯化鈉法制造二氧化氯 lVD8# bxLeQWr6 2NaClO3+2NaCl+H2SO4=2ClO2+Cl2+Na2SO4+2H2O b=(? PZ06 _ 5) 鹽酸法制造二氧化氯 KG=h!Meq HY|=Zl NaClO3+2HCl= ClO2+1/2Cl2+ NaCl+ H2O fqRognUu qk+cK;+ 6) 亞氯酸鈉硫酸反應(yīng) B 5NaClO2+4HCl=4 ClO2+5 NaCl+2H

40、2O dB3aSN7 *Ar6 8) 亞氯酸鈉次氯酸鈉酸反應(yīng) mVQZfoF -X1oC52A 2NaClO2+HOCl=2ClO2+NaCl+NaOH 9j6# # # :F8D 9) 亞氯酸鈉和氯氣反應(yīng) *p&c2 =X.lD*:#o 二氧化氯對(duì)于其他傳染性細(xì)菌同樣具有高效的殺滅性，比如葡萄球菌和沙門氏菌。用劑量為2mg/L的二氧化氯殺菌的存活率比用10mg/L的氯氣低得多。一個(gè)消毒劑用于消毒時(shí)，必須具有特定的微生物殺滅或去活性的標(biāo)準(zhǔn)。通常根據(jù)EPA（環(huán)境保護(hù)組織）對(duì)消毒的定義，以CT值（即濃度*接觸時(shí)間的函數(shù)）看，二氧化氯要使99.9%的Giardfia lamblia孢子或99.99%

41、的傷寒病毒失去活性都有可靠的保證。根據(jù)美國(guó)環(huán)?？偸穑‥PA）的規(guī)定，二氧化氯在飲用水中最大消毒殘留水平(MRDL)為0.8mg/L，其消毒副產(chǎn)物亞氯酸根離子的最大污染物水(MCL)為1.0 mg/L。因此在二氧化氯用于飲用水消毒時(shí)，只要不超過以上規(guī)定就可以認(rèn)為是安全的。 41pk )8pt # X:!xcl 2) 對(duì)THMs的控制 MnG9KR GrwoV 近來研究表明，氯氣與水中的腐植物質(zhì)反應(yīng)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生氯仿和其他氯化和溴化有機(jī)衍生物，統(tǒng)稱為三氯甲烷（THMs）。國(guó)際腫瘤研究組織（IARC）和美國(guó)國(guó)家毒理綱（NTP）都已證實(shí)氯仿對(duì)動(dòng)物有致癌作用。二氧化氯和氯氣與THM前體的反應(yīng)是完全不同的。二

42、氧化氯主要發(fā)生氧化反應(yīng)，而氯氣則同時(shí)發(fā)生氧化反應(yīng)和親電取代反應(yīng)，產(chǎn)生易揮發(fā)的和不易揮發(fā)的氯化有機(jī)物（THMs）。二氧化氯與THM的前體反應(yīng)，使他們無反應(yīng)性或不會(huì)形成THM。這說明用二氧化氯對(duì)原水進(jìn)行預(yù)處理會(huì)有效減少THM的產(chǎn)生。 fB +.eN 2r3DrpJ 3) 對(duì)味和嗅的控制（氧化作用） ($)f#s MNy)= d&B 2ClO2+5Mn2+6H2O=5MnO2+12H+2Cl- ,zCrix 3 Tk9/1C8 二氧化錳不溶于水，可在濾池去除。二氧化氯能迅速將Fe2+氧化為Fe3+，以氫氧化鐵的形式沉淀析出 V;bb5yZ !&8j7 ClO2+5Fe(HCO2)2+2H2O=5Fe

43、(OH)3+H+Cl-+10CO2 (#w8/JxF 2mJhcj 二氧化氯能將硫化物迅速氧化為硫酸鹽。 _$OhV#LKG G twx ; 4) 對(duì)色度的控制 )&,Q=i &Wj %T 二氧化氯具有較強(qiáng)的氧化作用，所以有較好的脫色作用。例如江南太湖系某河流，在初春其原水色度為17度，而傳統(tǒng)的水處理工藝，即反應(yīng)、沉淀、過濾、液氯消毒只能脫色4度，即達(dá)到14度，而當(dāng)投加二氧化氯時(shí)，則色度有顯著降低，如當(dāng)預(yù)投加二氧化氯0.5mg/L時(shí)，色度可降低至11度；當(dāng)預(yù)投加二氧化氯1.0mg/L，色度可降低至10度；當(dāng)預(yù)投加二氧化氯1.5mg/L(或大于1.5mg/L)時(shí)，色度可降低至9度，也即傳統(tǒng)的水處

44、理工藝，其脫色效率只能達(dá)到23.5%，而二氧化氯對(duì)低色度的原水，其脫色效率可以達(dá)到47.0%。 4. 二氧化氯的應(yīng)用 YoD1a| C7%+1wD8 目前，我國(guó)二氧化氯的應(yīng)用比較普遍。在食品、衛(wèi)生、醫(yī)療、工業(yè)用水、污水處理和生活飲用水等多方面都有應(yīng)用。但是由于我國(guó)對(duì)二氧化氯的研究較晚，其實(shí)際應(yīng)用與廣闊的市場(chǎng)相比還是十分有限的。 uS3 s wOtGIi3 國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上與二氧化氯有關(guān)的產(chǎn)品種類較多。根據(jù)了解主要有兩種形式：一種是各種穩(wěn)定性二氧化氯產(chǎn)品，產(chǎn)品形式主要有液體和固體粉劑兩種。這類型產(chǎn)品由于其穩(wěn)定性高，可以長(zhǎng)期儲(chǔ)存，使用較為方便，所以主要應(yīng)用于一些周期性的、比較集中的、臨時(shí)性的局部消毒場(chǎng)所

45、，比如食品加工企業(yè)的設(shè)備、空氣系統(tǒng)的消毒，醫(yī)院賓館、飯店的消毒，以及家庭的局部消毒等場(chǎng)所。從經(jīng)濟(jì)角度講，這種消毒方式的綜合成本較高，如果應(yīng)用于飲用水消毒，處理綜合成本約為0.10.2元/噸水。從消毒工藝上講，其操作比較簡(jiǎn)便，設(shè)備也很簡(jiǎn)單，有些場(chǎng)所甚至不需要專用設(shè)備，只需要簡(jiǎn)單的溶解容器即可進(jìn)行消毒操作。第二種是代理國(guó)外的產(chǎn)品或國(guó)內(nèi)自行研制生產(chǎn)的二氧化氯發(fā)生器，這類產(chǎn)品在國(guó)內(nèi)也有幾十種之多，產(chǎn)品性能參差不齊。這種產(chǎn)品的特點(diǎn)是采用兩種或兩種以上的化工原料，通過發(fā)生器現(xiàn)場(chǎng)制備二氧化氯直接用于消毒生產(chǎn)，根據(jù)前面介紹，性能較好的設(shè)備生產(chǎn)二氧化氯的純度要高于95%，安全性也是比較有保障的，廣泛應(yīng)用于飲用水

46、、污水以及游泳池等消毒場(chǎng)所。從經(jīng)濟(jì)角度講，這種消毒方式的綜合成本較氯氣的成本略高一些，但比采用穩(wěn)定性二氧化氯產(chǎn)品要低得多。與第一種方式比較，這種方式需要專用生產(chǎn)設(shè)備，工藝相對(duì)比較復(fù)雜。 3nV 4/S% eZB 綜合以上兩種二氧化氯應(yīng)用方式，作者認(rèn)為這兩種方式各有其不可替代的特點(diǎn)。穩(wěn)定性二氧化氯的產(chǎn)品種類繁多，有各種形式的消毒劑和保鮮劑，應(yīng)用范圍十分廣泛，而且其具有使用操作簡(jiǎn)便，可以根據(jù)需要隨時(shí)進(jìn)行消毒的優(yōu)點(diǎn)，尤其對(duì)傳染病的控制時(shí)，更體現(xiàn)了其定點(diǎn)、及時(shí)、迅速、有效的優(yōu)點(diǎn)。這種方式的相對(duì)成本較高，因此不易持續(xù)過長(zhǎng)時(shí)間。而二氧化氯發(fā)生器相對(duì)處理成本較低因此主要適用于連續(xù)性、日常性的消毒場(chǎng)合，比如飲

47、用水廠、污水廠等，國(guó)內(nèi)的許多水廠就是應(yīng)用這種方式，比如廣西玉林玉州區(qū)江南自來水廠今年7月就建成兩套先進(jìn)的二氧化氯自來水消毒設(shè)備，有效地改善了飲用水水質(zhì)。但是，目前我國(guó)在推廣使用二氧化氯的過程中還存在一些制約因素。首先是觀念的轉(zhuǎn)變，這其中既包括供水單位和企業(yè)的觀念，也包括每一位用戶。供水單位和企業(yè)在現(xiàn)有的運(yùn)行條件下對(duì)于需要大量投入的新工藝大多采取“旁觀”的態(tài)度，因?yàn)樘幚沓杀炯哟髣?shì)必導(dǎo)致水價(jià)的上漲，而廣大用戶對(duì)于價(jià)格問題又十分敏感，調(diào)整水價(jià)的難度較大。作為用戶更應(yīng)該轉(zhuǎn)變觀念，了解水污染的現(xiàn)狀，充分理解和支持與提高生存質(zhì)量有關(guān)的行動(dòng)。其次，作為國(guó)家有關(guān)職能部門應(yīng)該及時(shí)準(zhǔn)確了解行業(yè)動(dòng)態(tài)，及時(shí)出臺(tái)相關(guān)政

48、策和法規(guī)以規(guī)范市場(chǎng)，據(jù)了解國(guó)家已經(jīng)出臺(tái)了液體穩(wěn)定性二氧化氯的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，這樣有利于該行業(yè)規(guī)范有序的發(fā)展。國(guó)家還應(yīng)該盡快出臺(tái)與二氧化氯有關(guān)的其他產(chǎn)品的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，比如固體粉劑穩(wěn)定性二氧化氯、二氧化氯發(fā)生器等。只有在規(guī)范的指導(dǎo)下才能使二氧化氯產(chǎn)業(yè)正常地發(fā)展，才能使廣大人民盡早感受到他帶來的益處。 Q,E( s (3C6Wt 5. 結(jié)束語(yǔ) 6(wU?m/ wmFI? 二氧化氯從其被發(fā)現(xiàn)之日起，就引起了廣泛的關(guān)注。隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，二氧化氯已經(jīng)進(jìn)入了人們的日常生活，為人類的身體健康提供保障。而且隨著工業(yè)化的發(fā)展，各種環(huán)境污染愈來愈嚴(yán)重地影響著人類的健康，傳統(tǒng)的氯制劑消毒方式已經(jīng)被證明對(duì)人體存在這不良

49、影響，因此開發(fā)新的、有效的、對(duì)人體無害的綠色消毒制劑，就成為一個(gè)必然的發(fā)展方向。我國(guó)政府部門也積極倡導(dǎo)這項(xiàng)事業(yè)的發(fā)展，各種法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)也在緊鑼密鼓的研究和制定當(dāng)中，相信在不久的將來，我們就會(huì)真切地體會(huì)到二氧化氯帶來的潔凈的、綠色的美好環(huán)境、 前言 l)bm/kV _*Byz6z 飲用水消毒已經(jīng)發(fā)展了一百多年，其中液氯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，最近的研究表明，液氯（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)物三氯甲烷等致癌物質(zhì)。 Ufe d 2OBc 二氧化氯作為一種新型的消毒劑，替代氯氣消毒具有諸多優(yōu)點(diǎn)。但由于二氧化氯的不穩(wěn)定性與一定

50、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(chǎng)制備、就地使用，二氧化氯發(fā)生器就是其中一種現(xiàn)場(chǎng)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。 1Qui.,c tsRc O/ 二、不同二氧化氯發(fā)生技術(shù)的介紹 0 uEM_a BS% 1電解法 74ma lDd+.44V: 該方法由美國(guó)四價(jià)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，

51、且氯氣的含量較高，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。 !q;ECi# v+A$CGH96 2. 化學(xué)法 V6Ie+. ygbCvL& 化學(xué)法制備二氧化氯根據(jù)采用原料不同分為氯酸鈉和亞氯酸鈉兩種方法。 #n5q$ H/tSb 2.1 氯酸鈉法 G 6 pfsRV 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

52、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(guó)家不推薦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)二氧化氯和氯氣混合物更為貼切，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(chǎng)，損害消費(fèi)者利益。2.2 亞氯酸鈉法 6O2 r5F$T -#T 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：一種是與氯氣（可以用HCl和NaClO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： |ZuN!Jm +o)Cs|=A 2NaClO2 + Cl2 2ClO2 + 2N

53、aCl TD$ ! 5NaClO2 + 4HCl 4ClO2 + 5NaCl + H2O -ZqN5j) 2NaClO2 + NaClO + 2HCl 2ClO2 + 3NaCl + H2O RbUBKMZ U tjIrwCe 從反應(yīng)方程式可見，亞氯酸鈉與鹽酸反應(yīng)氯的最大理論轉(zhuǎn)化率只有80%，而與氯氣反應(yīng)氯的最大理論轉(zhuǎn)化率可以達(dá)到100%，從而較大程度地節(jié)約亞氯酸鈉原料用量。由于前幾年國(guó)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(chǎng)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

54、化氯含量較高，一般在90%以上，該法已在發(fā)達(dá)國(guó)家已廣泛應(yīng)用。 b6BeOR*ps $!r/jV 三、 不同發(fā)生技術(shù)優(yōu)劣及副產(chǎn)物危害的比較 16=tHo8| xFcJyjoz 1.氯酸鈉工藝 %|md0 2VaQxctk 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 +1/2Cl2 +NaCl + H2O該工藝最大的缺點(diǎn)是在二氧化氯產(chǎn)生的同時(shí)還有約占二氧化氯產(chǎn)量的一半的氯氣產(chǎn)生；氯酸鈉是炸藥和火柴的原料，它的管理儲(chǔ)存不僅要滿足化學(xué)危險(xiǎn)品的要求，還要滿足炸藥原料的管理要求。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

55、。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)物氯氣產(chǎn)率的提高，使反應(yīng)產(chǎn)物中氯氣的含量增大。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。 由于氯氣的大量存在（理論上就有35%氯氣存在），從嚴(yán)格上講，已經(jīng)失去了二氧化氯投加的最基本的意義，即降低水中三氯甲烷的含量。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

56、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(guó)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(guó)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(guó)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）。 FTvFtdY 2uw1R;zw 2.亞氯酸鈉工藝 mD #,B7A /7Z5_q_ 上面已介紹該工藝有兩種方法，都是兩相原料系統(tǒng)，而第三種方法是從氯氣衍生而來的，即用鹽酸和次氯酸鈉反應(yīng)來代替氯氣，與其它工藝相比，此法制備二氧化氯最佳，一方面沒有采用

57、氯氣為原料，提高了操作安全性，另一方面亞氯酸鈉完全轉(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，無氯氣的產(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)物氣體是氯氣，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(cè)二氧化率轉(zhuǎn)化效率達(dá)95%以上。其系統(tǒng)都具有工藝簡(jiǎn)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(guó)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)完全，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

58、加量很低，所以這些副產(chǎn)物離子還不足以影響人體健康。 ge*(w|x 7!.#:+rg5# 3.副產(chǎn)物的危害 /4a 64PdM!L 對(duì)二氧化氯（ClO2）和其無機(jī)副產(chǎn)物ClO2-和ClO3-的毒性問題國(guó)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)不完全，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，而且其中的氯氣副產(chǎn)物跟水中有機(jī)物反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生三氯甲烷等致癌有機(jī)物，直接危害健康。 $kPC!X .,PC 通過實(shí)驗(yàn)測(cè)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)，

59、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)中的濃度降低到最小濃度。 aH6_eY $ 29hO 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烷等致癌有機(jī)物的生成；美國(guó)環(huán)境保護(hù)署（USEPA）則明確要求二氧化氯發(fā)生器生產(chǎn)二氧化氯的純度最少要大于95%?？梢姡陲嬘盟局懈呒兌趸劝l(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 R+x# QuEfV?)_4 目前國(guó)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

60、克的有效氯,故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(gòu)買了不同處理能力的二氧化氯發(fā)生器設(shè)備 。 _ , -25a ?9jl8r 四.結(jié)束語(yǔ) )Ef* /+ EvAg4 目前，在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)存在兩種類型的二氧化氯發(fā)生器，即復(fù)合型和高純型，它們都屬于化學(xué)法二氧化氯發(fā)生器，高純型不管在技術(shù)上還是在性能上都優(yōu)于復(fù)合型，對(duì)環(huán)境的友好性上高純型也比復(fù)合型好。當(dāng)然，在運(yùn)行成本上復(fù)合型的原料較高純型便宜，表面上好像很“經(jīng)濟(jì)”，但是需要注意的是復(fù)合型在計(jì)算運(yùn)行成本時(shí)是以有效氯計(jì)，而純二氧化氯的有效氯是氯氣的2.63倍。復(fù)合型的投加