不同方法的二氧化氯發(fā)生器在飲用水處理中的比較

     二氧化氯發(fā)生器可利用多種反應(yīng)工藝，現(xiàn)場發(fā)生。如常用的有氯酸鈉—鹽酸工藝（復(fù)合法）、亞氯酸鈉—鹽酸工藝（高純法）、氯酸鈉—硫酸工藝、穩(wěn)定性二氧化氯（固體、液體）—活化劑（固體、液體）工藝。這些工藝反應(yīng)的得率、純度、成本有很大差異，應(yīng)選擇能保證水質(zhì)殺菌達標、原料在當(dāng)?shù)匾踪?、運行成本較低的工藝方式。

一、 前言

     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）會與水中的有機物反應(yīng)生成危害人類健康的消毒副產(chǎn)物三lvjiawan等致癌物質(zhì)。

   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。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)價廉的二氧化氯發(fā)生器產(chǎn)品，對于二氧化氯發(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，所以其儲存運輸也比較困難。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，評價發(fā)生器性能的優(yōu)劣的標準應(yīng)該是一致的，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

     該方法由美國四價公司首先研制開發(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，同時混有Cl2、H2O2、O3等，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)用于消毒實踐中，不可避免會有氯化消毒副產(chǎn)物的產(chǎn)生，因此發(fā)達國家不推薦采用氯酸鈉為原料生產(chǎn)二氧化氯就是這個原因。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：

         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。由于前幾年國內(nèi)亞氯酸鈉原料的價格較高，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，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)達國家已廣泛應(yīng)用。