1.氯酸鈉工藝
采用氯酸鈉和鹽酸為原料進行反應,反應式如下:NaClO3 +2HCl = ClO2 +1/2Cl2 +NaCl + H2O該工藝最大的缺點是在二氧化氯產生的同時還有約占二氧化氯產量的一半的氯氣產生;氯酸鈉是zy和火柴的原料,它的管理儲存不僅要滿足化學危險品的要求,還要滿足zy原料的管理要求。實驗結果表明,二氧化氯的有效轉化率一般只有30-50%左右,并且受到反應溫度和鹽酸濃度的影響。要提高二氧化氯的轉化率,必需保持較高的反應溫度(約70-90℃)和加大鹽酸的過剩量,但這同時又會導致副產物氯氣產率的提高,使反應產物中氯氣的含量增大。但即使提高反應溫度,氯酸鈉的二氧化氯轉化率也處于低下水平,因此采用提高反應溫度來增加氯酸鈉的二氧化氯轉化率的實際意義并不大。
由于氯氣的大量存在(理論上就有35%氯氣存在),從嚴格上講,已經失去了二氧化氯投加的最基本的意義,即降低水中三lvjiawan的含量。并且由于氯酸鈉的轉化率在實際運行中通常不足50%,這使得在投加量較高時,大量未反應的氯酸鈉進入配水系統中,這不但是原料浪費的問題,而且使水中剩余的ClO3-的濃度較高,造成二次污染,同時在高酸性時該系統可能會產生大量的高氯酸根離子(ClO4-)、。正是由于以上諸多原因,在國外有關二氧化氯應用水廠的資料中,還未有上述氯酸鈉工藝的報道。而國內有許多水廠使用氯酸鈉工藝的二氧化氯發生器,其主要原因是國內氯酸鈉工藝的二氧化氯發生器較亞氯酸鈉工藝的二氧化氯發生器研制得比較早,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生器(即復合二氧化氯發生器)。
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,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,一方面沒有采用氯氣為原料,提高了操作安全性,另一方面亞氯酸鈉完全轉化為二氧化氯,沒有造成原料損失。不管那一種方法,從反應方程式可見亞氯酸鈉反應轉化成二氧化氯,無氯氣的產生,從而較大程度地節約亞氯酸鈉原料的用量,潛在的副產物氣體是氯氣,其含量不足5%,其它的雜質離子在發生器的設計中可以得到很好的控制。實測二氧化率轉化效率達95%以上。其系統都具有工藝簡單、不需加溫、設備容易操作及維護、產物中的二氧化氯純度高達95%以上等優點。國外的二氧化氯發生器都是采用亞氯酸鈉工藝,因為該工藝在反應柱中負壓下瞬間反應完全,不需要鹽酸過量,可能的副產物是亞氯酸根離子(ClO2-)和氯酸根離子ClO3-因為高純二氧化氯發生器的投加量很低,所以這些副產物離子還不足以影響人體健康。
3.副產物的危害
對二氧化氯(ClO2)和其無機副產物ClO2-和ClO3-的毒性問題國內外學者已經進行了大量的研究。氯酸鈉工藝由于反應不完全,導致大量的氯酸根離子進入水中,即使投加量很低也會使水中該指標偏高,而且其中的氯氣副產物跟水中有機物反應會產生三lvjiawan等致癌有機物,直接危害健康。
通過實驗測定亞氯酸鈉工藝出口處的二氧化氯溶液,結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,在常規的水消毒濃度范圍內,它們不會對人體造成不良影響,而且通過合理的優化,可以使它們在配水系統中的濃度降低到最小濃度。
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,在實際應用中才能減少和控制三lvjiawan等致癌有機物的生成;美國環境保護署(USEPA)則明確要求二氧化氯發生器生產二氧化氯的純度最少要大于95%??梢?,在飲用水消毒中高純二氧化氯發生器較復合二氧化氯發生器更適合。
4.二氧化氯發生器的規格
目前國內大多數復合型二氧化氯發生器的規格是以有效氯的產生能力來標注,而高純型二氧化氯發生器均是以二氧化氯的生產能力來標注,由于1克純二氧化氯=2.63克的有效氯,故1000克的高純型二氧化氯發生器相當于2630克的復合型二氧化氯發生器,容易混淆,許多水廠用戶對此不太了解,結果花同樣的錢而購買了不同處理能力的二氧化氯發生器設備 。