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化学法复合二氧化氯发生器的优势与不足

化学法复合二氧化氯发生器的优势

化学法复合二氧化氯发生器是基于HCl法工艺的一种简易商业二氧化氯发生器。复合法二氧化氯发生器已经流行了十多年,虽然问题不少,但至今还是市场上的主导产品之一,这是基于HCl法的优势,其优势表现在以?#24405;?#20010;方面:

(1)主要原料HCl来源广、价格低,虽然属于极强的无机酸,但相对安全,属于二级无机酸腐蚀物,与H3PO4同级;而其在储运过程中的发炎问题?#37096;?#20197;通过在呼吸口上安装除雾器加以解决,一般不会产生环境污染问题。只是由于近来HCl的供应受到管制,使这一优势有所削弱。

    HCl(HCl)既提供氢离子(H+),保持介质的酸度,又提供直接还原氯离子(Cl-),其元素利用率高。

HCl中作为直接还原剂的Cl-,在发生ClO2的反应中被氧化成Cl2,虽然导致ClO2纯度瞎讲,但理论上其有效率产量要比其他方法增加20%,二者额外20%有效氯的产生并不消耗主?#19979;人?#38048;,它是由没有消毒功能的Cl-转化而来的。

    (2)HCl法仅需二元加料,危险性小,?#20302;?#31616;单、可靠。

(3)Cl2的产生固然降低了ClO2的纯度,但有资料报道,Cl2和ClO2?#34892;?#21516;消毒作用,可以减少双方的投加剂量而达到同样的消杀效果;并且氯仿的生成量也明显下降,有文献表明,在ClO2和Cl2各占50%的情况下,CHCl3的生成量也明显下降,这归功于ClO2破坏了卤代物的前驱物。另一方面,在水体中同时存在一些Cl2或者HClO,可以明显减少ClO2的消毒的有害副产物ClO2-的产生量;实验表明,约可使ClO2-的降低11.3~24.5百分点,即从纯ClO2消毒副产70%左?#19994;腃lO2-下降到45%左右。其原理是基于这样一个反应式:

2ClO2- + Cl2 = 2ClO2 + 2Cl-

所以在投加剂量上,复合二氧化氯发生器更具灵活性,容易?#19994;?#25237;加平衡点,它能更好地适应新颁布实施的国家《生活饮用水卫生标准》(2007年7月1日起执行)的要求。

(4)HCl法是一个低酸度、低产盐工艺,反应产生废液中酸和盐的含量低,也?#23376;?#22788;理;一般在ClO2的收率为70%的情况下废液约含5.1%左?#19994;腍Cl、8.3%左?#19994;?#27695;化钠以及4.6%左?#19994;?#27531;余的氯酸钠,如果所有发生液一起投入水体,则要努力减少残余的氯酸钠的量,因为新的饮用水卫生标准要求氯酸根离子小于等于0.7mg/L。如果发生气和残液分离后投加,则可将残?#21495;?#32622;成清?#24202;?#25152;用的酸洗除垢剂,?#37096;?#20316;为稳定性二氧化氯溶液的活化剂加以综合利用。

    (5)复合二氧化氯发生器,设备简单、控制容易(流量、温度、液位)、操作方便、安全性也不差,正?#22434;?#21387;均可运行,操作弹性较大,操作人员?#23376;?#22521;训。    

 

化学法复合二氧化氯发生器的不足

HCl法也有不足之处,尤其是在简易的复合二氧化氯发生器上常显缺点,主要有:

(1)HCl法有一些先天的不足:在用HCl提供反应所必须要的酸度同?#20445;?#21448;引入了大量的氯离子(Cl-),这必然会加强副反应的进程,导致ClO2/Cl2的比值下降。

(2)若反应器设计不合理,工艺条件控制不?#20445;?#19981;仅ClO2的收率大幅度下滑,而且也易导致副反应的发生,消耗氯酸根离子产生大量的Cl2,使二氧化氯纯?#28982;?#32773;ClO2/Cl2比值直线下降。据测定,许多复合二氧化氯发生器的二氧化氯收率不足50%,ClO2/Cl2重量比远小于1。这样的指标自然引起人们质疑复合二氧化氯发生器用于饮用水消毒的适宜性。总体上看,目前市场上商业复合二氧化氯发生器的二氧化氯收率、纯度等指标与工业生产尚有不少差距,绝大部分产品也没达到如前所述的理想指标,因此复合二氧化氯发生器改进、发展的余地还比较大,尚有潜力可挖。

(3)在新颁布的生活饮用水卫生标准中,对氯酸盐的限值定为0.7mg/L,这要求反应器?#26032;人嵫我?#26377;很高的反应率,残余量要尽可能小,除非采用气液分离方式投加,否则二氧化氯的投加量就受限很多。一些检测表明:用复合二氧化氯发生器消毒的水体?#26032;人?#30416;超标率很高,这一点到很可能成为复合二氧化氯在涉水领域中应用的制约因素。

(4)由于复合二氧化氯发生器产物中的Cl2是不?#26432;?#20813;的,所以也确实存在在饮水消毒中产生的卤代致癌物超标?#30446;?#33021;性,潜在的威胁是客观存在的。

    虽说目前中国的国情是大部分饮用水还是采用全Cl2消毒,相比之下,复合二氧化氯发生器毕竟还有50%左?#19994;?#20108;氧化氯起消毒作用,多少可以减少一些氯代烃的生成量,另一方面,对于一些偏远地区的中小水厂,因为没有条件采用Cl2消毒而选用复合二氧化氯发生器,因而使其在饮用水消毒市场具有一定的?#21152;新省?#20294;随着我国水污染程度的趋势越来越严峻,对饮用水消毒的卫生要求越来越高,二氧化氯的投加受?#26412;?#29575;(微生物指标)、卤代烃、亚氯酸盐和氯酸盐的制约,如果复合二氧化氯发生器的水平还停留在目前的市场状态,那就有可能遭受到被淘汰的命运。

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