LR-100自动型二氧化氯发生器

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二氧化氯性质

二氧化氯分子为O-Cl-O，呈“V”字型结构。该分子的电子结构呈不饱和状态，其氧化性能表现在对富电子或供电子的原子或原子团进行攻击，强行掠夺电子，使之失往活性或性质改变。它的氧化活性是氯的215倍〔2〕，因此能与多种无机物、有机物等发生反应，使之成为无毒无害的物质。例如，二氧化氯可与铁、锰、铅、镍、镉、铬、硫化物、氰化物等反应，天生盐类，也可与众多有机物例如与萘、蒽、苯酚、腐殖酸、小分子有机酸、苯胺、苯醌、酚、氨基酸、甲醛、二缩醛、胺类、硫醇、硫脲、硝基苯酚等反应将其变成无毒无害物质〔3〕。

二氧化氯是黄绿色至桔黄色气体，有类似率气般的窒息性气味，高浓度时有毒。空气中浓度为5～17ppm时有明显的气味，在此浓度下停留6h可致死。浓度较高时，对人体呼吸器官、眼和中枢神经系统产生危害。刺激性比率气大，但不像光气对人体组织产生变性作用。人们生活、工作空间答应值为≤011ppm(013mg/m3)，短期答应值为013ppm(019mg/m3)。易溶于水，不与水发生化学反应，4℃100g水可溶解2L二氧化率气体，但水溶液见光后稳定性差，遮光后稳定性尚好。

2 二氧化氯制造方法

2.1 化学反应法制造二氧化氯

主要为氧化法和还原法两类。氧化法是以亚氯酸盐与盐酸，过硫酸盐，有机酸等反应产生二氧化氯。产品纯度高，根据需要可随时灵活制造，但本钱较高。常用方法有Rapson法，CCV法，有机酸法等。

大规模制造二氧化氯，采用NaClO3还原法，即在酸性条件下，与还原剂反应生产二氧化氯。常用还原剂有甲醇，NaCl，糖，过氧化氢等。本钱较低，可大规模或连续生产二氧化氯。尽管还原法制造二氧化氯的方法有50多种〔4，5〕，但笔者经实验研究以为以炭质或糖作为还原剂制造的二氧化氯纯度高，生产方便，不受温度影响，产量亦大。可以中断生产，也可以连续生产。副产品CO2可以稀释二氧化氯浓度，降低其爆炸的危险性。同时用这种方法制造二氧化氯对设备要求不高，只要有反应容器和鼓风机即可生产。制造出的二氧化氯可以直接用于水处理，或用水吸收制成液体二氧化氯或制成稳定性二氧化氯。

电解法二氧化氯发生器工艺的发展

电解法二氧化氯发生器的技术理论，*早是从国外引进。原理是用食盐隔膜电解产生二氧化氯、臭氧、氯气、过氧化氢等混合消毒气体。上个世纪90年代初期，这种发生器的制造尚处在研究试用阶段，不论是材质的选用还是结构的设计均处于摸索时期。这个时期的电解法二氧化氯发生器产气效率较低，电极和隔膜寿命较短，设备的运行不够理想，且设备成本高，因而阻碍了该设备在我国的发展。但参与开发该设备的工程技术人员一直在为此作不懈的努力，他们以设备的使用现场为试验室，不断地总结经验，解决了一个又一个技术难题，改进制造工艺，选择更好的电极和隔膜。1994年，初步完善了整体结构，改善了设备性能，开发出电解法第二代产品。紧接着用了两年时间，优化了电解室技术参数，降低了槽电压，改善了冷却系统，提高了电流效率，降低了运行成本。1996年他们再接再厉又开发出第三代产品，这代产品*明显的标志是以电解盐水的循环方式替代了溢流补偿加盐方式，但这个时期的产品仍然采用分体式循环方式。

电解法二氧化氯经过10年的发展，实现了五次产品的更新换代，目前的产品已经远远不同于当初的产品，无论在工艺流程还是在技术含量上都有了长足的发展，可以说电解法二氧化氯发生器在我国已逐渐步入了成熟期。

二、电解法二氧化氯发生器的特点

1）使用寿命长。设备的阳极采用钛、铱、钌等昂贵的稀有金属，经20多次涂覆而成，经权威部门检测试验，结论为：“腐蚀速度接近于零”。阳极寿命一般在8—10年以上。机箱采用性能稳定耐腐蚀的PVC塑料加工而成。这些，为降低制造成本延长整机寿命奠定了坚实的基础。

2）消毒效果好。设备产生以CLO₂为主，伴有O₃、CL₂、H₂O₂等多种强氧化剂，具有广谱的杀菌能力，各种消毒剂协同作用，其消毒效果远强于任何单一的消毒剂。试验表明，CLO₂ 和CL₂混合使用时，可以抑制三氯甲烷的形成，这一点可有效地提高饮用水的质量，有利于人们的身体健康。

3) 消毒费用低。每克混合消毒气体所用电和盐的费用为0.00362元（按盐500元/吨，电0.5元/度计算）， 在各种二氧化氯发生器中是*低的。因地下或地面水源的不同，自来水的消毒费用为0.003—0.006元/吨，医院污水消毒处理约为0.12元/吨。这样的消毒费用是用户们乐于接受的，也是选用该设备的主要因素之一。

4）安全性好。电解法设备只消耗工业粗盐和电，不需要其他的化工原料，不必采取特殊的安全措施，使用起来安全系数高，不管是运输、贮存、操作均不易发生危险。

5）操作方便、管理简单。工业粗盐和电供应渠道畅通，采购、保管方便。设备维护、保养简单，普通工人一学即会。日常操作运行只需定期投盐，开机时打开电源开关即可。管理人员不会担心设备和原料发生危险。

6）可实现自动化。发生器配加余氯自动监测系统和定量投加系统，可实现完全自动控制。工夫不负有心人，###们又乘胜前进用了两年的时间，将分体式循环方式改为一体式循环方式，这是第四代产品的标志。在1999年初以中国专利ZL 99 2 04871.0和ZL99 2 05151.7为代表的先进技术问世，对电解室整体结构布置进行了大胆的变革，解决了特大型发生器如小时产气量2000克以上到10000克的制造难题，这种产品被称之为第五代。

气体二氧化氯用空气稀释到<10%和水溶液浓度6～10g/L以下较为安全，超过以上值即可爆炸。在使用浓度范围内，不伤害人体细胞，无毒无害，不致癌，不致畸，不致病，不污染环境。因此上个世纪80年代，美国环保局(EPA)，美国农业部(US2DA)和美国食品药物局(FDA)批准为安全环保和防疫用药。所以美国、欧洲、日本等发达国家和地区，当今把二氧化氯当作主要环保和卫生防疫用品使用。

2.2 二氧化氯发生器制造二氧化氯

二氧化氯发生器由真空系统，温度压力控制系统，加料器，再沸器，循环泵，反应器，冷却器，吸收塔，浓度监测器等组成。有电解法和化学法两种。二氧化氯发生器国内外制造商较多，如Prominent公司，Tetrar2alent公司，国内济南科林沃德环境科技有限公司，山大华特科技股份有限公司，南京华净水处理产业设备厂等。但笔者以为不管何种原理和方法制成的二氧化氯发生器，应以产生高纯度二氧化氯(>90%二氧化氯)为条件，来为环保服务。

2.3 长效缓释二氧化氯的制造

长效缓释二氧化氯是制造二氧化氯的新方法〔6〕。所谓长效缓释，即连续几个月，一年，二年或更长时间比较均匀地自动制造出二氧化氯，供环保或卫生防疫应用。缓释率(mg/h或g/h)根据需要可自行调节。

该项技术的具体方法：首先由A，B两组份构成，B组份由反应器艳服，A组份单独包装，使用时将A组份倒进B组份上，即立即源源不断地产生二氧化氯，用于治理污水和处理其它污物等。

3 二氧化氯在环境保护和治理污染中的应用

3.1 污水高效净化剂

二氧化氯是一种强氧化剂，能够将产业废水中存在的S2-，SO2-2，SnO2-2，AsO2-3，NO-2，CN-等还原性酸根氧化除往，也可将Fe2+，Mn2+，Ni+等金属离子以及它们与酚类，CN-形成络合物除往〔4〕。因此，二氧化氯可广泛用于含酚，氰，有机物和金属离子等产业废水处理。如焦化厂废水含酚高，二氧化氯可清除废水中的酚和其他有毒物质。由于二氧化氯有强氧化性，可以氧化掉污水中的有机、无机有害物质，同时能够脱色、除臭，明显降低COD、BOD值。二氧化氯对产业循环用水，具有高效杀菌、灭藻作用。

3.2 生活用水净化剂

用液氯处理饮用水已有100多年的历史。1974年从液氯处理的饮用水中检出了因液氯的氯化作用而天生的三卤甲烷和其他氯化合物，以为这些物质具有致癌作用。因此，液氯、次###、漂白粉等氯制剂不宜用于饮用水消毒已得到公认。取而代之的二氧化氯是理想的饮水处理剂。二氧化氯消毒灭菌灭藻，防腐除臭，消除异味效果好。不在饮水中产生三卤甲烷等致癌物质，特别适用于含腐殖质多的江、河、湖泊水质的净化。所以，二氧化氯通过了美国的FDA规定指标，WHO(世界卫生组织)向全世界推荐使用二氧化氯作为饮水处理剂。

3.3 畜禽，水产养殖及其加工厂净化剂

畜禽养殖场一般均以集群饲养共处一舍为饲养治理方法。畜禽排泄的粪便、畜禽的体味等，使得畜禽圈舍臭不可闻，污染十分严重。这种环境极易孽生细菌，霉菌等多种人畜共患的致病菌。畜禽圈舍排出物是污染四周环境的主要污染源。笔者用100ppm的二氧化氯水溶液喷洒圈舍地面和粪池，同时用50ppm二氧化氯向圈舍空间喷雾，臭味立即消除，空气立即清新。

对设备器壁上的生物黏泥、污垢有优良的剥离和清洗效果。对产业废水池中的污水具有除臭和氧化污泥的效果。对医院污水具有彻底消毒灭菌和清除其他有机毒物的作用。所以二氧化氯是治理产业污水等的高效净化剂。经过这样处理的36h内，圈舍内保持无臭味，36h后，臭味开始逐渐回升，至100h后，圈舍又完全恢复到臭不可闻的地步。由此可见，间隔两天用二氧化氯喷洒(雾)一次对净化畜禽圈舍，消毒灭菌，防止畜禽之间及人与畜禽之间疾病传播，具有重要意义。二氧化氯对畜禽加工厂的空气净化，设备工具，贮躲室等处的消毒，畜禽肉类的保鲜，是*理想的制剂。在水产养殖中，二氧化氯能减少水中致病微生物的数目，不损害浮游生物，同时还有增氧，改善水质，除臭，防霉，净化水体的功能，是防治养殖水体污染的**药剂。

除往酚后，有机氯不存在，故不会天生双联氯酚。二氧化氯对制药厂含氰和其他有害物质的废水处理，往除率高，本钱低，效果好。电镀、印染、造纸、化肥等企业排放的污水，造成一些河流的河水严重污染，淮河严重污染就是一例。二氧化氯处理这些企业排放的污水，是一种切实可行并且本钱很低的方法。