二氧化氯在水处理方面的发展及实际应用

冯晓光
普罗名特公司

　　摘　要　与传统的氯消毒剂相比，二氧化氯有很多优点，普罗名特二氧化氯发生器依靠完善的控制系统和安全保障系统等优势，在国内外的水处理领域得到了广泛的应用。
　　关键词　二氧化氯普罗名特二氧化氯发生器

　　Abstract　Compare with other traditional chlorine disinfection medicaments,　ClO₂ has many merits. Depending on perfected controlling and security systems, Bello ZON ClO₂ generator has been widely used in home and aboad.
　　Keyword　ClO₂Bello ZON ClO₂ generator

一．二氧化氯的发现及在水处理领域的发展

　　在水源日益枯竭的今天，水的重复利用及污水排放进行处理，显得越发重要，特别饮用水源越来越受到污染，要求消毒剂应具有广谱杀菌能力，持久的消毒效应，不产生有毒有害的消毒副产物，使用安全，方便。二氧化氯自被发现以来，一直未有什么实际的应用，自从二氧化氯消毒特性受到关注以来，得到越来越多的研究，在世界上也得到越来越广泛的应用。二氧化氯杀菌剂先后被欧共体，美国食品药物管理局（FDA），美国环境保护署（EPA），世界卫生组织（WHO）确认为一种安全高效广谱强力杀菌剂。国内的标准也在加紧制定中。
　　二氧化氯是一种高效氧化剂，而不是氯化剂，它的氧化能力是氯的2.5倍，换算有效氯为Cl的263%，其对微生物的杀灭机理为：二氧化氯对细胞壁有较强的吸附和穿透能力，可有效地氧化细胞内含巯基的酶，还可以快速地抑制微生蛋白质的合成来破坏微生物。因此，二氧化氯除对一般细菌有杀死作用外，对芽孢，病毒，藻类，铁细菌，硫酸盐还原菌和真菌等均有很好的杀灭作用。温度越高，二氧化氯的杀菌效力越大，这非常适合作为工业循环水的杀生剂。
　　与传统的氯消毒相比，二氧化氯有很多优点。二氧化氯溶与水后，基本不与水发生化学反应，也不以二聚或多聚状态存在，它在水中的扩散速度与渗透能力都比二氧化氯快，特别在低浓度时更突出。（见附录1）氯消毒易使微生物产生抗药性，氯对病毒的灭活能力也相对差一些，二氧化氯则不易产生抗药性。尤其在冷却循环水处理中，更显重要。
　　二氧化氯在很大的范围内都有很强的杀菌能力，二氧化氯杀菌效果可以说基本不受PH值的影响。氯消毒受水中PH值的影响很大，在碱性条件下，所加的氯大部分以杀生效果差的次氯酸根（OCl^-）的形式存在，而OCl^-杀生效果是次氯酸的十分之一至二十分之一。
　　二氧化氯的有作用时间很长，从几小时到几天，可以确保抑制水中微生物的繁殖。实验表明0.5ppm二氧化氯在12小时内对异氧菌的杀灭率保持在99%以上，作用时间长达24小时杀菌率才下降为86.3%。
　　目前饮用水水源越来越容易受到污染，水中的含氮化合物也日益增多，氯往往会与氮的化合物产生反应，产生三卤甲烷（THM）等致癌物质。氯与酚类反应时，有氯苯酚臭味产生。
　　二氧化氯不与氨及氨基化合物反应，其杀菌效果不受氨的影响。氯气消毒的一个缺点是氯与氨起反应生成氯氨，使氯的杀生效果大为下降。水中每1mg/l的氨要消耗10mg/l的氯，只有超过此耗氯量后才能检测到自由余氯。这极大的增加了耗氯量，甚至发生加不上氯的现象。高的氯投加量，在要求较高的场合，如饮用水和游泳池水的处理中，会产生刺激性的氯味，过量的氯会刺激游泳者的眼角膜，使头发发黄。二氧化氯不与水中的氨和大多数氨的化合物起反应，这个特点尤其适用与合成氨厂和炼油厂及碱性废水处理。
　　二氧化氯也不与酚类反应，与有机物，无机物的反应具有较强的选择性，不会产生大量的氯化有机物（TOX）,包括三卤甲烷等强致癌物质。
　　二氧化氯不仅能杀死微生物，而且能分解残留的细胞结构，具有杀孢子和杀病毒的作用，从而可以有效地控制细菌和藻类及粘泥。大大优于传统的硫酸铜除藻的方法。
　　二氧化氯的氧化作用很强。它能有效的破坏水体中的微量有机物污染物，如苯并芘，蒽醌，氯仿，四氯化碳，以及与酚，氰化物进行氧化反应时，不发生氯化反应。并且可氧化水中的铁，锰，去除铁锰氧化物。
　　水体经二氧化氯消毒后能保持剩余消毒能力，无残留毒性，对人体无害。二氧化氯在使用浓度时对皮肤黏膜无刺激作用。在急性和遗传毒理学上是安全的。国外，特别是欧美广泛应用在食品行业。直接用于食品加工设备，用具，盛装食品和饮料的容器，管道，及果蔬的消毒。无需再进行清洗，可直接食用，储存及长途运输。

二．普罗名特二氧化氯发生器在国内外的实际应用

　　普罗名特Bello ZON^®二氧化氯发生器由世界著名水处理设备制造商普罗名特生产制造，特别是应用了普罗名特在世界上最先进的计量泵制造技术，以及完善的控制系统和安全保障系统，不仅在国外，也广泛的应用于国内的水处理，化工，食品加工，屠宰，电子，造纸，啤酒，饮料，医院等各个行业。
　　由于二氧化氯不易存储的特性，需要在现场生产使用。普罗名特二氧化氯发生器可以在现场连续以2%浓度的生产二氧化氯水溶液，直接投加于被处理水中。普罗名特二氧化氯发生器为壁挂式，占地面积小，操作简便，直观，容易维护，耗电小，操作参数直接显示在液晶显示屏上。
　　普罗名特同时生产二氧化氯控制仪表及传感器，流量仪表。普罗名特二氧化氯发生器有多种控制方式，即可以通过流量仪表，以水流量的大小，比例投加；也可根据水中的二氧化氯浓度，自动调节二氧化氯发生量。
　　普罗名特二氧化氯发生器有完善的安全保护系统，反应器在一个密闭的有机玻璃罩内，罩内装有自动排放装置，一旦罩内结露或泄漏，可自动排放。并设有旁路水流监视，加药计量监视，如被处理水断流，及计量错误，即发出报警信号，并自动关闭整个设备。每个药桶都有一个双位液位监视器，当药液到达第一个监视液位，发出液位缺少报警信号；药液到达第二个监视液位，自动关闭整个设备。
　　普罗名特二氧化氯发生器使用盐酸和亚氯酸钠反应的纯化学法生成二氧化氯，选用此种方法，是因为这种方法二氧化氯转化率最高，同时使用方便，安全。反应式为：
　　4HCl+5NaClO₂=4ClO₂+5NaCl+2H₂O
　　普罗名特提供两种系列的二氧化氯发生器：CDVa 系列和CDKa系列；发生量从7克/小时到20000克/小时。
　　CDVa 系列使用9%的盐酸，7.5%的亚氯酸钠；每升盐酸和亚氯酸钠产生40克的二氧化氯。CDKa系列使用30-33%的盐酸，25%的亚氯酸钠；每升盐酸和亚氯酸钠产生150克的二氧化氯，适用于发生量较大的场合，避免频繁的添加药剂。
　　普罗名特二氧化氯发生器，生产的是2%浓度的二氧化氯水溶液，不含氯气等其他氯化物，有效的避免氯的不良影响。在汕头医院，山东水产加工厂，北京，上海的自来水厂，南京，四川等地的化工行业得到了很好的使用效果。
　　附录1为普罗名特二氧化氯发生器在山东水产加工厂的实际应用。首先被处理水经旁路阀2，进入旁路流量计4（监视旁路水量），二氧化氯经注入阀注入旁路水中，然后进入混合器5，再由旁路水带回主管路，再进入反应器6，在反应器的出口取水样，水样流经取样杯，取样杯中的二氧化氯传感器8，测出水中的二氧化氯浓度，浓度信号传给显示控制仪表7，显示控制仪表显示出二氧化氯浓度值，并对信号做出处理，发出控制信号给二氧化氯发生器，二氧化氯发生器根据信号自动调节发生量。
　　主管路中流量计1可以根据需要安装，它也可以根据水流大小，按比例调节二氧化氯的发生量。