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二氧化氯問世以來，已經先后被用于紙張和纖維nacl3、飲用水消毒、食品加工、肉類水果蔬菜和水產品滅菌與保鮮、工業(yè)冷卻水和廢水處理、食品包裝紙消毒和nacl3、注水采油和油井解堵、臨床醫(yī)療中的消毒滅菌、衛(wèi)生防疫消毒、油脂脫色及面粉和大米加工中的nacl3和殺菌、水產養(yǎng)殖中的水體養(yǎng)殖消毒和防病治病以及水廠殺藻和控制生物污染和管道淤塞等諸多方面。
氯氣作為一種成熟的消毒劑已有百年的應用歷史，但近年來由于源水水質的惡化，氯化消毒所引發(fā)的環(huán)境健康問題以逐漸引起人們的重視。為解決這一問題，自七十年代以后，氯化消毒的替代品研究逐漸深入，二氧化氯就是其中*的替代物之一。鑒于二氧化氯*的消毒優(yōu)勢，目前歐洲已有數(shù)千家水廠采用二氧化氯作為消毒劑，美國也有400余家水廠在消毒工藝中增加了二氧化氯。我國飲水處理廠在二氧化氯的應用方面，起步較晚，發(fā)展也較慢，從九十年代以后，二氧化氯發(fā)生器才開始在一些中小型水廠中加以應用。目前為改善水廠氯消毒所帶來的一些問題，二氧化氯發(fā)生器的應用已逐漸引起人們的關注，一些新建水廠已開始直接選用二氧化氯發(fā)生器取代加氯機，另外一些存在氯消毒問題的老水廠也在考慮用二氧化氯對氯氣進行改造。本文在這種趨勢下對二氧化氯發(fā)生器在我國水廠中應用的問題進行探討。
1 二氧化氯制取工藝的探討
二氧化氯性質活潑，不易貯存和運輸，目前國內外飲水使用二氧化氯都采用現(xiàn)場制備的方式，能現(xiàn)場制備二氧化氯的裝置叫做二氧化氯發(fā)生器。通常水廠使用的二氧化氯發(fā)生器都采用化學反應的原理進行制備，根據采用原料的不同，可分為亞nacl3工藝和nacl3工藝。
成都二氧化氯發(fā)生器/成都二氧化氯發(fā)生器/成都二氧化氯發(fā)生器四、二氧化氯發(fā)生器工作原理：二氧化氯發(fā)生器（化學法）是由供料系統(tǒng)、反應系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、吸收系統(tǒng)、安全系統(tǒng)組成。將鹽酸與nacl3溶液按一定的比例經過供料系統(tǒng)投加到反應系統(tǒng)中，在一定的溫度下反應生成二氧化氯的混合氣體，經吸收系統(tǒng)直接進入消毒系統(tǒng)，根據不同水質（不同投加量）直接投加到需要處理的各類水中，完成二氧化氯和氯氣的協(xié)同消毒、氧化等作用即達到消毒的目的，其反應機理如下： NaCLO3+2HCL=CLO2↑+1/2CL2↑+NaCL+H2O 5NaC1O2+4HC1=4C1O2+5NaC1+2H2O 五、二氧化氯發(fā)生器技術參數(shù)及性能描述一、二氧化氯發(fā)生器設備性能描述： 1、二氧化氯發(fā)生器設備安全控制系統(tǒng)功能：（1）采用進口微處理控制器，可進行現(xiàn)場/遠程起停管理。（2）二氧化氯發(fā)生器設備運行保護單元具有動力水欠壓/欠流、缺料等報警并自動停機等連鎖保護功能。（3）二氧化氯發(fā)生器設備在實現(xiàn)上述就地控制、顯示功能的前提下，提供遠程通訊接口，可同時實現(xiàn)中控室對二氧化氯制備投加裝置中各單體設備的遠程啟、?？刂埔约爱惓Ｅc事故的處理，實現(xiàn)系統(tǒng)高效自動化管理。 2、二氧化氯發(fā)生器設備反應系統(tǒng)（1）原料轉化率98％以上。（2）采用耐壓、耐高濃度二氧化氯腐蝕的PVDF。耐溫達到150度。 3、二氧化氯發(fā)生器設備原料供應、計量系統(tǒng)（1）采用德國RDOSE精密電磁計量泵，恒定背壓裝置，保證原料計量精確和設備使用壽命。（2）二氧化氯發(fā)生器設備配置德國RDOSE多功能閥、注射閥，確保計量系統(tǒng)運行安全、可靠。（3）配備便拆型大容量原料過濾器，進一步確保計量泵的安全運行。 沃華正壓二氧化氯發(fā)生器特點描述 本產品為帶有智能控制系統(tǒng)的正壓二氧化氯發(fā)生器采用與聯(lián)動性型相同的正壓反應、正壓投加工藝。斷流報警并自動停機功能性能特點可在管網壓力≤0.5MPa（或常壓）狀態(tài)下直接投加ClO2消毒液；采用特制材料反應器，耐壓、耐腐蝕，使用安全可靠，壽命長；二氧化氯發(fā)生器設備采用數(shù)字式顯示屏，具備手動/自動轉換功能；采用計量泵的電源控制和計量泵特定頻率進料，具備缺料報警自動停機等安全保護功能；供料系統(tǒng)采用計量泵，計量準確度高；可以采用NaClO3+HCl和NaClO2+HCl兩種反應工藝；二氧化氯發(fā)生器設備可選配原料自動溶解裝置和其他輔助設備。安裝使用條件適用于向帶壓（≤0.5MPa）管道、高位水池或常壓水體中加藥；設備操作現(xiàn)場需備有電源（220V）、水源、排水、通風設施；二氧化氯發(fā)生器設備放置于平整的水泥或貼耐酸瓷磚的地面上。
工藝流程見下圖：
據國外資料顯示，國外水廠中以此工藝為基礎的發(fā)生器的應用約占70%。而國產設備在水廠中的應用還未見報道，這主要是由于以下兩方面的原因：
1） 我國目前二氧化氯的應用仍主要集中在中小型水廠，尤其是縣級左右的小水廠，二氧化氯的需要量一般在300-1000g/h上下。對這部分水廠，操作簡單，使用安全是選擇二氧化氯的主要因素，而該工藝所含有的加氯系統(tǒng)無疑會增加系統(tǒng)的復雜程度，加大設備投資和管理水平，因此對中小型水廠來說，該工藝并無優(yōu)勢。
國外二氧化氯廠商多數(shù)也是加氯機的生產商，因此在設備配套和系統(tǒng)集成上比較容易。
而對國內二氧化氯生產廠商則還不具有這方面的優(yōu)勢。因此在這方面的開發(fā)還比較落后。
2） 但從二氧化氯在水廠尤其是大中型水廠進行推廣使用的前景來看，此工藝則具有非常大的應用優(yōu)勢。
首先，從反應式2可以看出，用氯氣取代鹽酸，提高了亞nacl3的有效轉化率，降低了運行成本。并且，避免了濃鹽酸在儲存、輸送及投加過程中對操作環(huán)境的影響。更容易實現(xiàn)設備運行的自動化程度。
其次，本工藝可以根據實際需要單獨投加氯氣，或單獨產生二氧化氯。能zui大限度的適應水廠水源水質的變化要求。對一些水廠，尤其是以地表水為水源的水廠，通常水質隨季節(jié)的變化而變化，當處于豐水期時水質較好，這時采用氯氣消毒即可達到處理要求，而在枯水期或由于其他原因造成的水質變差時，再使用二氧化氯進行消毒，可取得*的經濟和環(huán)境效益。
第三，隨著我國標準和規(guī)范的健全，二氧化氯在我國大型水廠的應用必將得到推廣。但對已建有氯氣消毒的水廠來說，就存在著是設備改造還是設備更新的問題。本工藝可以在原有的設備基礎上，增加一些簡單的設施就可達到以上二氧化氯和氯氣靈活使用的目的，因此，具有很大的使用價值。
另外，采用此工藝生成的二氧化氯產物的pH值接近中性?？梢暂^長時間保存，而不發(fā)生歧化反應，可以通過中間儲存箱實現(xiàn)一臺設備，多個投加點的復雜情況。如圖所示。
從以上對二氧化氯發(fā)生器的分析比較中可以看出，我國現(xiàn)在在二氧化氯的應用上還存在著很多問題。對二氧化氯發(fā)生裝置的認識和評價還不完善，對作為評價基礎的指標體系還未建成。
2 二氧化氯在水廠應用中自動化控制的探討
與投加氯氣不同，氯氣投加只是單一藥劑的定量投加，自動化程度的高低只會影響量的準確與否。而二氧化氯則是通過兩種藥劑的現(xiàn)場反應來制取，要想準確投加，必須對兩種藥劑進行計量、準確配比才能實現(xiàn)。否則，會因為配比不當而引起二氧化氯產率降低，副產物比率增加。降低消毒效果。嚴重時，會出現(xiàn)單藥劑投加而*失去消毒效果并污染水質。
從國外的應用來看，二氧化氯發(fā)生器的運行都采用自動化控制。通?？煞譃楣に囎詣踊刂坪驮O備運行自動化控制。這兩者通過一個控制系統(tǒng)來完成。其中工藝自動化是指通過外部信號（如處理水流量、剩余二氧化氯濃度等）對投藥量進行控制，以求達到zui適的投加量。而設備運行自動化是指關于設備本身正常運行的自動化控制，包括兩種藥劑的自動配比、故障自動報警及事故自動處理等。
我國目前二氧化氯發(fā)生器在水廠中應用的自動化程度還較低，一些中小型水廠的二氧化氯發(fā)生器的運行還*采用手動標定兩種藥液滴數(shù)來計量，*無法控制二氧化氯的產量和投加量。二氧化氯發(fā)生器是集物料計量、現(xiàn)場反應，定量投加于一體的消毒設備。設備的自動化程度直接關系到二氧化氯在產物中的產率，以及消毒水中副產物的殘留濃度。因此，筆者認為，在我國水廠推廣二氧化氯應用時，應改變以往片面重視設備投資的觀點，應重視設備本身自動化的程度，結合具體水源的特點選用合理的控制方式，才能取得*的處理效果和經濟效益。