平?jīng)龆趸劝l(fā)生器平?jīng)龆趸劝l(fā)生器

二氧化氯發(fā)生器主要由由供料系統(tǒng)、反應(yīng)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、吸收系統(tǒng)、反應(yīng)液自動處理系統(tǒng)、安全系統(tǒng)組成，整體為高強度耐腐蝕材質(zhì)。盡管各個廠家在設(shè)備的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、反應(yīng)過程、投加方式、控制方式及設(shè)備的外形上都下了很大功夫，努力做到與眾不同，但按照發(fā)生器所采用的反應(yīng)原料、反應(yīng)原理和生成二氧化氯的純度不同來劃分，不外乎以下幾種類型：

1. 氯酸鈉法和亞氯酸鈉法二氧化氯發(fā)生器；

2. 正壓式和負(fù)壓式二氧化氯發(fā)生器；

3. 復(fù)合型和高純型二氧化氯發(fā)生器。

1. 氯酸鈉法ClO₂發(fā)生器和亞氯酸鈉法ClO₂發(fā)生器

（1）氯酸鈉法ClO₂發(fā)生器

國內(nèi)采用氯酸鈉為原料的二氧化氯發(fā)生器主要反應(yīng)工藝有R₅法和R₂法：

R₂法：     2NaClO₃+4HCl→2ClO₂+Cl₂+2NaCl+2H₂O                         ①

R₂法：    2NaClO₃+2NaCl+2H₂SO₄→2ClO₂+Cl₂+2Na₂SO₄+2H₂O           ②

氯酸鈉法二氧化氯發(fā)生器是90年代初國內(nèi)一些單位開發(fā)出的民用ClO₂發(fā)生設(shè)備。這種發(fā)生器特點是原料價格低，反應(yīng)產(chǎn)物是ClO₂與Cl₂的混合氣體。其設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，售價電解法二氧化氯發(fā)生器，消毒每噸飲用水費用在0.015～0.017元。這種發(fā)生器缺點是用酸較多，反應(yīng)產(chǎn)物比較復(fù)雜，生成的ClO₂量占總有效產(chǎn)物（ClO₂+ Cl₂）量的60％左右。未轉(zhuǎn)化反應(yīng)的氯酸鈉，殘留在飲用水中可能對人體造成不良影響。

（2）亞氯酸鈉法ClO₂發(fā)生器

這是一種采用亞氯酸鈉（NaClO₂）為主要原料ClO₂發(fā)生器，其主要反應(yīng)工藝有：

5NaClO₂+4HCl→4ClO₂↑+5NaCl+2H₂O                                  ③

2NaClO₂+Cl₂→2ClO₂↑+2NaCl                                             ④

2NaClO₂+NaClO+2HCl→2ClO₂↑+3NaCl+H₂O                         ⑤

亞氯酸鈉法是國外飲用水消毒用二氧化氯發(fā)生器的主要工藝方法。國外多采用式⑤的工藝，亞氯酸鈉在活性氯和酸的作用下通過氧化還原反應(yīng)生成二氧化氯。而常用的是NaClO₂+HCl工藝，該方法反應(yīng)工藝簡單，耗酸量少，亞氯酸鈉轉(zhuǎn)化率高，ClO₂純度可達90％以上。亞氯酸鈉法的主要缺點是原料成本較高，用該方法每噸飲用水消藥劑費用至少5分錢以上，因此，我國水處理目前行業(yè)還不能*接受。但產(chǎn)物中ClO₂的純度較高的優(yōu)點，使得該法也有一定的應(yīng)用前景。

2. 正壓式和負(fù)壓式二氧化氯發(fā)生器

(1) 正壓式二氧化氯發(fā)生器

正壓式二氧化氯發(fā)生器由南京理工大學(xué)科研人員于1998年初在國內(nèi)*推出。稱其為正壓式反應(yīng)器是因為該種發(fā)生器采用計量泵正壓輸送原料、正壓反應(yīng)和正壓投加藥液。特點是可在正壓條件下反應(yīng)生成消毒劑，直接投加到帶壓的水體中。若與供水泵聯(lián)動，或與余氯在線檢測儀表聯(lián)用，可方便的實現(xiàn)自動比例投加消毒劑。開發(fā)這種正壓式發(fā)生器初衷是為解決深井泵直供水泵后直接投加消毒劑問題。從應(yīng)用效果看這種發(fā)生器不但能解決深井直供水消毒、高層水箱水塔水消毒，用于其它場合也比負(fù)壓式設(shè)備*。其具有的操作方便，計量準(zhǔn)確，便于控制等優(yōu)點，尤其受到使用者的廣泛好評。

(2) 負(fù)壓式二氧化氯發(fā)生器

負(fù)壓式二氧化氯發(fā)生器是相對正壓式二氧化氯發(fā)生器而言的。負(fù)壓式發(fā)生器主要通過水射器形成真空，在反應(yīng)系統(tǒng)內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓，故稱為負(fù)壓式。由反應(yīng)器內(nèi)形成的負(fù)壓將原料吸入，反應(yīng)產(chǎn)生的ClO₂經(jīng)水射器與水混合帶出。1998年之前，國內(nèi)的化學(xué)法二氧化氯發(fā)生器多為負(fù)壓式發(fā)生器。它具有負(fù)壓進料、負(fù)壓曝氣反應(yīng)、負(fù)壓吸收、負(fù)壓投加等環(huán)節(jié)，全程負(fù)壓運行，有較高的安全性和可靠性。負(fù)壓式反應(yīng)工藝的采用，主要是基礎(chǔ)安全上的考慮。由于ClO₂是極不穩(wěn)定的氣體物質(zhì)，若與空氣混合很容易產(chǎn)生爆炸。反應(yīng)器的全程負(fù)壓反應(yīng)工藝較好地解決了ClO₂泄露的問題。

3．復(fù)合型和高純型二氧化氯發(fā)生器

(1)復(fù)合型二氧化氯發(fā)生器

所謂復(fù)合型二氧化氯發(fā)生器是指反應(yīng)產(chǎn)物中有ClO₂和Cl₂混合物的二氧化氯發(fā)生設(shè)備。復(fù)合型二氧化氯發(fā)生器多采用氯酸鈉、鹽酸或氯酸鈉、氯化鈉、liusuan為原料，反應(yīng)生成ClO₂和Cl₂混合物，理論上，反應(yīng)產(chǎn)物中ClO₂占66%，Cl₂占34%。由于產(chǎn)物有效成分中Cl₂含量較多，“復(fù)合式”由此得名，反應(yīng)式見式①②。由于是以氯酸鈉為主原料，故ClO₂的制備成本相對較低廉，每克ClO₂成本在0.01元左右。若以有效氯計每克有效氯成本僅為0.003元。

(2)高純二氧化氯發(fā)生器

“高純”二氧化氯發(fā)生器是相對于“復(fù)合”法而言的。一般之發(fā)生產(chǎn)物的有效成分中，ClO₂占ClO₂+Cl₂總質(zhì)量的90%以上，反應(yīng)所采用的工藝主要是亞氯酸鈉法。反應(yīng)式有：

5NaClO₂+4HCl→4ClO₂↑+5NaCl+2H₂O                             ⑥2NaClO₂+Cl₂→2ClO₂↑+2NaCl                                    

⑦2NaClO₂+NaClO+2HCl→2ClO₂+3NaCl+H₂O                     

⑧近年來又出現(xiàn)甲醛還原氯酸鈉法的發(fā)生器

12NaClO₃+3CH₃OH+8H₂SO₄→12ClO₂+3HCOOH+4Na₃H(SO₄)₂+9H₂O        ⑨副反應(yīng)：6NaClO₃+CH₃OH+45H₂SO₄→6ClO₂+CO₂+5 Na₃H(SO₄)₂+2H₂O           

⑩亞氯酸鈉法zui早是國外商用ClO₂發(fā)生器常用反應(yīng)工藝，目前國內(nèi)主流“高純”二氧化氯發(fā)生器多采用此法。

二氧化氯發(fā)生器的常用術(shù)語

由于ClO2是一種不穩(wěn)定化合物，不含H0C和H0Cl-形式的有效氯，然而其濃度常以有效氯以及余氯來表示。

有效氯：有效氯是衡量含氯消毒劑氧化能力的標(biāo)志，是指與氯消毒劑氧化能力相當(dāng)?shù)穆攘浚ǚ侵赶緞┧攘浚?，其含量用毫克／升或％濃度表示?/span>

余氯是指氯投入水中后，除了與水中細(xì)菌、微生物、有機物、無機物等作用消耗一部分氯量外，還剩下了一部分氯量，這部分氯量就叫做余氯。其含量用毫克／升表示。

各種水處理二氧化氯發(fā)生器設(shè)備的選型計算方法

1. 生活飲用水

例1：某水廠原水取自水庫，設(shè)計供水規(guī)模 2萬噸/天，請選擇消毒設(shè)備型號。
① 確定投加量：地表水處理，取1.5g/ m3。
② 計算供水量  平均供水量：20000 m3/d÷24h=834 m3/h
               高峰期水量：834 m3/h×1.5=1251 m3/h
③ 需氯量：1251 m3/h×1.5g/ m3=1877g/h
④ 設(shè)備選型：應(yīng)選2000 g/h型。

例2： 某自來水廠，深井水，設(shè)計供水規(guī)模5萬噸/天。原水中無鐵錳超標(biāo)的現(xiàn)象。
① 確定投加量：深井水處理，取1g/ m3。
② 計算供水量  平均：50000 m3/d÷24h=2083 m3/h

高峰期：2083 m3/d×1.5=3125g/h
③ 需氯量：3125 m3/h×1g/ m3=3125g/h
④ 設(shè)備選型：應(yīng)選3000-4000 g/h型。
2. 醫(yī)院污水
選型要點：
⑴ 若為重力式一級流程：考慮小時zui大污水量。
⑵ 若為泵提升的工藝：按污水泵的流量來計算。
⑶ 若為二級處理工藝：無小時zui大污水量數(shù)據(jù)時，可按平均流量計算。
⑷ 傳染病院、結(jié)核病院：適當(dāng)增加加氯量。
例1：某綜合性醫(yī)院，設(shè)計床位300張，采用重力式一級處理工藝。
① 確定投加量：一級處理，取40g/m3。
② 計算污水量  污水量：300床×1 m3/d.床=300 m3/d

平均流量：300 m3/d÷24h=12.5 m3/h

zui大流量：300 m3/d÷10h=30 m3/h
③ 需氯量：30 m3/h×40g/ m3=1200g/h
④ 設(shè)備選型：應(yīng)選2000 g/h型。
例2：某結(jié)核病醫(yī)院，設(shè)計床位800張，污水24h排放，采用二級生化處理工藝。
① 確定投加量：二級處理，取20g/ m3。
② 計算污水量  污水量：800床×1 m3/d.床=800 m3/d

平均流量：800 m3/d÷24h=33.3 m3/h
③ 需氯量：33.3 m3/h×20g/ m3=666.7g/h
④ 設(shè)備選型：應(yīng)選800/1000 g/h型。
3. 游泳池水
例：某游泳池水容積為800 m3，設(shè)計循環(huán)周期8小時。
① 泳池水投加量2-5g/ m3，取4g/ m3。

② 循環(huán)水量：800 m3×（1.1-1.2）÷8h=110 m3/h
③ 需氯量：110 m3/h×4g/ m3=440g/h

④ 設(shè)備選型：應(yīng)選500 g/h型。
4. 生活污水
例1：某污水處理廠，采用AB工藝處理城市污水，處理量為(8～12)×104 m3/d，同時配套建設(shè)3000m3/d回用水裝置，現(xiàn)對中水回用消毒設(shè)備選型。
① 確定投加量：排放水：2-5mg/L，取5g/m3。
② 計算污水量  污水量：3000m3/d

平均流量：3000 m3/d÷24h=125 m3/h

zui大流量：3000 m3/d÷10h=300 m3/h
③ 需氯量：300m3/h×5g/ m3=1500g/h
④ 設(shè)備選型：應(yīng)選2000 g/h型。
5. 循環(huán)水
例1：某化肥廠8萬噸合成氨、13萬噸尿素工程與之相配套的循環(huán)水系統(tǒng)設(shè)計水流量為5500m3/h，換熱器材質(zhì)為碳鋼和不銹鋼，補水水質(zhì)為結(jié)垢型，設(shè)計處理藥劑為堿性有機磷系配方，主要殺菌劑為二氧化氯。
選型要點：
    發(fā)生器的規(guī)格選用要按保有水量每噸投加二氧化氯0.5克～1克，投藥開機時間2小時，即保有水量（噸）×（0.5～1）（克/噸）÷2（小時）= 耗氯量（克/小時），該選用設(shè)備作沖擊性投藥時可延長開機操作時間，以滿足沖擊性投藥需要。
① 確定投加量：每周采用二氧化氯沖擊性殺菌兩次，取1g/m3。
② 計算循環(huán)水量  循環(huán)水量：5500 m3/d

平均流量：5500 m3/d÷2h=2750 m3/h
③ 需氯量：2750m3/h×1g/ m3=2750g/h

④ 設(shè)備選型：應(yīng)選3000 g/h型。

包裝儲運：亞氯酸鈉固體采用內(nèi)襯塑料袋的鐵桶包裝，液體采用聚氯乙烯塑料桶包裝。亞氯酸鈉不得與可燃物、酸類、還原性物質(zhì)混儲混運，應(yīng)貯存在陰涼、干燥庫房內(nèi)，遠(yuǎn)離火源、熱源。運輸時避免受潮、受熱和日光直射。
  以上是二氧化氯發(fā)生器的簡單介紹，隨著近年來lvqi泄漏導(dǎo)致群眾中毒事件的頻頻發(fā)生, 再加上二氧化氯的氧化能力和殺菌能力優(yōu)于使用二氧化氯比液氧更加經(jīng)濟方便復(fù)合型發(fā)生器進行水體消毒的運行成本和液抓相當(dāng)?shù)纫蛩?/span>, 二氧化抓取代用于飲用水消毒是必然趨勢。

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