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化學(xué)法二氧化氯發(fā)生器
濰坊恒遠(yuǎn)環(huán)保水處理設(shè)備有限公司,，系列化學(xué)法二氧化氯發(fā)生器采用氯酸鈉亞氯酸鈉兩種化學(xué)法反應(yīng)方法產(chǎn)生二氧化氯,。
化學(xué)法二氧化氯發(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(dòng)處理系統(tǒng),、安全系統(tǒng)組成,，整體為高強(qiáng)度耐腐蝕材質(zhì)。盡管各個(gè)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(guó)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(guó)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(diǎn)是原料價(jià)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(jiǎn)單,，售價(jià)電解法二氧化氯發(fā)生器，消毒每噸飲用水費(fèi)用在0.015～0.017元,。這種發(fā)生器缺點(diǎn)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(duì)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(guó)外飲用水消毒用二氧化氯發(fā)生器的主要工藝方法,。國(guó)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(jiǎn)單,，耗酸量少，亞氯酸鈉轉(zhuǎn)化率高,，ClO2純度可達(dá)90％以上,。亞氯酸鈉法的主要缺點(diǎn)是原料成本較高，用該方法每噸飲用水消毒藥劑費(fèi)用至少5分錢以上,，因此,，我國(guó)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(diǎn),，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(guó)內(nèi)*推出。稱其為正壓式反應(yīng)器是因?yàn)樵摲N發(fā)生器采用計(jì)量泵正壓輸送原料,、正壓反應(yīng)和正壓投加藥液,。特點(diǎn)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(dòng),，或與余氯在線檢測(cè)儀表聯(lián)用，可方便的實(shí)現(xiàn)自動(dòng)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(chǎng)合也比負(fù)壓式設(shè)備*,。其具有的操作方便，計(jì)量準(zhǔn)確,，便于控制等優(yōu)點(diǎn),，尤其受到使用者的廣泛好評(píng)。
（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(duì)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(guó)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(jìn)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(yùn)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,、硫酸為原料，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(duì)較低廉，每克ClO2成本在0.01元左右,。若以有效氯計(jì)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(duì)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 ⑥
2NaClO2+Cl2→2ClO2↑+2NaCl ⑦
2NaClO2+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(guó)外商用ClO2發(fā)生器常用反應(yīng)工藝,，目前國(guó)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(jī)物,、無機(jī)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(jì)算方法
1. 生活飲用水
例1：某水廠原水取自水庫(kù)，設(shè)計(jì)供水規(guī)模 2萬噸/天,，請(qǐng)選擇消毒設(shè)備型號(hào),。
① 確定投加量：地表水處理，取1.5g/ m3,。
② 計(jì)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(jì)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(jì)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(diǎn)：
⑴ 若為重力式一級(jí)流程：考慮小時(shí)zui大污水量,。
⑵ 若為泵提升的工藝：按污水泵的流量來計(jì)算,。
⑶ 若為二級(jí)處理工藝：無小時(shí)zui大污水量數(shù)據(jù)時(shí)，可按平均流量計(jì)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(jì)床位300張,，采用重力式一級(jí)處理工藝。
① 確定投加量：一級(jí)處理,，取40g/m3,。
② 計(jì)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(jì)床位800張,，污水24h排放，采用二級(jí)生化處理工藝,。
① 確定投加量：二級(jí)處理,，取20g/ m3。
② 計(jì)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(jì)循環(huán)周期8小時(shí)。
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(shí)配套建設(shè)3000m3/d回用水裝置,，現(xiàn)對(duì)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(jì)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(jì)水流量為5500m3/h,，換熱器材質(zhì)為碳鋼和不銹鋼,，補(bǔ)水水質(zhì)為結(jié)垢型，設(shè)計(jì)處理藥劑為堿性有機(jī)磷系配方,，主要?dú)⒕鷦槎趸取?/span>
選型要點(diǎn)：
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(jī)時(shí)間2小時(shí)，即保有水量（噸）×（0.5～1）（克/噸）÷2（小時(shí)）= 耗氯量（克/小時(shí)）,，該選用設(shè)備作沖擊性投藥時(shí)可延長(zhǎng)開機(jī)操作時(shí)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(jì)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。
二