二氧化氯在循環(huán)冷卻水中應(yīng)用

1,、概述： 

    循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的環(huán)境，為微生物繁殖提供了*的條件。適宜微生物滋長的水溫25℃～40℃,，飽和的溶解氧,，適中的PH值，豐富的營養(yǎng)源,，濃縮倍數(shù)提高,，導(dǎo)致含鹽量的增加，工藝介質(zhì)泄漏,，以及傾向于采用堿性有機(jī)磷系配方作為水質(zhì)穩(wěn)定劑,，充足的陽光等都為循環(huán)冷卻水微生物滋長營造一個理想的環(huán)境。以這些微生物為主體,，混雜泥砂,、無機(jī)物和塵土等，形成生物粘泥附著與堆積,，因而產(chǎn)生粘泥故障,，引起設(shè)備、管道的局部腐蝕,、堵塞等不良問題,，降低換熱器的熱交換效率，甚至使管道穿孔,，設(shè)備損壞,。因此，必須在循環(huán)冷卻水中投加殺菌劑,，以控制微生物的生長,。 

    殺菌劑按化學(xué)成分可分為無機(jī)殺菌劑和有機(jī)殺菌劑兩種；按殺菌劑的機(jī)理可分為氧化型殺菌劑和非氧化型殺菌劑兩種,，其中二氧化氯殺菌劑是國內(nèi)循環(huán)水行業(yè)廣泛推廣應(yīng)用的氧化型無機(jī)殺菌劑,。 

2.二氧化氯殺菌劑的特點： 

    2.1,、二氧化氯的物化性質(zhì)： 

    二氧化氯分子式為ClO2，是一種隨濃度升高顏色由黃綠色到橙色的氣體,，具有與lvqi相似的刺激性氣味,。氣體密度為3.09g/l。純二氧化氯的液體與氣體性質(zhì)極不穩(wěn)定,，在空氣中二氧化氯的濃度超過10％時就會有很高的爆炸性,，因此二氧化氯不能像液氯那樣裝瓶運(yùn)輸，必須在現(xiàn)場現(xiàn)制現(xiàn)用,。二氧化氯易溶于水,，溶解度約為lvqi的5倍。二氧化氯溶液濃度在10g/l以下時,，基本沒有爆炸的危險,。 

    二氧化氯的化學(xué)性質(zhì)非常活潑,，一般在酸性條件下具有很強(qiáng)的氧化性,，其氧化能力僅次于臭氧?？裳趸卸喾N無機(jī)物和有機(jī)物,。

    二氧化氯在水中以純粹的溶解氣體形式存在，不發(fā)生水解反應(yīng),。但二氧化氯的水溶液在較高溫度與光照下,，會生成ClO2與ClO3-。反應(yīng)式如下：

     2ClO2+hv+ H2O= HClO3+HCL+2O* 

2.2.二氧化氯的殺菌性能： 

    ①殺菌力強(qiáng),，作用快,，藥效時間長。

    綜合而言,，二氧化氯的殺菌性能zuijia,。 

    二氧化氯不僅能夠殺死一般的細(xì)菌，而且對真菌,、病毒,、孢子等微生物都有*的殺滅作用。 廣譜,，對異養(yǎng)菌,、鐵細(xì)菌、硫酸鹽還原菌等均有較高的殺菌效率,。一般只需0.5mg/L即可快速殺死和抑制細(xì)菌生產(chǎn),，1mg/L以上殺滅細(xì)菌的時間只需5min。而且可以單獨長期使用而不發(fā)生抗藥性,。  

    可在較寬的PH值范圍（6-9）使用,，在高PH值的冷卻水中仍具有較高的殺菌效果,。二氧化氯在水中以溶解的氣體存在而不與水發(fā)生反應(yīng)，它的分解產(chǎn)物為HCLO和 “O”(新生態(tài)氧),，既具有雙重氧化作用,，又不受PH值影響。PH為8.5時,，二氧化氯保持相同的效率,，而lvqi則需要5倍殺菌時間，殺菌率降至44％ ～ 45％,。 

    二氧化氯不僅能強(qiáng)力殺菌,，而且控制藻類和粘泥也十分有效。CLO2對苯環(huán)有一定的親和性,，能 使苯環(huán)發(fā)生變化,。葉綠素中的吡咯環(huán)與苯環(huán)非常類似，CLO2同樣能作用于吡咯環(huán),。因此,，二氧化氯氧化葉綠素，藻類新陳代謝終止,，使得蛋白質(zhì)的合成中斷,，導(dǎo)致其死亡,。達(dá)到控制菌藻的目的,。 

    二氧化氯殺生維持時間長。實驗表明1mg/l的二氧化氯48h后仍能維持殺生率95%以上,，而lvqi一般超過12h后就無殺生效果,。 

    二氧化氯降解有機(jī)物適應(yīng)于環(huán)保的要求。氯降解有機(jī)物是發(fā)生氯代反應(yīng),，伴隨有毒的致癌致畸的氯代有機(jī)物產(chǎn)生,，而二氧化氯是發(fā)生氧化反應(yīng)，使有機(jī)物轉(zhuǎn)化為無機(jī)物,，降解產(chǎn)物無毒害作用,，不污染環(huán)境。 

    二氧化氯不與氨和氨基化合物反應(yīng),，殺菌效果和用量不受氨存在的影響,。 
　　少量投加二氧化氯殺菌滅藻，對金屬設(shè)備基本無腐蝕,。二氧化氯對金屬設(shè)備腐蝕實驗表明：投加80~120mg/L的二氧化氯對不銹鋼和銅基本無腐蝕,，投加20~80ml/L的二氧化氯對碳鋼基本無腐蝕，因此,，二氧化氯在循環(huán)水系統(tǒng)中投加量低于80mg/L時,，不會對設(shè)備造成腐蝕,。

3、二氧化氯在工業(yè)循環(huán)冷卻水處理中的應(yīng)用： 

    循環(huán)水系統(tǒng)二氧化氯的投加一般依托二氧化氯發(fā)生器來完成,。二氧化氯發(fā)生器是一種現(xiàn)場生產(chǎn)二氧化氯的設(shè)備,，從原理上分為兩大類：電解法和化學(xué)法。 

    電解法生產(chǎn)二氧化氯是根據(jù)電極反應(yīng)原理,，電解食鹽溶液產(chǎn)生ClO2,、Cl2、O3及H2O2混合氣體,；化學(xué)法生產(chǎn)二氧化氯是以氯酸鈉（NaClO3）或次氯酸鈉（NaClO2）為原料經(jīng)化學(xué)反應(yīng)來制取ClO2的 ,。

    在工業(yè)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中,二氧化氯作為殺生劑,投加的典型流程如下： 
　  由于二氧化氯（ClO2）殺菌果好、持續(xù)作用時間長,，通常采用定期投加的方式,。相關(guān)跟蹤試驗表明：投加二氧化氯后zui大殺菌率常常在投加后的1~3天時出現(xiàn)。二氧化氯維持99%以上異養(yǎng)菌殺菌率的天數(shù)可達(dá)到5天左右,。二氧化氯投加周期和投加量與系統(tǒng)狀況,、濃縮倍數(shù)、水溫,、所用水處理劑及泄漏到水體中還原性物質(zhì)的多少等有關(guān),。參考《工業(yè)循環(huán)冷卻水處理設(shè)計規(guī)范》（GB50050-95）之規(guī)定，工業(yè)冷卻循環(huán)水中的有效氯的投加宜采用沖擊性定期投加,，每隔1-3天投加一次,，余氯量宜控制在0.5-1.0mg/l以內(nèi)，投加量按循環(huán)水量計,，投加量為2mg/l（總量）,，則循環(huán)水每次有效氯投加總量（克）=每小時循環(huán)水量（噸/小時）×每噸投加有效氯的量為2克/噸（mg/l）。 

    二氧化氯既可以單獨投加用作殺菌劑,，也可以和液氯同時使用,，二者相輔相成，效果亦佳,。例如：二氧化氯作為主殺菌劑投加,，定期或不定期地輔以投加少量lvqi來增強(qiáng)協(xié)同殺菌作用，既可減少殺菌劑用量,，又可以維持余氯,；氯源價廉易得，可作為日常主殺生劑的地區(qū),，加氯后效果不明顯或加不上氯時,，可以定期或不定期輔加二氧化氯，以控制水質(zhì)惡化或維持殺生效果；二氧化氯與液氯同時或交替使用不僅費(fèi)用上可有明顯的節(jié)約,，而且可以獲得更好的殺生效果,，還可以削弱微生物的抗藥性以及減少水體中三鹵甲烷（THM）等致癌物質(zhì)的生成量，提高排水的安全性,。 

    當(dāng)水質(zhì)惡化,，微生物大量繁殖時，可視水質(zhì)惡化情況定期（如幾周或1個月一次）加量投加二氧化氯,。保證循環(huán)水質(zhì),，控制微生物生長。 

    但是,，二氧化氯消毒還存在不容忽視的問題：二氧化氯本身和副產(chǎn)物ClO2-對人體血紅細(xì)胞有損害,，對除臭除味效果不佳。且二氧化氯具有易揮發(fā),、易爆炸的特性,，生產(chǎn)出來即須應(yīng)用，不宜貯存,，因此,，目前國內(nèi)在工業(yè)循環(huán)冷卻水領(lǐng)域中用二氧化氯殺菌滅藻尚在起步階段，只有水質(zhì)污染嚴(yán)重或氯消毒困難時,，才使用二氧化氯進(jìn)行消毒,。

4、總結(jié) 

    鑒于二氧化氯殺菌的諸多*之處,，且對金屬設(shè)備基本無腐蝕,，是一種值得廣泛推廣的循環(huán)水殺菌除藻劑，越來越多的設(shè)計人員將其用于工業(yè)循環(huán)冷卻水處理之中,。二氧化氯行業(yè)在我國作為新的朝陽產(chǎn)業(yè),，穩(wěn)定性二氧化氯生產(chǎn)及如何控制,、評估產(chǎn)品質(zhì)量是目前亟待解決的問題,，都需要一個全國性的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。