潍坊红荷环保水处理设备

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：任泽宾

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二氧化氯在常温下是黄色的气体，具有类似氯Q那样令人不愉快的刺激性气味，沸点为11℃，比重为2.4。冷却至—40℃以下，成为深红色液体温度低于—59℃时，为橙黄色固体。其分子量为67.47，是自然界中几乎*以单体游离基形式存在的少数化合物之一。

二氧化氯易溶于水且不与水发生化学反应，它在水中的溶解度是氯的5倍。二氧化氯Q体溶于水形成黄绿色溶液，作为溶解的气体保留在溶液中，在阴凉处避光保存并严格密封非常稳定，在光线照射下将发生化学分解。若贮藏在敞开容器中的二氧化氯水溶液，其二氧化氯浓度很易下降。再有二氧化氯很容易爆炸。当温度升高，暴露在光线下或与某些有机物接触摩擦时，都可能引起爆炸，而且液体二氧化氯比气体更易爆炸。如果空气中二氧化氯浓度或水中二氧化氯浓度时都将爆炸。所以工业上采用空气或惰性气体来冲淡二氧化氯Q体，使其浓度一。由于二氧化氯具有易挥发、易爆炸的特点，故不宜贮存，应以现场制取和使用为主。

二氧化氯对细菌、病毒及真菌孢子的杀灭能力均很强。二氧化氯对微生物的杀灭原理是：二氧化氯对细胞壁有较好的吸附性和透过性能，可有效地氧化细胞内含疏基的酶；可与半*、*和游离脂肪酸反应，快速控制生物蛋白质的合成，使膜的渗透性增高；并能改变病毒衣壳蛋白，导致病毒灭活。二氧化氯的消毒能力和氧化能力远远超过氯Q，不会像氯Q那样生成对人体有害的有机卤化物和三卤甲烷等致癌物质。能有效的破坏酚、硫化物、1化物等有害物质。二氧化氯消毒剂具有无毒、无害等众多优点。ClO2氯原子为正4价，还原成氯化物时将可得到5个电子，因此其氧化力相当于氯的5倍，有效氯含量为263%。故二氧化氯是极为有效的饮水消毒剂。

二氧化氯发生器类型分类及原理

二氧化氯发生器是一种现场生产发生ClO2的设备, 从发生原理上可分为两大类: 电解法和化学法。

电解法二氧化氯发生器

电解法是以nacl2或氯化钠为原料,采用隔膜电解技术制取ClO2,所用的电解液是食盐溶液。电解过程中,在阴极制得烧碱溶液和氢气,阳极获得ClO2、氯Q、过氧化氢及臭氧的混合物。

电解： NaCl+H2O→NaOH+Cl2O2+Cl2+H2O2+O3

电解法二氧化氯发生器我们以北京中西远大科技有限公司的m307783电解法二氧化氯发生器进行简单介绍。

该发生器由高效混合消毒剂发生器由电解槽、直流电源、盐溶解槽、阀门、水射器、仪表及配套UPVC管道等部分组成。

该产品的规格型号：
发生量 1000g/h    耗盐量 1.6 g/g气
功率   12KW     电源电压 380KW
电解电流≤1000A 电解电压 24V
设备尺寸1200mm×1300mm×1300mm
电控柜尺寸1000mm×550mm×2000mm
进水口径 DN32 出药管口径DN40

采用双向电极，以隔膜电解法电解工业盐的水溶液，在阳极室产生ClO2、Cl2、O3 及H2O2等强氧化剂混合气体，通过吸收管路投入待处理的水中，实现消毒杀菌和氧化处理的目的。

该产品具有安全性好、操作方便、管理简单、设备结构设计合理、体积较小、消毒效果好等优点，特别适合大型及各种规模自来水厂的给水处理消毒；城镇、乡C、铁路沿线、*、工矿企业的生活饮水消毒；宾馆、饭店、高层建筑给水的二次消毒；中水回用、游泳池及浴池水消毒；医院污水、生活污水消毒除味和降解COD工业循环水杀菌除藻；医疗器具、饮料、管路的消毒；含1、含酚废水除1脱酚处理，印染废水氧化、脱色处理；制备稳定性ClO2消毒液。

化学法二氧化氯发生器

潍坊红荷环保水处理设备有限公司，系列化学法二氧化氯发生器采用nacl2亚nacl2两种化学法反应方法产生二氧化氯。

化学法二氧化氯发生器主要由由供料系统、反应系统、控制系统、吸收系统、反应液自动处理系统、安全系统组成，整体为高强度耐腐蚀材质。尽管各个厂家在设备的内部结构、反应过程、投加方式、控制方式及设备的外形上都下了很大功夫，努力做到与众不同，但按照发生器所采用的反应原料、反应机理和生成二氧化氯的纯度不同来划分，不外乎以下几种类型：

1. nacl2法和亚nacl2法二氧化氯发生器；

2. 正压式和负压式二氧化氯发生器；

3. 复合型和高纯型二氧化氯发生器。

1. nacl2法ClO2发生器和亚nacl2法ClO2发生器

（1）nacl2法ClO2发生器

国内采用nacl2为原料的二氧化氯发生器主要反应工艺有R5法和R2法：

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

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

nacl2法二氧化氯发生器是90年代初国内一些单位开发出的民用ClO2发生设备。这种发生器特点是原料价格低，反应产物是ClO2与Cl2的混合气体。其设备结构简单，售价电解法二氧化氯发生器，消毒每吨饮用水费用在0.015～0.017元。这种发生器缺点是用酸较多，反应产物比较复杂，生成的ClO2量占总有效产物（ClO2+ Cl2）量的60％左右。未转化反应的nacl2，残留在饮用水中可能对人体造成不良影响。

（2）亚nacl2法ClO2发生器

这是一种采用亚nacl2（NaClO2）为主要原料ClO2发生器，其主要反应工艺有：

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

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

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

亚nacl2法是国外饮用水消毒用二氧化氯发生器的主要工艺方法。国外多采用式⑤的工艺，亚nacl2在活性氯和酸的作用下通过氧化还原反应生成二氧化氯。而常用的是NaClO2+HCl工艺，该方法反应工艺简单，耗酸量少，亚nacl2转化率高，ClO2纯度可达90％以上。亚nacl2法的主要缺点是原料成本较高，用该方法每吨饮用水消2剂费用至少5分钱以上，因此，我国水处理目前行业还不能*接受。但产物中ClO2的纯度较高的优点，使得该法也有一定的应用前景。

2. 正压式和负压式二氧化氯发生器

（1） 正压式二氧化氯发生器

正压式二氧化氯发生器由南京理工大学科研人员于1998年初在国内*推出。称其为正压式反应器是因为该种发生器采用计量泵正压输送原料、正压反应和正压投加药液。特点是可在正压条件下反应生成消毒剂，直接投加到带压的水体中。若与供水泵联动，或与余氯在线检测仪表联用，可方便的实现自动比例投加消毒剂。开发这种正压式发生器初衷是为解决深井泵直供水泵后直接投加消毒剂问题。从应用效果看这种发生器不但能解决深井直供水消毒、高层水箱水塔水消毒，用于其它场合也比负压式设备*。其具有的操作方便，计量准确，便于控制等优点，尤其受到使用者的广泛好评。

（2） 负压式二氧化氯发生器

负压式二氧化氯发生器是相对正压式二氧化氯发生器而言的。负压式发生器主要通过水射器形成真空，在反应系统内产生负压，故称为负压式。由反应器内形成的负压将原料吸入，反应产生的ClO2经水射器与水混合带出。1998年之前，国内的化学法二氧化氯发生器多为负压式发生器。它具有负压进料、负压曝气反应、负压吸收、负压投加等环节，全程负压运行，有较高的安全性和可靠性。负压式反应工艺的采用，主要是基础安全上的考虑。由于ClO2是极不稳定的气体物质，若与空气混合很容易产生爆炸。反应器的全程负压反应工艺较好地解决了ClO2泄露的问题。

3．复合型和高纯型二氧化氯发生器

（1）复合型二氧化氯发生器

所谓复合型二氧化氯发生器是指反应产物中有ClO2和Cl2混合物的二氧化氯发生设备。复合型二氧化氯发生器多采用nacl2、盐酸或nacl2、氯化钠、硫S为原料，反应生成ClO2和Cl2混合物，理论上，反应产物中ClO2占66%，Cl2占34%。由于产物有效成分中Cl2含量较多，“复合式”由此得名，反应式见式①②。由于是以nacl2为主原料，故ClO2的制备成本相对较低廉，每克ClO2成本在0.01元左右。若以有效氯计每克有效氯成本仅为0.003元。

（2）高纯二氧化氯发生器

“高纯”二氧化氯发生器是相对于“复合”法而言的。一般之发生产物的有效成分中，ClO2占ClO2+Cl2总质量的90%以上，反应所采用的工艺主要是亚nacl2法。反应式有：

5NaClO2+4HCl→4ClO2↑+5NaCl+2H2O                               ⑥

2NaClO2+Cl2→2ClO2↑+2NaCl                                          ⑦

2NaClO2+NaClO+2HCl→2ClO2+3NaCl+H2O                      ⑧

近年来又出现甲醛还原nacl2法的发生器

12NaClO3+3CH3OH+8H2SO4→12ClO2+3HCOOH+4Na3H（SO4）2+9H2O        ⑨

副反应：

 6NaClO3+CH3OH+45H2SO4→6ClO2+CO2+5 Na3H（SO4）2+2H2O            ⑩

亚nacl2法zui早是国外商用ClO2发生器常用反应工艺，目前国内主流“高纯”二氧化氯发生器多采用此法。

氧化氯发生器的常用术语

由于ClO2是一种不稳定化合物，不含H0C和H0Cl-形式的有效氯，然而其浓度常以有效氯以及余氯来表示。

有效氯：有效氯是衡量含氯消毒剂氧化能力的标志，是指与氯消毒剂氧化能力相当的氯量（非指消毒剂所含氯量），其含量用毫克／升或％浓度表示。

余氯是指氯投入水中后，除了与水中细菌、微生物、有机物、无机物等作用消耗一部分氯量外，还剩下了一部分氯量，这部分氯量就叫做余氯。其含量用毫克／升表示。

各种水处理二氧化氯发生器设备的选型计算方法

1. 生活饮用水

例1：某水厂原水取自水库，设计供水规模 2万吨/天，请选择消毒设备型号。
①确定投加量：地表水处理，取1.5g/ m3。
②计算供水量 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设备选型：应选2000 g/h型。

例2： 某自来水厂，深井水，设计供水规模5万吨/天。原水中无铁锰超标的现象。
①确定投加量：深井水处理，取1g/ m3。
②计算供水量 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设备选型：应选3000-4000 g/h型。
2. 医院污水
选型要点：
⑴若为重力式一级流程：考虑小时zui大污水量。
⑵若为泵提升的工艺：按污水泵的流量来计算。
⑶若为二级处理工艺：无小时zui大污水量数据时，可按平均流量计算。
⑷传染病院、结核病院：适当增加加氯量。
例1：某综合性医院，设计床位300张，采用重力式一级处理工艺。
①确定投加量：一级处理，取40g/m3。
②计算污水量 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设备选型：应选2000 g/h型。
例2：某结核病医院，设计床位800张，污水24h排放，采用二级生化处理工艺。
①确定投加量：二级处理，取20g/ m3。
②计算污水量 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设备选型：应选800/1000 g/h型。
3. 游泳池水
例：某游泳池水容积为800 m3，设计循环周期8小时。
①泳池水投加量2-5g/ m3，取4g/ m3。

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

④设备选型：应选500 g/h型。
4. 生活污水
例1：某污水处理厂，采用AB工艺处理城市污水，处理量为（8～12）×104 m3/d，同时配套建设3000m3/d回用水装置，现对中水回用消毒设备选型。
①确定投加量：排放水：2-5mg/L，取5g/m3。
②计算污水量 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设备选型：应选2000 g/h型。
5. 循环水
例1：某化肥厂8万吨合成氨、13万吨尿素工程与之相配套的循环水系统设计水流量为5500m3/h，换热器材质为碳钢和不锈钢，补水水质为结垢型，设计处理药剂为碱性有机磷系配方，主要杀菌剂为二氧化氯。
选型要点：
    发生器的规格选用要按保有水量每吨投加二氧化氯0.5克～1克，投药开机时间2小时，即保有水量（吨）×（0.5～1）（克/吨）÷2（小时）= 耗氯量（克/小时），该选用设备作冲击性投药时可延长开机操作时间，以满足冲击性投药需要。
①确定投加量：每周采用二氧化氯冲击性杀菌两次，取1g/m3。
②计算循环水量 循环水量：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设备选型：应选3000 g/h型。

二氧化氯发生器设备保养方法及故障处理

    二氧化氯发生器安装调试完成后，必须按时测定出水余氯含量及亚氯酸盐含量是否符合国家标准，以保证出水水质达标。国家建设部新出台了新的《城镇供水质量标准》中规定ClO2消毒标准：与水接触30分钟后出厂水二氧化氯余量≥0.1（mg/L），管网末稍水≥0.02（mg/L）。

发生器在生产运行过程中，虽然负荷变化不大，但却是*连续运转的。随着使用时间的增加，设备内部和外部的工作条件将不断恶化，其结果必然使磨损加剧，性能变差，消耗增多。如再继续使用，不仅影响工作效率，还会发生更严重的设备或人身事故。为此，必须加强设备的技术保养工作，使设备维持良好的状态。

（1）经常保持完好状态，以便随时可以起动运行；

（2）在合理运用的条件下，严格按技术操作规程进行操作，出现问题及时维修，这样就不致因中途损坏机件而停产；

（3）操作人员必须经过培训，按章操作；

（4）设备各附属装置及零、部件的技术状态保持均衡，以达到zui高的大修间隔期；

故障的处理及时性与可靠性

二氧化氯消毒剂发生器在现场安装调试合格后，较易发生故障的点是：

（1）计量泵由于在运输过程中产生振动而不精准；

（2）计量泵由于原料水溶液中有杂质，造成计量泵出入口2组4个单向阀阻塞或背压阀                阻塞，从而使二种原料进料不均匀，反应不充分，二氧化氯收率低，消毒成本高；

（3）由于加药管线匹配不合理或渗漏，造成反应器内头不曝气；

（4）由于动力水源压力不足，造成安全阀跳动频繁；

（5）由于动力水中有杂质，造成水射器阻塞，反应器内曝气不充分，二氧化氯不能及时抽出，安全阀频繁跳动；

（6）供电系统电压波动范围较宽，造成计量泵被烧毁；

（7）计量泵再起动时，没有排出泵体内空气，造成泵头气蚀或损坏隔膜，使泵头损坏；

（8）在市场上采购的盐酸酸度不足，工业用合成盐酸出厂国家标准是≥31%，有的地方酸度＜24%，更严重的是把用过的废酸当做工业用合成盐酸使用，这样的事情出现多起，造成设备报废。后来我们给每个用户配一支盐酸密度计，减少了类似事故发生；

（9）nacl2在加水溶解时不按1:2比例调配，有的甚至水的流量表也读不清，以致原料在反应器中不能充分反应，收率下降，加药成本升高；

（10）由于电子器材质量低下，造成反应器液位、水套加热器液位、以及原料储罐液位下限不报警等故障。

发生器所需原料理化性质及储存运输注意事项

nacl2

性质：无色立方晶体或三方结晶或白色粉末。味咸而凉。密度2.490g/cm3。熔点255℃。易溶于水，0℃在水中的溶解度为790g/L。溶于乙醇、甘油、丙酮、液氨。加热至300℃以上易分解放出氧气。在中性或弱碱性溶液中氧化力非常低，但在酸性溶液中或有诱导氧化剂和催化剂（如硫S铜）存在时，则是强氧化剂。与酸类（如硫S)作用放出二氧化氯。有*的氧化力。与硫、磷和有机物混合或受撞击，易引起燃烧和爆炸。易潮解。

操作：nacl2粉尘能刺激皮肤、粘膜和眼睛。如不慎nacl2溅入眼睛或溅到皮肤上，应立刻用大量水冲洗干净。吸入nacl2粉尘，因积累在体内而引起中毒，会出现恶心、大量呕吐、下泻、呼吸困难、肾损害等症状。误食时，要立即饮服食盐水或温肥皂水使其吐出，然后速送医院治疗。致死量10g。 生产人员工作时、应穿工作服，戴防护口罩、乳胶手套、塑料或橡皮围裙，穿长统胶靴等劳保用品，以保护呼吸和皮肤。生产设备要密闭，车间通风应良好。下班后要洗淋浴。
包装储运用内衬聚乙烯塑料袋的铁桶包装，桶口密封牢固。应贮存在阴凉、通风、干燥的库房内。注意防潮。严防粉末散落在地上，如有散落，必须立刻用湿黄砂拌和后扫干净。不得与糖类、油类、木炭等有机物、硫黄、赤磷、还原剂、硝S盐、酸类（尤其是硫S）和一切易燃物品共贮混运。运输过程中要防雨淋和日晒，注意防潮。装卸时要轻拿轻放，防止摩擦，严禁撞击。失火时，先用砂土，再用雾状水和各种灭火器扑救，但不可用高压水。
亚nacl2

性质：固体亚nacl2系白色或微带黄绿色结晶或结晶粉末，分子量90.44，呈碱性，轻微吸潮；易溶于水、醇。固体亚nacl2在室温和正常储存条件下较稳定，遇酸易分解放出二氧化氯Q体；与木屑、有机物、还原性物质接触、撞击、摩擦时容易爆炸或燃烧。液体亚nacl2为浅黄色溶液，在碱性状态下很稳定，在酸性状态下分解放出二氧化氯Q体。

操作：粉尘能刺激皮肤、粘膜和眼睛。如不慎nacl2溅入眼睛或溅到皮肤上，应立刻用大量水冲洗干净。吸入nacl2粉尘，因积累在体内而引起中毒，会出现恶心、大量呕吐、下泻、呼吸困难、肾损害等症状。亚nacl2具有很强的漂白能力，是漂白的5倍。生产人员工作时、应穿工作服，戴防护口罩、乳胶手套、塑料或橡皮围裙，穿长统胶靴等劳保用品，以保护呼吸和皮肤。生产设备要密闭，车间通风应良好。下班后要洗淋浴。

包装储运：亚nacl2固体采用内衬塑料袋的铁桶包装，液体采用聚氯乙烯塑料桶包装。亚nacl2不得与可燃物、酸类、还原性物质混储混运，应贮存在阴凉、干燥库房内，远离火源、热源。运输时避免受潮、受热和日光直射。
      以下是二氧化氯发生器的简单介绍，随着近年来氯Q泄漏导致群众中毒事件的频频发生, 再加上二氧化氯的氧化能力和杀菌能力优于使用二氧化氯比液氧更加经济方便复合型发生器进行水体消毒的运行成本和液抓相当等因素, 二氧化抓取代用于饮用水消毒是必然趋势。

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：任泽宾