二氧化氯在常溫下是黃色的氣體，具有類似氯氣那樣令人不愉快的刺激性氣味，沸點(diǎn)為11℃，比重為2.4。冷卻至—40℃以下，成為深紅色液體溫度低于—59℃時(shí)，為橙黃色固體。其分子量為67.47，是自然界中幾乎*以單體游離基形式存在的少數(shù)化合物之一。二氧化氯易溶于水且不與水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，它在水中的溶解度是氯的5倍。二氧化氯氣體溶于水形成黃綠色溶液，作為溶解的氣體保留在溶液中，在陰涼處避光保存并嚴(yán)格密封非常穩(wěn)定，在光線照射下將發(fā)生化學(xué)分解。若貯藏在敞開容器中的二氧化氯水溶液，其二氧化氯濃度很易下降。再有二氧化氯很容易爆炸。當(dāng)溫度升高，暴露在光線下或與某些有機(jī)物接觸摩擦?xí)r，都可能引起爆炸，而且液體二氧化氯比氣體更易爆炸。如果空氣中二氧化氯濃度或水中二氧化氯濃度時(shí)都將爆炸。所以工業(yè)上采用空氣或惰性氣體來沖淡二氧化氯氣體，使其濃度一。由于二氧化氯具有易揮發(fā)、易爆炸的特點(diǎn)，故不宜貯存，應(yīng)以現(xiàn)場制取和使用為主。

二氧化氯對細(xì)菌、病毒及真菌孢子的殺滅能力均很強(qiáng)。二氧化氯對微生物的殺滅原理是：二氧化氯對細(xì)胞壁有較好的吸附性和透過性能，可有效地氧化細(xì)胞內(nèi)含疏基的酶；可與半*、*和游離脂肪酸反應(yīng)，快速控制生物蛋白質(zhì)的合成，使膜的滲透性增高；并能改變病毒衣殼蛋白，導(dǎo)致病毒滅活。二氧化氯的消毒能力和氧化能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過氯氣，不會像氯氣那樣生成對人體有害的有機(jī)鹵化物和三鹵甲烷等致癌物質(zhì)。能有效的破壞酚、硫化物、氰化物等有害物質(zhì)。二氧化氯消毒劑具有無毒、無害等眾多優(yōu)點(diǎn)。ClO2氯原子為正4價(jià)，還原成氯化物時(shí)將可得到5個(gè)電子，因此其氧化力相當(dāng)于氯的5倍，有效氯含量為263%。故二氧化氯是極為有效的飲水消毒劑。

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(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(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。

(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(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(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，設(shè)計(jì)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(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，采用重力式一級處理工藝。
① 確定投加量：一級處理，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，采用二級生化處理工藝。
① 確定投加量：二級處理，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。

二氧化氯發(fā)生器設(shè)備保養(yǎng)方法及故障處理

    二氧化氯發(fā)生器安裝調(diào)試完成后，必須按時(shí)測定出水余氯含量及亞氯酸鹽含量是否符合標(biāo)準(zhǔn)，以保證出水水質(zhì)達(dá)標(biāo)。建設(shè)部新出臺了新的《城鎮(zhèn)供水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定ClO2消毒標(biāo)準(zhǔn)：與水接觸30分鐘后出廠水二氧化氯余量≥0.1（mg/L），管網(wǎng)末稍水≥0.02（mg/L）。

發(fā)生器在生產(chǎn)運(yùn)行過程中，雖然負(fù)荷變化不大，但卻是*連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的。隨著使用時(shí)間的增加，設(shè)備內(nèi)部和外部的工作條件將不斷惡化，其結(jié)果必然使磨損加劇，性能變差，消耗增多。如再繼續(xù)使用，不僅影響工作效率，還會發(fā)生更嚴(yán)重的設(shè)備或人身事故。為此，必須加強(qiáng)設(shè)備的技術(shù)保養(yǎng)工作，使設(shè)備維持良好的狀態(tài)。

（1）經(jīng)常保持完好狀態(tài)，以便隨時(shí)可以起動(dòng)運(yùn)行；

（2）在合理運(yùn)用的條件下，嚴(yán)格按技術(shù)操作規(guī)程進(jìn)行操作，出現(xiàn)問題及時(shí)維修，這樣就不致因中途損壞機(jī)件而停產(chǎn)； 

（3）操作人員必須經(jīng)過培訓(xùn)，按章操作；

（4）設(shè)備各附屬裝置及零、部件的技術(shù)狀態(tài)保持均衡，以達(dá)到zui高的大修間隔期；

故障的處理及時(shí)性與可靠性

二氧化氯消毒劑發(fā)生器在現(xiàn)場安裝調(diào)試合格后，較易發(fā)生故障的點(diǎn)是：

（1）計(jì)量泵由于在運(yùn)輸過程中產(chǎn)生振動(dòng)而不精準(zhǔn)；

（2）計(jì)量泵由于原料水溶液中有雜質(zhì)，造成計(jì)量泵出入口2組4個(gè)單向閥阻塞或背壓閥                阻塞，從而使二種原料進(jìn)料不均勻，反應(yīng)不充分，二氧化氯收率低，消毒成本高；

（3）由于加藥管線匹配不合理或滲漏，造成反應(yīng)器內(nèi)頭不曝氣；

（4）由于動(dòng)力水源壓力不足，造成安全閥跳動(dòng)頻繁；

（5）由于動(dòng)力水中有雜質(zhì)，造成水射器阻塞，反應(yīng)器內(nèi)曝氣不充分，二氧化氯不能及時(shí)抽出，安全閥頻繁跳動(dòng)；

（6）供電系統(tǒng)電壓波動(dòng)范圍較寬，造成計(jì)量泵被燒毀；

（7）計(jì)量泵再起動(dòng)時(shí)，沒有排出泵體內(nèi)空氣，造成泵頭氣蝕或損壞隔膜，使泵頭損壞；

（8）在市場上采購的鹽酸酸度不足，工業(yè)用合成鹽酸出廠標(biāo)準(zhǔn)是≥31%，有的地方酸度＜24%，更嚴(yán)重的是把用過的廢酸當(dāng)做工業(yè)用合成鹽酸使用，這樣的事情出現(xiàn)多起，造成設(shè)備報(bào)廢。后來我們給每個(gè)用戶配一支鹽酸密度計(jì)，減少了類似事故發(fā)生；

（9）氯酸鈉在加水溶解時(shí)不按1:2比例調(diào)配，有的甚至水的流量表也讀不清，以致原料在反應(yīng)器中不能充分反應(yīng)，收率下降，加藥成本升高；

（10）由于電子器材質(zhì)量低下，造成反應(yīng)器液位、水套加熱器液位、以及原料儲罐液位下限不報(bào)警等故障。

發(fā)生器所需原料理化性質(zhì)及儲存運(yùn)輸注意事項(xiàng)