二氧化氯問(wèn)世以來(lái)，已經(jīng)先后被用于紙張和纖維nacl3、飲用水消毒、食品加工、肉類(lèi)水果蔬菜和水產(chǎn)品滅菌與保鮮、工業(yè)冷卻水和廢水處理、食品包裝紙消毒和nacl3、注水采油和油井解堵、臨床醫(yī)療中的消毒滅菌、防疫消毒、油脂脫色及面粉和大米加工中的nacl3和殺菌、水產(chǎn)養(yǎng)殖中的水體養(yǎng)殖消毒和防病治病以及水廠殺藻和控制生物污染和管道淤塞等諸多方面。

氯氣作為一種成熟的消毒劑已有百年的應(yīng)用歷史，但近年來(lái)由于源水水質(zhì)的惡化，氯化消毒所引發(fā)的環(huán)境健康問(wèn)題以逐漸引起人們的重視。為解決這一問(wèn)題，自七十年代以后，氯化消毒的替代品研究逐漸深入，二氧化氯就是其中*的替代物之一。鑒于二氧化氯*的消毒優(yōu)勢(shì)，目前歐洲已有數(shù)千家水廠采用二氧化氯作為消毒劑，美國(guó)也有400余家水廠在消毒工藝中增加了二氧化氯。我國(guó)飲水處理廠在二氧化氯的應(yīng)用方面，起步較晚，發(fā)展也較慢，從九十年代以后，二氧化氯發(fā)生器才開(kāi)始在一些中小型水廠中加以應(yīng)用。目前為改善水廠氯消毒所帶來(lái)的一些問(wèn)題，二氧化氯發(fā)生器的應(yīng)用已逐漸引起人們的關(guān)注，一些新建水廠已開(kāi)始直接選用二氧化氯發(fā)生器取代加氯機(jī)，另外一些存在氯消毒問(wèn)題的老水廠也在考慮用二氧化氯對(duì)氯氣進(jìn)行改造。本文在這種趨勢(shì)下對(duì)二氧化氯發(fā)生器在我國(guó)水廠中應(yīng)用的問(wèn)題進(jìn)行探討。

1　二氧化氯制取工藝的探討

二氧化氯性質(zhì)活潑，不易貯存和運(yùn)輸，目前國(guó)內(nèi)外飲水使用二氧化氯都采用現(xiàn)場(chǎng)制備的方式，能現(xiàn)場(chǎng)制備二氧化氯的裝置叫做二氧化氯發(fā)生器。通常水廠使用的二氧化氯發(fā)生器都采用化學(xué)反應(yīng)的原理進(jìn)行制備，根據(jù)采用原料的不同，可分為亞nacl3工藝和nacl3工藝。 

 成都二氧化氯發(fā)生器/成都二氧化氯發(fā)生器/成都二氧化氯發(fā)生器四、二氧化氯發(fā)生器工作原理：二氧化氯發(fā)生器（化學(xué)法）是由供料系統(tǒng)、反應(yīng)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、吸收系統(tǒng)、安全系統(tǒng)組成。將鹽酸與nacl3溶液按一定的比例經(jīng)過(guò)供料系統(tǒng)投加到反應(yīng)系統(tǒng)中，在一定的溫度下反應(yīng)生成二氧化氯的混合氣體，經(jīng)吸收系統(tǒng)直接進(jìn)入消毒系統(tǒng)，根據(jù)不同水質(zhì)（不同投加量）直接投加到需要處理的各類(lèi)水中，完成二氧化氯和氯氣的協(xié)同消毒、氧化等作用即達(dá)到消毒的目的，其反應(yīng)機(jī)理如下： NaCLO3+2HCL=CLO2↑+1/2CL2↑+NaCL+H2O 5NaC1O2+4HC1=4C1O2+5NaC1+2H2O 五、二氧化氯發(fā)生器技術(shù)參數(shù)及性能描述一、二氧化氯發(fā)生器設(shè)備性能描述： 1、二氧化氯發(fā)生器設(shè)備安全控制系統(tǒng)功能：（1）采用進(jìn)口微處理控制器，可進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)/遠(yuǎn)程起停管理。（2）二氧化氯發(fā)生器設(shè)備運(yùn)行保護(hù)單元具有動(dòng)力水欠壓/欠流、缺料等報(bào)警并自動(dòng)停機(jī)等連鎖保護(hù)功能。（3）二氧化氯發(fā)生器設(shè)備在實(shí)現(xiàn)上述就地控制、顯示功能的前提下，提供遠(yuǎn)程通訊接口，可同時(shí)實(shí)現(xiàn)中控室對(duì)二氧化氯制備投加裝置中各單體設(shè)備的遠(yuǎn)程啟、?？刂埔约爱惓Ｅc事故的處理，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)高效自動(dòng)化管理。 2、二氧化氯發(fā)生器設(shè)備反應(yīng)系統(tǒng)（1）原料轉(zhuǎn)化率98％以上。（2）采用耐壓、耐高濃度二氧化氯腐蝕的PVDF。耐溫達(dá)到150度。 3、二氧化氯發(fā)生器設(shè)備原料供應(yīng)、計(jì)量系統(tǒng)（1）采用德國(guó)RDOSE精密電磁計(jì)量泵，恒定背壓裝置，保證原料計(jì)量精確和設(shè)備使用壽命。（2）二氧化氯發(fā)生器設(shè)備配置德國(guó)RDOSE多功能閥、注射閥，確保計(jì)量系統(tǒng)運(yùn)行安全、可靠。（3）配備便拆型大容量原料過(guò)濾器，進(jìn)一步確保計(jì)量泵的安全運(yùn)行。 沃華正壓二氧化氯發(fā)生器特點(diǎn)描述 本產(chǎn)品為帶有智能控制系統(tǒng)的正壓二氧化氯發(fā)生器采用與聯(lián)動(dòng)性型相同的正壓反應(yīng)、正壓投加工藝。斷流報(bào)警并自動(dòng)停機(jī)功能性能特點(diǎn)可在管網(wǎng)壓力≤0.5MPa（或常壓）狀態(tài)下直接投加ClO2消毒液；采用特制材料反應(yīng)器，耐壓、耐腐蝕，使用安全可靠，壽命長(zhǎng)；二氧化氯發(fā)生器設(shè)備采用數(shù)字式顯示屏，具備手動(dòng)/自動(dòng)轉(zhuǎn)換功能；采用計(jì)量泵的電源控制和計(jì)量泵特定頻率進(jìn)料，具備缺料報(bào)警自動(dòng)停機(jī)等安全保護(hù)功能；供料系統(tǒng)采用計(jì)量泵，計(jì)量準(zhǔn)確度高；可以采用NaClO3+HCl和NaClO2+HCl兩種反應(yīng)工藝；二氧化氯發(fā)生器設(shè)備可選配原料自動(dòng)溶解裝置和其他輔助設(shè)備。安裝使用條件適用于向帶壓（≤0.5MPa）管道、高位水池或常壓水體中加藥；設(shè)備操作現(xiàn)場(chǎng)需備有電源（220V）、水源、排水、通風(fēng)設(shè)施；二氧化氯發(fā)生器設(shè)備放置于平整的水泥或貼耐酸瓷磚的地面上。

工藝流程見(jiàn)下圖：
據(jù)國(guó)外資料顯示，國(guó)外水廠中以此工藝為基礎(chǔ)的發(fā)生器的應(yīng)用約占70%。而國(guó)產(chǎn)設(shè)備在水廠中的應(yīng)用還未見(jiàn)報(bào)道，這主要是由于以下兩方面的原因：
1) 我國(guó)目前二氧化氯的應(yīng)用仍主要集中在中小型水廠，尤其是縣級(jí)左右的小水廠，二氧化氯的需要量一般在300-1000g/h上下。對(duì)這部分水廠，操作簡(jiǎn)單，使用安全是選擇二氧化氯的主要因素，而該工藝所含有的加氯系統(tǒng)無(wú)疑會(huì)增加系統(tǒng)的復(fù)雜程度，加大設(shè)備投資和管理水平，因此對(duì)中小型水廠來(lái)說(shuō)，該工藝并無(wú)優(yōu)勢(shì)。
　　國(guó)外二氧化氯廠商多數(shù)也是加氯機(jī)的生產(chǎn)商，因此在設(shè)備配套和系統(tǒng)集成上比較容易。

而對(duì)國(guó)內(nèi)二氧化氯生產(chǎn)廠商則還不具有這方面的優(yōu)勢(shì)。因此在這方面的開(kāi)發(fā)還比較落后。
　　2) 但從二氧化氯在水廠尤其是大中型水廠進(jìn)行推廣使用的前景來(lái)看，此工藝則具有非常大的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。
　　首先，從反應(yīng)式2可以看出，用氯氣取代鹽酸，提高了亞nacl3的有效轉(zhuǎn)化率，降低了運(yùn)行成本。并且，避免了濃鹽酸在儲(chǔ)存、輸送及投加過(guò)程中對(duì)操作環(huán)境的影響。更容易實(shí)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行的自動(dòng)化程度。 
　　其次，本工藝可以根據(jù)實(shí)際需要單獨(dú)投加氯氣，或單獨(dú)產(chǎn)生二氧化氯。能zui大限度的適應(yīng)水廠水源水質(zhì)的變化要求。對(duì)一些水廠，尤其是以地表水為水源的水廠，通常水質(zhì)隨季節(jié)的變化而變化，當(dāng)處于豐水期時(shí)水質(zhì)較好，這時(shí)采用氯氣消毒即可達(dá)到處理要求，而在枯水期或由于其他原因造成的水質(zhì)變差時(shí)，再使用二氧化氯進(jìn)行消毒，可取得*的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益。 
　　第三，隨著我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的健全，二氧化氯在我國(guó)大型水廠的應(yīng)用必將得到推廣。但對(duì)已建有氯氣消毒的水廠來(lái)說(shuō)，就存在著是設(shè)備改造還是設(shè)備更新的問(wèn)題。本工藝可以在原有的設(shè)備基礎(chǔ)上，增加一些簡(jiǎn)單的設(shè)施就可達(dá)到以上二氧化氯和氯氣靈活使用的目的，因此，具有很大的使用價(jià)值。
　　另外，采用此工藝生成的二氧化氯產(chǎn)物的pH值接近中性?？梢暂^長(zhǎng)時(shí)間保存，而不發(fā)生歧化反應(yīng)，可以通過(guò)中間儲(chǔ)存箱實(shí)現(xiàn)一臺(tái)設(shè)備，多個(gè)投加點(diǎn)的復(fù)雜情況。如圖所示。
　　從以上對(duì)二氧化氯發(fā)生器的分析比較中可以看出，我國(guó)現(xiàn)在在二氧化氯的應(yīng)用上還存在著很多問(wèn)題。對(duì)二氧化氯發(fā)生裝置的認(rèn)識(shí)和評(píng)價(jià)還不完善，對(duì)作為評(píng)價(jià)基礎(chǔ)的指標(biāo)體系還未建成。 

2　二氧化氯在水廠應(yīng)用中自動(dòng)化控制的探討

與投加氯氣不同，氯氣投加只是單一藥劑的定量投加，自動(dòng)化程度的高低只會(huì)影響量的準(zhǔn)確與否。而二氧化氯則是通過(guò)兩種藥劑的現(xiàn)場(chǎng)反應(yīng)來(lái)制取，要想準(zhǔn)確投加，必須對(duì)兩種藥劑進(jìn)行計(jì)量、準(zhǔn)確配比才能實(shí)現(xiàn)。否則，會(huì)因?yàn)榕浔炔划?dāng)而引起二氧化氯產(chǎn)率降低，副產(chǎn)物比率增加。降低消毒效果。嚴(yán)重時(shí)，會(huì)出現(xiàn)單藥劑投加而*失去消毒效果并污染水質(zhì)。
　　從國(guó)外的應(yīng)用來(lái)看，二氧化氯發(fā)生器的運(yùn)行都采用自動(dòng)化控制。通?？煞譃楣に囎詣?dòng)化控制和設(shè)備運(yùn)行自動(dòng)化控制。這兩者通過(guò)一個(gè)控制系統(tǒng)來(lái)完成。其中工藝自動(dòng)化是指通過(guò)外部信號(hào)(如處理水流量、剩余二氧化氯濃度等)對(duì)投藥量進(jìn)行控制，以求達(dá)到zui適的投加量。而設(shè)備運(yùn)行自動(dòng)化是指關(guān)于設(shè)備本身正常運(yùn)行的自動(dòng)化控制，包括兩種藥劑的自動(dòng)配比、故障自動(dòng)報(bào)警及事故自動(dòng)處理等。
　　我國(guó)目前二氧化氯發(fā)生器在水廠中應(yīng)用的自動(dòng)化程度還較低，一些中小型水廠的二氧化氯發(fā)生器的運(yùn)行還*采用手動(dòng)標(biāo)定兩種藥液滴數(shù)來(lái)計(jì)量，*無(wú)法控制二氧化氯的產(chǎn)量和投加量。二氧化氯發(fā)生器是集物料計(jì)量、現(xiàn)場(chǎng)反應(yīng)，定量投加于一體的消毒設(shè)備。設(shè)備的自動(dòng)化程度直接關(guān)系到二氧化氯在產(chǎn)物中的產(chǎn)率，以及消毒水中副產(chǎn)物的殘留濃度。因此，筆者認(rèn)為，在我國(guó)水廠推廣二氧化氯應(yīng)用時(shí)，應(yīng)改變以往片面重視設(shè)備投資的觀點(diǎn)，應(yīng)重視設(shè)備本身自動(dòng)化的程度，結(jié)合具體水源的特點(diǎn)選用合理的控制方式，才能取得*的處理效果和經(jīng)濟(jì)效益。