一、二氧化氯作為氯**的替代物 在過去的50年里,氯氣作為一種**劑廣泛地應(yīng)用在飲用水及食品工業(yè)水處理中,現(xiàn)在仍然是一種*普遍的**劑 。但20年的研究成果表明,用氯處理含有機(jī)物的水，特別是含腐殖酸的水 ，能生成鹵代烴(三鹵甲烷 、氯代烴等)，而這種物質(zhì)對人體組織具有破壞性并有致癌作用 。在1985年,聯(lián)邦德國健康署將三鹵甲烷和氯代烴的限值定為25ug/L ，在1991年又將此限值定為10ug/L，歐盟明確規(guī)定其有機(jī)物的含量為1ug/L 。不僅在飲用水處理中對其有特別規(guī)定 ，在污水處理中也有具體規(guī)定。在1989年 ，廢水中的AOX值有具體的限量 ，在1994年 ，這個(gè)值又被降為1mg/L。如果超標(biāo) ，則此廢水處理過程需增設(shè)其他的設(shè)備以將此值降低到符合標(biāo)準(zhǔn)為止 。為此種種原因，當(dāng)時(shí)人們投入巨資研究如何改善**的特性 ，于是人們的注意力集中到二氧化氯上 。在飲用水及食品工業(yè)中，二氧化氯取代了氯 ，除了上述的原因之外 ，還有其獨(dú)特的優(yōu)勢。 1.氯酚的產(chǎn)生 酚在地表水中的極限濃度為1ppm ，但用氯氣**時(shí) ，其濃度達(dá)到1ppb時(shí)(低1000倍)，人們就能注意到氯酚了,氯酚發(fā)出一種類似于藥和碘仿的味道 。而使用二氧化氯**時(shí) ，則不會(huì)產(chǎn)生氯酚。鑒于此原因,美國NiagaraFall供水廠早在1944年首先成功地應(yīng)用了二氧化氯發(fā)生器,在1958年150個(gè)給水廠使用二氧化氯發(fā)生器 ，在德國*早的使用記錄為1959年 。氯氣的用量受NH 3、NH 4+的影響 ，在氯化的過程中 ，因水中存在氨、銨基物及有機(jī)氮 ，依pH值的大小 ，與氯反應(yīng)分別生成氯化銨、二氯化銨 、三氯化氮 ，盡管氯化銨也有**作用，但其功效比次氯酸低10-15倍 。除此之外 ，余氯的含量很難處理到規(guī)定的濃度以下，如果化合氯的濃度過高 ，還會(huì)產(chǎn)生三鹵甲烷 。 2.氯的**效果取決于pH值的大小,而二氧化氯的**效果幾乎不受pH值的影響。 讓我們首先關(guān)注一個(gè)平衡: Cl 2 -HOCl - OCl- 。 Cl 2**過程中 ,Cl 2存在于水溶液的三種形式: Cl 2 , HOCl ,OCl- 。（請見圖1）從圖中可以看出, HOCl在較寬的pH值范圍內(nèi)存在,而且其**效果等同于 Cl 2 , 而OCl- 比氯氣**效果差10-100倍。 當(dāng)pH=8時(shí),只有18%的氯氣存在,其余的被低效的OCl- 所替代。 當(dāng)pH=9時(shí) ，只有3.3%的Cl 2存在 。應(yīng)用這個(gè)原理可以解釋當(dāng)pH值較高時(shí), 用氯氣**的低效性。 另一方面, 二氧化氯顯示出高的**作用,其**作用隨pH值增大而增大 。當(dāng)pH值增大時(shí) ，氧化還原電位直接與殺傷率有關(guān), 當(dāng)使用氯氣時(shí), 其電位下降很快,而二氧化氯則恒定在一個(gè)很高的氧化還原電位上。 二、二氧化氯發(fā)生器的設(shè)計(jì)、功能及**狀況 1.二氧化氯的發(fā)生原理 二氧化氯是不穩(wěn)定的氣體,不能被濃縮和儲藏。因此在使用的地方需現(xiàn)場制備 ，直接輸送到待處理的水中 。其中一種反應(yīng)方程式如下：5NaClO 2 + 4HCl ------ 4ClO 2 + 5NaCl +2H 2O 2.二氧化氯發(fā)生器的設(shè)計(jì)及工作原理 在 普羅名特BelloZon系統(tǒng)中，二氧化氯是由9％的稀鹽酸和7.5%的亞氯酸鈉稀釋溶液的反應(yīng)來制造,或者由濃度為30%的鹽酸和24.5%的亞氯酸鈉制造2%(20g/L)的二氧化氯水溶液 。 內(nèi)部控制工作方式： 由于系統(tǒng)中采用了經(jīng)過60多萬次考驗(yàn)的普羅名特電子控制 、電磁驅(qū)動(dòng)隔膜式精密計(jì)量泵，這種計(jì)量泵在自由運(yùn)行狀態(tài)下,泵的計(jì)量既可以通過調(diào)節(jié)計(jì)量泵的沖程長度,也可以通過調(diào)節(jié)計(jì)量泵的沖程頻率來達(dá)到要求的輸出量 。這樣就可以將兩種用于反應(yīng)的化學(xué)藥液按需要量準(zhǔn)確地注入反應(yīng)器,在反應(yīng)器中兩種化學(xué)物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生一定濃度的二氧化氯溶液,由于泵的壓力,生產(chǎn)的二氧化氯溶液在混合器中與旁路中的水進(jìn)一步混合 ，稀釋到**濃度的二氧化氯水溶液被注入待處理的水流中 。 外部控制工作方式： 通過接觸式水表 、變頻數(shù)字調(diào)節(jié)器或模擬信號等外部信號控制二氧化氯發(fā)生器的運(yùn)行情況。計(jì)量泵可以接受外部控制脈沖或模擬信號,根據(jù)外控信號的大小對沖程頻率進(jìn)行比例調(diào)節(jié) 。通過這種控制便將兩種用于反應(yīng)的化學(xué)藥液按需要量準(zhǔn)確地注入到反應(yīng)器,在反應(yīng)器中兩種化學(xué)物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng),達(dá)到調(diào)節(jié)二氧化氯投藥量的目的 。生成的二氧化氯溶液再進(jìn)入混合器，與旁路中的水進(jìn)一步混合之后注入到待處理的水中 。 此外, 普羅名特BelloZon二氧化氯與普羅名特測量控制技術(shù)的結(jié)合,充分地實(shí)現(xiàn)了測量－控制－計(jì)量的閉環(huán)控制系統(tǒng) ，從而控制二氧化氯水溶液的定量投加。普羅名特DULCOTEST二氧化氯傳感器的測量范圍：0-20mg/L 。普羅名特DULCOMETER測控儀表的輸出信號直接用于控制泵的沖程頻率,從而確定二氧化氯的發(fā)生量 。 3.**性 普羅名特BelloZon系統(tǒng)是一個(gè)****可靠的閉環(huán)系統(tǒng),化學(xué)藥劑的反應(yīng)過程完全在一個(gè)全封閉的反應(yīng)器中進(jìn)行,而加藥過程又完全在封閉的管路中完成, 從而使得該系統(tǒng)無一處有可能泄漏的地方。同時(shí), 該系統(tǒng)又是一個(gè)自控程度極高的控制系統(tǒng),可對管路中的水流量進(jìn)行監(jiān)測,為防止意外,安裝在設(shè)備內(nèi)的排氣裝置定時(shí)地進(jìn)行通風(fēng)排氣 ，使箱內(nèi)凝結(jié)的殘液經(jīng)過通風(fēng)管道旁路被**地排出到系統(tǒng)外 。安裝在壓力路中的藥量監(jiān)視器能準(zhǔn)確無誤地監(jiān)測故障，并關(guān)閉整個(gè)設(shè)備 ，自動(dòng)發(fā)出報(bào)警信號 。 計(jì)量泵的吸液總成內(nèi)帶有液位開關(guān), 當(dāng)液位降低到30cm時(shí), 二氧化氯發(fā)生器報(bào)警, 催促工人添加藥劑, 當(dāng)繼續(xù)下降至0cm時(shí),系統(tǒng)自動(dòng)停機(jī)。由于**的原因 ，在開始使用及再次使用之前 ，須由專人對二氧化氯發(fā)生器進(jìn)行檢查。 三、二氧化氯在飲用水和食品工業(yè)水處理中的應(yīng)用 前面我們講述了氯**過程中會(huì)產(chǎn)生一系列的副產(chǎn)物 ，如三鹵甲烷 、氯代烴和氯酚等。因而我們更傾向使用二氧化氯發(fā)生器 ，即使同是二氧化氯發(fā)生器 ，因反應(yīng)原料的不同而各不相同。亞氯酸鈉與鹽酸反應(yīng)生成二氧化氯 ，因在該過程中不產(chǎn)生任何副產(chǎn)物 ，這種方法的發(fā)生器被認(rèn)為是純二氧化氯發(fā)生器，不含其他副產(chǎn)物的二氧化氯才是飲用水 、啤酒飲料等工業(yè)水處理中所需的**劑 。 二氧化氯的投加濃度一般為0.2-0.4ppm,飲用水中二氧化氯的限量0.4ppm，出廠水中的二氧化氯濃度不低于0.2ppm 。 為達(dá)到較好的**效果 ，有效的混合及充足的反應(yīng)時(shí)間是很有必要的。一般來說 ，需要將二氧化氯與待處理水或工藝介質(zhì)保持15分鐘的停留時(shí)間 ，以使二氧化氯充分地與待處理的水充分反應(yīng)。 |