濰坊恒遠環(huán)保水處理設備有限公司，系列化學法二氧化氯發(fā)生器采用nacl2亞nacl2兩種化學法反應方法產(chǎn)生二氧化氯。

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：員星輝

化學法二氧化氯發(fā)生器主要由由供料系統(tǒng)、反應系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、吸收系統(tǒng)、反應液自動處理系統(tǒng)、安全系統(tǒng)組成，整體為高強度耐腐蝕材質(zhì)。盡管各個廠家在設備的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、反應過程、投加方式、控制方式及設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)生器所采用的反應原料、反應機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. nacl2法和亞nacl2法二氧化氯發(fā)生器；

2. 正壓式和負壓式二氧化氯發(fā)生器； 

3. 復合型和高純型二氧化氯發(fā)生器。

1. nacl2法ClO2發(fā)生器和亞nacl2法ClO2發(fā)生器

（1）nacl2法ClO2發(fā)生器

國內(nèi)采用nacl2為原料的二氧化氯發(fā)生器主要反應工藝有R5法和R2法：

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

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

nacl2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)生設備。這種發(fā)生器特點是原料價格低，反應產(chǎn)物是ClO2與Cl2的混合氣體。其設備結(jié)構(gòu)簡單，售價電解法二氧化氯發(fā)生器，消毒每噸飲用水費用在0.015～0.017元。這種發(fā)生器缺點是用酸較多，反應產(chǎn)物比較復雜，生成的ClO2量占總有效產(chǎn)物（ClO2+ Cl2）量的60％左右。未轉(zhuǎn)化反應的nacl2，殘留在飲用水中可能對人體造成不良影響。

（2）亞nacl2法ClO2發(fā)生器

這是一種采用亞nacl2（NaClO2）為主要原料ClO2發(fā)生器，其主要反應工藝有：

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

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

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

亞nacl2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nacl2在活性氯和酸的作用下通過氧化還原反應生成二氧化氯。而常用的是NaClO2+HCl工藝，該方法反應工藝簡單，耗酸量少，亞nacl2轉(zhuǎn)化率高，ClO2純度可達90％以上。亞nacl2法的主要缺點是原料成本較高，用該方法每噸飲用水消2劑費用至少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，使得該法也有一定的應用前景。

2. 正壓式和負壓式二氧化氯發(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科研人員于1998年初在國內(nèi)*推出。稱其為正壓式反應器是因為該種發(fā)生器采用計量泵正壓輸送原料、正壓反應和正壓投加藥液。特點是可在正壓條件下反應生成消毒劑，直接投加到帶壓的水體中。若與供水泵聯(lián)動，或與余氯在線檢測儀表聯(lián)用，可方便的實現(xiàn)自動比例投加消毒劑。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壓式設備*。其具有的操作方便，計量準確，便于控制等優(yōu)點，尤其受到使用者的廣泛好評。

（2） 負壓式二氧化氯發(fā)生器

負壓式二氧化氯發(fā)生器是相對正壓式二氧化氯發(fā)生器而言的。負壓式發(fā)生器主要通過水射器形成真空，在反應系統(tǒng)內(nèi)產(chǎn)生負壓，故稱為負壓式。由反應器內(nèi)形成的負壓將原料吸入，反應產(chǎn)生的ClO2經(jīng)水射器與水混合帶出。1998年之前，國內(nèi)的化學法二氧化氯發(fā)生器多為負壓式發(fā)生器。它具有負壓進料、負壓曝氣反應、負壓吸收、負壓投加等環(huán)節(jié)，全程負壓運行，有較高的安全性和可靠性。負壓式反應工藝的采用，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。反應器的全程負壓反應工藝較好地解決了ClO2泄露的問題。

3．復合型和高純型二氧化氯發(fā)生器

（1）復合型二氧化氯發(fā)生器

所謂復合型二氧化氯發(fā)生器是指反應產(chǎn)物中有ClO2和Cl2混合物的二氧化氯發(fā)生設備。復合型二氧化氯發(fā)生器多采用nacl2、鹽酸或nacl2、氯化鈉、硫酸為原料，反應生成ClO2和Cl2混合物，理論上，反應產(chǎn)物中ClO2占66%，Cl2占34%。由于產(chǎn)物有效成分中Cl2含量較多，“復合式”由此得名，反應式見式①②。由于是以nacl2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，反應所采用的工藝主要是亞nacl2法。反應式有：

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nacl2法的發(fā)生器

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

副反應：

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

亞nacl2法zui早是國外商用ClO2發(fā)生器常用反應工藝，目前國內(nèi)主流“高純”二氧化氯發(fā)生器多采用此法。

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志，是指與氯消毒劑氧化能力相當?shù)穆攘浚ǚ侵赶緞┧攘浚浜坑煤量耍颍舛缺硎尽?/span>

余氯是指氯投入水中后，除了與水中細菌、微生物、有機物、無機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)生器設備的選型計算方法

1. 生活飲用水

例1：某水廠原水取自水庫，設計供水規(guī)模 2萬噸/天，請選擇消毒設備型號。
① 確定投加量：地表水處理，取1.5g/ m3。
② 計算供水量  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 設備選型：應選2000 g/h型。

例2： 某自來水廠，深井水，設計供水規(guī)模5萬噸/天。原水中無鐵錳標的現(xiàn)象。
① 確定投加量：深井水處理，取1g/ m3。
② 計算供水量  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 設備選型：應選3000-4000 g/h型。
2. 醫(yī)院污水
選型要點：
⑴ 若為重力式一級流程：考慮小時zui大污水量。
⑵ 若為泵提升的工藝：按污水泵的流量來計算。
⑶ 若為二級處理工藝：無小時zui大污水量數(shù)據(jù)時，可按平均流量計算。
⑷ 傳染病院、結(jié)核病院：適當增加加氯量。
例1：某綜合性醫(yī)院，設計床位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 設備選型：應選2000 g/h型。
例2：某結(jié)核病醫(yī)院，設計床位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 設備選型：應選800/1000 g/h型。
3. 游泳池水
例：某游泳池水容積為800 m3，設計循環(huán)周期8小時。
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 設備選型：應選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，同時配套建設3000m3/d回用水裝置，現(xiàn)對中水回用消毒設備選型。
① 確定投加量：排放水：2-5mg/L，取5g/m3。
② 計算污水量  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 設備選型：應選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)設計水流量為5500m3/h，換熱器材質(zhì)為碳鋼和不銹鋼，補水水質(zhì)為結(jié)垢型，設計處理藥劑為堿性有機磷系配方，主要殺菌劑為二氧化氯。
選型要點：

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