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二氧化氯发生器基础知识

发布时间:2016-12-07 06:57:01 点击量:996

二氧化氯的特性
二氧化氯是一种优良的消毒剂和强氧化剂,又是一种含氯制剂,继第一代消毒剂液氯(含Cl2、次氯酸盐和漂白粉)、第二代消毒剂优氯剂(二氯异氰尿酸钠)、第三代消毒剂氯精(三氯异氰尿酸)后,二氧化氯被推崇为第四代消毒剂,是世界卫生组织(WHO)和世界粮农组织(FAO)向全世界推荐的A1级广普、安全和高效的消毒剂。
二氧化氯的物理性质
二氧化氯常温下为黄绿色或橘红色气体,带有一种辛辣气味,易溶于水,在20℃和30mmHg压力下,二氧化氯在水中的溶解度为2.9克/升。溶解中形成黄绿色的溶液。在空气中的体积浓度超过10%时便有爆炸性,但在水溶液中则无危险性。比重为3.09克/升(11℃),熔点-59.5℃,沸点9.9℃(压力为731mmHg时的沸点)。在水中能被光分解,与氨不起反应。对人体有刺激,当大气中二氧化氯含量为14mg/L时,就可使人觉察;45mg/L时,明显地刺激呼吸道。二氧化氯的挥发性较大,稍一曝气即从溶液中逸出。温度升高、曝光或与有机质相接触,会发生爆炸。因此,在实际应用中,二氧化氯须避光保存,一般情况下,现使用,现制备。
二氧化氯的化学特性
二氧化氯是一种有多方面用途又有选择性的氧化剂,它与各种有机和无机化合物反应,这些反应中许多都能用于包括水溶液和气态蒸汽在内的水处理和工业废物处理上。
二氧化氯属强氧化剂,其有效氯是氯的2.6倍,可以与包括铁、锰、硫化物、氰化物和含氮化物等无机物以及酚类,有机硫化物,多环芳烃、胺类、不饱和化物,醇醛和碳水化合物以及氨基酸和农药等有机物化合物反应。
二氧化氯的优良性能及其作用
一、二氧化氯的优良性能
由于二氧化氯具有很强的反应活性和氧化能力,因此在水处理中表现出优良的消毒效果和氧化作用。二氧化氯在饮用水消毒中几乎不形成氯仿等有机卤代物,且杀灭细菌、病毒、藻类和浮游动物的效果好于液氯,在水消毒过程中未产生致突变物质,其Ames试验和小鼠骨髓嗜多染红细胞微核试验均呈现阴性结果;二氧化氯与水中无机物和有机物,尤其是有机物的反应表现以氧化作用为主,而液氯则以氯取代为主,氯气与水中前驱物质作用形成了显著数量的氯仿等有机卤代物。
二氧化氯具有良好的杀菌效果。按国家卫生部消毒技术规范中规定我们选用金黄色葡萄球菌、大肠杆菌和枯草芽孢杆菌等纯菌种,进行二氧化氯消毒剂鉴定,结果表明,对这些纯菌种的灭菌效果随消毒剂投量的增加而增加,且二氧化氯的效果明显好于氯气。证明了二氧化氯对国家规定的消毒剂鉴定菌种的灭菌效果是显著和高效的。二氧化氯对水中的非致病菌均也有非常好的灭菌效果。例如,二氧化氯对水中无色杆菌属、假单孢杆菌属、微感菌属、链霉菌属、梭状芽孢杆菌属、短杆菌属、芽孢杆菌属、芽孢放射菌属、八叠球菌属、葡萄球菌属和微球菌属等非致病菌(属)均具有有效的杀灭效果。
二氧化氯对细菌的杀灭效果明显好于液氯,并可在pH为3-9范围内有效地杀灭细菌;而液氯只有在近中性条件(pH值为6.5-8.5)下可有效地杀死细菌;相对液氯而言,二氧化氯所需投量较少,杀菌速率快。尤其二氧化氯可杀灭水中异养菌、
铁细菌和硫酸盐还原菌等,且效果持久。二氧化氯的杀菌效果能持续很长时间,在管网系统中能够保持一定的残留。
二氧化氯对水中病毒例如脊髓灰质炎I型、柯萨奇病毒B3、艾可病毒II、腺病毒7型、单纯疱疹病毒I型、流行性腮腺炎病毒、乙肝病毒、呼吸道病毒具有很好的消毒效果;对水中的藻类和浮游生物有很好的失活效果。二氧化氯不仅能杀死微生物,而且能分解残留的细菌结构,具有杀死孢子和病毒的作用,从而可以有效地控制细菌、藻类以及粘泥。
二、二氧化氯杀灭病毒和病菌的作用
二氧化氯是一种广谱型的消毒剂,二氧化氯能在pH值很宽的范围内能杀灭大肠杆菌、细菌芽孢、配水网中的异养菌、硫酸盐还原菌及真菌等,其杀灭效果与温度T有关,是温度(1/T)的函数,这一优点弥补了因温度升高而使二氧化氯在水中溶解度降低的缺点。二氧化氯对孢子的杀灭作用比氯强,对水中的野生菌种、放线菌、孢子体等均有较好的杀灭作用。
三、二氧化氯的灭藻作用
二氧化氯对藻类的控制主要是因为它对苯环有一定的亲和性,能使苯环发生变化而无臭味。叶绿素中的吡咯与苯环非常类似,二氧化氯也同样能作用于吡咯环。这样,二氧化氯氧化叶绿素,植物新陈代谢终止,使得蛋白质中的合成中断。这个反应结果
对植物的损害在于原生质脱水而带来高渗的收缩(质壁分离),这是个不可逆的过程,导致藻类死亡。
四、二氧化氯的漂白、脱色作用
二氧化氯作为一种具有强氧化性和氧化过程中很少有有机卤代物产生的氧化剂,在造纸、纸浆工业的漂白等行业已经广泛使用。使用ClO2作为漂白剂,与其他漂白粉和氯气相比,ClO2可以提高白度,防止纤维强度降低,简化生产工艺,避免产生游离氯而生成大量致癌物的危害。ClO2在漂白过程中还能杀灭微生物,有效地驱散纸浆中的粘液和无机沉积物,从而消除纸浆中固体块状的形成,提高纸张的质量。
利用二氧化氯的氧化作用,在适当条件下,ClO2有很好的脱色作用。例如ClO2江苏天伦染织实业公司及靖江市第三纺织厂,运用混凝/ ClO2 组合法处理印染废水,处理后的水质pH分别从11-14降到7,12降到7;色度分别从1000降到50,600降到5,去除率达到95%和99.2%。其他指标如COD、BOD5、SS、S2-均降低且达到国家行业排放标准。
五、二氧化氯的除臭作用
ClO2可以与硫化物发生氧化反应,而臭味往往是硫化物(如硫化铵、硫化氢、二甲基硫化物等)所致。ClO2气体与有臭味的含硫污染物接触之后,迅速发生氧化反应,转变为其它物质,从而除去臭气。因此,将ClO2制成稳定性溶液可用于冰箱、室内空气的除臭、灭菌等,口腔医疗上也用其消除口臭和烟臭。
六、二氧化氯的保鲜作用
据有关报道,经40~60mg/L浓度的二氧化氯水溶液浸渍五分钟处理的禽肉类能有效地控制家禽躯体微生物污染,在5℃以下,可有效地延长储藏期。海洋捕捞业运用二氧化氯水溶液处理捕获的对虾,先使用40mg/L二氧化氯水溶液浸泡10-20分钟,再用20mg/L二氧化氯的冰块保鲜,对虾不会变黑.二氧化氯消毒杀菌的同时,不会使生物蛋白质变性而丧失已有的营养成分和价值,对水生物细胞无影响。
七、二氧化氯的氧化作用
1、二氧化氯对锰的氧化
二氧化氯能够把二价锰氧化成四价锰,使之形成不溶于水的二氧化锰(Mn02),即:
2CIO2+5Mn2++6H2O=5MnO2+12H++2Cl-
2、二氧化氯对铁的氧化
二氧化氯同样也能够把二价的铁氧化成三价的铁,形成氢氧化铁沉淀,即:
ClO2+5Fe(HC03)2+13H2O=5Fe(0H)3+10C032-+Cl-+21H+
3、二氧化氯对硫化物的氧化
二氧化氯在pH值5~9的区间内,很快将硫化物(S2-)氧化成硫酸盐(Sa2-),即:
8C1O2+5S2-+4H2O=5SO42-+8Cl-+8H+
4、二氧化氯对氰化物的氧化
二氧化氯可以将氰化物氧化成二氧化碳和氮,即:
2ClO2+2CN-=2CO2+N2+2C1-
当氰化物的浓度为3.Omg/L,二氧化氯的投加量为5.Omg/L,其氰化物的去除率一般都大于85%。
5、二氧化氯对苯酚的氧化
二氧化氯对苯酚的氧化去除效果随着二氧化氯投加量的增加而提高(它对苯酚的去除率明显优于液氯)。当源水中苯酚浓度为2.Omg/L,加5mg/L二氧化氯时,苯酚的去除率一般大于85%。传统的氯消毒随着液氯投加量的增加,氯代酚的量随之增加,而投加二氧化氯时,则基本上不形成氯代酚。
6、二氧化氯对有机物的氧化
二氧化氯对有机物的氧化降解,与氯所不同的最大特点是,它不会生成有机氯代物。二氧化氯可以控制三卤甲烷(THM)的形成,减少总有机卤的生成。众所周知,三卤甲烷的前驱物质通常有以下3类:一类是天然大分子有机物,如腐殖酸、灰黄霉酸等;另一类是小分子有机物,如酸类化合物、苯胺、苯醌、氨基酸等多种有机物;第三类是藻类及代谢产物。
我们知道,黄腐酸是腐殖质的主要组成物质,腐殖质里黄腐酸(FA)的含量高达90%。通过研究和试验表明,二氧化氯与黄腐酸几乎不生成氯仿,而液氯与黄腐酸反应,则会生成大量氯仿。而且,氯仿的生成量随着液氯的投加量和水中腐殖质含量的增加而增加。间苯二酚是黄腐酸中最多、最基本的部分,一般用它代表黄腐酸来说明二氧化氯和氯的作用机理。
二氧化氯与间苯二酚的反应的最后产物是有机酸、水和二氧化碳,通过反应,二氧化氯则被还原成氯离子。由此可见,二氧化氯与黄腐酸等有机物的反应是以氧化还原反应为主,没有氯代物生成。液氯与黄腐酸的作用机理主要表现在液氯与间苯二酚的反应过程:
由此可见,液氯与水中黄腐酸等有机物发生反应是以亲电取代反应为主,反应结果生成大量的氯仿和有机氯代物等有害物质。因此,二氧化氯对酚类化合物都有比较好的去除效果。例如当二氧化氯的投加量为5.0㎎/L时,它对间苯二酚、简苯三酚的去除率都在90%以上;而当氯的投加量和二氧化氯相同时,它的去除率只有60%左右。二氧化氯对间甲酚的去除率为50%;而氯对它的去除率只有30%左右。
因为二氧化氯与酚类化合物所产生的是“氧化还原反应”,所以不会形成氯代酚;而氯与酚类化合物所产生的是“取代反应”,所以会形成氯代酚。
二氧化氯的应用说明
二氧化氯问世以来,已经先后被用于纸张和纤维漂白、饮用水消毒、食品加工、肉类水果蔬菜和水产品灭菌与保鲜、工业冷却水和废水处理、食品包装纸消毒和漂白、注水采油和油井解堵、临床医疗中的消毒灭菌、卫生防疫消毒、油脂脱色及面粉和大米加工中的漂白和杀菌、水产养殖中的水体养殖消毒和防病治病以及水厂杀藻和控制生物污染和管道淤塞等诸多方面。
一、二氧化氯在引用水消毒中的应用
美国环境保护局进行过几项使用二氧化氯消毒水和废水的研究,实验证明二氧化氯是一种比氯更有效的杀病毒剂和杀细菌剂,而且在广泛的pH范围内有效,成为大家喜欢使用的消毒剂。认真控制二氧化氯消毒可减少形成有机氯代物的潜力。
二、使用二氧化氯控制三氯甲烷
二氧化氯在水处理中的应用,是多年来已被接受的一项事实,它曾经是减少水源疾病的重要因素之一。但是三卤甲烷的发现及其危及健康的作用却提出了一个氯化和安全问题,认为在保护饮用水免遭疾病传染时也能产生致癌性的有机副产物。这种关注导致了对“国家临时初级饮用水章程”的修改,以便控制饮用水中三卤甲烷的浓度。
八十年代初,美国印第安纳州埃文斯维尔供排水公司和美国环境保护局(USEPA)发起了使用二氧化氯的评价研究,结果表明二氧化氯对减少三卤甲烷是非常有效的,二氧化氯的效果促成了美国很多供排水公司把预消毒剂从氯气改变为二氧化氯。
三、二氧化氯和氯:预氧化剂用于饮用水厂杀灭藻类
与水净化和水质问题相关的藻类已引起人们的强烈关注。这些问题概括如下:
1、藻类和胞外产物干扰物理/化学水净化工艺;
2、藻类通过净化系统造成令人难以接受的水质产生;
藻类不仅产生影响神经系统的肝毒素有害于消费者的健康,而且产生藻类产物还能作为三卤甲烷的前驱物质和微生物及其异样生物的养料来源。
自20世纪70年代中期,南非弗里尼欣市兰特水司比较了二氧化氯和氯气作为原水的预氧化剂和杀藻剂的效果,并且进行了下列研究:
①不同种藻类对两种氧化剂的敏感性;
②藻类浓度对氧化效率的影响;
③氧化剂浓度和接触时间对藻类存活率的影响。
研究结果表明:在氯需要的1/3接触时间内,二氧化氯的效率是氯的2-10倍。用二氧化氯作预氧化剂时没有三卤甲烷的形成,但是用氯氧化含藻悬浮液在接触2h内形成三卤甲烷达35μg/L。从这项研究中可明显地得出:二氧化氯是这两种消毒中使用较佳者。
四、二氧化氯对直流式冷却系统的防污塞处理
微生物污染是指在处理系统地表面产生不期望地生物粘泥沉积。生物粘泥主要由生物膜组成,其中的微生物包埋于由它们自身组成的聚合基质中,形成复杂的粘泥沉积物。在工业环境中产生的生物粘泥,常常包含有生物膜,以及和它们有密切关系的无机颗粒、腐蚀产物和较大的污染微生物。
意大利学者毕来梯(Belluati)等用二氧化氯处理直流式冷却系统中的微生物污染取得了积极成果,研究证明二氧化氯在0.05-0.25mg/L的投加浓度下就能有效地控制生物污染地发生。
五、二氧化氯在煤气废水处理中的应用
将二氧化氯(ClO2)应用于煤气废水(含高浓度酚类物质)治理中,对二氧化氯投量与COD的比例关系、反应时间对酚类物质去除的影响、反应过程中二氧化氯的消耗与ClO2-的形成做了比较。结果表明,在煤气废水中的COD与ClO2的浓度比为
5.5,反应进行30min后,可以使废水中可降解的酚类物质基本去除。GC/MS表明,在处理过程中基本没有氯代有机物生成。 二氧化氯可以有效去除煤气废水中的有机物质,在实际废水处理工艺中,如果在生化处理之后辅之以化学氧化,处理出的水就可以满足循环冷却水的要求,这不仅达到了废水处理的目的,而且使废水得到了回用。
六、二氧化氯在石油污染地下水治理中的应用
利用二氧化氯作为氧化剂,并结合曝气、微生物技术及水利截获技术使地下水中油类污染物的浓度较大程度地降低。
七、二氧化氯处理医院污水
医院污水消毒目前国内外主要采用液氯、漂白粉(或漂白精)、次氯酸钠、臭氧和二氧化氯等。用二氧化氯和氯气对照处理医院污水,进行消毒处理实验,考察二氧化氯对医院污水地处理效果,得出以下结论:
1、二氧化氯对国家规定的消毒剂鉴定菌种的杀灭效果是显著和高效的,符合国家卫生部的规定要求。
2、二氧化氯对医院污水中分离鉴定出来的非致病菌和致病菌的消毒效果明显好于液氯。
3、二氧化氯可在pH=3.0-9.0范围内有效杀灭医院污水中的细菌(含大肠杆菌),而氯气只有在中性条件下才达到满意效果。
4、二氧化氯对医院污水中COD和BOD5的去除效果优于液氯。
5、建议二氧化氯处理医院污水的运行参数是:投量30-50mg/L,作用60-120min;在此条件下,处理后污水细菌总数
均可达到GB48-83国家医院污水排放标准和GB8978-88国家污水综合排放标准。
八、二氧化氯处理印染废水
印染废水中助剂和浆料占废水COD的70%以上,而染料只占COD的10%左右。但是,染料形成了印染废水的主要特征之一——高色度。二氧化氯作为一种具有强氧化性和氧化过程中很少有有机卤代物产生的氧化剂,用于处理印染废水,在适当条件下,具有很好的脱色效果,无返色现象,处理后的出水COD等指标能达到国家GB8978-88排放标准。
九、二氧化氯用于杀灭成熟斑贻贝
斑贻贝出没于构筑物进水口和管线引起生物淤塞及其相关问题。二氧化氯是一种有效的杀菌剂,与氯气相比,它在低浓度和接触时间内成功地杀死贻贝。在美国已成功使用二氧化氯消除成熟的斑贻贝侵蚀。
十、二氧化氯在注水采油中的应用
20世纪90年代以来,美国某些油田采用在常规酸中加入二氧化氯的方法处理地层和注水管线的堵塞收到了明显效果。
二氧化氯是一种极强的氧化剂,它可优先将FeS氧化成水润湿性的氧化物,溶解了的铁被酸中的添加剂螯合,酸化产生的硫化氢被氧化成SO42-或SO32-,因此不会产生FeS的再沉淀问题。二氧化氯也完全能够氧化堵塞岩层的有机生物质合任何聚合物残渣,因此在常规酸中添加二氧化氯能有效地解决井眼周围地岩层损害合注水管线中的淤渣问题,从而提高注水速度,降低压力,增加生产能力。
十一、二氧化氯处理高浓度含氰废水
二氧化氯是一种强氧化剂,它可将含氰废水中的CN-氧化成CO2和N2而达到净化目的。
十二、二氧化氯在水产养殖中的应用
大量的养殖实验已证明二氧化氯对经水传播的病原微生物均具有较好的消毒效果,且对养殖动物生长发育没有影响。有因其使用后不会导致病原体产生耐药性和作用后无有害残留物生成等特点,二氧化氯将会作为水产养殖用水消毒剂而被广泛使用。
十三、二氧化氯的在医疗中的应用
二氧化氯可用于皮肤保护液、清洁剂和消毒剂,妇科消毒,口腔消毒,眼科消毒和治疗眼疾,骨科消毒,外科消毒和伤面冲洗,哺乳动物消毒,还可用于防止组织红肿;另外,二氧化氯在医院其它方面也有应用,如用于医院污水的消毒,医院废物处理,医疗器械的即时消毒,医院环境及空气消毒等等。
几种其它常用消毒产品与二氧化氯的比较
目前,作为饮用水的消毒剂主要有液氯、臭氧O3、氯胺(NH2Cl和NHCl 2等)和二氧化氯ClO2等,其中液氯消毒在全球仍很普遍,但是液氯消毒产生三卤甲烷等有机卤代物的潜在危险已成为共识。
一、液氯消毒
目前在我国液氯仍然是水处理过程中应用最多的消毒剂,氯用于饮用水消毒已有近百年历史。液氯消毒具有余氯的持续消毒作用,试剂价格低,运输方便,操作简便,不需庞大的设备;氯气本身有毒,使用时必须注意安全,防止泄漏。饮用水氯消毒产生卤化物(三氯甲烷)会造成水体的二次污染。我国规定饮用水中氯仿小于60μg/L。但是,欲彻底控制饮用水消毒中氯仿等有机卤代物的形成,则必须用新型消毒剂替代传统的液氯。
二、臭氧消毒
臭氧(O3)是一种优良的消毒剂和强氧化剂,不仅能杀灭水中的许多微生物,而且还能将水中的大分子有机物转化为易生物降解和易被活性炭吸附的小分子有机物。但目前臭氧发生装置的产率较低,设备昂贵,安装管理复杂,运行费用高,而且臭氧在水中溶解度低,衰减速度快,为保证管网内持续的杀菌作用,必须和其它消毒方法协同进行。
三、紫外线消毒
紫外线消毒的优点是消毒后水中不增加任何化学添加物,也不产生任何新的化学合成物,更不能去除有益的矿物质。但紫外线消毒对原水浊度要求很高,且必须保证一定的水流厚度,当水深较大时,杀菌效果急剧下降,不能实现管网中的持续消毒作用。故现在只有在纯净水等小型高标准水处理中应用较广。
四、二氧化氯消毒
二氧化氯是一种强氧化剂和高效杀菌剂,自从ClO2作为一种消毒剂用于水处理工艺以来,在欧洲及美国得到广泛应用,其综合指标远远好于其它消毒剂,表1对几种消毒剂的各项指标作了一个综合比较,通过对比可知,二氧化氯发生器无论在安装、使用还是维护方面都比其他几种消毒剂及产品有很高的优越性,随着水源污染的日益加重及人们对水质要求的日益提高,二氧化氯必将成为广泛应用的新一代消毒产品。并已对它的消毒效果进行了许多实验及研究。
二氧化氯作为水消毒剂具有以下明显优点:
1、二氧化氯在失活病毒、隐孢子虫和贾第虫方面比氯气更有效果;
2、二氧化氯不形成氯仿等有机卤代物;
3、二氧化氯杀菌性几乎不受pH 影响,且杀菌效果明显好于氯气;
4、二氧化氯可用于控制藻类、腐败植物和酚类化合物产生的嗅和味问题;
5、二氧化氯氧化铁、锰、硫化物和亚硝酸盐以及许多有机物;
6、二氧化氯在水中的剩余量,将延长或保证管网水中的消毒作用;
7、二氧化氯不与氨反应,也不与溴化物反应形成溴或溴酸盐;
8、二氧化氯在减少杀灭斑贻贝方面是有效的。
表1 几种其它常用消毒产品与二氧化氯的比较表
二氧化氯的发生技术
二氧化氯的发生方法主要有两种——化学法和电解法,电解法发生ClO2技术因其耗电量大,运行费用高,二氧化氯含量低,故障率高等缺陷,目前在市场上和使用中已逐渐被淘汰,在此就不再做介绍。其中化学法发生二氧化氯的技术已趋成熟,化学法分为亚氯酸钠法和氯酸钠法两种。
一、亚氯酸钠法制备二氧化氯
亚氯酸钠(NaClO2)的摩尔质量为90.442g/mol,Cl原子的标准氧化态是+3。纯NaClO2为白色晶体或结晶状粉末,有微吸水性,且易溶于水。
NaClO2具有氧化性,它在弱碱性溶液中是非常稳定的,然而在强碱性中加热,它会分解成ClO3―和Cl―。酸性条件下,ClO2-分解成ClO2、ClO3―和Cl―。
盐酸-亚氯酸钠反应: 5 NaClO2+4 HCl = 4 ClO2+5 NaCl+2 H2O
二、氯酸钠法制备二氧化氯
氯酸钠(NaClO3),无色或白色粒状晶体,有咸味,溶于水和乙醇。氯酸盐法置备ClO2,可采用的还原剂除二氧化硫(SO2) 和甲醇(CH3 OH)外,还有草酸(H2 C2 O2 ,)双氧水(H2 O2 )、柠檬酸(C6 H8 O7 ),盐酸(HCl)和甲酸(HCOOH)及其对应的盐、单糖(C6 H12O6)、双糖等,还有醇类如乙醇、丙醇、异丙醇以及多元醇如丙二醇、丙三醇、乙二醇等。
以氯酸盐为原料化学合成法生产ClO2有十几种方法,基本上都是通过在强酸介质存在下还原氯酸盐这一途径制得的。按还原剂的不同可分为4类:
(1)二氧化硫为还原剂的方法有马蒂逊(Mathieson)法,大曹法、霍尔斯特(Holst)法、佩尔松(Person)法和R1法;
(2)以盐酸为还原剂的方法有开斯汀(Kesting)法、日曹法、凯密迪(Chemetics)法和R5法;
(3)以甲醇为还原剂的方法有索尔维(Solvey)法和R8法;
(4)以氯化钠做还原剂的方法有R2法和R3法(单容法,SVP)。
例如氯酸钠-盐酸反应:
2 NaClO3+4 HCl = 2 ClO2+Cl2+2 NaCl+2 H2O
二氧化氯的应用范围
□ 医院污水杀菌消毒
□ 高层供水的二次消毒
□ 中水回用的消毒、除臭、脱色
□ 市政污水杀菌消毒、除臭、脱色
□ 污水处理厂杀菌、消毒
□ 城镇自来水厂杀菌消毒
□ 游泳池水、景观水杀菌消毒
□ 含氰、含酚废水的无害化处理
□ 印染行业污水的脱色漂白处理
□ 石油注井水的杀菌消毒、除垢
□ 各种供水系统的消毒、除铁、除锰、除味、脱色
□ 循环冷却水杀菌、灭藻、粘泥剥离
二氧化氯消毒剂发生器的选用
二氧化氯是一种新型高效的消毒剂,作为消毒用产品,国内市场上已经有成品即稳定性二氧化氯水溶液,还有可以现场制备二氧化氯水溶液的二氧化氯发生器。稳定性二氧化氯水溶液是将二氧化氯用特定的溶液吸收制备而成,使用时只要将溶液激活即可。二氧化氯发生器,其发生方法有化学法和电解法两大类。电解法二氧化氯发生器的缺点在于耗电大,运行费用高,产生的二氧化氯含量低,故障率高等,因此已逐渐被市场淘汰。目前市场上主要是化学法二氧化氯发生器,按其生产工艺不同分为复合型二氧化氯发生器和高纯型二氧化氯发生器。
为方便用户选择适当的产品,现将稳定性二氧化氯水溶液、复合型二氧化氯发生器和高纯型二氧化氯发生器三者的性能特点比较如下。
一、原料、产物成分及含量
原料 成分及含量
复合型 氯酸钠、盐酸 二氧化氯(70%)氯气(30%)
高纯型 亚氯酸钠、盐酸 二氧化氯(95%以上)
稳定性水溶液 二氧化氯 二氧化氯(95%以上)
二、 消毒效果及游离余氯
根据国外资料及国内专家的试验报道,二氧化氯和氯气复合消毒剂和纯二氧化氯消毒剂在消毒效果上基本相同,但是在给水消毒中,二者的游离余氯大不相同。2001年6月国家卫生部颁布的《生活饮用水卫生规范》中细菌学指标规定:游离余氯-在于水接触30分钟后应不低于0.3mg/L,管网末梢水不应低于0.05mg/L(适用于加氯消毒)。《生活饮用水卫生规范》中并没有对二氧化氯消毒作出相关规定。采用纯二氧化氯消毒按正常投加量时,很难保持水中的余氯量,相同的消毒效果前提下,复合型发生器可保持水中的游离余氯达到《生活饮用水卫生规范》的规定。国内有些水厂也采取纯二氧化氯配合液氯消毒,以保持水中的游离余氯。
三、三卤甲烷(THMS)的控制
以液氯作为水消毒剂会产生较多的三卤甲烷(THMS),纯二氧化氯作消毒剂几乎不产生三卤甲烷(THMS)等有机氯代物,这已为试验证明,且得到公认的事实。那么二氧化氯/氯复合消毒剂对三卤甲烷(THMS)形成的影响如何?哈尔滨工业大学的黄君礼教授对此进行了试验研究,结果表明:随着二氧化氯占混合消毒剂中质量分数的增加,三卤甲烷(THMS)的形成量逐渐减少;二氧化氯是控制三卤甲烷(THMS)生成的优良消毒剂之一。
四、安全性
二氧化氯发生器在出厂之前都经过正规的测试,安全性达标,用户只需按照说明书中的超作程序运行即可。但是,化学法二氧化氯发生器采用的原料都是化学试剂,化学试剂有其特定的性质,运输、储存和使用中具有一定的危险性,从而造成了二氧化氯试剂使用中的不安全因素。
复合型、高纯型二氧化氯发生器,分别以氯酸钠和亚氯酸钠为主要原料之一。氯酸钠和亚氯酸钠是两种性质不同的化
合物,氯酸钠是氧化剂,但是相对稳定,储存运输要求不十分严格,使用过程中相对安全;亚氯酸钠是强氧化剂,性质活泼,与木屑、有机物、尘埃、磷、炭、硫等接触、碰撞或摩擦容易爆炸或燃烧,水溶液浓度超过30%也容易发生爆炸,贮存和运输要求严格,包装需用金属桶,以防静电,使用时要轻拿轻放,不能与皮肤直接接触,使用时相对危险。
五、使用领域
复合型二氧化氯发生器,运行成本较低,适合大规模给排水系统使用,例如:自来水厂、污水处理厂、医院污水及工业循环水处理等。
纯二氧化氯发生器、稳定性二氧化氯水溶液,适用于生产工艺对二氧化氯溶液的纯度要求较高,且用量不大,经济效益较高的场合使用,如:纤维的漂白;矿泉水、啤酒厂、饮料厂、食品厂的消毒处理等。
六、各类水处理有效氯消耗量
3 使用参数:(有效氯消耗量g/m )
注:由于水质不同,有效氯消耗量可能有较大差别,以上数据仅供参考
二氧化氯在医院污水中的消毒应用
一、简述
医院污水的处理中,因其水质比较复杂,其中含有各种水污染物及病原性微生物、传染性病菌和病毒,如果不经过妥善的进行灭菌处理就予以排放,不仅污染环境而且还会对人的身体健康造成很大危害,因此,在医院污水治理中杀菌消毒应是其中的一个重要环节。根据《中华人民共和国水污染防治法》(1984)第三十六条对含有病原体的污水必须进行杀菌消毒处理。《污水综合排放标准》GB8979-1996中的《医院污水排放标准》(GBJ48-83)的要求,医院污水经过消毒后,水质要求应达到下列标准:
1、连续三次各取500mL进行检验,不得检出肠道致病菌和结合杆菌。
2、总大肠菌群不得大于500个/L。
当前,在我国医院污水消毒中使用的以次氯酸钠和液氯为主,次氯酸钠耗电和盐耗量较大,部件易损坏,体积占地面积大,管理运行不便等缺点。液氯使用运行费用虽然较低,但其安全性太差,易于泄露,存在隐患较高。二氧化氯作为国际上第四代消毒剂,用于处理医院污水,可克服使用氯气所产生的弊端,不会与中的有机物生成氯仿等致癌物质,不产生氯酚。水质的PH值对消毒效果影响很小,且有持久的消毒效果。二氧化氯具有较强的氧化性,可去除污水中的还原性酸根和金属离子,对水中的有机物多降解为含氧基团为主的产物,无氯代产物出现。对水中的黄霉粟、腐植酸,也可以被氧化降解,降解产物不以氯仿出现,这一点是传统的氯处理法决不能实现的。
二氧化氯的有效氯是氯气的2.63倍,灭菌效果是次氯酸钠的5倍。如医院污水投加二氧化氯2㎎/L,作用30秒就可
以杀死近100%的微生物,残余二氧化氯为0.9ppm。再同样条件下,投加氯气5㎎/L,作用5分钟,杀菌率仅为90%,残余率为
2.25㎎/L。二氧化氯杀灭大肠杆菌的效果,即使在介质pH范围变化较大时,影响也不大。对余氯为0.5㎎/L以下的含大肠杆菌介质。PH为6.5时,二氧化氯与氯气均在60秒内除去99%的大肠杆菌。但在pH为8时,二氧化氯只需15秒,而氯气却要5分钟才能达到同样效果。
二、 二氧化氯发生器选型
医院的污水量取决于医院的用水量。一般来说医院每张床位的平均用水量为1000L/d。若医院设有化粪池及调节池,二氧化氯的投加量可控制在30-50ppm。相对中、大型医院建议选用Y2007型系列二氧化氯发生器,相对小型医院建议选用Y-9008型系列二氧化氯发生器。
三、二氧化氯发生器医院污水消毒工艺流程
四、工艺流程说明
医院污水的水质和水量日均有较大变化,为了保证处理构筑物工作的连续性和稳定性,污水处理工艺流程尽量设置调节池,调节池不仅可以调节污水的水量,缓解污水负荷高峰,调节水质还可保证处理效果不会因水质变化而受到影响。
二氧化氯消毒剂的投加点一般选在接触池进口处,通过接触池中有效的接触时间即可达到杀菌的效果。YASHI系列二氧化氯发生器可根据液位信号器或其它控制信号控制二氧化氯发生器的运行,确保二氧化氯消毒剂在消毒接触池中的稳定浓度,使杀菌消毒更加安全彻底。
二氧化氯在二次供水中的消毒应用
一、简述
众所周知,城市供水管网有压力限制,如果建筑物超过一定高度则水压无法达到,不能由管网直接供水。因此高层建筑通常需要再次加压,即二次供水。二次供水系统一般由地下蓄水池,加压泵,高位水箱组成。城市管网的水首先进入地下蓄水池贮存,再由加压泵提升至高位水箱,然后供给用户。调查发现,没有采用消毒措施的蓄水池和水箱容易繁衍细菌,造成二次供水污染,严重影响人们的正常生活和身体健康。为解决二次供水污染问题,提高饮用水质量,就必须对二次供水系统采取消毒措施。二次供水系统必须进行消毒处理,我国卫生防疫部门以作出明确规定。
二、二氧化氯发生器选型
二次供水系统经过消毒后,水质也必须符合国家1996年颁布的《生活饮用水卫生规范》。因为二次供水的水源为城市管网的自来水,经过了消毒处理,因此消毒剂的用量较少,通常投加的消毒剂的有效氯在0.2-0.5ppm。根据蓄水池、高位水箱贮水量,保持水中游离余氯在0.05-0.3ppm。二次供水系统消毒剂的投放点可根据情况选择在蓄水池或高位水箱。若设在蓄水池,则既可以防止蓄水池内细菌的滋生,又可以通过加压泵的混合提高消毒效率。可选择Y2007或Y2009型高效复合发生器或YC207型纯二氧化氯发生器,将消毒液直接加入清水池。
三、 二氧化氯发生器二次供水消毒工艺流程
四、工艺流程说明
二次供水系统二氧化氯消毒剂的投放点可根据情况选择在蓄水池和高位水箱中部,既保证了进入高位水箱余氯的有效浓度,又可控制高位水箱内细菌的滋生,又提高了消毒效率。二氧化氯发生器控制系统可与管道中给水系统同步,即保证了二氧化氯投放量又实现了全自动控制。
二氧化氯在中水消毒中的应用
一、简述
水是人类生存的基本条件,又是国民经济的生命线,随着人口经济的增长;一方面人类对水的需求和品质要求越来越高,另一方面水污染的范围和程度也越来越大,这对日益严重的矛盾已经成为制约社会经济环境可持续发展的主要因素。
由于我国水资源地区分布不均衡,水体污染不断加剧,使得有些地区可利用的水资源十分有限。对于淡水资源缺乏,城市供水严重不足的地区,利用生活污水经过处理后回用于建筑小区供生活杂用,园林灌溉,工业冷却,既节省资源,又使污水无害化,是保护环境,防治水污染,解决城市水资源短缺的重要途径。中水正是这种理念的产物,其水质介于上水和下水之间,主要用于厕所冲洗、园林灌溉、道路保洁、汽车洗刷、喷水池、及冷却设备补充用水等水质要求不高的领域。中水的原水中含有大量细菌和病毒,必须经过消毒,否则必将引起病菌的滋生和蔓延,危害人类的身体健康。因此,消毒是中水使用安全性保障的重要一步。中水和消毒不仅要求杀灭水中细菌和病毒的效果好,还要保证中水在整个使用过程中的安全性。
中水经处理后必须符合中华人民共和国建设部颁布的现行的《生活杂用水水质标准》 (CJ25.1——89)中的各项要求,其中,有关消毒处理的指标为:
· 游离余氯:管网末梢不小于0.2mg/L
· 粪大肠菌群:<3个/L
二、二氧化氯发生器选型
首先考虑中水原水的量,然后要考虑到原水的水质。一般来说中水的原水中微生物含量较大,需要较大剂量的消毒剂,有效氯的量不小于10ppm。考虑中水消毒水量较稳定,建议选用Y9008型系列二氧化氯发生器、如中水处理设备自动化成度比较高建议选用Y2007型系列二氧化氯发生器。
三、二氧化氯发生器中水处理消毒工艺流程
四、工艺流程说明
中水处理系统的二氧化氯消毒剂的投放点可在水处理前投加或水处理后投加,根据情况一般选择在水处理后投加,这样既保证进入储水池余氯的有效浓度稳定,又可控制储水池细菌的滋生。
二氧化氯在循环冷却水处理中的应用
一、简述
我国水资源日益短缺,水污染日趋严重已成为不争的事实。循环冷却水处理回用,是降低企业水耗、减少企业污水外排的一个行之有效的办法,既可降低企业总水耗约35%,又能减少达标外排污水约70%。可见,污水回用能够带来巨大的社会效益和经济效益。
目前,循环冷却水系统的主要问题就是设备、管道的局部腐蚀、堵塞,致使热交换器的热交换效率降低,甚至管道穿孔,设备损坏。造成这些问题的原因是循环冷却水系统中的菌藻大量繁殖,并与泥沙、无机物和尘土混杂,形成生物粘泥附着与堆积而产生。解决问题的方法就是控制微生物的生长,即在循环冷却水中投加杀菌剂。
液氯是目前水处理中比较广泛使用的消毒杀菌剂,但是在某些情况下,二氧化氯更有效,更经济,也就更有优势。二氧化氯与氯在化学性质上有很大的区别:二氧化氯与水中某些化合物不发生反应,如氨、氮、醇、醛、酯等。氯同水中的氨反应生成一氯氨、二氯氨和三氯氨,大大降低游离氯的含量和消毒效果。二氧化氯的杀菌效果受环境PH值的影响较小,它可在较宽的PH值范围内保持稳定的杀菌作用。对水中微量有机污染物的氧化,二氧化氯比氯要优越,二氧化氯以氧化反应为主,而氯以亲电取代为主。经氧化的有机物多降解为含氧基团(羧酸)为主的产物,无氯代产物出现。对水中的酚,二氧化氯可将其氧化成醌式支链酸;而经氯处理后,却产生臭味很大的氯酚。二氧化氯的强氧化性还表现在其对稠环化合物的氧化降解上,如二氧化氯可将致癌物4-苯并芘氧化成无致癌性的醌式结构。二氧化氯不与有机磷等水质稳定剂发生沉淀反应,对水质稳定剂的缓蚀阻垢作用没有影响。此外,二氧化氯也可以氧化降解灰黄霉素、腐殖酸,而且降解产物不以氯仿出现,这是传统的氯化处理方法不能实现的。试验表明,在发挥消毒杀菌的浓度范围内,二氧化氯对管道金属材料不会造成腐蚀。由上所述,二氧化氯是一种优良的消毒杀菌剂。
二、二氧化氯发生器选型
循环冷却水处理目的不同,二氧化氯的投加量就不同。(1)用于控制冷塔中微生物的繁殖,二氧化氯的投加量在5分钟后需保持在0.1- 0.3ppm。(2)用于杀灭循环水中99%以上的细菌和藻类,则二氧化氯在循环冷却水中的浓度应不小于0.6ppm,相对一般企业循环冷却水量比较稳定,因此建议选用Y-9008型系列二氧化氯发生器。相对循环冷却水量较大及循环水量变化较大的企业,建议选用Y2007型系列二氧化氯发生器。
三、二氧化氯发生器循环冷却水处理中的应用工艺流程
四、工艺流程说明
循环冷却水中的二氧化氯投放点可在储水池中投加,在经泵提升至换热器,这样既保证进入储水池的二氧化氯有效浓度稳定,又可控制储水池细菌和微生物的滋生。
二氧化氯在水厂消毒中的应用
一、简述
水是生命之源,是地球上一切生物维持生命的必要条件之一。当水体受到人为因素或自然因素的影响而使水质发生改变时,将影响水的正常和有效利用,并使生态环境遭到破坏,甚至危害人体健康。虽然从总量上看我国水资源丰富,地表水资源量居世界第六位,但由于我国人口众多,人均水资源占有量仅为世界人均占有量的1/4,因此属于水资源相对贫乏的国家。此外,由于我国水资源地区分布不均衡,水体污染不断加剧,使得有些地区可利用的水资源十分有限。这些情况不仅影响人们的正常生活和身体健康,也制约了经济的发展。因此,在我国经济建设不断发展的同时,做好环境保护工作防止水体污染,采用和推广先进、可行的饮用水处理技术,提高饮用水质量,对保护人民健康和发展经济具有重要意义。
人们日常生活中的饮用水主要以地面水、地下水及降水为水源,水厂将其贮存并处理后作为饮用水和生活用水。如果环境恶化,水源将受到化学性、物理性和生物性污染,若没有先进有效的水处理技术,势必会引起介水传染病(如伤寒和副伤寒、细菌性痢疾、病毒性肝炎等),生物地球化学性疾病(如地方性氟中毒、地方性砷中毒等),急、慢性中毒和远期危害。
我国自1956年颁发《生活饮用水卫生标准(试行)》至2001年实施《生活饮用水卫生规范》的近45年间,共进行了5次修订,修订的主要目标是:
(1)加适当的提高对饮用水水质的要求。(2)加强对饮用水水质的管理。(3)反映出国内外最新研究成果。 2001年实施的《生活饮用水卫生规范》中有关消毒指标如下:
项目 限值
细菌总数 100(CFU/ml)
总大肠菌群 每100ml水中不得检出
粪大肠菌群 每100ml水中不得检出
氯仿 0.06(mg/L)
游离余氯 在于水接触30分钟后应不低于0.3mg/L,
管网末梢水不应低于0.05mg/L
(适用于加氯消毒)。
长期以来水厂都以液氯为主要消毒剂,忽略了液氯消毒而产生的副产物-卤代物(如三氯甲烷即氯仿)。研究表明氯消毒副产物的存在对人体健康也存在着极大的危害。而二氧化氯作为一种新的消毒剂,其消毒效果好,且消毒过程中不产生氯代产物,有效地控制了THMS的形成。二氧化氯对水中Fe2+、Mn2+、S2-和CN-等的去除效果好于液氯,对水中的酚类化合物等有机污染物去除效果也很好,且不产生有害副产物。二氧化氯作为水厂的消毒剂在国外已经得到大规模使用,我国正在推广中。
二、二氧化氯发生器选型
按照1996年国家颁布的《生活饮用水卫生规范》的规定,加氯消毒,消毒剂在与水接触30分钟后游离余氯不低于0.3ppm,管网末梢水不应低于0.05ppm,以保证管网末梢的杀菌效果。但是游离余氯过高不仅增加成本,同时也对人体不利,因此水厂消毒剂的投放量应准确、稳定、高效。
二氧化氯发生器型号的选择一方面主要根据每小时处理的最大水量以及水源来确定,按有效氯计算,地下水投加量0.5-1g/m3,地表水投加量1-2g/m3。另一方面还要根据水厂的工艺条件,例如有清水池的水厂,可选择Y2002或Y2007型高效复合发生器或YC207型纯二氧化氯发生器,将消毒液直接加入清水池。
三、二氧化氯发生器自来水厂消毒中的工艺流程
四、工艺操作说明
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YASHI系列二氧化氯发生器不仅转化率高,而且自动化程度高,可以根据处理水量和出水余氯进行二氧化氯消毒剂的投加,以满足水厂稳定投加消毒剂量的要求。
二氧化氯在游泳池水消毒中的应用
一、简述
游泳池作为大众的健康娱乐场所,其卫生不容轻视。游泳池水卫生如果出现问题,将给人带来多种疾病(如眼、鼻、耳、皮肤和消化器官等疾病),严重者会引起伤寒、梅毒、赤痢等传染病的传播,因此游泳池水必须进行有效的消毒,保护大众的身体健康。世界各国对游泳池水的消毒处理都有明确的法规,我国自1980年以来对游泳池水的管理法规日趋完善。国家1996年颁布的《游泳池卫生标准》(GB9667-1996)如下:
项目 标准值 项目 标准值
pH值 6.5~8.5 浑浊度,度 ≤5
细菌总数,个/ml ≤1000 大肠菌群,个/L ≤18
游离余氯,mg/L 0.3~0.5 尿素,mg/L ≤3.5
自从二氧化氯(CLO2)作为一种消毒剂用于水处理工艺中以来已对它的消毒效果进行了许多研究。二氧化氯(CLO2)在水中不水解,并在较宽PH值范围内(pH=6-9)是稳定的,使二氧化氯(CLO2)在水消毒中引起关注。
二氧化氯对水传播的病原生物,包括耐氯性较强的病毒、芽孢等均有很好的杀灭效果,二氧化氯的杀菌效果与温度有关,介质温度越高,二氧化氯的杀菌效果越好。如当剂量为0.25mg/L时,二氧化氯在5℃时杀灭99%的大肠杆菌需要190秒,而在20℃时仅需41秒,30℃时只需要10秒即可。这与液氯杀菌效果和温度成反比的结果正相反,对于游泳池水的消毒有着特殊的意义。此外,二氧化氯还具有除臭、脱色的作用,可以有效去除水中的臭味,提高游泳池水的澄清度。
二、二氧化氯发生器选型
一般情况下处理1吨游泳池循环水需要10克的有效氯,考虑循环水泵的能力即每小时处理的水量较稳定,可选用Y9008、Y2007、Y2009型系列二氧化氯发生器,在根据处理量来控制投加二氧化氯消毒剂。
三、二氧化氯发生器在游泳池水消毒中的工艺流程
四、工艺流程说明
游泳池水质污染程度与游泳人数成一定比例,二氧化氯消毒剂的投加可根据水质情况进行间歇式投加,投加方式一般选择过滤后投加,二氧化氯经水射器投加到过滤后的管道中,经混合器混合后与水回到游泳池中,在游泳池中与水充分接触,游泳池水可在较长时间内保持持续的杀菌作用。

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