二氧化氯發(fā)生器選擇方法

一、二氧化氯發(fā)生器選擇方法

二氧化氯(ClO2)是一種水溶性的強(qiáng)氧化劑，其氧化能力是的2.6倍。它不僅是具有高效性廣泛的殺菌能力，還具有滅藻、剝泥、防腐、抗霉、保鮮、除臭、氧化和漂白、脫色等多方面的功能。 同時(shí)， 使用二氧化氯處理的水中不會(huì)產(chǎn)生通常用消毒時(shí)易形成的致誘變和致癌的三鹵甲烷（THMs），其安全性被世界衛(wèi)生組織列為Al級(jí)，二氧化氯已成為上*的氯系消毒劑的更新?lián)Q代產(chǎn)品，被歐美國(guó)家推崇為第四代消毒劑。二氧化氯的應(yīng)用領(lǐng)域也越來(lái)越廣闊。目前二氧化氯的應(yīng)用幾乎涉及各行各業(yè)和人們生活中的方方面面積，可以說(shuō)社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展及人民生活質(zhì)量的提高，離不開二氧化氯的貢獻(xiàn)。經(jīng)過(guò)不到十年的時(shí)間，全國(guó)目前生產(chǎn)銷售二氧化氯的企事業(yè)大大小小有上百家之多，其市場(chǎng)覆蓋面廣、銷售額之高是九十年代初艱難開拓這一市場(chǎng)的人們所始料不及的。

　　二氧化氯的一個(gè)特點(diǎn)是它的不穩(wěn)定性，因此，二氧化氯必須現(xiàn)場(chǎng)發(fā)生就地使用。另一方面，二氧化氯的生產(chǎn)方法多種多樣，僅工業(yè)生產(chǎn)方法就有十余種。商業(yè)性的二氧化氯產(chǎn)品也五花八門，有發(fā)生器、液劑、固劑、緩釋劑、泡沫劑和混合劑等等。眾多形式的產(chǎn)品適應(yīng)了市場(chǎng)的需求，進(jìn)一步拓寬了二氧化氯的市場(chǎng)，二氧化氯行業(yè)正逐步走上了一條積極發(fā)展的道路。

　　勿用諱言，隨著二氧化氯市場(chǎng)的不斷開拓、需求量的逐年上升和國(guó)內(nèi)`國(guó)外各大公司的介入，二氧化氯領(lǐng)域行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)化問(wèn)題日顯得重要，產(chǎn)品質(zhì)量與市場(chǎng)規(guī)范之間的矛盾也越來(lái)越突出。標(biāo)準(zhǔn)化的滯后將會(huì)給二氧化氯生產(chǎn)及市場(chǎng)帶來(lái)難以估計(jì)的負(fù)面影響，并引起市場(chǎng)混亂，也會(huì)嚴(yán)重妨礙二氧化氯新產(chǎn)品的研制開發(fā)。從這個(gè)意義上講，二氧化氯的標(biāo)準(zhǔn)化問(wèn)題已成為當(dāng)前二氧化氯行業(yè)公平競(jìng)爭(zhēng)和健康發(fā)展的關(guān)鍵問(wèn)題。

二、

二氧化氯發(fā)生器

　　二氧化氯發(fā)生器是一種現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)發(fā)生ClO2的設(shè)備，從發(fā)生原理上分為兩大類：電解法和化學(xué)法。

　　電解法二氧化氯發(fā)生器是根據(jù)電極反應(yīng)原理，電解食鹽溶液產(chǎn)生ClO2、Cl2、O3及H2O2混合氣體；化學(xué)法二氧化氯發(fā)生器是以氯酸鈉(NaClO3)或亞氯酸鈉(NaClO2)為原料經(jīng)化學(xué)反應(yīng)來(lái)制取ClO2的。

　　當(dāng)以NaClO3為原料時(shí)，生產(chǎn)ClO2的基本反應(yīng)式為：

　　式中酸化劑用H2SO4或HCl；還原劑則有NaCl、HCl、SO2、Cl2、H2O2、CH3OH、Na2SO3等；鈉鹽的酸根視所用酸化劑而定。

　　當(dāng)以NaClO2為原料時(shí)，生產(chǎn)ClO2的基本反應(yīng)式為：

　　在理想條件下，利用(2)、(3)反應(yīng)可以得到純二氧化氯水溶液。但實(shí)際上，由于反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化有一定限度，藥劑剩余和各種副反應(yīng)的發(fā)生ClO2 的歧化、氧化還原或分解反應(yīng)，生成ClO2-和ClO3-，后氯化過(guò)程還可能帶入Cl2。因此，實(shí)際ClO2水溶液中經(jīng)常還含有一定數(shù)量的ClO2-、ClO3-、Cl2與ClO2并存。

　　二氧化氯發(fā)生器，特別是化學(xué)法二氧化氯發(fā)生器的發(fā)生液中，反應(yīng)產(chǎn)物常常是多種氯氧化物的高濃度混合物，未反應(yīng)完的ClO2-或ClO3-也表明轉(zhuǎn)化率不可能達(dá)到*，從而使成本升高。反應(yīng)器中未反應(yīng)掉的過(guò)量Cl2或副反應(yīng)生成的Cl2意味著發(fā)生器中ClO2的純度會(huì)大大降低。ClO2、Cl2、ClO2-和ClO3-在發(fā)生器產(chǎn)出液中的純度是由反應(yīng)器內(nèi)的反應(yīng)物料和反應(yīng)條件所決定的。反應(yīng)器的反應(yīng)條件在很大程度上市由反應(yīng)器的系統(tǒng)設(shè)計(jì)所決定的，但如果要持續(xù)獲得ClO2的高產(chǎn)量與高純度，就必須對(duì)ClO2發(fā)生系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化操作。分析測(cè)定反應(yīng)器發(fā)生液中各種氯氧化物的含量，不僅能為確定其含量和純度提供信息，而且也有助于對(duì)發(fā)生器進(jìn)行評(píng)估與優(yōu)化。二氧化氯發(fā)生器的品質(zhì)和性能與標(biāo)準(zhǔn)化密切相關(guān)。制定二氧化氯發(fā)生器的行業(yè)性標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)規(guī)范二氧化氯市場(chǎng)有十分重要的意義。

　　1.2 穩(wěn)定性二氧化氯溶液

　　穩(wěn)定性二氧化氯溶液是將發(fā)生的二氧化體吸收在特殊配置的穩(wěn)定劑中，從而使ClO2得以保存與運(yùn)輸?shù)囊环N液體產(chǎn)品。使用時(shí)用酸性活化劑進(jìn)行活化反應(yīng)后可使溶液中的ClO2重新釋放出來(lái)供現(xiàn)場(chǎng)使用。研究表明，穩(wěn)定性二氧化氯溶液中ClO2是以ClO2-或一種配位化合物的形式存在，這要視所配制的穩(wěn)定劑類型而定?？紤]到運(yùn)輸、使用時(shí)的安全性，ClO2的標(biāo)準(zhǔn)濃度為2%。穩(wěn)定性二氧化氯溶液是國(guó)外zui早進(jìn)入我國(guó)的二氧化氯制品，也是我國(guó)早期二氧化氯推廣應(yīng)用面zui大的產(chǎn)品。為此，化工部從1994年就開始組織制訂并于1996年頒布了HG/T 2777-1996《穩(wěn)定性二氧化氯》行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了產(chǎn)品的要求、原料、實(shí)驗(yàn)方法等。由于種種原因，zui后頒布的HG/T 2777-1996標(biāo)準(zhǔn)中只用了一般的碘量法。就目前二氧化氯產(chǎn)品發(fā)展和市場(chǎng)情況看，顯然在規(guī)范市場(chǎng)方面有所缺陷。但無(wú)論怎么樣，這一標(biāo)準(zhǔn)開創(chuàng)了我國(guó)二氧化氯產(chǎn)品行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的新，在我國(guó)二氧化氯的推廣應(yīng)用中發(fā)揮了積極的作用。在1997年10月衛(wèi)生部制訂的《消毒與滅菌實(shí)驗(yàn)技術(shù)規(guī)范》中，二氧化氯含量采用了丙二酸法，可以將ClO2與自由Cl2(ClO-)加以區(qū)分，這多少?gòu)浹a(bǔ)了HG/T 2777-1996標(biāo)準(zhǔn)中測(cè)定方法的不足。

三、

　　本文中二氧化氯的衛(wèi)生學(xué)應(yīng)用是指二氧化氯在使用過(guò)程中或所應(yīng)用的對(duì)象將與人或動(dòng)植物直接接觸甚至被食用的場(chǎng)合，例如飲用水、游泳池和浴池、環(huán)境空氣、器具和物品、養(yǎng)殖業(yè)、食品業(yè)和消毒、保鮮等等。如前所述，無(wú)論哪一種二氧化氯產(chǎn)品中，除了有ClO2外，還常常含有數(shù)量、比例不等的OCl-、ClO2-和ClO3-。在用ClO2處理水體時(shí)，大約有50%-70%參與反應(yīng)的ClO2轉(zhuǎn)化為ClO2-和Cl-殘留在水中。因此水體中的ClO2-作為一個(gè)消毒中間產(chǎn)物也是難以避免的。zui近的研究表明，過(guò)量的ClO2、ClO2-和ClO3-對(duì)人體健康有著潛在影響，而ClO2和ClO3-在人體中很快轉(zhuǎn)化為ClO2-，所以它們具有類似的毒性。研究指出，人體中過(guò)量的ClO2和ClO2-會(huì)產(chǎn)生溶水性貧血癥。在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究中，過(guò)量的ClO2及其副產(chǎn)物也曾表現(xiàn)出過(guò)對(duì)紅血球細(xì)胞、甲狀腺和腎有破壞作用。少量研究還表明它們會(huì)危害發(fā)育神經(jīng)。至于水體中的自由Cl2(OCl-)則早已認(rèn)定能與有機(jī)物反應(yīng)產(chǎn)生致癌物，這表明必須對(duì)ClO2的應(yīng)用提出一個(gè)安全界限，確定一個(gè)起始標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)格控制消毒后水體中ClO2、ClO2-、ClO3-和Cl2的濃度。

　　美國(guó)*(EPA)在總結(jié)研究成果和廣泛征求意見的基礎(chǔ)上，于1998年12月規(guī)定稅種總氧化劑(ClO2、ClO2-和ClO3-)含量由原來(lái)的1.0mg/L降到0.8mg/L。英國(guó)規(guī)定總氧化劑zui大含量為0.5mg/L。德國(guó)規(guī)定出廠水ClO2與ClO2-zui大濃度為0.2mg/L，zui小0.05mg/L。瑞士的水質(zhì)指標(biāo)為ClO2<0.05mg/L，ClO2-<0.3mg/L。

　　美國(guó)國(guó)會(huì)于1996年8月通過(guò)了飲用水修正案，其中包括消毒副產(chǎn)物規(guī)范。該規(guī)范分兩個(gè)階段實(shí)施，*階段為1998年11月到2000年5月，第二階段為2000年5月到2003年2月。該規(guī)范還規(guī)定了那些可能對(duì)人體健康產(chǎn)生影響的消毒副產(chǎn)物的zui大有機(jī)物含量，而這些有機(jī)物由于其在公共供水系統(tǒng)中出現(xiàn)的頻度和濃度的關(guān)系，因而對(duì)公眾的健康影響*。表1為這二個(gè)階段的規(guī)范。

　　我國(guó)在這方面，特別是飲用水消毒方面尚未制訂全國(guó)性的標(biāo)準(zhǔn)，只有重慶市技術(shù)*于1997年發(fā)布了一個(gè)重慶市地方標(biāo)準(zhǔn)《二氧化氯消毒生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》 (DB50/2-1997)。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定出廠水中二氧化氯殘留量大于0.05mg/L，管網(wǎng)末稍水二氧化氯殘留量大于0.02mg/L。可見標(biāo)準(zhǔn)只規(guī)定了對(duì)消毒效果的要求，而對(duì)二氧化氯的副作用未加以明確的濃度要求。其ClO2的測(cè)定方法為甲酚紅分光光度法，現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督不甚方便，也不能同時(shí)測(cè)定出ClO2-、ClO3-及OCl-的含量。

二氧化氯的標(biāo)準(zhǔn)化問(wèn)題

質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

　　鑒于我國(guó)二氧化氯產(chǎn)業(yè)正處于一個(gè)方興未艾的階段，而標(biāo)準(zhǔn)化工作總體上又大大滯后于行業(yè)的發(fā)展，這必將成為行業(yè)發(fā)展的一大障礙。

　　二氧化氯的產(chǎn)品種類、生產(chǎn)廠家日益增多，如何控制、評(píng)估產(chǎn)品質(zhì)量是規(guī)范市場(chǎng)的重要手段。各企業(yè)各種產(chǎn)品的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該逐步統(tǒng)一到全國(guó)性的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)上來(lái)。需要指出的是在一切質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中必須體現(xiàn)出二氧化氯的特征。由于二氧化氯與其它氧化性消毒劑往往具有同樣的化學(xué)特征，例如將碘離子氧化成碘，如果不能體現(xiàn)出二氧化氯的特征，則容易造成魚目混珠的局面。二氧化氯可以必須明確表明二氧化氯的含量與純度，雖然二氧化氯可以折算成自由氯或有效氯，但二氧化氯是一個(gè)*不同于自由氯的物質(zhì)，以有效氯來(lái)標(biāo)識(shí)顯然有違產(chǎn)品上二氧化氯的冠名，并且會(huì)誤導(dǎo)消費(fèi)者和客戶。