Wang yongyu1 Li jincheng2
(1.Qingdao Haisheng Environmental technology Co.Ltd; 2.Department of environmental Engineering, Qingdao Architectural Engineering College, 266000)
Keyword chlorine dioxide reactor, disinfection of feedwater, discussion of application
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,可分為亞氯酸鈉工藝和氯酸鈉工藝。
1.1 氯酸鈉工藝
采用氯酸鈉和鹽酸為原料進(jìn)行反應(yīng),反應(yīng)式如下:
NaClO3 + 2HCl = ClO2 + 1/2Cl2 + NaCl + H2O
由上式可以看出,在二氧化氯產(chǎn)生的同時(shí)還有約占二氧化氯產(chǎn)量一半的氯氣發(fā)生,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,本工藝中二氧化氯的有效轉(zhuǎn)化率一般只有50%左右,并且受到反應(yīng)溫度和鹽酸濃度的影響。要提高二氧化氯的轉(zhuǎn)化率,必需保持較高的反應(yīng)溫度(約70OC)和加大鹽酸的過(guò)剩量,但這同時(shí)又會(huì)導(dǎo)致氯氣產(chǎn)率的提高,使反應(yīng)產(chǎn)物中氯氣的含量增大。這個(gè)矛盾在穩(wěn)定態(tài)二氧化氯的工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)上,可以通過(guò)多級(jí)加溫,空氣逆向逐級(jí)吹脫的方式來(lái)富集二氧化氯,但在水廠應(yīng)用的小型二氧化氯設(shè)備(小于10kg/h)上,則很難解決。
由于氯氣的大量存在,嚴(yán)格講已經(jīng)失去了二氧化氯投加的基本的意義,即降低水中三氯甲烷的含量。并且由于氯酸鈉的轉(zhuǎn)化率在實(shí)際運(yùn)行中通常不足50%,這使得當(dāng)投加量較高時(shí),水中剩余的ClO3—的濃度較高。正是以上諸多原因,在國(guó)外有關(guān)水廠二氧化氯應(yīng)用的資料中,還未有上述氯酸鈉工藝的報(bào)道。
在我國(guó),目前以氯酸鈉工藝為基礎(chǔ)的二氧化氯發(fā)生器仍是市場(chǎng)上的主導(dǎo)產(chǎn)品之一,并在許多水廠中得以運(yùn)行。其主要是由于以下兩方面的原因。
1)我國(guó)對(duì)應(yīng)用于水廠的二氧化氯發(fā)生器,從設(shè)備選型、產(chǎn)品檢驗(yàn)、設(shè)計(jì)規(guī)范到處理水質(zhì),都還沒(méi)有統(tǒng)一的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)二氧化氯的使用仍不規(guī)范。多數(shù)使用二氧化氯的水廠,在設(shè)備檢驗(yàn)和出水檢測(cè)上仍使用與氯氣相同的指標(biāo),如有效氯、余氯等。
2)由于我國(guó)經(jīng)濟(jì)總體水平還處于發(fā)展中國(guó)家的水平,運(yùn)行成本仍是目前水廠工藝選型的主要制約因素。以制取1kgClO2來(lái)計(jì),亞氯酸鈉法的成本約為30元,氯酸鈉法約20元。相差近1倍。這也是氯酸鈉法得以廣泛使用的主要原因之一。
對(duì)二氧化氯發(fā)生器的應(yīng)用評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),終將會(huì)以處理水的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)。氯酸鈉工藝由于其本身的工藝缺陷,在應(yīng)用上會(huì)受到很大的限制。