二氧化氯消毒劑生產(chǎn)和應用中的幾個問題

二氧化氯(以下用ClO2)能有效地除去環(huán)境中的多種無機、有機、有毒物質(zhì)；殺滅各種病菌，病毒。已廣泛地應用于中水處理、污水治理與飲用水消毒處理以及空氣凈化等環(huán)保領域。被譽為“環(huán)境凈化劑”。在環(huán)境嚴重污染，生態(tài)日益惡化的今天，ClO2對于治理環(huán)境，改善生態(tài)，保持國民經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展，不斷提高人民健康狀況都將起到越來越重要作用。然而目前市場上銷售的ClO2產(chǎn)品中，很多產(chǎn)品存在嚴重的問題。因此，制定ClO2產(chǎn)品標準，規(guī)范ClO2市場，推廣優(yōu)良ClO2產(chǎn)品，是當前急需解決的問題。

二氧化氯產(chǎn)品可分為兩大類型

1、各種類型、各種規(guī)格的ClO2發(fā)生器

目前我國的ClO2發(fā)生器從無到有，已有眾多生產(chǎn)廠家，但多屬于中、

小型發(fā)生器，其技術水平一般，某些廠家由于技術力量薄弱，研發(fā)能力不強，照搬國外的某些落后產(chǎn)品，致使ClO2發(fā)生器工藝落后，存在著ClO2的收率低、純度不高和控制不穩(wěn)定等缺點，有的發(fā)生器副產(chǎn)物得不到分離，因而帶來二次污染的弊病，如有的ClO2發(fā)生器在生產(chǎn)ClO2的同時產(chǎn)生大量的lv氣，lv氣在進行水處理時會產(chǎn)生有機氯化物，這會帶來更大的危害。此外對于某些大型ClO2發(fā)生器，尚需依賴進口，不能滿足環(huán)保產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的需要。可喜的是目前國內(nèi)市場上開始出現(xiàn)了一些ClO2發(fā)生器新產(chǎn)品，其性能有了很大的提高。例如，濰坊紅荷環(huán)保水處理設備有限公司推出的LSX系列ClO2發(fā)生器，包括十項，技術*，無二次污染，自動化程度高，可以安全運轉(zhuǎn)，其多種型號可供選擇，已基本上能滿足處理上、中、下水的需要。

2、二氧化氯釋放劑

由于ClO2非?；顡?，極不穩(wěn)定，不易存放，一般都是現(xiàn)用現(xiàn)制。連續(xù)大量的使用時，可用ClO2發(fā)生器，產(chǎn)生ClO2后直接通入使用系統(tǒng)，而對于用量相對較小，使用對象又分散的體系，使用ClO2釋放劑則比較方便。只要將ClO2釋放藥劑按一定比例溶于水中，就可以獲得一定濃度的ClO2水溶液。ClO2釋放劑的種類繁多，其大部分都是復方藥劑。產(chǎn)品可按商品包裝的特點來區(qū)分：有液體、固體，有三元包裝、二元包裝、一元包裝的產(chǎn)品。ClO2釋放劑的品種繁多產(chǎn)品極不規(guī)范，質(zhì)量參差不齊，市場混亂。更由于某些不負責任的商業(yè)誘導和偽科學的虛假宣傳，已經(jīng)很大程度損壞了ClO2的優(yōu)良形象。目前市場上銷售的ClO2釋放劑絕大多數(shù)是應用所謂的“穩(wěn)定性ClO2溶液”或工業(yè)亞氯酸鈉經(jīng)過酸化過程，在偏酸性的溶液中實現(xiàn)的。其實質(zhì)是溶液中的亞氯酸鈉發(fā)生歧化反應，生成了ClO2。 當使用鹽酸作活化劑時，按下式進行反應：

5NaClO2+4HCl= 4ClO2+5NaCl+2H2O

該反應的特點是存在著一系列的平行反應和連串反應，且反應的速率很慢，只有當酸化劑的用量大于反應計量的3-5倍時，反應平衡才會向右移動。當5mol的NaClO2全部歧化時，也只能生成4mol的ClO2， 即ClO2的利用率接近極限值為(4×67.5)/(5×57.5)×=80%或者說反應物料NaClO2的利用率的極限值為 (4×67.5)/(5×90.5)×=59.66%但在實際應用時，活化反應混合液的酸度不可能很高（PH很低）一般pH=3-4為宜。這時ClO2-的利用率不到30%，這不僅浪費了大量的NaClO2，更嚴重的還有大部分的沒有轉(zhuǎn)化的ClO2-殘留在ClO2 產(chǎn)品的溶液中，而這種有害的ClO2-是很難自然消除的。因而可以說采用這種方法生產(chǎn)的ClO2消毒劑的品質(zhì)是很差的。目前市場上的ClO2消毒劑產(chǎn)品實際情況也正是如此。以上是各廠的產(chǎn)品溶于一定量水中的分析結(jié)果，如果在一定量的水中溶解產(chǎn)品的數(shù)量增加一倍、二倍，則ClO2的濃度顯然也會增加一倍、二倍，但是其副產(chǎn)品ClO2-的濃度，Cl2 的濃度同樣也會增加一倍、二倍，而NaClO2的轉(zhuǎn)化率和ClO2的收率是不會改變的。它只決定于反應的特性。從上述的理論分析， 與上表中的各廠產(chǎn)品質(zhì)量分析結(jié)果是*的?？梢娔承S家的產(chǎn)品中只有很少的NaClO2原料(ClO2-)轉(zhuǎn)化成的ClO2，而絕大部分原料沒有被充分利用，這不但造成了*的浪費，過多的ClO2-存在于產(chǎn)品中也大大地影響了產(chǎn)品的質(zhì)量。

從ClO2產(chǎn)品按包裝形式來分類則可分為：固體一元、固體二元、液

體—固體二元、液體二元和液體—固體—固體三元包裝。多元包裝即把各種反應物料分類包裝，防止以各種物料彼此接觸而發(fā)生反應，釋放出ClO2。從而保障產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性，特別是確保商品在運輸流通過程的安全性。這是由ClO2這類產(chǎn)品的科技特點所決定的。所謂“一元包裝”只不過是采用了水溶性高分子成膜材料包覆技術處理了粉狀的反應物料使之各種反應物料彼此分離后，再均勻混合包裝在一起。或者在干燥的狀況下參入了大量的防潮穩(wěn)定劑。這些反應物在無水或彼此不接觸的情況下，才能維持其穩(wěn)定。只要將其倒入水中，即可反應生成ClO2。這種一元包裝產(chǎn)品為用戶的使用提供了方便，但也增加了生產(chǎn)成本，使用戶要額外支出更多的費用。也會給產(chǎn)品中增加了不必要的副產(chǎn)物，這種產(chǎn)品要求嚴密的防潮包裝和抗氧化包裝材料，稍有不慎，即會發(fā)生產(chǎn)品的泄漏和變質(zhì)，行業(yè)內(nèi)的人士都知道，這些產(chǎn)品貯存時間稍久，其包裝材料會發(fā)生變脆，有發(fā)生開裂的隱患?？傊?，筆者認為，ClO2含量高，ClO2-副產(chǎn)物少的液—固二元產(chǎn)品或液—液二元產(chǎn)品都是優(yōu)良的產(chǎn)品，而其安全穩(wěn)定，價格低廉足以彌補使用中諸多不便的弊病。

“穩(wěn)定性二氧化氯”是二氧化氯嗎？由于ClO2不穩(wěn)定，不易于保存使

用，只能現(xiàn)用現(xiàn)配制，近幾年來國內(nèi)外將ClO2氣體采用過碳酸鈉和*進行吸收，形成了一種穩(wěn)定的產(chǎn)物“定性二氧化氯”。在使用時，只要加入酸化劑酸化后，即可放出ClO2，形成一定濃度的ClO2水溶液，從而便利了貯存、運輸和使用，但所謂的“穩(wěn)定性ClO2 ”只能說是一種產(chǎn)生ClO2的原料或“前趨體”，絕不是ClO2。它在溶液中的形態(tài)是ClO2-。只有酸化后才能放出ClO2，很多人誤認為“穩(wěn)定性ClO2 ”就是穩(wěn)定的ClO2，正是由于這個糊涂的概念將ClO2標準攪的一塌糊涂，尤其是用“有效ClO2 ”作為衡量ClO2產(chǎn)品的標準，更是蒙蔽了用戶，誤認為“有效ClO2 ”就是有實效的ClO2。其實有效ClO2只不過說明有多少ClO2被吸收在某種溶液當中了，至于這些ClO2能否*釋放出來，能否起到氧化消毒作用，則*是另外一回事。只有活化好的，將ClO2-轉(zhuǎn)化成ClO2，才能真正起到ClO2氧化消毒的作用。而目前市場的絕大多數(shù)ClO2釋放劑產(chǎn)品，是做不到這點的，只能將少部分的ClO2-轉(zhuǎn)化成ClO2，使其消毒作用大打折扣。因此，我們不能將“穩(wěn)定性ClO2 ”當成ClO2，也不能將NaClO2 溶液當成穩(wěn)定性ClO2，更不能將“有效ClO2”當成“有實效的ClO2”。其他問題：

1、ClO2的含量問題：上已述及用“用有效ClO2含量”來標定ClO2產(chǎn)品肯定是不合理的，在“標準”中應該用ClO2的實際含量來標定產(chǎn)品。相

應的分析檢驗方法也應該有新規(guī)定，此處不再論述。

2、 現(xiàn)市售的各個ClO2產(chǎn)品中ClO2的使用濃度相差*，有從幾

十mg/L到上千mg/L，既然都是ClO2產(chǎn)品 ，使用濃度相差如此巨大，這也是因為各種ClO2產(chǎn)品的實際含量的巨大差別所造成的，只要產(chǎn)品中ClO2的濃度標準了，這個問題也就迎刃而解了。

3、各種ClO2產(chǎn)品中所含有的雜質(zhì)大不一樣，應該有個統(tǒng)一的規(guī)定，

才能防止偽劣產(chǎn)品的泛濫。

4、ClO2本身是不穩(wěn)定的，其水溶液在避光、低溫下也只能保持幾

天，而所謂的“穩(wěn)定性ClO2”只不過是配制ClO2水溶液的原料，因此用其“原料”的穩(wěn)定性作為ClO2產(chǎn)品的穩(wěn)定性顯然是不適宜的。不同的ClO2產(chǎn)品，有不同的穩(wěn)定性，應該由ClO2生產(chǎn)廠如實制定其不同的標準，允許用戶根據(jù)需要選擇其所需。ClO2廠方更應該在產(chǎn)品說明書上提供產(chǎn)品(包括原料)的“穩(wěn)定曲線”(貯存壽命曲線)。這樣才能科學的反應產(chǎn)品的本質(zhì)。

5、市售ClO2產(chǎn)品中，有一類緩釋型ClO2產(chǎn)品，應在產(chǎn)品說明中

標明，ClO2隨時間的釋放曲線。

水處理需要什么樣的ClO2產(chǎn)品

根據(jù)水處理工程的特點，需要高效安全、價格便宜的ClO2產(chǎn)品，現(xiàn)分述如下：

▲反應物NaClO3(在ClO2發(fā)生器中)NaClO2(在ClO2釋放劑中)的轉(zhuǎn)化率要高，ClO2的收率要高， 只有這樣ClO2的含量才會大，才可能高效的應用在水處理工程中(二氧化氯產(chǎn)品的含金量要高)。

▲ClO2產(chǎn)品要純，ClO2-、 Cl2 等雜質(zhì)要少才不會引起二次污染，特別是在飲用水中ClO2-Cl2和那些包覆劑、穩(wěn)定劑等成分不能超標。

▲價格要便宜。水處理工程對象都是大體系，大工程，對ClO2 的用量大，成本不能過高，目前市售Cl 2售ClO2釋放藥劑，按實含ClO2來計，其價格從4分/克到1元/克，相差近百倍，更有某些特殊用途的Cl 的ClO2產(chǎn)品其價格達數(shù)百倍以上，對于使用量大，成本問題也是考慮的重要

▲同樣因為用量大，安全穩(wěn)定就更為突出。只有這種標準衡量評價各種ClO2釋放劑，才能真實反應ClO2產(chǎn)品的質(zhì)量，才能杜絕為數(shù)眾多的以次充好的偽劣產(chǎn)品，才能保護*優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品，才能促進科學進步，使ClO2技術早日應用在環(huán)保產(chǎn)業(yè)中廣泛應用。

二氧化氯科技進步推動水處理產(chǎn)業(yè)發(fā)展

針對目前ClO2產(chǎn)品存在的問題和環(huán)保行業(yè)對ClO2的要求，山東大學、山大華特科技股份有限公司和濰坊紅荷環(huán)保水處理設備有限公司組成了研制組，跟蹤發(fā)展趨勢，反復比較了多種工藝方案采用了*的ClO2催化、活化技術，研制出了高質(zhì)量的ClO2，使原來的NaClO2轉(zhuǎn)化率從30%上升到90-95%，產(chǎn)品中ClO2-下降到0.04%以下，并且安全可靠，價格便宜把目前國內(nèi)ClO2釋放劑提高到一個嶄新的水平。它更適合在環(huán)保產(chǎn)業(yè)中推廣應用，該產(chǎn)品的技術指標如下：

ClO2： 991mg/L、 ClO2-：17mg/L、 Cl2：11mg/L 轉(zhuǎn)化率>95 %。

由于該產(chǎn)品不同于“穩(wěn)定性ClO2溶液”也不同于“NaClO2溶液”，因此不能沿用“穩(wěn)定性ClO2的行 的行業(yè)標準”更不能使用所謂的“有效ClO2”含量來評價。而應以活化后ClO2的實際含量來評價。

在研發(fā)ClO2新產(chǎn)品過程，我們對ClO2在環(huán)保產(chǎn)業(yè)中的應用也有了更新的認識和提高。結(jié)合在污水治理，中水回用、飲用水消毒凈化、景觀水治理等多項技術和環(huán)保治理的研究、設計的工作中逐步積累了經(jīng)驗，現(xiàn)在我們已具備了應用推廣ClO2發(fā)生器及ClO2釋放劑的條件和設計、承接、安裝各種大、中、小型水治理工程的能力。我們將以*的ClO2發(fā)生器和ClO2釋放劑為依托與各有志于環(huán)保事業(yè)的同仁橫向聯(lián)合，廣泛合作，共同為我國的環(huán)保事業(yè)做出貢獻。