二氧化氯發生器選擇方法

一、二氧化氯發生器選擇方法

二氧化氯(ClO2)是一種水溶性的強氧化劑，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， 使用二氧化氯處理的水中不會產生通常用消毒時易形成的致誘變和致癌的三鹵甲烷（THMs），其安全性被世界衛生組織列為Al級，二氧化氯已成為上*的氯系消毒劑的更新換代產品，被歐美國家推崇為第四代消毒劑。二氧化氯的應用領域也越來越廣闊。目前二氧化氯的應用幾乎涉及各行各業和人們生活中的方方面面積，可以說社會和經濟的發展及人民生活質量的提高，離不開二氧化氯的貢獻。經過不到十年的時間，全國目前生產銷售二氧化氯的企事業大大小小有上百家之多，其市場覆蓋面廣、銷售額之高是九十年代初艱難開拓這一市場的人們所始料不及的。

　　二氧化氯的一個特點是它的不穩定性，因此，二氧化氯必須現場發生就地使用。另一方面，二氧化氯的生產方法多種多樣，僅工業生產方法就有十余種。商業性的二氧化氯產品也五花八門，有發生器、液劑、固劑、緩釋劑、泡沫劑和混合劑等等。眾多形式的產品適應了市場的需求，進一步拓寬了二氧化氯的市場，二氧化氯行業正逐步走上了一條積極發展的道路。

　　勿用諱言，隨著二氧化氯市場的不斷開拓、需求量的逐年上升和國內`國外各大公司的介入，二氧化氯領域行業的標準化問題日顯得重要，產品質量與市場規范之間的矛盾也越來越突出。標準化的滯后將會給二氧化氯生產及市場帶來難以估計的負面影響，并引起市場混亂，也會嚴重妨礙二氧化氯新產品的研制開發。從這個意義上講，二氧化氯的標準化問題已成為當前二氧化氯行業公平競爭和健康發展的關鍵問題。

二、

二氧化氯發生器

　　二氧化氯發生器是一種現場生產發生ClO2的設備，從發生原理上分為兩大類：電解法和化學法。

　　電解法二氧化氯發生器是根據電極反應原理，電解食鹽溶液產生ClO2、Cl2、O3及H2O2混合氣體；化學法二氧化氯發生器是以氯酸鈉(NaClO3)或亞氯酸鈉(NaClO2)為原料經化學反應來制取ClO2的。

　　當以NaClO3為原料時，生產ClO2的基本反應式為：

　　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。

　　當以NaClO2為原料時，生產ClO2的基本反應式為：

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

　　二氧化氯發生器，特別是化學法二氧化氯發生器的發生液中，反應產物常常是多種氯氧化物的高濃度混合物，未反應完的ClO2-或ClO3-也表明轉化率不可能達到*，從而使成本升高。反應器中未反應掉的過量Cl2或副反應生成的Cl2意味著發生器中ClO2的純度會大大降低。ClO2、Cl2、ClO2-和ClO3-在發生器產出液中的純度是由反應器內的反應物料和反應條件所決定的。反應器的反應條件在很大程度上市由反應器的系統設計所決定的，但如果要持續獲得ClO2的高產量與高純度，就必須對ClO2發生系統進行優化操作。分析測定反應器發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，而且也有助于對發生器進行評估與優化。二氧化氯發生器的品質和性能與標準化密切相關。制定二氧化氯發生器的行業性標準，對規范二氧化氯市場有十分重要的意義。

　　1.2 穩定性二氧化氯溶液

　　穩定性二氧化氯溶液是將發生的二氧化體吸收在特殊配置的穩定劑中，從而使ClO2得以保存與運輸的一種液體產品。使用時用酸性活化劑進行活化反應后可使溶液中的ClO2重新釋放出來供現場使用。研究表明，穩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，這要視所配制的穩定劑類型而定?？紤]到運輸、使用時的安全性，ClO2的標準濃度為2%。穩定性二氧化氯溶液是國外zui早進入我國的二氧化氯制品，也是我國早期二氧化氯推廣應用面zui大的產品。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《穩定性二氧化氯》行業標準。該標準規定了產品的要求、原料、實驗方法等。由于種種原因，zui后頒布的HG/T 2777-1996標準中只用了一般的碘量法。就目前二氧化氯產品發展和市場情況看，顯然在規范市場方面有所缺陷。但無論怎么樣，這一標準開創了我國二氧化氯產品行業標準的新，在我國二氧化氯的推廣應用中發揮了積極的作用。在1997年10月衛生部制訂的《消毒與滅菌實驗技術規范》中，二氧化氯含量采用了丙二酸法，可以將ClO2與自由Cl2(ClO-)加以區分，這多少彌補了HG/T 2777-1996標準中測定方法的不足。

三、

　　本文中二氧化氯的衛生學應用是指二氧化氯在使用過程中或所應用的對象將與人或動植物直接接觸甚至被食用的場合，例如飲用水、游泳池和浴池、環境空氣、器具和物品、養殖業、食品業和消毒、保鮮等等。如前所述，無論哪一種二氧化氯產品中，除了有ClO2外，還常常含有數量、比例不等的OCl-、ClO2-和ClO3-。在用ClO2處理水體時，大約有50%-70%參與反應的ClO2轉化為ClO2-和Cl-殘留在水中。因此水體中的ClO2-作為一個消毒中間產物也是難以避免的。zui近的研究表明，過量的ClO2、ClO2-和ClO3-對人體健康有著潛在影響，而ClO2和ClO3-在人體中很快轉化為ClO2-，所以它們具有類似的毒性。研究指出，人體中過量的ClO2和ClO2-會產生溶水性貧血癥。在動物實驗研究中，過量的ClO2及其副產物也曾表現出過對紅血球細胞、甲狀腺和腎有破壞作用。少量研究還表明它們會危害發育神經。至于水體中的自由Cl2(OCl-)則早已認定能與有機物反應產生致癌物，這表明必須對ClO2的應用提出一個安全界限，確定一個起始標準，嚴格控制消毒后水體中ClO2、ClO2-、ClO3-和Cl2的濃度。

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

　　美國國會于1996年8月通過了飲用水修正案，其中包括消毒副產物規范。該規范分兩個階段實施，*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。該規范還規定了那些可能對人體健康產生影響的消毒副產物的zui大有機物含量，而這些有機物由于其在公共供水系統中出現的頻度和濃度的關系，因而對公眾的健康影響*。表1為這二個階段的規范。

　　我國在這方面，特別是飲用水消毒方面尚未制訂全國性的標準，只有重慶市技術*于1997年發布了一個重慶市地方標準《二氧化氯消毒生活飲用水衛生標準》 (DB50/2-1997)。標準規定出廠水中二氧化氯殘留量大于0.05mg/L，管網末稍水二氧化氯殘留量大于0.02mg/L。可見標準只規定了對消毒效果的要求，而對二氧化氯的副作用未加以明確的濃度要求。其ClO2的測定方法為甲酚紅分光光度法，現場監督不甚方便，也不能同時測定出ClO2-、ClO3-及OCl-的含量。

二氧化氯的標準化問題

質量標準

　　鑒于我國二氧化氯產業正處于一個方興未艾的階段，而標準化工作總體上又大大滯后于行業的發展，這必將成為行業發展的一大障礙。

　　二氧化氯的產品種類、生產廠家日益增多，如何控制、評估產品質量是規范市場的重要手段。各企業各種產品的質量標準應該逐步統一到全國性的行業標準上來。需要指出的是在一切質量標準中必須體現出二氧化氯的特征。由于二氧化氯與其它氧化性消毒劑往往具有同樣的化學特征，例如將碘離子氧化成碘，如果不能體現出二氧化氯的特征，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*不同于自由氯的物質，以有效氯來標識顯然有違產品上二氧化氯的冠名，并且會誤導消費者和客戶。