二氧化氯在常溫下是黃色的氣體，具有類似氯氣那樣令人不愉快的刺激性氣味，沸點為11℃，比重為2.4。冷卻至—40℃以下，成為深紅色液體溫度低于—59℃時，為橙黃色固體。其分子量為67.47，是自然界中幾乎*以單體游離基形式存在的少數(shù)化合物之一。二氧化氯易溶于水且不與水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，它在水中的溶解度是氯的5倍。二氧化氯氣體溶于水形成黃綠色溶液，作為溶解的氣體保留在溶液中，在陰涼處避光保存并嚴(yán)格密封非常穩(wěn)定，在光線照射下將發(fā)生化學(xué)分解。若貯藏在敞開容器中的二氧化氯水溶液，其二氧化氯濃度很易下降。再有二氧化氯很容易爆炸。當(dāng)溫度升高，暴露在光線下或與某些有機物接觸摩擦?xí)r，都可能引起爆炸，而且液體二氧化氯比氣體更易爆炸。如果空氣中二氧化氯濃度或水中二氧化氯濃度時都將爆炸。所以工業(yè)上采用空氣或惰性氣體來沖淡二氧化氯氣體，使其濃度一。由于二氧化氯具有易揮發(fā)、易爆炸的特點，故不宜貯存，應(yīng)以現(xiàn)場制取和使用為主。

二氧化氯對細菌、病毒及真菌孢子的殺滅能力均很強。二氧化氯對微生物的殺滅原理是：二氧化氯對細胞壁有較好的吸附性和透過性能，可有效地氧化細胞內(nèi)含疏基的酶；可與半*、*和游離脂肪酸反應(yīng)，快速控制生物蛋白質(zhì)的合成，使膜的滲透性增高；并能改變病毒衣殼蛋白，導(dǎo)致病毒滅活。二氧化氯的消毒能力和氧化能力遠遠超過氯氣，不會像氯氣那樣生成對人體有害的有機鹵化物和三鹵甲烷等致癌物質(zhì)。能有效的破壞酚、硫化物、氰化物等有害物質(zhì)。二氧化氯消毒劑具有無毒、無害等眾多優(yōu)點。ClO2氯原子為正4價，還原成氯化物時將可得到5個電子，因此其氧化力相當(dāng)于氯的5倍，有效氯含量為263%。故二氧化氯是極為有效的飲水消毒劑。

化學(xué)法二氧化氯發(fā)生器

濰坊恒遠環(huán)保水處理設(shè)備有限公司，系列化學(xué)法二氧化氯發(fā)生器采用氯酸鈉亞氯酸鈉兩種化學(xué)法反應(yīng)方法產(chǎn)生二氧化氯。

化學(xué)法二氧化氯發(fā)生器主要由由供料系統(tǒng)、反應(yīng)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、吸收系統(tǒng)、反應(yīng)液自動處理系統(tǒng)、安全系統(tǒng)組成，整體為高強度耐腐蝕材質(zhì)。盡管各個廠家在設(shè)備的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、反應(yīng)過程、投加方式、控制方式及設(shè)備的外形上都下了很大功夫，努力做到與眾不同，但按照發(fā)生器所采用的反應(yīng)原料、反應(yīng)原理和生成二氧化氯的純度不同來劃分，不外乎以下幾種類型：

1. 氯酸鈉法和亞氯酸鈉法二氧化氯發(fā)生器；

2. 正壓式和負壓式二氧化氯發(fā)生器； 

3. 復(fù)合型和高純型二氧化氯發(fā)生器。

1. 氯酸鈉法ClO2發(fā)生器和亞氯酸鈉法ClO2發(fā)生器

（1）氯酸鈉法ClO2發(fā)生器

國內(nèi)采用氯酸鈉為原料的二氧化氯發(fā)生器主要反應(yīng)工藝有R5法和R2法：

R2法：     2NaClO3+4HCl→2ClO2+Cl2+2NaCl+2H2O                         ①

R2法：    2NaClO3+2NaCl+2H2SO4→2ClO2+Cl2+2Na2SO4+2H2O           ②

氯酸鈉法二氧化氯發(fā)生器是90年代初國內(nèi)一些單位開發(fā)出的民用ClO2發(fā)生設(shè)備。這種發(fā)生器特點是原料價格低，反應(yīng)產(chǎn)物是ClO2與Cl2的混合氣體。其設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，售價電解法二氧化氯發(fā)生器，消毒每噸飲用水費用在0.015～0.017元。這種發(fā)生器缺點是用酸較多，反應(yīng)產(chǎn)物比較復(fù)雜，生成的ClO2量占總有效產(chǎn)物（ClO2+ Cl2）量的60％左右。未轉(zhuǎn)化反應(yīng)的氯酸鈉，殘留在飲用水中可能對人體造成不良影響。

（2）亞氯酸鈉法ClO2發(fā)生器

這是一種采用亞氯酸鈉（NaClO2）為主要原料ClO2發(fā)生器，其主要反應(yīng)工藝有：

5NaClO2+4HCl→4ClO2↑+5NaCl+2H2O                                  ③

2NaClO2+Cl2→2ClO2↑+2NaCl                                             ④

2NaClO2+NaClO+2HCl→2ClO2↑+3NaCl+H2O                         ⑤

亞氯酸鈉法是國外飲用水消毒用二氧化氯發(fā)生器的主要工藝方法。國外多采用式⑤的工藝，亞氯酸鈉在活性氯和酸的作用下通過氧化還原反應(yīng)生成二氧化氯。而常用的是NaClO2+HCl工藝，該方法反應(yīng)工藝簡單，耗酸量少，亞氯酸鈉轉(zhuǎn)化率高，ClO2純度可達90％以上。亞氯酸鈉法的主要缺點是原料成本較高，用該方法每噸飲用水消毒藥劑費用至少5分錢以上，因此，我國水處理目前行業(yè)還不能*接受。但產(chǎn)物中ClO2的純度較高的優(yōu)點，使得該法也有一定的應(yīng)用前景。

2. 正壓式和負壓式二氧化氯發(fā)生器

(1) 正壓式二氧化氯發(fā)生器

正壓式二氧化氯發(fā)生器由南京理工大學(xué)科研人員于1998年初在國內(nèi)*推出。稱其為正壓式反應(yīng)器是因為該種發(fā)生器采用計量泵正壓輸送原料、正壓反應(yīng)和正壓投加藥液。特點是可在正壓條件下反應(yīng)生成消毒劑，直接投加到帶壓的水體中。若與供水泵聯(lián)動，或與余氯在線檢測儀表聯(lián)用，可方便的實現(xiàn)自動比例投加消毒劑。開發(fā)這種正壓式發(fā)生器初衷是為解決深井泵直供水泵后直接投加消毒劑問題。從應(yīng)用效果看這種發(fā)生器不但能解決深井直供水消毒、高層水箱水塔水消毒，用于其它場合也比負壓式設(shè)備*。其具有的操作方便，計量準(zhǔn)確，便于控制等優(yōu)點，尤其受到使用者的廣泛好評。

(2) 負壓式二氧化氯發(fā)生器

負壓式二氧化氯發(fā)生器是相對正壓式二氧化氯發(fā)生器而言的。負壓式發(fā)生器主要通過水射器形成真空，在反應(yīng)系統(tǒng)內(nèi)產(chǎn)生負壓，故稱為負壓式。由反應(yīng)器內(nèi)形成的負壓將原料吸入，反應(yīng)產(chǎn)生的ClO2經(jīng)水射器與水混合帶出。1998年之前，國內(nèi)的化學(xué)法二氧化氯發(fā)生器多為負壓式發(fā)生器。它具有負壓進料、負壓曝氣反應(yīng)、負壓吸收、負壓投加等環(huán)節(jié)，全程負壓運行，有較高的安全性和可靠性。負壓式反應(yīng)工藝的采用，主要是基礎(chǔ)安全上的考慮。由于ClO2是極不穩(wěn)定的氣體物質(zhì)，若與空氣混合很容易產(chǎn)生爆炸。反應(yīng)器的全程負壓反應(yīng)工藝較好地解決了ClO2泄露的問題。

3．復(fù)合型和高純型二氧化氯發(fā)生器

(1)復(fù)合型二氧化氯發(fā)生器

所謂復(fù)合型二氧化氯發(fā)生器是指反應(yīng)產(chǎn)物中有ClO2和Cl2混合物的二氧化氯發(fā)生設(shè)備。復(fù)合型二氧化氯發(fā)生器多采用氯酸鈉、鹽酸或氯酸鈉、氯化鈉、硫酸為原料，反應(yīng)生成ClO2和Cl2混合物，理論上，反應(yīng)產(chǎn)物中ClO2占66%，Cl2占34%。由于產(chǎn)物有效成分中Cl2含量較多，“復(fù)合式”由此得名，反應(yīng)式見式①②。由于是以氯酸鈉為主原料，故ClO2的制備成本相對較低廉，每克ClO2成本在0.01元左右。若以有效氯計每克有效氯成本僅為0.003元。

(2)高純二氧化氯發(fā)生器

“高純”二氧化氯發(fā)生器是相對于“復(fù)合”法而言的。一般之發(fā)生產(chǎn)物的有效成分中，ClO2占ClO2+Cl2總質(zhì)量的90%以上，反應(yīng)所采用的工藝主要是亞氯酸鈉法。反應(yīng)式有：

5NaClO2+4HCl→4ClO2↑+5NaCl+2H2O                               ⑥

2NaClO2+Cl2→2ClO2↑+2NaCl                                          ⑦

2NaClO2+NaClO+2HCl→2ClO2+3NaCl+H2O                      ⑧

近年來又出現(xiàn)甲醛還原氯酸鈉法的發(fā)生器

12NaClO3+3CH3OH+8H2SO4→12ClO2+3HCOOH+4Na3H(SO4)2+9H2O        ⑨

副反應(yīng)：

 6NaClO3+CH3OH+45H2SO4→6ClO2+CO2+5 Na3H(SO4)2+2H2O            ⑩

亞氯酸鈉法zui早是國外商用ClO2發(fā)生器常用反應(yīng)工藝，目前國內(nèi)主流“高純”二氧化氯發(fā)生器多采用此法。

二氧化氯發(fā)生器的常用術(shù)語

由于ClO2是一種不穩(wěn)定化合物，不含H0C和H0Cl-形式的有效氯，然而其濃度常以有效氯以及余氯來表示。

有效氯：有效氯是衡量含氯消毒劑氧化能力的標(biāo)志，是指與氯消毒劑氧化能力相當(dāng)?shù)穆攘浚ǚ侵赶緞┧攘浚?，其含量用毫克／升或％濃度表示?/span>

余氯是指氯投入水中后，除了與水中細菌、微生物、有機物、無機物等作用消耗一部分氯量外，還剩下了一部分氯量，這部分氯量就叫做余氯。其含量用毫克／升表示。

各種水處理二氧化氯發(fā)生器設(shè)備的選型計算方法

1. 生活飲用水

例1：某水廠原水取自水庫，設(shè)計供水規(guī)模 2萬噸/天，請選擇消毒設(shè)備型號。
① 確定投加量：地表水處理，取1.5g/ m3。
② 計算供水量  平均供水量：20000 m3/d÷24h=834 m3/h
               高峰期水量：834 m3/h×1.5=1251 m3/h
③ 需氯量：1251 m3/h×1.5g/ m3=1877g/h
④ 設(shè)備選型：應(yīng)選2000 g/h型。

例2： 某自來水廠，深井水，設(shè)計供水規(guī)模5萬噸/天。原水中無鐵錳超標(biāo)的現(xiàn)象。
① 確定投加量：深井水處理，取1g/ m3。
② 計算供水量  平均：50000 m3/d÷24h=2083 m3/h

高峰期：2083 m3/d×1.5=3125g/h
③ 需氯量：3125 m3/h×1g/ m3=3125g/h
④ 設(shè)備選型：應(yīng)選3000-4000 g/h型。
2. 醫(yī)院污水
選型要點：
⑴ 若為重力式一級流程：考慮小時zui大污水量。
⑵ 若為泵提升的工藝：按污水泵的流量來計算。
⑶ 若為二級處理工藝：無小時zui大污水量數(shù)據(jù)時，可按平均流量計算。
⑷ 傳染病院、結(jié)核病院：適當(dāng)增加加氯量。
例1：某綜合性醫(yī)院，設(shè)計床位300張，采用重力式一級處理工藝。
① 確定投加量：一級處理，取40g/m3。
② 計算污水量  污水量：300床×1 m3/d.床=300 m3/d

平均流量：300 m3/d÷24h=12.5 m3/h

zui大流量：300 m3/d÷10h=30 m3/h
③ 需氯量：30 m3/h×40g/ m3=1200g/h
④ 設(shè)備選型：應(yīng)選2000 g/h型。
例2：某結(jié)核病醫(yī)院，設(shè)計床位800張，污水24h排放，采用二級生化處理工藝。
① 確定投加量：二級處理，取20g/ m3。
② 計算污水量  污水量：800床×1 m3/d.床=800 m3/d

平均流量：800 m3/d÷24h=33.3 m3/h
③ 需氯量：33.3 m3/h×20g/ m3=666.7g/h
④ 設(shè)備選型：應(yīng)選800/1000 g/h型。
3. 游泳池水
例：某游泳池水容積為800 m3，設(shè)計循環(huán)周期8小時。
① 泳池水投加量2-5g/ m3，取4g/ m3。

② 循環(huán)水量：800 m3×（1.1-1.2）÷8h=110 m3/h
③ 需氯量：110 m3/h×4g/ m3=440g/h

④ 設(shè)備選型：應(yīng)選500 g/h型。
4. 生活污水
例1：某污水處理廠，采用AB工藝處理城市污水，處理量為(8～12)×104 m3/d，同時配套建設(shè)3000m3/d回用水裝置，現(xiàn)對中水回用消毒設(shè)備選型。
① 確定投加量：排放水：2-5mg/L，取5g/m3。
② 計算污水量  污水量：3000m3/d

平均流量：3000 m3/d÷24h=125 m3/h

zui大流量：3000 m3/d÷10h=300 m3/h
③ 需氯量：300m3/h×5g/ m3=1500g/h
④ 設(shè)備選型：應(yīng)選2000 g/h型。
5. 循環(huán)水
例1：某化肥廠8萬噸合成氨、13萬噸尿素工程與之相配套的循環(huán)水系統(tǒng)設(shè)計水流量為5500m3/h，換熱器材質(zhì)為碳鋼和不銹鋼，補水水質(zhì)為結(jié)垢型，設(shè)計處理藥劑為堿性有機磷系配方，主要殺菌劑為二氧化氯。
選型要點：
    發(fā)生器的規(guī)格選用要按保有水量每噸投加二氧化氯0.5克～1克，投藥開機時間2小時，即保有水量（噸）×（0.5～1）（克/噸）÷2（小時）= 耗氯量（克/小時），該選用設(shè)備作沖擊性投藥時可延長開機操作時間，以滿足沖擊性投藥需要。
① 確定投加量：每周采用二氧化氯沖擊性殺菌兩次，取1g/m3。
② 計算循環(huán)水量  循環(huán)水量：5500 m3/d

平均流量：5500 m3/d÷2h=2750 m3/h
③ 需氯量：2750m3/h×1g/ m3=2750g/h

④ 設(shè)備選型：應(yīng)選3000 g/h型。

二氧化氯發(fā)生器設(shè)備保養(yǎng)方法及故障處理

    二氧化氯發(fā)生器安裝調(diào)試完成后，必須按時測定出水余氯含量及亞氯酸鹽含量是否符合國家標(biāo)準(zhǔn)，以保證出水水質(zhì)達標(biāo)。國家建設(shè)部新出臺了新的《城鎮(zhèn)供水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定ClO2消毒標(biāo)準(zhǔn)：與水接觸30分鐘后出廠水二氧化氯余量≥0.1（mg/L），管網(wǎng)末稍水≥0.02（mg/L）。

發(fā)生器在生產(chǎn)運行過程中，雖然負荷變化不大，但卻是*連續(xù)運轉(zhuǎn)的。隨著使用時間的增加，設(shè)備內(nèi)部和外部的工作條件將不斷惡化，其結(jié)果必然使磨損加劇，性能變差，消耗增多。如再繼續(xù)使用，不僅影響工作效率，還會發(fā)生更嚴(yán)重的設(shè)備或人身事故。為此，必須加強設(shè)備的技術(shù)保養(yǎng)工作，使設(shè)備維持良好的狀態(tài)。

（1）經(jīng)常保持完好狀態(tài)，以便隨時可以起動運行；

（2）在合理運用的條件下，嚴(yán)格按技術(shù)操作規(guī)程進行操作，出現(xiàn)問題及時維修，這樣就不致因中途損壞機件而停產(chǎn)； 

（3）操作人員必須經(jīng)過培訓(xùn)，按章操作；

（4）設(shè)備各附屬裝置及零、部件的技術(shù)狀態(tài)保持均衡，以達到zui高的大修間隔期；

故障的處理及時性與可靠性

二氧化氯消毒劑發(fā)生器在現(xiàn)場安裝調(diào)試合格后，較易發(fā)生故障的點是：

（1）計量泵由于在運輸過程中產(chǎn)生振動而不精準(zhǔn)；

（2）計量泵由于原料水溶液中有雜質(zhì)，造成計量泵出入口2組4個單向閥阻塞或背壓閥                阻塞，從而使二種原料進料不均勻，反應(yīng)不充分，二氧化氯收率低，消毒成本高；

（3）由于加藥管線匹配不合理或滲漏，造成反應(yīng)器內(nèi)頭不曝氣；

（4）由于動力水源壓力不足，造成安全閥跳動頻繁；

（5）由于動力水中有雜質(zhì)，造成水射器阻塞，反應(yīng)器內(nèi)曝氣不充分，二氧化氯不能及時抽出，安全閥頻繁跳動；

（6）供電系統(tǒng)電壓波動范圍較寬，造成計量泵被燒毀；

（7）計量泵再起動時，沒有排出泵體內(nèi)空氣，造成泵頭氣蝕或損壞隔膜，使泵頭損壞；

（8）在市場上采購的鹽酸酸度不足，工業(yè)用合成鹽酸出廠國家標(biāo)準(zhǔn)是≥31%，有的地方酸度＜24%，更嚴(yán)重的是把用過的廢酸當(dāng)做工業(yè)用合成鹽酸使用，這樣的事情出現(xiàn)多起，造成設(shè)備報廢。后來我們給每個用戶配一支鹽酸密度計，減少了類似事故發(fā)生；

（9）氯酸鈉在加水溶解時不按1:2比例調(diào)配，有的甚至水的流量表也讀不清，以致原料在反應(yīng)器中不能充分反應(yīng)，收率下降，加藥成本升高；

（10）由于電子器材質(zhì)量低下，造成反應(yīng)器液位、水套加熱器液位、以及原料儲罐液位下限不報警等故障。

發(fā)生器所需原料理化性質(zhì)及儲存運輸注意事項