化学法二氧化氯发生器
潍坊鲁瑞环保水处理设备有限公司，系列化学法二氧化氯发生器采用nacl2亚nacl2两种化学法反应方法产生二氧化氯。
化学法二氧化氯发生器主要由由供料系统、反应系统、控制系统、吸收系统、反应液自动处理系统、安全系统组成，整体为高强度耐腐蚀材质。尽管各个厂家在设备的内部结构、反应过程、投加方式、控制方式及设备的外形上都下了很大功夫，努力做到与众不同，但按照发生器所采用的反应原料、反应机理和生成二氧化氯的纯度不同来划分，不外乎以下几种类型：
1. nacl2法和亚nacl2法二氧化氯发生器；
2. 正压式和负压式二氧化氯发生器；
3. 复合型和高纯型二氧化氯发生器。
1. nacl2法ClO2发生器和亚nacl2法ClO2发生器
（1）nacl2法ClO2发生器
国内采用nacl2为原料的二氧化氯发生器主要反应工艺有R5法和R2法：
R2法： 2NaClO3+4HCl→2ClO2+Cl2+2NaCl+2H2O ①
R2法： 2NaClO3+2NaCl+2H2SO4→2ClO2+Cl2+2Na2SO4+2H2O ②
（2）亚nacl2法ClO2发生器
这是一种采用亚nacl2（NaClO2）为主要原料ClO2发生器，其主要反应工艺有：
5NaClO2+4HCl→4ClO2↑+5NaCl+2H2O ③
2NaClO2+Cl2→2ClO2↑+2NaCl ④
2NaClO2+NaClO+2HCl→2ClO2↑+3NaCl+H2O ⑤
亚nacl2法是国外饮用水消毒用二氧化氯发生器的主要工艺方法。国外多采用式⑤的工艺，亚nacl2在活性氯和酸的作用下通过氧化还原反应生成二氧化氯。而国内zui常用的是NaClO2+HCl工艺，该方法反应工艺简单，耗酸量少，亚nacl2转化率高，ClO2纯度可达90％以上。亚nacl2法的主要缺点是原料成本较高，用该方法每吨饮用水消2剂费用至少5分钱以上，因此，我国水处理目前行业还不能完全接受。但产物中ClO2的纯度较高的优点，使得该法也有一定的应用前景。
2. 正压式和负压式二氧化氯发生器
（1） 正压式二氧化氯发生器
正压式二氧化氯发生器由南京理工大学科研人员于1998年初在国内首次推出。称其为正压式反应器是因为该种发生器采用计量泵正压输送原料、正压反应和正压投加药液。特点是可在正压条件下反应生成消毒剂，直接投加到带压的水体中。若与供水泵联动，或与余氯在线检测仪表联用，可方便的实现自动比例投加消毒剂。开发这种正压式发生器初衷是为解决深井泵直供水泵后直接投加消毒剂问题。从应用效果看这种发生器不但能解决深井直供水消毒、高层水箱水塔水消毒，用于其它场合也比负压式设备优越。其具有的操作方便，计量准确，便于控制等优点，尤其受到使用者的广泛好评。
（2） 负压式二氧化氯发生器
负压式二氧化氯发生器是相对正压式二氧化氯发生器而言的。负压式发生器主要通过水射器形成真空，在反应系统内产生负压，故称为负压式。由反应器内形成的负压将原料吸入，反应产生的ClO2经水射器与水混合带出。1998年之前，国内的化学法二氧化氯发生器多为负压式发生器。它具有负压进料、负压曝气反应、负压吸收、负压投加等环节，全程负压运行，有较高的安全性和可靠性。负压式反应工艺的采用，主要是基础安全上的考虑。由于ClO2是极不稳定的气体物质，若与空气混合很容易产生爆炸。反应器的全程负压反应工艺较好地解决了ClO2泄露的问题。
3．复合型和高纯型二氧化氯发生器
（2）高纯二氧化氯发生器
“高纯”二氧化氯发生器是相对于“复合”法而言的。一般之发生产物的有效成分中，ClO2占ClO2+Cl2总质量的90%以上，反应所采用的工艺主要是亚nacl2法。反应式有：
5NaClO2+4HCl→4ClO2↑+5NaCl+2H2O ⑥
2NaClO2+Cl2→2ClO2↑+2NaCl ⑦
2NaClO2+NaClO+2HCl→2ClO2+3NaCl+H2O ⑧
近年来又出现甲醛还原nacl2法的发生器
12NaClO3+3CH3OH+8H2SO4→12ClO2+3HCOOH+4Na3H（SO4）2+9H2O ⑨
副反应：
6NaClO3+CH3OH+45H2SO4→6ClO2+CO2+5 Na3H（SO4）2+2H2O ⑩
亚nacl2法zui早是国外商用ClO2发生器常用反应工艺，目前国内主流“高纯”二氧化氯发生器多采用此法。
氧化氯发生器的常用术语
由于ClO2是一种不稳定化合物，不含H0C和H0Cl-形式的有效氯，然而其浓度常以有效氯以及余氯来表示。
有效氯：有效氯是衡量含氯消毒剂氧化能力的标志，是指与氯消毒剂氧化能力相当的氯量（非指消毒剂所含氯量），其含量用毫克／升或％浓度表示。
余氯是指氯投入水中后，除了与水中细菌、微生物、有机物、无机物等作用消耗一部分氯量外，还剩下了一部分氯量，这部分氯量就叫做余氯。其含量用毫克／升表示。
各种水处理二氧化氯发生器设备的选型计算方法
1. 生活饮用水
例1：某水厂原水取自水库，设计供水规模 2万吨/天，请选择消毒设备型号。
① 确定投加量：地表水处理，取1.5g/ m3。
② 计算供水量 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 设备选型：应选2000 g/h型。
例2： 某自来水厂，深井水，设计供水规模5万吨/天。原水中无铁锰超标的现象。
① 确定投加量：深井水处理，取1g/ m3。
② 计算供水量 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 设备选型：应选3000-4000 g/h型。
2. 医院污水
选型要点：
⑴ 若为重力式一级流程：考虑小时zui大污水量。
⑵ 若为泵提升的工艺：按污水泵的流量来计算。
⑶ 若为二级处理工艺：无小时zui大污水量数据时，可按平均流量计算。
⑷ 传染病院、结核病院：适当增加加氯量。
例1：某综合性医院，设计床位300张，采用重力式一级处理工艺。
① 确定投加量：一级处理，取40g/m3。
② 计算污水量 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 设备选型：应选2000 g/h型。
例2：某结核病医院，设计床位800张，污水24h排放，采用二级生化处理工艺。
① 确定投加量：二级处理，取20g/ m3。
② 计算污水量 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 设备选型：应选800/1000 g/h型。
3. 游泳池水
例：某游泳池水容积为800 m3，设计循环周期8小时。
① 泳池水投加量2-5g/ m3，取4g/ m3。
② 循环水量：800 m3×（1.1-1.2）÷8h=110 m3/h
③ 需氯量：110 m3/h×4g/ m3=440g/h
④ 设备选型：应选500 g/h型。
4. 生活污水
例1：某污水处理厂，采用AB工艺处理城市污水，处理量为（8～12）×104 m3/d，同时配套建设3000m3/d回用水装置，现对中水回用消毒设备选型。
① 确定投加量：排放水：2-5mg/L，取5g/m3。
② 计算污水量 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 设备选型：应选2000 g/h型。
5. 循环水
例1：某化肥厂8万吨合成氨、13万吨尿素工程与之相配套的循环水系统设计水流量为5500m3/h，换热器材质为碳钢和不锈钢，补水水质为结垢型，设计处理药剂为碱性有机磷系配方，主要杀菌剂为二氧化氯。
选型要点：
发生器的规格选用要按保有水量每吨投加二氧化氯0.5克～1克，投药开机时间2小时，即保有水量（吨）×（0.5～1）（克/吨）÷2（小时）= 耗氯量（克/小时），该选用设备作冲击性投药时可延长开机操作时间，以满足冲击性投药需要。
① 确定投加量：每周采用二氧化氯冲击性杀菌两次，取1g/m3。
② 计算循环水量 循环水量：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 设备选型：应选3000 g/h型。
二氧化氯发生器设备保养方法及故障处理
二氧化氯发生器安装调试完成后，必须按时测定出水余氯含量及亚氯酸盐含量是否符合国家标准，以保证出水水质达标。国家建设部新出台了新的《城镇供水质量标准》中规定ClO2消毒标准：与水接触30分钟后出厂水二氧化氯余量≥0.1（mg/L），管网末稍水≥0.02（mg/L）。
发生器在生产运行过程中，虽然负荷变化不大，但却是长期连续运转的。随着使用时间的增加，设备内部和外部的工作条件将不断恶化，其结果必然使磨损加剧，性能变差，消耗增多。如再继续使用，不仅影响工作效率，还会发生更严重的设备或人身事故。为此，必须加强设备的技术保养工作，使设备维持良好的状态。
（1）经常保持完好状态，以便随时可以起动运行；
（2）在合理运用的条件下，严格按技术操作规程进行操作，出现问题及时维修，这样就不致因中途损坏机件而停产；
（3）操作人员必须经过培训，按章操作；
（4）设备各附属装置及零、部件的技术状态保持均衡，以达到zui高的大修间隔期；
故障的处理及时性与可靠性
二氧化氯消毒剂发生器在现场安装调试合格后，较易发生故障的点是：
（1）计量泵由于在运输过程中产生振动而不JZ；
（2）计量泵由于原料水溶液中有杂质，造成计量泵出入口2组4个单向阀阻塞或背压阀 阻塞，从而使二种原料进料不均匀，反应不充分，二氧化氯收率低，消毒成本高；
（3）由于加药管线匹配不合理或渗漏，造成反应器内头不曝气；
（4）由于动力水源压力不足，造成安全阀跳动频繁；
（5）由于动力水中有杂质，造成水射器阻塞，反应器内曝气不充分，二氧化氯不能及时抽出，安全阀频繁跳动；
（6）供电系统电压波动范围较宽，造成计量泵被烧毁；
（7）计量泵再起动时，没有排出泵体内空气，造成泵头气蚀或损坏隔膜，使泵头损坏；
（8）在市场上采购的盐酸酸度不足，工业用合成盐酸出厂国家标准是≥31%，有的地方酸度＜24%，更严重的是把用过的废酸当做工业用合成盐酸使用，这样的事情出现多起，造成设备报废。后来我们给每个用户配一支盐酸密度计，减少了类似事故发生；
（9）nacl2在加水溶解时不按1:2比例调配，有的甚至水的流量表也读不清，以致原料在反应器中不能充分反应，收率下降，加药成本升高；
（10）由于电子器材质量低下，造成反应器液位、水套加热器液位、以及原料储罐液位下限不报警等故障。
发生器所需原料理化性质及储存运输注意事项
nacl2
性质：无色立方晶体或三方结晶或白色粉末。味咸而凉。密度2.490g/cm3。熔点255℃。易溶于水，0℃在水中的溶解度为790g/L。溶于乙醇、甘油、丙酮、液氨。加热至300℃以上易分解放出氧气。在中性或弱碱性溶液中氧化力非常低，但在酸性溶液中或有诱导氧化剂和催化剂（如铜）存在时，则是强氧化剂。与酸类（如）作用放出二氧化氯。有极强的氧化力。与硫、磷和有机物混合或受撞击，易引起燃烧和爆炸。易潮解。
操作：nacl2粉尘能刺激皮肤、粘膜和眼睛。如不慎nacl2溅入眼睛或溅到皮肤上，应立刻用大量水冲洗干净。吸入nacl2粉尘，因积累在体内而引起中毒，会出现恶心、大量呕吐、下泻、呼吸困难、肾损害等症状。误食时，要立即饮服食盐水或温肥皂水使其吐出，然后速送医院ZL。致死量10g。 生产人员工作时、应穿工作服，戴防护口罩、乳胶手套、塑料或橡皮围裙，穿长统胶靴等劳保用品，以保护呼吸和皮肤。生产设备要密闭，车间通风应良好。下班后要洗淋浴。
包装储运 用内衬聚乙烯塑料袋的铁桶包装，桶口密封牢固。应贮存在阴凉、通风、干燥的库房内。注意防潮。严防粉末散落在地上，如有散落，必须立刻用湿黄砂拌和后扫干净。不得与糖类、油类、木炭等有机物、硫黄、赤磷、还原剂、盐、酸类（尤其是）和一切易燃物品共贮混运。运输过程中要防雨淋和日晒，注意防潮。装卸时要轻拿轻放，防止摩擦，严禁撞击。 失火时，先用砂土，再用雾状水和各种灭火器扑救，但不可用高压水。
亚nacl2
性质：固体亚nacl2系白色或微带黄绿色结晶或结晶粉末，分子量90.44，呈碱性，轻微吸潮；易溶于水、醇。固体亚nacl2在室温和正常储存条件下较稳定，遇酸易分解放出二氧化氯气体；与木屑、有机物、还原性物质接触、撞击、摩擦时容易爆炸或燃烧。液体亚nacl2为浅黄色溶液，在碱性状态下很稳定，在酸性状态下分解放出二氧化氯气体。
操作：粉尘能刺激皮肤、粘膜和眼睛。如不慎nacl2溅入眼睛或溅到皮肤上，应立刻用大量水冲洗干净。吸入nacl2粉尘，因积累在体内而引起中毒，会出现恶心、大量呕吐、下泻、呼吸困难、肾损害等症状。亚nacl2具有很强的漂白能力，是漂白的5倍。生产人员工作时、应穿工作服，戴防护口罩、乳胶手套、塑料或橡皮围裙，穿长统胶靴等劳保用品，以保护呼吸和皮肤。生产设备要密闭，车间通风应良好。下班后要洗淋浴。
包装储运：亚nacl2固体采用内衬塑料袋的铁桶包装，液体采用聚氯乙烯塑料桶包装。亚nacl2不得与可燃物、酸类、还原性物质混储混运，应贮存在阴凉、干燥库房内，远离火源、热源。运输时避免受潮、受热和日光直射。
以上是二氧化氯发生器的简单介绍，随着近年来氯气泄漏导致群众中毒事件的频频发生, 再加上二氧化氯的氧化能力和杀菌能力优于使用二氧化氯比液氧更加经济方便复合型发生器进行水体消毒的运行成本和液抓相当等因素, 二氧化抓取代用于饮用水消毒是必然趋势。
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