环保工艺之——二氧化氯

饮用水消毒已经发展了一百多年，其中液氯在控制各种危害人类健康的疾病方面功不可没。然而，随着水质的不断恶化，最近的研究表明，液氯（包括其它氯制剂）会与水中的有机物反应生成危害人类健康的消毒副产物三氯甲烷等致癌物质。

二氧化氯作为一种新型的消毒剂，替代氯气消毒具有诸多优点。但由于二氧化氯的不稳定性与一定的腐蚀性，使得商业上不便制成压缩气体或浓缩液，必须现场制备、就地使用，二氧化氯发生器就是其中一种现场发生二氧化氯的方法。目前，发生二氧化氯的方法至少有十几种，二氧化氯发生器的厂家和型号更是多种多样。如何区别不同二氧化氯发生器的性能、并选择质优价廉的二氧化氯发生器产品，对于二氧化氯发生器用户来说显得至关重要。

一、不同二氧化氯发生技术的介绍
    二氧化氯很不稳定，无论气态还是液态，均容易发生爆炸，所以其储存运输也比较困难。因而，二氧化氯一般采用现场发生制取。根据其制备的原理，可以分为电解法和化学法。不管采用哪一种发生工艺，评价发生器性能的优劣的标准应该是一致的，即转化率、二氧化氯纯度、有害副产物和安全性。
    1．电解法
    该方法由美国四价公司首先研制开发成功。其原料为食盐，采用隔膜电解的方法制取二氧化氯，所制得的二氧化氯纯度较低，一般在30%以下，同时混有Cl₂、H₂O₂、O₃等，且氯气的含量较高，用于饮用水消毒是否能够避免氯消毒的副作用，还很值得怀疑。另外，该方法制作设备造价较高，电极易于腐蚀，管理复杂，故目前已很少使用电解法二氧化氯发生器。

    2. 化学法

    化学法制备二氧化氯根据采用原料不同分为氯酸钠和亚氯酸钠两种方法。

（1） 氯酸钠法

    以氯酸钠和盐酸等为原料，采用负压恒温工艺，制得的二氧化氯产率和纯度均不高，目前通常称为复合二氧化氯发生器。复合二氧化氯发生器以有效氯计一般在70%以下，仍含有一定数量的氯，而且原料转化率低，操作较复杂。从理论上说产品应用于消毒实践中，不可避免会有氯化消毒副产物的产生，因此发达国家不推荐采用氯酸钠为原料生产二氧化氯就是这个原因。从本质上说应该是说生产二氧化氯和氯气混合物更为贴切，笼统地称为二氧化氯有混淆视听之嫌。所以应该进一步规范二氧化氯的生产以及产品命名，以免误导市场，损害消费者利益。

（2） 亚氯酸钠法
    以亚氯酸钠为原料的二氧化氯生产方法统称为高纯发生方法，其二氧化氯发生器被称为高纯二氧化氯发生器。它包含两种：一种是与氯气（可以用HCl和NaClO反应来代替）反应，另一种是与盐酸反应。其反应方程式如下：
    2NaClO₂ + Cl₂ → 2ClO₂ + 2NaCl
    5NaClO₂ + 4HCl → 4ClO₂ + 5NaCl + H₂O
    2NaClO₂ + NaClO + 2HCl → 2ClO₂ + 3NaCl + H₂O
    从反应方程式可见，亚氯酸钠与盐酸反应氯的最大理论转化率只有80%，而与氯气反应氯的最大理论转化率可以达到100%，从而较大程度地节约亚氯酸钠原料用量。由于前几年国内亚氯酸钠原料的价格较高，导致二氧化氯的生产成本较高，推广应用较慢。然而目前随着技术的改进，亚氯酸钠的生产成本大幅下降，而且市场上还有25%亚氯酸钠溶液供应，它更经济更安全。以亚氯酸钠为原料所产生的消毒剂中二氧化氯含量较高，一般在90%以上，该法已在发达国家已广泛应用。

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