電化法二氧化氯發(fā)生器在城市給水處理中的應(yīng)用

1、DH系列二氧化氯發(fā)生裝置在城市給水處理中的應(yīng)用河北乾元電力科技有限公司摘要：本文敘述了在城市給水系統(tǒng)殺菌消毒設(shè)備的現(xiàn)狀和各種殺菌消毒方法及設(shè)備的比較；DH系列二氧化氯發(fā)生裝置的性能、特點及在給水系統(tǒng)中的使用方法。關(guān)鍵詞：城市給水處理 二氧化氯 DH系列二氧化氯發(fā)生裝置一、 城市給水對殺菌消毒技術(shù)的要求城市給水行業(yè)是為城市國民經(jīng)濟各個行業(yè)及城市居民提供優(yōu)質(zhì)飲用水和工業(yè)用水的產(chǎn)業(yè)。其所生產(chǎn)的自來水必須符合國家飲用水標準規(guī)定的指標。在城市給水企業(yè)的生產(chǎn)過程中，無論水源是地表水，還是地下水，都會存在或滋生大量的細菌和病毒。因此必須進行殺菌消毒處理。一方面殺滅細菌和病毒，保證飲用水出水質(zhì)量，另一方面維持

2、管網(wǎng)的運行，防止因細菌或藻類的繁殖阻塞管路。由于自來水的質(zhì)量關(guān)系到廣大人民群眾的身體健康，因此，選用恰當(dāng)?shù)臍⒕痉绞绞侵陵P(guān)重要的。自來水行業(yè)對殺菌消毒技術(shù)的要求是：1、 具有高效、廣譜殺菌消毒能力；2、 在殺菌消毒過程中，不產(chǎn)生對人體有害的物質(zhì)；3、 具有較長的維持殺菌消毒能力的時間；4、 殘留的微量殺菌消毒劑對人體無害；5、 殺菌劑本身無毒，操作安全性高；6、 運行費用低；7、 操作自動化程度高，方便檢修。8、 應(yīng)是綠色產(chǎn)品，無 “三廢”排放，不污染環(huán)境二、 各種殺菌消毒技術(shù)分析1、 殺菌消毒劑性能分析目前自來水行業(yè)采用的殺菌消毒方式主要有以下幾種：（1） 液氯液氯為黃綠色液體，具有強烈的

3、窒息性氣味，有劇毒。是一種廣譜高效殺菌劑。液氯的殺菌作用主要在于當(dāng)液氯溶于水后，生成次氯酸；次氯酸分子對微生物的細胞有很強的穿透作用，可有效的殺滅大部分微生物和細菌。液氯在酸性或微酸性環(huán)境下液氯以次氯酸分子的形式存在，殺菌效果較好，在堿性環(huán)境下，液氯在水中大多以次氯酸根的離子態(tài)存在，殺菌效果大幅度下降。液氯為劇毒物質(zhì)，儲存、運輸、投加等操作安全性極差，一旦發(fā)生泄漏即可釀成重大事故。另外。液氯具有一個致命的缺陷，在殺菌消毒過程中以氯代反應(yīng)為主，易與水中的有機物反應(yīng)生成具有強致癌性和傷害人體器官的三鹵甲烷等十幾種有害物質(zhì)，尤其是在自來水行業(yè)對廣大人民群眾的生命健康形成較大的威脅。這在國內(nèi)外水處理學(xué)

4、術(shù)界已形成共識。該方式為傳統(tǒng)的殺菌消毒方式，主要優(yōu)點是來源廣、價格低廉。目前自來水行業(yè)應(yīng)用較為廣泛，亟需更新?lián)Q代。（2） 次氯酸鈉次氯酸鈉溶液為淡黃色或無色液體，分子式為NaClO，有效氯含量為0.953，易于分解。是一種廣譜高效殺菌劑。同液氯相似，在酸性或微酸性環(huán)境下，殺菌效果較好；在堿性環(huán)境下，殺菌效果較差。由于該液體易于分解不易保存，目前一般采用次氯酸鈉發(fā)生器現(xiàn)場生產(chǎn)，現(xiàn)場投加。次氯酸鈉發(fā)生器的工作原理是：采用無隔膜電解槽，電解3%的NaCl溶液，生成濃度為68g/l的次氯酸鈉溶液。由于次氯酸鈉的殺菌消毒機理與液氯一樣。在殺菌消毒的過程中產(chǎn)生對人體有害的物質(zhì)，但其運行安全性較好。（3）

5、臭氧臭氧是一種高效殺菌消毒劑，其殺菌消毒能力在現(xiàn)有殺菌消毒劑中是最強的。但是，O3在自來水中的半衰期約為20min (20)，因此在臭氧殺菌消毒工藝的最后仍然需要采用其他消毒劑消毒，以維持管網(wǎng)中的持續(xù)消毒作用。另外，臭氧的生產(chǎn)設(shè)備價格昂貴。因此，臭氧發(fā)生器在自來水行業(yè)使用較少。（4） 其它藥劑目前有部分水廠采用氯胺、二氯異氰脲酸鈉和三氯異氰脲酸鈉等無機或有機的殺菌劑作為冷卻循環(huán)水殺菌除藻的殺菌劑；該方式所需費用在所有殺菌除藻方式中最高的，是液氯的10倍以上。經(jīng)濟性很差。 （5） 二氧化氯二氧化氯作為第四代殺菌消毒劑，殺菌消毒效果是液氯的45倍；使用安全性高；二氧化氯在殺菌消毒過程中以氧化還原反

6、應(yīng)為主，不會在水中產(chǎn)生氯仿、三鹵甲烷等任何有毒有害物質(zhì)。以二氧化氯替代液氯或其他含氯殺菌劑是目前國內(nèi)外城市給水處理的的發(fā)展趨勢。ClO2作為飲用水消毒劑的優(yōu)點：l ClO2殺菌消毒效果是液氯的45倍；l ClO2在殺菌消毒過程中，不形成對人體有害的氯仿等有機鹵代物；l ClO2殺菌消毒特性幾乎不受pH影響；l ClO2可消除由于藻類、腐敗植物和酚類化合物產(chǎn)生的嗅和味；l ClO2氧化鐵、錳、硫化物、氰化物和亞硝酸鹽等無機物物，消除給水中的有害物質(zhì)，有利于給水的進一步處理；l ClO2可以降解或消除酚類化合物，且無氯酚嗅味產(chǎn)生；ClO2還可以有效地降解去除多環(huán)芳脛、黃曲霉素等誘變劑和致癌物；l

7、ClO2在水中的殺菌消毒效果可維持很長時間，將延長或保證管網(wǎng)水中的消毒作用；l ClO2不與氨反應(yīng)，也不與溴化物反應(yīng)形成溴或溴酸鹽；l ClO2可以有效的消滅藻類，并能有效的殺滅斑貽貝類軟體動物；l ClO2有較強的漂白脫色和祛味作用；l 經(jīng)毒理學(xué)和致突變性研究，在常見的水消毒范圍內(nèi)，ClO2、ClO2、ClO3均不會對人體造成不利影響，均未發(fā)現(xiàn)有致突變性。從以上分析可以看出，二氧化氯作為城市給水殺菌消毒劑，從殺菌消毒的高效、廣譜、時效、無害等幾個方面是比較理想的。完全可以替代液氯，成為城市給水殺菌消毒處理的優(yōu)先選擇。歐美發(fā)達國家二氧化氯在城市給水中的廣泛應(yīng)用證實了這一點。影響國內(nèi)在城市給水中

8、大范圍推廣的主要原因是運行成本太高，國內(nèi)城市給水企業(yè)目前尚無法承受。DH系列二氧化氯發(fā)生裝置以二氧化氯純度高、與液氯相當(dāng)?shù)牡瓦\行成本，為解決二氧化氯的大范圍推廣使用創(chuàng)造了條件。各種殺菌劑生產(chǎn)設(shè)備性能比較：殺菌劑Cl2NaClOClO2ClO2O3設(shè)備名稱加氯機發(fā)生器化學(xué)法DH型發(fā)生器殺菌效果10.954545810設(shè)備投資0.810.81.25運行成本11.2411.5安全性極低高高高較高運行可靠性高高高一般部件檢修周期5年5年2年設(shè)備壽命20年20年20年20年10年適用范圍大量隨意隨意隨意小量2、二氧化氯生產(chǎn)技術(shù)分析（1）目前國內(nèi)外二氧化氯生產(chǎn)有以下幾種方式：l 三電極隔膜電解法；該生產(chǎn)方

9、式采用三電極隔膜電解槽，電解氯化鈉溶液，生成包括二氧化氯在內(nèi)的混合氣體，在水中溶解形成殺菌消毒液體。由于存在二氧化氯含量低（二氧化氯10%，氯氣90%），隔膜壽命短、設(shè)備價格高、只有小型裝置等缺陷。在自來水行業(yè)實際使用中較少應(yīng)用。l 化學(xué)法：主要有兩種生產(chǎn)方式：其一是采用亞氯酸鈉酸（或氯氣）生成二氧化氯鹽水；該方式生成的二氧化氯純度高，是發(fā)達國家廣泛采用的一種方式。但是，由于亞氯酸鈉成本很高，因此，該方式運行成本很高，是我國城市給水行業(yè)所無法承受的。其二是采用氯酸鈉還原劑酸反應(yīng)生成包括二氧化氯在內(nèi)的混合氣體，在水中溶解形成殺菌消毒液體。二氧化氯的含量隨著還原劑與酸的不同而不同。目前國內(nèi)大多數(shù)廠

10、家采用氯酸鈉鹽酸的反應(yīng)方式，該方式產(chǎn)生氣體中二氧化氯含量50%，其余均為氯氣?；瘜W(xué)法二氧化氯發(fā)生器無論采用哪一種反應(yīng)方式，反應(yīng)后的殘液均無法處理，易于形成二次污染。該生產(chǎn)方式運行成本較高，是液氯的4倍左右，除一些小型水廠外，一般大型水廠目前尚無法推廣使用。l 電化法：這是DH系列二氧化氯發(fā)生裝置獨特的二氧化氯生產(chǎn)方法；該生產(chǎn)方式采用無隔膜電解槽電解氯化鈉溶液，生成含有氯酸鈉、次氯酸鈉等物質(zhì)的混合溶液，在特制的反應(yīng)器中進行加酸反應(yīng)后生成二氧化氯氣體，在水中溶解后形成二氧化氯溶液，該生產(chǎn)方式具有二氧化氯含量高、運行成本低等特點。（2）各種二氧化氯生產(chǎn)技術(shù)比較設(shè)備名稱ClO2（電解法）ClO2（化學(xué)

11、法）DH型二氧化氯純度10%50%80%生產(chǎn)殺菌劑種類ClO2Cl2ClO2Cl2ClO2Cl2殺菌效果差較好好生產(chǎn)方式三電極隔膜電解多藥劑反應(yīng)無隔膜電解反應(yīng)生產(chǎn)能力小型中小型0.120kg/h設(shè)備投資312生產(chǎn)原料NaClNaClO3 HClHCl運行成本351安全可靠性一般一般高部件檢修周期0.51年5年5年設(shè)備壽命10年20年20年由此可見，采用新型運行機理生產(chǎn)的二氧化氯發(fā)生裝置是一種獨創(chuàng)的具有國內(nèi)領(lǐng)先水平殺菌劑生產(chǎn)設(shè)備，是一種成本低，殺菌效果好，總體效益好，產(chǎn)品規(guī)格范圍廣；尤其是在城市給水等大量使用殺菌劑的場合更凸現(xiàn)其優(yōu)越性。三、各種殺菌消毒技術(shù)經(jīng)濟分析1、液氯費用：市場售價 2500

12、元/t·Cl運費 300元/t·Cl合計 2800元/t·Cl投加量 50kg/萬t·H2O消毒費用 140元/萬t·H2O2、 次氯酸鈉發(fā)生器運行費用氯化鈉 6kg/kg·NaClO 1.8元/kg·NaClO電費（反應(yīng)加熱） 5度/kg·NaClO 2.5元/kg·NaClO合計 4.3元/kg·NaClO投加量 50kg/萬t·H2O消毒費用 215元/萬t·H2O3、化學(xué)法二氧化氯發(fā)生器運行費用氯酸鈉 4kg/kg·ClO2 20元/kg·ClO2

13、鹽酸（30%） 8kg/ kg·ClO2 4元/kg·ClO2電費（反應(yīng)加熱） 10度/kg·ClO2 5元/kg·ClO2合計 29元/kg·ClO2投加量 15kg/萬t·H2O消毒費用 435元/萬t·H2O3、 DH系列裝置運行費用電費 10度/kg·ClO2 5元/kg·ClO2鹽酸 （30%） 3.5kg/kg·ClO2 1.8元/kg·ClO2合計 6.8元/kg·ClO2投加量 15kg/萬t·H2O消毒費用 102元/萬t·H2O由此可見

14、，在自來水殺菌消毒過程中，DH系列二重殺菌劑發(fā)生裝置在生產(chǎn)二氧化氯中發(fā)生的費用與購置液氯所發(fā)生的費用相當(dāng)。而DH系列設(shè)備運行的安全性、二氧化氯在殺菌消毒過程中不產(chǎn)生任何有毒有害物質(zhì)的優(yōu)越性恰恰是液氯產(chǎn)品的致命缺陷所在。為此，用DH系列設(shè)備替代液氯作為自來水殺菌消毒處理的首選產(chǎn)品是在必然。四、DH系列二氧化氯發(fā)生裝置簡介1、概述DH型二氧化氯發(fā)生裝置是在汲取國內(nèi)外技術(shù)精華的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新型水處理設(shè)備。該裝置采用獨創(chuàng)的新型運行機理和結(jié)構(gòu)，成功的在一臺設(shè)備上實現(xiàn)了電解法和化學(xué)法的完美結(jié)合，以極低的生產(chǎn)成本產(chǎn)出二氧化氯溶液。具有技術(shù)性能先進，物耗低，運行安全可靠；采用最新控制技術(shù)，自動化程度高

15、；設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊，布局合理，占地面積??；易于安裝，方便檢修等特點。2、 技術(shù)性能分析（1）DH系列二氧化氯發(fā)生裝置技術(shù)性能特點：l 獨創(chuàng)的運行機理和運行方式 本裝置將電解法和化學(xué)法統(tǒng)一在一起，電解液經(jīng)電解槽電解后，在反應(yīng)器內(nèi)進行加酸反應(yīng)，生成產(chǎn)品液。無需加任何還原劑即可完成。l 安全穩(wěn)定高效的電解系統(tǒng) 采用獨特的電解系統(tǒng)，復(fù)極式高度集成的電極結(jié)構(gòu)，形成高電解效率、高運行安全穩(wěn)定性、低電耗的高效電解系統(tǒng)。l 運行成本低，經(jīng)濟效益好 本裝置生產(chǎn)二氧化氯溶液，其消耗原料為HCl，原料成本低，運行成本低，可形成較大的經(jīng)濟效益。l 集約的系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 本裝置采用集成化設(shè)計，電解系統(tǒng)、配鹽系統(tǒng)、配酸系統(tǒng)均集成在

16、一個主框架內(nèi)，外形美觀大方、結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積小，易于安裝，方便檢修。l 全自動控制系統(tǒng) 本裝置采用微電腦程序全過程監(jiān)控，全自動無人值守，故障聲光報警、停機。（2）主要技術(shù)參數(shù)技術(shù)參數(shù)二氧化氯 ClO2產(chǎn)率Q kg/h0.520產(chǎn)品液濃度 w/v 2 w/v直流電耗kw/kg10 kw/kg酸耗（30%）kg/kg3/Q電流效率 95%陽極壽命 5年3、 主要用途：l 火力發(fā)電廠補給水、循環(huán)水殺菌滅藻l 油田注水、補給水殺菌滅藻l 自來水行業(yè)自來水消毒l 鋼鐵、化工、礦山等工礦企業(yè)循環(huán)水殺菌滅藻l 污水處理行業(yè)中水處理l 醫(yī)院器械、環(huán)境、物品及污水排放的殺菌消毒處理l 純凈水、礦泉水、飲料等行

17、業(yè)殺菌消毒處理l 蔬菜、果品消除殘留農(nóng)藥、殺菌處理l 餐飲、賓館等服務(wù)行業(yè)用具、環(huán)境殺菌消毒l 畜牧、水產(chǎn)行業(yè)的畜舍、水體和畜產(chǎn)品、水產(chǎn)品等殺菌消毒l 紡織、印染、造紙等行業(yè)產(chǎn)品漂白4、產(chǎn)品規(guī)格和供貨范圍EL系列二氧化氯發(fā)生裝置有十幾個品種二氧化氯產(chǎn)率 0.520kg/h產(chǎn)品型號說明EL-××× 產(chǎn)品型號 產(chǎn)品規(guī)格 （按二氧化氯產(chǎn)率標定例：01-1kg/h 10-10kg/h ） 設(shè)備供貨范圍序號名稱型號規(guī)格二氧化氯產(chǎn)率kg/h1二氧化氯發(fā)生裝置DH-0050.52二氧化氯發(fā)生裝置DH-011.03二氧化氯發(fā)生裝置DH-022.04二氧化氯發(fā)生裝置DH-033.0

18、5二氧化氯發(fā)生裝置DH-055.06二氧化氯發(fā)生裝置DH-10107二氧化氯發(fā)生裝置DH-15158二氧化氯發(fā)生裝置DH-2020我公司除可提供以上規(guī)格的產(chǎn)品之外，亦可根據(jù)用戶實際情況和要求進行設(shè)計和制造。并且可以提供二氧化氯發(fā)生站的總體設(shè)計和配套設(shè)備。5、設(shè)備配置（1）、發(fā)生站設(shè)備布局：（以DH-03為例） （2）DH系列產(chǎn)品設(shè)備配置：型號設(shè)備DH-005DH-01DH-02DH-03DH-05DH-10DH-15DH-20框架一控制柜整流柜儲液罐酸儲罐注： 0.52kg/h產(chǎn)品整流柜與控制柜合二為一。10kg/h以上的產(chǎn)品，整流柜與整流變壓器分離（4）單獨供貨設(shè)備：型號設(shè)備DH-005DH-01DH-02DH-03DH-05DH-10DH-15DH-15配電柜框架二（5）設(shè)備配置參數(shù)：型號DH-005DH-01DH-02DH-03DH-05DH-10DH-15DH-20配置功率8kw15kw25kw35kw60 kw110 kw160 kw220 kw安裝面積15m230m230m250m250m280m280m280m2（6）設(shè)備外形尺寸：