1.氯酸钠工艺
采用氯酸钠和盐酸为原料进行反应,反应式如下:NaClO3 +2HCl = ClO2 +1/2Cl2 +NaCl + H2O该工艺最大的缺点是在二氧化氯产生的同时还有约占二氧化氯产量的一半的氯气产生;氯酸钠是zy和火柴的原料,它的管理储存不仅要满足化学危险品的要求,还要满足zy原料的管理要求。实验结果表明,二氧化氯的有效转化率一般只有30-50%左右,并且受到反应温度和盐酸浓度的影响。要提高二氧化氯的转化率,必需保持较高的反应温度(约70-90℃)和加大盐酸的过剩量,但这同时又会导致副产物氯气产率的提高,使反应产物中氯气的含量增大。但即使提高反应温度,氯酸钠的二氧化氯转化率也处于低下水平,因此采用提高反应温度来增加氯酸钠的二氧化氯转化率的实际意义并不大。
由于氯气的大量存在(理论上就有35%氯气存在),从严格上讲,已经失去了二氧化氯投加的最基本的意义,即降低水中三lvjiawan的含量。并且由于氯酸钠的转化率在实际运行中通常不足50%,这使得在投加量较高时,大量未反应的氯酸钠进入配水系统中,这不但是原料浪费的问题,而且使水中剩余的ClO3-的浓度较高,造成二次污染,同时在高酸性时该系统可能会产生大量的高氯酸根离子(ClO4-)、。正是由于以上诸多原因,在国外有关二氧化氯应用水厂的资料中,还未有上述氯酸钠工艺的报道。而国内有许多水厂使用氯酸钠工艺的二氧化氯发生器,其主要原因是国内氯酸钠工艺的二氧化氯发生器较亚氯酸钠工艺的二氧化氯发生器研制得比较早,用户在别无选择的情况只有使用氯酸钠工艺的二氧化氯发生器(即复合二氧化氯发生器)。
2.亚氯酸钠工艺
上面已介绍该工艺有两种方法,都是两相原料系统,而第三种方法是从氯气衍生而来的,即用盐酸和次氯酸钠反应来代替氯气,与其它工艺相比,此法制备二氧化氯最佳,一方面没有采用氯气为原料,提高了操作安全性,另一方面亚氯酸钠完全转化为二氧化氯,没有造成原料损失。不管那一种方法,从反应方程式可见亚氯酸钠反应转化成二氧化氯,无氯气的产生,从而较大程度地节约亚氯酸钠原料的用量,潜在的副产物气体是氯气,其含量不足5%,其它的杂质离子在发生器的设计中可以得到很好的控制。实测二氧化率转化效率达95%以上。其系统都具有工艺简单、不需加温、设备容易操作及维护、产物中的二氧化氯纯度高达95%以上等优点。国外的二氧化氯发生器都是采用亚氯酸钠工艺,因为该工艺在反应柱中负压下瞬间反应完全,不需要盐酸过量,可能的副产物是亚氯酸根离子(ClO2-)和氯酸根离子ClO3-因为高纯二氧化氯发生器的投加量很低,所以这些副产物离子还不足以影响人体健康。
3.副产物的危害
对二氧化氯(ClO2)和其无机副产物ClO2-和ClO3-的毒性问题国内外学者已经进行了大量的研究。氯酸钠工艺由于反应不完全,导致大量的氯酸根离子进入水中,即使投加量很低也会使水中该指标偏高,而且其中的氯气副产物跟水中有机物反应会产生三lvjiawan等致癌有机物,直接危害健康。
通过实验测定亚氯酸钠工艺出口处的二氧化氯溶液,结果表明亚氯酸根离子(ClO2-)和氯酸根离子ClO3-的含量很低,二氧化氯纯度在95%以上。因此,在常规的水消毒浓度范围内,它们不会对人体造成不良影响,而且通过合理的优化,可以使它们在配水系统中的浓度降低到最小浓度。
无论哪种工艺,在饮用水消毒中都要求二氧化氯的纯度大于90%以上,在实际应用中才能减少和控制三lvjiawan等致癌有机物的生成;美国环境保护署(USEPA)则明确要求二氧化氯发生器生产二氧化氯的纯度最少要大于95%。可见,在饮用水消毒中高纯二氧化氯发生器较复合二氧化氯发生器更适合。
4.二氧化氯发生器的规格
目前国内大多数复合型二氧化氯发生器的规格是以有效氯的产生能力来标注,而高纯型二氧化氯发生器均是以二氧化氯的生产能力来标注,由于1克纯二氧化氯=2.63克的有效氯,故1000克的高纯型二氧化氯发生器相当于2630克的复合型二氧化氯发生器,容易混淆,许多水厂用户对此不太了解,结果花同样的钱而购买了不同处理能力的二氧化氯发生器设备 。