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关键词：二氧化氯 消毒
通过对电解法二氧化氯发生器在我国的研制和发展情况，剖析了该产品在生产工艺、技术开发等方面由当初的不成熟到现在的日臻完善；通过对其特点的分析和杀菌效果及质量评价的介绍反映出该产品的应用前景，进而为我国未来在水的消毒处理方面开辟了又一广阔的空间。
在水处理领域二氧化氯取代氯气消毒已引起国内外环保工作者的高度重视。我国城市供水2000年技术进步发展规划中，已经将二氧化氯列入替代氯气消毒剂的推广研究之列。这不仅仅因为它具有高效氧化剂、消毒剂、以及漂白剂的强大功能，更主要的是它在我国经过十余年的发展人们对它的认识已日渐深刻、对它的研究日渐深入、对它的投入也日渐增大，因而二氧化氯发生器的生产工艺不断得到改进、设备的性能不断得到增强、其突出的效果也不断得到显现……这些都为二氧化氯在我国的发展提供了良好的空间。二氧化氯的制取方法主要有电解法、化学法、电化法以及紫外光法等。
一、电解法二氧化氯发生器工艺的发展
电解法二氧化氯发生器的技术理论，最早是从国外引进。原理是用食盐隔膜电解产生二氧化氯、臭氧、氯气、过氧化氢等混合消毒气体。上个世纪90年代初期，这种发生器的制造尚处在研究试用阶段，不论是材质的选用还是结构的设计均处于摸索时期。这个时期的电解法二氧化氯发生器产气效率较低，电极和隔膜寿命较短，设备的运行不够理想，且设备成本高，因而阻碍了该设备在我国的发展。但参与开发该设备的工程技术人员一直在为此作不懈的努力，他们以设备的使用现场为试验室，不断地总结经验，解决了一个又一个技术难题，改进制造工艺，选择更好的电极和隔膜。1994年，初步完善了整体结构，改善了设备性能，开发出电解法第二代产品。紧接着用了两年时间，优化了电解室技术参数，降低了槽电压，改善了冷却系统，提高了电流效率，降低了运行成本。1996年他们再接再厉又开发出第三代产品，这代产品最明显的标志是以电解盐水的循环方式替代了溢流补偿加盐方式，但这个时期的产品仍然采用分体式循环方式。工夫不负有心人，开发者们又乘胜前进用了两年的时间，将分体式循环方式改为一体式循环方式，这是第四代产品的标志。在1999年初以中国专利ZL 99 2 04871.0和ZL99 2 05151.7为代表的先进技术问世，对电解室整体结构布置进行了大胆的变革，解决了特大型发生器如小时产气量2000克以上到10000克的制造难题，这种产品被称之为第五代。
电解法二氧化氯经过10年的发展，实现了五次产品的更新换代，目前的产品已经远远不同于当初的产品，无论在工艺流程还是在技术含量上都有了长足的发展，可以说电解法二氧化氯发生器在我国已逐渐步入了成熟期。
二、电解法二氧化氯发生器的特点
1）使用寿命长。设备的阳极采用钛、铱、钌等昂贵的稀有金属，经20多次涂覆而成，经权威部门检测试验，结论为：“腐蚀速度接近于零”。阳极寿命一般在8—10年以上。机箱采用性能稳定耐腐蚀的塑料加工而成。这些，为降低制造成本延长整机寿命奠定了坚实的基础。
2）消毒效果好。设备产生以CLO2为主，伴有O3、CL2、H2O2等多种强氧化剂，具有广谱的杀菌能力，各种消毒剂协同作用，其消毒效果远强于任何单一的消毒剂。试验表明，CLO2 和CL2混合使用时，可以抑制三氯甲烷的形成，这一点可有效地提高饮用水的质量，有利于人们的身体健康。
3) 消毒费用低。每克混合消毒气体所用电和盐的费用为0.00362元（按盐500元/吨，电0.5元/度计算）， 在各种二氧化氯发生器中是最低的。因地下或地面水源的不同，自来水的消毒费用为0.003—0.006元/吨，医院消毒处理约为0.12元/吨。这样的消毒费用是用户们乐于接受的，也是选用该设备的主要因素之一。
4）安全性好。电解法设备只消耗工业粗盐和电，不需要其他的化工原料，不必采取特殊的安全措施，使用起来安全系数高，不管是运输、贮存、操作均不易发生危险。
5）操作方便、管理简单。工业粗盐和电供应渠道畅通，采购、保管方便。设备维护、保养简单，普通工人一学即会。日常操作运行只需定期投盐，开机时打开电源开关即可。管理人员不会担心设备和原料发生危险。
6）可实现自动化。发生器配加自动监测系统和定量投加系统，可实现完全自动控制。
三、杀菌效果及质量评价
1）北京市卫生防疫站对北京XX电解法二氧化氯消毒剂所做的定量杀菌和有机物影响试验，见下表（表1、表2、表3）及结论：
表1 消毒剂对细菌繁殖体的杀灭效果
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实验菌株 |
消毒剂 试验浓度(mg/l) |
活菌对照 (cfu/ml) |
不同时间(分)的杀灭率(%) 2 5 10 20 |
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大肠杆菌(ATCC25922) |
0.10 0.50 1.00 |
6.35×105 6.35×105 6.35×105 |
93.16 95.13 96.31 96.62 93.78 95.31 98.36 99.99 98.64 99.99 100 100 |
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金葡萄球菌(ATCC6538) |
0.10 0.50 1.00 |
6.20×105 6.20×105 6.20×105 |
93.25 94.15 94.42 95.18 93.90 95.74 97.19 99.95 99.99 99.99 100 100 |
表2 消毒剂对枯黑芽胞的杀灭效果
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实验菌株 |
消毒剂 试验浓度 (mg/l) |
活菌对照 (cfu/ml) |
不同时间(分)的杀灭率(%) 5 10 20 30 |
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枯草杆菌黑色变种芽胞(ATCC9372) |
3.00 5.00 10.00 |
7.39×105 6.14×105 5.88×105 |
96.81 99.91 99.97 99.99 99.95 99.98 99.98 99.99 99.99 99.99 99.99 100 |
表3 有机物影响杀菌试验结果
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实验菌株 |
消毒剂 有效浓度 (mg/l) |
活菌对照 (cfu/ml) |
小牛血清含量 (%) |
不同时间(分)的杀灭率 (%) 5 10 20 30 |
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枯草杆菌 黑色变种 芽胞 (ATCC9372) |
5.00 5.00 |
5.88×105 6.14×105 |
10 0 |
99.91 99.97 99.98 99.99 99.95 99.98 99.98 99.99 |
结论：
消毒剂含量为3.00mg/L，30分钟可杀灭枯草杆菌黑色变种芽胞（ATCC9372），杀灭率为99.99%。
消毒剂含量为1.00mg/L，5分钟可杀灭大肠杆菌（ATCC25922），杀灭率为99.99%。
消毒剂含量为1.00mg/L，2分钟可杀灭金葡萄球菌（ATCC6538），杀灭率为99.99%。
10%有机物存在时对该消毒剂杀菌效果基本无影响。
2）上海市卫生局卫生监督所于2000年5月对北京XX电解法二氧化氯发生器进行了卫生质量评价，见下表：
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编 号 |
产品名称 |
产地 |
类别 |
使用范围 |
杀菌性能或卫生指标 |
毒理性能或安全指标 |
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XD-009 |
普尔电解法二氧化氯发生器 |
北京 |
进沪消毒器械 |
用于 水消毒 |
对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、枯黑芽胞杀灭率为99.99%以上 |
实际无毒级,对皮肤无刺激性 |
随着科学技术的不断发展，电解法二氧化氯设备的制造技术和工艺也在不断的推陈出新。新技术新工艺的出现，赋予该设备以强大的生命力。
二氧化氯在消毒中的应用
随着人们生活水平的提高，游泳逐渐成为人们生活中不可欠缺的体育运动项目，近几年来，我国游泳设施发展很快，全国各地相继兴建了一些，某些工厂、学校，较高标准的宾馆、公寓以及某些幼儿园和私人别墅、花园等都建有。目前，绝大部分水质不符合国家体委和卫生部颁发的《人工水质卫生标准》的要求。问题主要表现如下几个方面。
一、水质现状
1、游客体检证的发放管理不严，有时游客勿需体检，只要购买游泳卡月票即为健康合格。使各种病菌带入水体，直接影响水质。
2、游客卫生意识差，脚部消毒池不符合要求，没有特别淋浴措施。游客不冲洗身子、头发、和浸脚便直接下水，来自人体的分泌物（如尿蛋白、皮屑）粉尘污垢和少量毛发等带入泳池，使水中悬浮杂质不断增加，水质逐渐浑浊，甚至发灰、发黑。ClO2消毒剂发生器工作原理将一定浓度和饱和盐液加入电解槽阳极室，同时将清水加入电解槽阴极室，接通120直流电源电解即可产生ClO2、Cl2、O3、H2O2等混合消毒剂，经水射器负压管路将气体吸入水中进行杀菌消毒。因此具有高效杀菌能力。
3、超负荷开放，只考虑经济效益，而忽视制水质量，导致水质超标严重。《建筑给水排水规范》等2．9．2条规定：水宜循环处理使用，池水循环一周期应根据类型，池水容积，使用对象，使用人数和使用频繁程度等情况确定。公用游泳宜采用8－10小时为循环一周期。而实际情况是大多数公共未在经济上亏本，对缺乏严格管理，大部分采用池水循环处理的方式。有的根本不循环。氯化消毒时采用漂白水。这种漂白粉制剂操作既复杂又费时，投加不计量，更加增加了池水浑浊度。因此，几个场次下来如同几千人在浴池内洗澡，池水变脏、变浑，并带有细菌、病毒。水质状况与国务院1987年4月1日批准的《游泳场所卫生标准》相差太远。
二、的消毒
据世界卫生组织统计，目前世界上有10亿人饮用不到洁净水，每年有2．5亿人因饮用不洁净的水而染上疾病，有1000万人死于饮用不洁净的水。而游泳者本身直接与池水接触，池水会进入嘴内，如果池水不卫生，会引起眼、耳、鼻、喉、皮肤和消化器管等疾病，严重者还会引起伤寒、霍乱、梅毒、赤痢等病的传染，同时池水还会受到游泳者自身所带细菌的污染，故必须设置池水消毒杀菌装置。
氯化消毒是最常用的消毒方法，但鉴于水质分析技术的不断发展和完善，本世纪70年代已有科学家对给水消毒的传统氯化消毒，提出疑议，并提出当水中含有一定量的容解性有机物时，用液氯消毒还会产生某些具有潜在致癌作用的消毒剂。通过长期的实践证明，放射消毒受池水浊度和装置影响很大，且无持续消毒功能，臭氧杀灭细菌和病毒的作用极佳，尤其是与活性炭联合作用时，消毒效果极佳，我国广州天沙体育中心游泳馆、北京北郊亚运会游泳馆和上海华亭宾馆采用此法，但是氧制备及维护运行费用较高，目前在我国普及存有一定困难，于是二氧化氯消毒剂便应运而生。
三、二氧化氯消毒
二氧化氯消毒剂用于，具有以下特点：
1、具有高效杀菌能力
二氧化氯协同发生器（电解法原理制成）是以生产二氧化氯为主并伴有氯气、臭氧和氧化氢等多种杀菌能力的综合气体，其杀菌力是氯气的2．5－2．6倍。
2、具有较强的杀灭病毒能力
通过卫生部门的检测已经证实，二氧化氯的杀灭能力比臭氧和氯更强，对水中的肠道疾病和脊髓灰质炎等多种病毒也有良好的杀灭作用。
3、能消除水中的有机微生污染物
二氧化氯可将水中残的有机物氧化成为以含氧基因（羧酸）为主的其他物质，不产生氧化有机物。
4、二氧化氯制备原料是食盐，能源为直流电，现制现用，耗电、耗盐少，节省能源。
5、二氧化氯发生器产生的综合消毒气体中其ClO2含量偏低，投加量难以控制，建议采用增加自动检测设备、自动投加设备和二氧化氯产量计算装置，控制盐不饱和浓度，改进循环冷却方式，使其制备方法更加完善。
6、二氧化氯也可以采用化学方法提取，其工作原理，配制一定浓度的含氯无机盐水溶液与酸液及少量催化剂，然后定量地输送到反应器内产生混合气体。运转、也可间歇使用，发生量可调范围大、耗电少、运行费用低，有推广使用价值。
四、结束语
循环水处理系统以过滤为主要净化方法，滤料多采用石英砂等，无烟煤和聚苯乙烯发泡珠，滤料层中易滋生藻类和微生物在生长过程中分泌粘液，造成滤料板结，增加了滤料的反冲洗难度，致使水质变坏。当采用二氧化氯消毒剂时，由于其杀菌能力强，又有灭藻效果，具有其他消毒剂无可比拟的优点，对循环水的净化十分有利。
