消毒劑次氯酸鈉二氧化氯和臭氧的比較(編輯修改稿)
2024-10-10 09:39 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 當使用濃 鹽酸與氯酸鈉反應時，生成物中只有氯氣放出，而沒有二氧化氯氣體 [4]： NaClO3 + 6HCl（濃） → NaCl + 3Cl2↑ + 3H 2O 很顯然，在某一中間范圍的鹽酸濃度中，上述兩種反應均有發(fā)生，可將上兩反應方程式相加表述為 [4]： ClO3 + 7Cl + H+ → 4Cl2↑ + 2ClO2↑ + 5H2O 從上面方程表達式是來看，鹽酸同氯酸鈉反應生成的二氧化氯含量是很不穩(wěn)定的，所生成氣體主要部分還是氯氣，少量為二氧化氯。 由于制取二氧化氯需要使用氯酸鈉或 者氯酸鉀，所以運行成本很高，大約為次氯酸鈉運行成本的 5 倍以上 [2]。此外，由于鹽酸容易揮發(fā)，并具有強烈腐蝕性，因此，在管理上相對比較麻煩，需要較多的安全容器來儲存保管。 在工業(yè)上，有一種制備二氧化氯水溶液的工藝 [1]，工藝比較復雜，具體方法是：讓二氧化氮由底部向上通過一個填充塔，而氯酸鈉溶液由上往下流動，反應方程式表達如下： ClO3 + NO2 → NO3 + ClO2 這種水溶液濃度不高，處理起來比較安全（水溶液中二氧化氯含量超高 30%時處理不當也會引起爆炸），溶解實際上是一個物理過程。 置于日光下時，溶液會緩慢地分解成酸的混合物。但是，這種方式的運行成本更高，一般也不用于生活飲用水中消毒。 據(jù)有關資料記載，純二氧化氯用于水的消毒也與氯氣近似，但稍有所不同。它具有兩個氯氣不具備的特點：一是它使用的 PH 范圍廣，在 PH6— 10 內(nèi)能有效地殺滅絕大多數(shù)的微生物；二是它不會與氨發(fā)生反應產(chǎn)生令人不愉快的味道。但是，它在水中分解時會產(chǎn)生亞氯酸鹽這種副產(chǎn)品，如用于游泳池消毒，亞氯酸鹽長時間的積累起來會使水變黃，還會出現(xiàn)對皮膚和眼睛的刺激，一般采用投加一定量氯的辦法來消除 [3]。 有些資料上有關于二氧化氯可以 殺滅芽孢的說法，但具體機理和實際效果并不詳。目前，國內(nèi)使用二氧化氯用于自來水、中水等消毒非常成功的實例較少。由于所有氣體消毒劑溶解于水的能力較低，都存在非常不穩(wěn)定、不安全、易揮發(fā)的因素，很難使水體中達到應有的余氯檢測量，故而，對自來水、游泳池等需要維持一定消毒藥量來說，二氧化氯消毒比較困難達標，其水體中余氯檢測值也較難得到保證。更何況，二氧化氯尚沒有氯氣那么高的氣壓可通過加氯機同水體形成暫時水合物的能力，所以，從技術上來講，大規(guī)模使用二氧化氯投加也還非常不現(xiàn)實。 通常認為，二氧化氯的消毒原理也是和氯氣一樣 ,少量二氧化氯先同水發(fā)生反應產(chǎn)生亞氯酸 HClO2，亞氯酸是一種相當弱的弱酸，具有氧化漂白作用。 2ClO2 + H2O → HClO2 + HClO3 工業(yè)上一般并不直接使用二氧化氯，而是應用亞氯酸鈉溶液進行漂白。通過將立時產(chǎn)生的二氧化氯水溶液和過氧化鈉混合即可得到單一的亞氯酸鈉。 2ClO2 + Na2O2 → 2NaClO2 + O2 亞氯酸鈉是一種軟性漂白劑，通過水解逐步釋放出亞氯酸，可以漂白許多天然和合成纖維而不會使它們降解，也可以漂白油、油漆和蜂蠟等 [1]。這一技術的出現(xiàn)和運用在時間上并不長。誠然，使用該技術，從設備投資到運行成本都是很高的，小規(guī)模的企業(yè)都難以承受。 國內(nèi)生產(chǎn)二氧化氯發(fā)生器的企業(yè)很少有掌握生產(chǎn)二氧化氯水溶液這種較高安全性技術的，多數(shù)都是采用氯酸鈉同鹽酸定量滴定，控制反應生成量的辦法來實現(xiàn)。這樣的設備成本很低，但安全性是非常差的，稍不謹慎就會釀成事故，管理上需要特別細心。國家正在通過技術部門對于此類設備的安全性提出質(zhì)詢和鑒定，有關方面的專家要求對其進行技術規(guī)范或者取締和淘汰。 比如，在北京大學游泳館、北京的天壇醫(yī)院、二龍路醫(yī)院等單位使用二氧化氯用作水體消毒，都因相繼發(fā)生過安全事故而被迫停用。因為，受熱的二氧化氯很容易發(fā)生爆炸性分解，直接造成毒氣泄漏而污染環(huán)境： 2ClO2 → 2O2 + Cl2 此外，現(xiàn)在市面上還有一種采用與工業(yè)上使用電解飽和食鹽水生產(chǎn)氯氣完全相同的辦法，生產(chǎn)一種稱為可以制備出二氧化氯的設備。其實，通過隔膜隔離陰陽兩極，這之中 98%以上還是產(chǎn)生的氯氣。從原理上講，電解飽和食鹽水首先是氯離子得到電子生成氯氣，一部分氯氣同水反應最后生成次氯酸根離子，次氯酸根在電解中還可以進一步氧化生成亞氯酸根、氯酸根離子，它 們受熱分解可以產(chǎn)生一氧化二氯、二氧化氯等氣體。但是，在這種電解方法中，生成亞氯酸根、氯酸根離子的效率是很低的。也就是說通過電解轉(zhuǎn)換成二氧化氯的效率不僅很低，而且這種方式?jīng)]有必要，既浪費電力，又很不經(jīng)濟。 并且，作為氯氣、二氧化氯這些比空氣重的氣體也是很容易泄漏的，并會沿地面進行擴散。一旦污染形成，這些有毒氣體就不可能在一個較短的時間里消除。由于氯氣劇毒，腐蝕性也很強烈，二戰(zhàn)時期希特勒就曾用來毒殺猶太人，所以氯氣一般由專門的氯堿工業(yè)生產(chǎn)廠家生產(chǎn)，采用特制且干燥的氯氣瓶進行封裝和運輸。國家對氯氣還有專門安全機關 監(jiān)管審查。 事實上，這種設備在實際使用中也不是很成功的，出現(xiàn)了很多問題。跑泄氯氣嚴重，隔膜一般半年左右就損壞了，維修頻繁，藥物投加也達不到水質(zhì)設定的要求。象東單游泳館、北京體育大學游泳館、國家體委訓練中心跳水館和一些醫(yī)院自安裝以后就無法正常使用，都不得不陸續(xù)改裝成使用次氯酸鈉進行消毒。
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