目前,從水體消毒的種類(lèi)來(lái)說(shuō),有氯氣、次氯酸鈉、漂白粉、三氯異氰尿酸、二氧化氯、雙氧水、臭氧等藥劑和方式,此外還有紫外線(xiàn)消毒等一些手段。
由于氯氣運(yùn)輸、管儲(chǔ)方面的不安全;在投加方面,氣體同水體的溶解性較低,容易散失,水中留存余量難以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn);氯氣瓶氣壓不斷變化,存在投加計(jì)量不夠準(zhǔn)確的問(wèn)題;加之,氯氣等氣體的極強(qiáng)擴(kuò)散性對(duì)環(huán)境存在毒害作用,游離氯的高活性容易形成許多象四氯化碳一類(lèi)的致癌物質(zhì),故而,取消液氯的主張?jiān)絹?lái)越多,也日益受到人們的關(guān)注。
就拿氯氣的安全性來(lái)說(shuō),就始終是一個(gè)讓人時(shí)時(shí)警覺(jué)的問(wèn)題。在我國(guó),幾乎每一年都有氯氣罐泄漏的安全事故發(fā)生。氯氣作為危險(xiǎn)品受到各國(guó)安全機(jī)關(guān)的嚴(yán)格管制。前些年,發(fā)生在福建三明火車(chē)站氯氣瓶運(yùn)輸中的跑氯事件造成幾千人的緊急疏散,又如2004年重慶市一家儲(chǔ)存有十多噸的液氯發(fā)生泄漏迫使三十多萬(wàn)人疏散;在北京有些游泳場(chǎng)由于操作人員不謹(jǐn)慎,三分鐘跑氯就有37名孩子住進(jìn)醫(yī)院。我國(guó)的天津地區(qū)就明確規(guī)定公共娛樂(lè)場(chǎng)所禁用氯氣進(jìn)行消毒。
在國(guó)外許多發(fā)達(dá)國(guó)家,像美國(guó)、德國(guó)、日本等就相當(dāng)限制氯氣的使用,氯氣主要用于污水處理。尤其是公用場(chǎng)所和中小型自來(lái)水廠一般不再使用液氯,而多以使用次氯酸鈉液體進(jìn)行消毒。當(dāng)然,也有根據(jù)用水要求,如像小量飲用水就采用諸如紫外線(xiàn)、臭氧、雙氧水等手段進(jìn)行滅菌殺毒。
氯氣、次氯酸鈉、、氯酸鈉氯酸鈉和用臭氧發(fā)生器設(shè)備,一般都必須采取者壓縮空氣進(jìn)行發(fā)二氧化氯和臭氧[1]都是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和日常生活中比較容易見(jiàn)到的幾種強(qiáng)氧化劑,除臭氧以外,它們均為非天然存在的化學(xué)物質(zhì)。一般都可以用作水體殺生劑。它們不僅具有滅殺細(xì)菌和病毒的功能,還能夠漂白紙張、纖維以及用作化學(xué)合成等。廣泛用于自來(lái)水消毒、游泳池水滅菌、污水處理、循環(huán)水除藻、造紙工業(yè)、化學(xué)合成業(yè)、以及醫(yī)藥衛(wèi)生和防疫等各個(gè)領(lǐng)域。
但是,不同的藥劑具有不同的性能和特點(diǎn),就如同不同廠家的產(chǎn)品具有并不相同的質(zhì)量一樣。氯氣、次氯酸鈉、二氧化氯和臭氧在物理化學(xué)性能上,以及實(shí)際使用中都有很大的區(qū)別。就這幾種消毒劑的應(yīng)用來(lái)講,以次氯酸鈉為最為安全有效,易于儲(chǔ)存,使用最為方便。
有關(guān)氯氣的性能和使用我們都很熟悉了,它的殺生效果很好,容易獲得,經(jīng)濟(jì)廉價(jià),而且投加方便,占用地方很小,但安全性比較低,管理上容易疏忽。在這里,我們主要想具體探討和比較一下次氯酸鈉、二氧化氯和臭氧三種殺生劑的性能以及相關(guān)設(shè)備的使用特點(diǎn)。
次氯酸鈉
次氯酸鈉的分子式是NaClO,屬于強(qiáng)堿弱酸鹽,它清澈透明,是一種能完全溶解于水的液體。但由于次氯酸鈉液不易久存,次氯酸鈉多以電解低濃度食鹽水現(xiàn)場(chǎng)制備。
次氯酸鈉液體通過(guò)電解食鹽水制備,這種設(shè)備稱(chēng)為次氯酸鈉發(fā)生器。其次氯酸鈉的生成過(guò)程可以通過(guò)化學(xué)方程式表達(dá)如下:
其總反應(yīng)表達(dá)如下: NaCl + H2O → NaClO + H2↑
電極反應(yīng):
陽(yáng)極: 2Cl- - 2e → Cl2 陰極: 2H+ + 2e → H2
溶液反應(yīng): 2NaOH + Cl2 → NaCl + NaClO + H2O
當(dāng)然,次氯酸鈉消毒液體以次氯酸鈉發(fā)生器生產(chǎn)為最佳。因?yàn)?,它生產(chǎn)出的次氯酸鈉液體比較穩(wěn)定、單一,也容易保存,不含制氯廠出品的那些復(fù)雜甚至有害的成分。
關(guān)于次氯酸鈉發(fā)生器,我國(guó)已于1990年1月12日發(fā)布了GB 12176-90 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。它是一種已經(jīng)認(rèn)可、可以信賴(lài)、十分穩(wěn)定、并有權(quán)威資料可查詢(xún)的產(chǎn)品。次氯酸鈉發(fā)生器已經(jīng)有一百多年的歷史了,已經(jīng)證明是一種運(yùn)行成本很低、藥物投加準(zhǔn)確、消毒效果極佳的設(shè)備。
就消毒而言,次氯酸鈉液還是具有明顯優(yōu)勢(shì)的。作為一種真正高效、廣譜、安全的強(qiáng)力滅菌、殺病毒藥劑,它同水的親和性很好,能與水任意比互溶,它不存在液氯、二氧化氯等藥劑的安全隱患,且其消毒效果被公認(rèn)為和氯氣相當(dāng)。也正是因?yàn)檫@一特點(diǎn),所以它消毒效果好,投加準(zhǔn)確,操作安全,使用方便,易于儲(chǔ)存,對(duì)環(huán)境無(wú)毒害,不存在跑氣泄漏,可以任意環(huán)境工作狀況下投加。
事實(shí)上,次氯酸鈉廣泛用于包括自來(lái)水、中水、工業(yè)循環(huán)水、游泳池水、醫(yī)院污水等等各種水體的消毒。次氯酸鈉還能夠破壞氰根離子和苯環(huán)等,用作處理含氰廢水和一些工業(yè)重度污染廢水的高級(jí)氧化,還可以用于紙漿等漂白。高濃度的次氯酸鈉液體還可以用于剝離設(shè)備及管道上附著的沾泥[2]。
次氯酸鈉的滅菌原理主要是通過(guò)它的水解形成次氯酸,次氯酸再進(jìn)一步分解形成新生態(tài)氧[O],新生態(tài)氧的極強(qiáng)氧化性使菌體和病毒的蛋白質(zhì)變性,從而使病源微生物致死。氯氣消毒的原理也主要是以產(chǎn)生出次氯酸方式。
根據(jù)化學(xué)測(cè)定,次氯酸鈉的水解受PH值的影響,當(dāng)PH超過(guò)9.5就會(huì)不利于次氯酸的生成。但是,絕大多數(shù)水質(zhì)的PH值都在6—8.5,而對(duì)于PPM級(jí)濃度的次氯酸鈉在水里幾乎是完全水解成次氯酸,其效率高于99.99%。其過(guò)程可用化學(xué)方程式簡(jiǎn)單表示如下:
NaClO + H2O → HClO + NaOH
HClO → HCl + [O]
次氯酸在殺菌、殺病毒過(guò)程中,不僅可作用于細(xì)胞壁、病毒外殼,而且因次氯酸分子小,不帶電荷,可滲透入菌(病毒)體內(nèi)與菌(病毒)體蛋白、核酸、和酶等發(fā)生氧化反應(yīng),從而殺死病原微生物。
R-NH-R + HClO → R2NCl + H2O
同時(shí),氯離子還能顯著改變細(xì)菌和病毒體的滲透壓使其喪失活性而死亡。
在消毒方面,值得肯定的是,由于次氯酸鈉發(fā)生器所生產(chǎn)的消毒液中不象氯氣、二氧化氯等消毒劑在水中產(chǎn)生游離分子氯,所以,一般難以形成因存在分子氯而發(fā)生氯代化合反應(yīng),生成不利于人體健康的有毒有害物質(zhì)。并且,次氯酸鈉也不會(huì)象氯氣同水反應(yīng)會(huì)最后形成鹽酸那樣,對(duì)金屬管道構(gòu)成嚴(yán)重腐蝕。不過(guò),它同氨可以發(fā)生反應(yīng),在水中生成微量的帶有氣味的氯氨化合物,但這種物質(zhì)也是一種安全的殺生藥劑,只是遠(yuǎn)不及次氯酸鈉的殺生能力。
NH3 + HClO → NH2Cl + H2O
NH2Cl + HClO → NHCl2 + H2O
NHCl2 + HClO → NCl3 + H2O
就運(yùn)行成本而言,采用次氯酸鈉消毒的運(yùn)行成本費(fèi)用是很低的,稍比氯氣高一些。根據(jù)英國(guó)所統(tǒng)計(jì)的一組數(shù)據(jù)表明,次氯酸鈉同氯氣成本相比大約為1.05 :1[3]。
使用次氯酸鈉消毒以采用次氯酸鈉發(fā)生器為最優(yōu)。以前,次氯酸鈉發(fā)生器未能在我國(guó)大范圍推廣的原因,主要是:過(guò)去在陽(yáng)極防腐材料方面不過(guò)關(guān);其次是我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展滯后和對(duì)水處理技術(shù)不夠重視;再次是次氯酸鈉發(fā)生器比氯氣的一次性投入要略高等因素造成的;當(dāng)然還有限制用電的因素,盡管設(shè)備耗電不大。
實(shí)際中,還有一些單位對(duì)水體消毒所使用的消毒劑是從氯堿工廠出產(chǎn)的次氯酸鈉液。事實(shí)上,氯堿工廠生產(chǎn)的次氯酸鈉液同次氯酸鈉發(fā)生器現(xiàn)場(chǎng)制備的次氯酸鈉液還是有一定區(qū)別的。次氯酸鈉是氯堿工廠生產(chǎn)過(guò)程中必然留下的一種副產(chǎn)品,它是通過(guò)堿液吸收多余的氯氣生成的。這是為了保障安全必須設(shè)置的一道工藝。對(duì)于大多數(shù)制氯堿的工廠來(lái)說(shuō),次氯酸鈉作為一種副產(chǎn)物,成分較復(fù)雜,還很容易分解。有些氯堿工廠將陰極堿液直接流到尾端作為富余氯氣的收集液,當(dāng)然這種堿液的成分是非常復(fù)雜的了。據(jù)一些報(bào)道分析,有些廠從經(jīng)濟(jì)效益上考慮,使用石墨做電極還產(chǎn)生出相當(dāng)多的二惡因成分。
2OH- + Cl2 → Cl- + ClO- + H2O
一般來(lái)講,該反應(yīng)通常在低溫下進(jìn)行,因?yàn)榈蜏叵乱环肿勇葰膺€可以同八分子水結(jié)合成暫時(shí)性的水合氯
二氧化氯
二氧化氯的分子式是ClO2,在高于11oC時(shí),二氧化氯沸騰,成為一種黃綠色氣體。它是一種極活潑的化合物,稍經(jīng)受熱,就會(huì)迅速而爆炸性分解為氯氣和氧氣。二氧化氯具有比氯氣更大的刺激性和毒性,毒性為氯氣的40倍 [2]。由于它是氣體,易于擴(kuò)散,受熱又容易分解,在纖維表面停留時(shí)間較短,并且與水反應(yīng)還能生成具有較強(qiáng)漂白能力的HClO2, 能夠不降解和損傷纖維,所以在造紙、印染等行業(yè)得到很好應(yīng)用。二氧化氯作為一種強(qiáng)氧化劑,同樣具有和氯相似的殺生能力。
二氧化氯極其不穩(wěn)定,不能象次氯酸鈉那樣可以運(yùn)輸,運(yùn)輸中很容易發(fā)生爆炸事故,所以只有依靠現(xiàn)場(chǎng)制備。一般都是通過(guò)氯酸鹽同酸的反應(yīng)制備得到,以氯酸鈉的成本為最低。但是,氯酸鈉與硫酸的反應(yīng)十分劇烈,所產(chǎn)生二氧化氯幾乎是爆炸性分解為氯氣和氧氣,這當(dāng)然與硫酸在反應(yīng)中大量放出熱量有關(guān)。用化學(xué)方程式表達(dá)如下:
3NaClO3 + 3H2SO4 → 3NaHSO4 + 3HClO3
3HClO3 → 2ClO2↑ + HClO4 + H2O
2ClO2 → Cl2↑ + 2O2↑
最為溫和的方法是草酸與氯酸鈉的反應(yīng)生成二氧化氯氣體,但成本更高:
2NaClO3 + 2H2C2O4 → Na2C2O4 + 2H2O + 2CO2↑ +2ClO2↑
國(guó)內(nèi)一些廠家采用鹽酸進(jìn)行定量控制滴加氯酸鈉的方法生成二氧化氯,這種設(shè)備有的可以獲得最高不超過(guò)50%的二氧化氯和大于50%的氯氣。之所以考慮使用鹽酸,當(dāng)然與原料容易獲得和生產(chǎn)成本相對(duì)較低有直接關(guān)系。
一般來(lái)說(shuō),氯酸鈉與鹽酸發(fā)生反應(yīng)過(guò)程比較復(fù)雜一些。如果使用稀鹽酸反應(yīng),生成物可以獲得二氧化氯和氯氣的混合物氣體[4],但規(guī)模制備還必須設(shè)防爆裝置,操作也必須十分小心,因?yàn)槎趸仁軣岷苋菀妆ㄐ苑纸猓?
NaClO3 + HCl(?。?→ NaCl + Cl2↑ + 2ClO2↑ + 2H2O
實(shí)際上,這個(gè)反應(yīng)也是分為兩步完成的,氯酸鈉先同鹽酸反應(yīng)生成氯酸和氯化鈉,氯酸隨后分解成二氧化氯、氯氣和水。
當(dāng)使用濃鹽酸與氯酸鈉反應(yīng)時(shí),生成物中只有氯氣放出,而沒(méi)有二氧化氯氣體[4]:
NaClO3 + 6HCl(濃) → NaCl + 3Cl2↑ + 3H2O
很顯然,在某一中間范圍的鹽酸濃度中,上述兩種反應(yīng)均有發(fā)生,可將上兩反應(yīng)方程式相加表述為[4]:
ClO3- + 7Cl- + H+ → 4Cl2↑ + 2ClO2↑ + 5H2O
從上面方程表達(dá)式是來(lái)看,鹽酸同氯酸鈉反應(yīng)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(yùn)行成本很高,大約為次氯酸鈉運(yùn)行成本的5倍以上[2]。此外,由于鹽酸容易揮發(fā),并具有強(qiáng)烈腐蝕性,因此,在管理上相對(duì)比較麻煩,需要較多的安全容器來(lái)儲(chǔ)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(fù)雜,具體方法是:讓二氧化氮由底部向上通過(guò)一個(gè)填充塔,而氯酸鈉溶液由上往下流動(dòng),反應(yīng)方程式表達(dá)如下:
ClO3- + NO2 → NO3- + ClO2
這種水溶液濃度不高,處理起來(lái)比較安全(水溶液中二氧化氯含量超高30%時(shí)處理不當(dāng)也會(huì)引起爆炸),溶解實(shí)際上是一個(gè)物理過(guò)程。置于日光下時(shí),溶液會(huì)緩慢地分解成酸的混合物。但是,這種方式的運(yùn)行成本更高,一般也不用于生活飲用水中消毒。
據(jù)有關(guān)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(gè)氯氣不具備的特點(diǎn):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(huì)與氨發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生令人不愉快的味道。但是,它在水中分解時(shí)會(huì)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(zhǎng)時(shí)間的積累起來(lái)會(huì)使水變黃,還會(huì)出現(xiàn)對(duì)皮膚和眼睛的刺激,一般采用投加一定量氯的辦法來(lái)消除[3]。
有些資料上有關(guān)于二氧化氯可以殺滅芽孢的說(shuō)法,但具體機(jī)理和實(shí)際效果并不詳。目前,國(guó)內(nèi)使用二氧化氯用于自來(lái)水、中水等消毒非常成功的實(shí)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(dá)到應(yīng)有的余氯檢測(cè)量,故而,對(duì)自來(lái)水、游泳池等需要維持一定消毒藥量來(lái)說(shuō),二氧化氯消毒比較困難達(dá)標(biāo),其水體中余氯檢測(cè)值也較難得到保證。更何況,二氧化氯尚沒(méi)有氯氣那么高的氣壓可通過(guò)加氯機(jī)同水體形成暫時(shí)水合物的能力,所以,從技術(shù)上來(lái)講,大規(guī)模使用二氧化氯投加也還非常不現(xiàn)實(shí)。
通常認(rèn)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(yīng)產(chǎn)生亞氯酸HClO2,亞氯酸是一種相當(dāng)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(yīng)用亞氯酸鈉溶液進(jìn)行漂白。通過(guò)將立時(shí)產(chǎn)生的二氧化氯水溶液和過(guò)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(guò)水解逐步釋放出亞氯酸,可以
臭 氧
臭氧的分子表達(dá)式為O3,通常狀態(tài)下是淺藍(lán)色氣體,并具有劇毒性。由于有一種魚(yú)腥臭味便得了這個(gè)不雅的稱(chēng)謂。在-112OC凝聚為深藍(lán)色液體,在-192OC凝結(jié)為黑紫色固體。臭氧在水中的溶解能力很小,但比氧易溶于水。液態(tài)臭氧與液氧不能互溶。與氧氣相反,臭氧是非常不穩(wěn)定的,在常溫下緩慢分解,200OC以上分解較快,且分解時(shí)釋放大量熱量。純的臭氧還容易爆炸[1,7]。 2O3 → 3O2
就化學(xué)性質(zhì)來(lái)說(shuō),無(wú)論在酸性、中性、堿性介質(zhì)中,臭氧的氧化性比氧更強(qiáng)。正因?yàn)檫@一點(diǎn),臭氧可用作殺生劑,能應(yīng)用來(lái)對(duì)各種水體進(jìn)行消毒和處理。也可以用于漂白棉、麻、紙張,以及對(duì)皮毛進(jìn)行脫臭。
臭氧通常存在于高層大氣中,主要是通過(guò)太陽(yáng)光中紫外線(xiàn)對(duì)氧分子的激活而生成的。高層大氣中的臭氧對(duì)地球生物包括人類(lèi)都具有保護(hù)作用,它能吸收紫外線(xiàn),從而使生命免受紫外線(xiàn)的傷害。
氧氣和空氣在放電的情況下可產(chǎn)生少量臭氧,因此在工作著的電機(jī)、高壓電器等附近也會(huì)發(fā)現(xiàn)它。比如處于長(zhǎng)期工作狀態(tài)的復(fù)印機(jī)就有一些臭氧發(fā)出。夏季雷雨季節(jié),雷電擊穿空氣同樣會(huì)產(chǎn)生一些臭氧。
臭氧的產(chǎn)生,先是氧氣O2被激發(fā)離解,形成高活化能力的原子氧,大部分原子氧很快再結(jié)合成氧O2,但少數(shù)氧原子則同氧O2反應(yīng)生成臭氧O3 :
O2 + O → O3
另外,一些裝有高壓器件的家用電器也能產(chǎn)生微量的臭氧。由于臭氧會(huì)分解,所以一般空氣中的含量是很微的。但是,由于人需要呼吸空氣中的氧氣,如果某些環(huán)境空氣中臭氧含量超過(guò)1μg/m3時(shí),則直接對(duì)人體健康造成傷害,濃度越高危害也就越大,因此,有些國(guó)家制定環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)時(shí)對(duì)于環(huán)境空氣中臭氧含量也進(jìn)行了強(qiáng)力限制。
臭氧可以在高電流強(qiáng)度下電解硫酸獲得,低溫時(shí),在陽(yáng)極放出的氧氣中可含有達(dá)30%的臭氧[1]。但是,這種辦法只能是在實(shí)驗(yàn)室小量制備。因?yàn)榱蛩崾呛軓?qiáng)的酸,電極在強(qiáng)酸中不僅腐蝕消耗得迅速,而且材料也很不容易購(gòu)買(mǎi)到。
在近20000V的電壓下,通過(guò)氧氣放電方式,世界上最先進(jìn)的設(shè)備通過(guò)純氧所能產(chǎn)生的臭氧化氧氣可含10%的臭氧。現(xiàn)在可以用來(lái)小規(guī)模處理水消毒的臭氧發(fā)生器,大多是通過(guò)對(duì)壓縮空氣進(jìn)行放電獲得臭氧的。這種設(shè)備所產(chǎn)生的臭氧濃度不會(huì)很高的,一般為1%-2%[8]。
由于臭氧的氧化能力很強(qiáng),加之放電時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的熱能,故而放電電極容易損耗,所以必須定期更換放電電極。放電電極多由極為特殊材料構(gòu)成,一般為高抗氧化的貴重金屬(象鉑金)或者合金復(fù)合材料組成。進(jìn)行無(wú)聲放電激發(fā)空氣成臭氧化空氣的設(shè)備的電極表面還有一層電介質(zhì)。因此,一套高質(zhì)量的臭氧設(shè)備其價(jià)格是不菲的,產(chǎn)量稍大一點(diǎn)的設(shè)備就超過(guò)百萬(wàn)元以上。
我們知道,空氣在高壓環(huán)境下放電還會(huì)生成一氧化氮和二氧化氮等有害物質(zhì),這些物質(zhì)往往會(huì)在水中積累而形成致癌性的亞硝酸鹽。臭氧發(fā)生器同樣存在產(chǎn)生亞硝酸鹽這個(gè)問(wèn)題,這是用戶(hù)需要清楚的。當(dāng)然,亞硝酸鹽含氮,對(duì)于農(nóng)作物增產(chǎn)很有好處,所以打雷下雨后的農(nóng)作物長(zhǎng)勢(shì)總是顯得非常好。
臭氧的氧化電位很高,就氧化消毒能力來(lái)講比氯更加優(yōu)良,僅次于氟和高鐵酸鉀。因此在食品工業(yè)以及極個(gè)別的游泳場(chǎng)館也有采用臭氧發(fā)生器設(shè)備消毒的。近來(lái),還有些專(zhuān)家主張可以小規(guī)模用來(lái)進(jìn)行污水治理,但經(jīng)過(guò)試用,治理效果并不好。
臭氧常處于不穩(wěn)定狀態(tài),特別是在水中的分解會(huì)隨著水溫的升高而增強(qiáng)。臭氧在水中分解時(shí)直接放出單原子氧[O],因而具有強(qiáng)大的氧化消毒功效。臭氧由于分子小,能迅速擴(kuò)散和滲透到水中的細(xì)菌、芽孢、病毒中,強(qiáng)力有效地氧化分解細(xì)菌、病毒、藻類(lèi)物質(zhì)的各種組織物質(zhì)。此外,它不生成任何帶有特殊氣味的物質(zhì),在味覺(jué)、氣味、顏色方面可以很好地起到改善水質(zhì)的作用[3]。它的這一特點(diǎn)決定其在食品工業(yè)方面應(yīng)用是很有前途的。比如,規(guī)模較大的純凈水、礦泉水生產(chǎn)廠都是使用的臭氧發(fā)生器消毒。
但對(duì)于游泳池水的處理來(lái)講,由于臭氧不易溶于水,在水中的任何情況下都是不穩(wěn)定的,只有水體同臭氧充分混合接觸才可能消毒有效,因此,臭氧消毒游泳池水必須安裝大型洗滌器才可行,而且池水量越大洗滌器就應(yīng)該相應(yīng)增大。一般來(lái)講,專(zhuān)用儲(chǔ)存洗滌器的水量至少應(yīng)該是池水的三分之一以上,占用地方比較大。國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家游泳池都是自建的較多,泳池較小,洗滌器也就不大。
同時(shí),由于臭氧的毒性,游泳池水中的臭氧最大允許濃度不能超過(guò)0.01ml/l,空氣中的臭氧最大允許濃度不能超過(guò)0.001mg/m3(1μg/m3)。所以,經(jīng)過(guò)臭氧消毒過(guò)的水在進(jìn)入游泳池之前,必須利用活性炭來(lái)吸收多余的臭氧。這樣,泳池水體中便不存在剩余量,無(wú)法保證水體仍然具有效消毒作用,因而還需要設(shè)置一套采用諸如次氯酸鹽等輔助加藥消毒系統(tǒng),使池水能夠保持0.5-1.0mg/l的余氯量[3]。在這之中,次氯酸鈉還能夠消耗一部分投入水中的過(guò)量臭氧:
O3 + HClO → HClO2 + O2
我們認(rèn)為,對(duì)于游泳池消毒采用臭氧發(fā)
結(jié) 語(yǔ)
綜上所述,從消毒設(shè)備的發(fā)展趨勢(shì)上看,選擇一種更好的無(wú)毒無(wú)污染的方式更為理想化。但每一種消毒劑不可能沒(méi)有利弊的。從消毒能力上講,臭氧和次氯酸鈉都很好,但臭氧稍比次氯酸鈉滅菌更快速一些,水質(zhì)方面也沒(méi)有太多的異味物質(zhì)生成,不過(guò)作為液體的次氯酸鈉又比臭氧更好管理一些,水質(zhì)也能夠充分保障達(dá)標(biāo)。就設(shè)備所占空間大小來(lái)說(shuō)兩者都相差無(wú)幾,只是次氯酸鈉發(fā)生器比臭氧發(fā)生器多需要一兩三平方米儲(chǔ)存食鹽的地方。從投資到設(shè)備使用來(lái)考慮,次氯酸鈉發(fā)生器消毒就比臭氧更具有優(yōu)勢(shì),投資較臭氧少得多,僅是臭氧的五分之一,設(shè)備運(yùn)行更加穩(wěn)定,北京鼎正環(huán)保技術(shù)有限公司次氯酸鈉發(fā)生器產(chǎn)品使用壽命還可達(dá)20年以上。運(yùn)行成本方面,次氯酸鈉發(fā)生器耗電少,維修也方便,也更具有優(yōu)勢(shì)。
不管是氯氣、臭氧還是二氧化氯氣體,不僅存在擴(kuò)散和跑泄漏問(wèn)題,而且它們的溶解性能都是比較差的,在藥物投加方面要做到像次氯酸鈉等液體消毒劑那樣方便準(zhǔn)確是比較困難的。一般來(lái)講,它們通過(guò)發(fā)生器所形成的氣體氣壓大抵為常壓,不會(huì)高出大氣壓力多少,更不可能有近似液氯的壓力,也沒(méi)有真空加氯機(jī)這樣的投加設(shè)備,這是它投加困難達(dá)不到所要求水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的主要因素。
二氧化氯用作水消毒通過(guò)近些年的推廣使用,確有許多不盡人意的地方,實(shí)際運(yùn)用效果和實(shí)驗(yàn)室結(jié)果差別很大,藥物投加不能使水質(zhì)達(dá)到規(guī)定指標(biāo),安全性也很差。這些缺陷是與二氧化氯的性質(zhì)和運(yùn)用技術(shù)有密切關(guān)系的,也與需求單位現(xiàn)有設(shè)備管理人員的知識(shí)水平有關(guān)。目前,國(guó)家也沒(méi)有針對(duì)二氧化氯制定一個(gè)比較完善統(tǒng)一的產(chǎn)品國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),也不能確定一套最為成熟可行的有效解決方案。盡管在全國(guó)召開(kāi)了幾次有關(guān)二氧化氯的會(huì)議,但是,二氧化氯所表現(xiàn)出的不夠穩(wěn)定之特性,表明對(duì)于二氧化氯參與漂白和消毒的機(jī)理還有待深入研究,二氧化氯在消毒領(lǐng)域和臭氧一樣仍然處于探索和產(chǎn)品改進(jìn)階段。
消毒藥劑同治病藥物一樣,有無(wú)副作用,效果如何,也必須經(jīng)過(guò)時(shí)間的檢驗(yàn)。事實(shí)證明,在所有通用消毒藥劑中,次氯酸鈉仍然是比較穩(wěn)定可靠的殺生劑。次氯酸鈉發(fā)生器經(jīng)過(guò)許多年的發(fā)展和改進(jìn),建立了嚴(yán)密的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),已經(jīng)成為一種相當(dāng)完善的實(shí)用性設(shè)備,很值得大范圍推廣。不過(guò),各個(gè)生產(chǎn)單位良莠不齊,型號(hào)較多,用戶(hù)還是要多家比較,選擇從優(yōu)。
當(dāng)然,水處理技術(shù)也總是隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步而不斷發(fā)展翻新的,出現(xiàn)越來(lái)越優(yōu)異的氧化消毒處理技術(shù)并不令人驚奇。目前,北京鼎正環(huán)保技術(shù)開(kāi)發(fā)有限公司就已經(jīng)在雙氧水消毒設(shè)備、高鐵酸鹽綠色消毒劑發(fā)生器等方面取得了關(guān)鍵性的進(jìn)展,這是具有世界先進(jìn)水平的技術(shù)突破。雙氧水的消毒作用已經(jīng)在醫(yī)用領(lǐng)域得到了充分認(rèn)可,高鐵酸鹽的完全無(wú)害性更是證據(jù)確鑿。我們認(rèn)為,具有優(yōu)異環(huán)保性能和無(wú)毒害性的綠色消毒劑將是今后氧化消毒設(shè)備和藥劑發(fā)展的方向。我們完全有理由相信,綠色消毒藥劑必將逐步成為水體處理和衛(wèi)生防疫領(lǐng)域的生力軍。
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