我国二氧化氯发生器亟待提质增效

      目前,我国城市中近40%的饮用水水厂都已开始采用二氧化氯消毒。我国二氧化氯消毒剂生产、消费量等已超过美国跃居世界第一。有关二氧化氯的法规、标准正在更新、修订和完善。二氧化氯用于空气、土壤、养殖等新兴市场呈现广阔前景。

    作者: 杨扬  来源:中化新网

我国二氧化氯发生器亟待提质增效

提高准入门槛 重视科技创新 强化软硬实力

  目前,我国城市中近40%的饮用水水厂都已开始采用二氧化氯消毒。我国二氧化氯消毒剂生产、消费量等已超过美国跃居世界第一。有关二氧化氯的法规、标准正在更新、修订和完善。二氧化氯用于空气、土壤、养殖等新兴市场呈现广阔前景。

 

  在8月18日-20日于山东青岛召开的2017年全国水质安全与二氧化氯应用技术研讨会上,与会行业专家和政府主管部门形成共识:作为二氧化氯主要生产装备的二氧化氯发生器亟待提质增效。而智能化、大型化和高纯度、高转化率设备是发展的方向。

  准入门槛较低 存在一批‘三无’

  众所周知,二氧化氯是国际上公认的最新一代广谱、高效、安全、环保的杀菌消毒剂,具有杀菌效果好、见效快、残留少、不产生抗药性等优点。世界卫生组织和世界粮食组织将其列为A1级高效杀菌、消毒剂;欧美等发达国家也将其广泛应用于各领域的杀菌、消毒;我国卫生部也已批准其为饮用水等杀菌、消毒剂的首选,并可作为食品添加剂使用;另外,它还具有除藻、抗霉、防腐、保鲜、除臭等功能。ClO2具有强氧化能力及高效广谱杀菌能力,并且在饮用水消毒中不会产生卤代烷烃(THMs)等三致物质(致癌、致畸、致突变),在我国城市自来水净化中已经得到广泛应用。而城市供水质量与安全,事关国计民生。

  全国化工标准物质委员会二氧化氯专业委员会秘书长吴明松博士告诉记者,由于ClO2的性质不稳定,容易发生爆炸,较难储存和运输,因此,目前在水厂都是采用二氧化氯发生器现场制备。

  前些年,因为二氧化氯良好的应用前景,加之制备方法简单,再由于没有相应的标准,或是国家标准刚刚制定颁布,导致国内形成二氧化氯发生器一窝蜂的局面,而且良莠不齐,多数企业规模较小,技术水平普遍不高,部分企业存在着以次充好、以假乱真的问题,一些小作坊出品的设备仍停留在本世纪初的水平,更谈不上与国外品牌的竞争。一个主要原因是行业准入门槛太低。

  目前,全国城市中近40%的饮用水水厂都已开始采用二氧化氯消毒,包括其它行业在内,在役的二氧化氯发生器有20000多台,全国有1000多家二氧化氯发生设备制造商。但目前在给水消毒中使用的大多数为“混合型”二氧化氯发生器,产物中氯气的比例甚至超过60%,已经失去最初为了减少三氯甲烷而改投二氧化氯的意义,在国外水厂已很少采用了。另外一些产品的转化率很低,大量未反应的氯酸钠和盐酸等原料投加到待处理水中,造成出水中氯酸盐超标,造成了严重的污染问题,甚至酿成巨大事故。

  行业正重新洗牌 技术创新是关键

  随着中国经济的快速发展,水量型缺水和水质型缺水问题日益严重。特别是在依赖南水北调供水的部分省份,水源类型更加多样化,南水北调水与现水源掺混,水质波动大,复合污染加剧。

  山东省城市供排水水质监测中心主任贾瑞宝告诉记者,目前,山东省的主要水源包括:地下水、河库水;引黄水、南水北调水;淡化海水……全省县级以上城市水厂340座,总水能力2000万m3/d;地表水厂约占50%;处理工艺以简单处理、常规工艺为主。南水北调通水后,山东受水区水源构成更加复杂,区域外调水占1/3;长江水有机物含量较低,经过调蓄湖泊后,有机物呈逐渐增大趋势,江苏境内TOC在1.7-3.5mg/L;南四湖TOC含量平均为5.52mg/L;硫酸盐、氯化物、溴化物江苏段较低,在南四湖达到峰值,分别为420mg/L、380mg/L和410 μg/L。

  江苏段电导率较低,在232-768 μS/cm ,进入南四湖后明显升高,电导率在1053~1968 μS/cm,平均值为1512 μS/cm。这给消毒工艺带来了更高的要求。

  随着我国《食品卫生安全法》和《消毒剂产品生产企业卫生规范》两个强制性法规的实施,以及国家卫计委正在对GB 28931-2012 《二氧化氯消毒剂发生器安全与卫生标准》和 GB/T 26366-2010《二氧化氯消毒剂卫生标准》进行修订。对二氧化氯发生期和制剂提出了更高的要求,监管力度也将加大,企业准入门槛将得到提高,行业将重新洗牌,一些作坊式的小企业和低水平的产品必将被淘汰,还会有新的企业趁机进入二氧化氯发生器市场。一些舍得研发投入,技术创新能力强的企业,必定会脱颖而出。

  青岛巨川环保科技有限公司戈学珍告诉记者,该公司与哈尔滨工业大学和东北大学合作,在化工标准物质委员会二氧化氯专业委员会的协助下,开发成功了”蔗糖法JCT型高纯二氧化氯发生器”,在日供水量10万吨的青岛西海岸公用事业集团水务公司红石崖水厂已经稳定运行。

  该发生器以蔗糖、氯酸钠和稀硫酸为主要原料,从原料、工艺和发生器结构进行了重大革新,具有高转化率、高纯度、体积小、操作简便、运行时无需加热、运行成本低等特点。特别适用于大中型水厂,节能减排效果显著。

  智能化是方向 服务是软实力

  中国疾病预防控制中心环境所研究员张岚告诉记者:目前我国水厂中应用的二氧化氯发生器主要有“高纯法”和“混合法”,后者占据了主要市场。但该类发生器以氯酸钠和盐酸为原料,产物中含有大量的氯气,消毒时依然会产生三氯甲烷等三致物质(致癌、致畸、致突变),还时常发生过量的氯酸钠排入水中造成氯酸盐超标的情况。很多作坊式厂家出品的发生器仍然使用十多年前的技术,结构简单、控制方式原始、转化率低、容易发生爆炸等恶性事故。

  张岚说:高转化率、高纯度、低成本和智能化的氯酸盐法发生器是二氧化氯制备技术的发展方向。

  随着移动互联技术的飞速发展,国家也在大力发展智慧城市建设,城市水、电、燃气等的生产和消耗都实现了智能化,各类数据都纳入了城市监管运行的大数据库。目前大量低水平的二氧化氯发生器无法满足和适应城市智能化运行和监管的需要。

  深圳斯瑞曼精细化工有限公司董事长刘景华告诉记者:他们研制成功的SRM-LSH-PLC系列高纯二氧化氯发生器,采用气液分离工艺、纯气体投加、反应母液另行收集处理,是将R11法生产的纯二氧化氯气体直接投加到饮用水中进行净化,对水质不产生二次污染,在预处理水质时不会产生“三致”化合物。在自来水预氧化处理和消毒中的应用属行业领先、国内首创,并获得国家授权的发明专利。

  此外,他们开发了以双氧水为原料的氯酸盐法高纯发生器,配备“智慧化系统”,反应系统的温度、压力、摩尔比,通过PLC程序自动化控制。由二氧化氯传感器对出厂水的残余二氧化氯输出浓度讯号进行控制,同时通过数字转换,调整计量泵的投料量。从而,确保发生器的二氧化氯转化率达到98%以上、二氧化氯的纯度达到99%以上。

  刘景华说,在提高发生器本身的智能化水平之外,该公司研发的第四代高纯发生器,还配备了远程监控系统。设在公司总部的终端系统,可对分布在远端的每台设备的运行状态实时监控,做到了在设备出现异常问题出现时,使用厂家可以瞬时得到响应,甚至可在用户之前发现问题并进行远程调控。并可将实时监控的运行数据,接入城市供水等市政工程运行的大数据库,以便城市应急与监控。

  除了硬件要给力,软实力的打造也很重要。吴明松说,发生器是二氧化氯制造和应用的核心。从应用领域来看,二氧化氯行业应定义为服务于民生的卫生安全保障服务行业。二氧化氯发生器和制剂的相关厂家,应恪守职业道德、增加研发投入、提高产品品质。还应加强品牌建设,扩展应用领域, 拓展国际市场。 

 

 

 本文图片 均为本报记者 杨扬 摄


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