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次氯酸钠VS二氧化氯，谁才是水质安全的王者？
一、二氧化氯预氧化技术工艺概述及应用现状
二氧化氯（ ClO2 ）是一种黄绿色气体，易溶于水，是国际上公认的高效、广谱、快速、安全的杀菌消毒剂。二氧化氯作为一种强氧化剂，由于其在消毒杀菌、防腐除臭、保鲜及环境污染处理等方面的独特功能已受到国内外专家的广泛关注。 1944年，美国尝试在饮用水中使用二氧化氯消毒。上世纪 80 年代中期，美国农业部和美国环保局确认 ClO2 可作为食品消毒剂和饮水杀菌剂，世界卫生组织则认为该物质具有无致癌、致畸性等特性，而被推荐为安全消毒剂中 A1 级产品，我国城市供水在 2000年技术进步发展规划中将二氧化氯列入替代氯消毒剂的推广应用研究之列。目前，越来越多的欧洲等发达国家已把ClO2 用作饮用水的消毒剂，并对 ClO2 在水处理、医疗卫生、水产品加工、果蔬保鲜及环境污水处理、纸浆漂白等方面进行广泛的应用研究。
优点： 1 ）高效、广谱的绿色消毒剂，消毒效果优于氯系消毒剂；
2 ）具有持续消毒能力，可同时作为预氧化与出厂水消毒；
3 ）可有效去除重金属，且具有优良的脱色、除臭效果；
4 ）消毒不产生致癌、致畸、致突的氯代三致物质；
5 ）消毒基本不受氨氮、pH影响；
6 ）使用成本低；
7 ）二氧化氯新型工艺可采用含氯酸钠复配成分与含硫酸氢钠复配成分（简称绿安消）作为原材料，原料使用无需办理危化品备案登记手续。解决 传统工艺多以盐酸、硫酸、氯酸钠为反应原料，原料涉及到易制毒、易制爆危化品 ， 转化率收率低，劳动强度大等问题 ；
缺点：1 ）会产生无机消毒副产物亚氯酸盐，但可通过投加亚铁类絮凝剂进行去除，预氧化的同时辅助净水，降低净水剂的使用量；
二、次氯酸钠预氧化技术工艺概述及应用现状
次氯酸钠是一种无机物，化学式为 NaClO， 属于强碱弱酸盐，清澈透明，是一种能溶解于水的液体。强氧化剂，用作漂白剂、氧化剂及水净化剂用于造纸、纺织、轻工业等，具有
漂白 、杀菌、消毒的作用。 NaClO 的消毒机理与氯气相同，都是水解成次氯酸发挥作用，故也与次氯酸钙、氯胺、氯气消毒同称为含氯消毒剂，该水解过程可导致待处理水的pH 升高，一般认为 NaClO
溶于水中后，水解生成次氯酸和新生态的氧扩散到带负电病原体表面，并通过细胞壁进入体内破坏蛋白质、核酸等，将致病微生物灭活。杀菌的同时，次氯酸钠同氨可以发生反应，在水中生成微量的带有气味的氯氨化合物，但这种物质也是一种安全的杀生药剂，只是杀生能力较差，同时导致消毒后水口感变差。
采用次氯酸钠消毒，不可避免地使水中存在一定盐分 ， 不过由于投加是按每一吨水几克的标准进行的， 像 自来水等流动水体根本就不存在累积的问题，更不可能产生咸盐的感觉。
1、次氯酸钠商品溶液
大多指的 是从氯碱化 工厂出产的副产品 次氯酸钠溶液， 是氯碱化 工厂生产过程中必然留下的一种副产品，通过碱液吸收多余的氯气生成
， 是为了保障氯碱生产 安全必须设置的一道工艺，因此其 成分较复杂，一般只适用于环保消毒，不可用于饮水 。目前市场上食品级的次氯酸钠商品溶液，具有涉水卫生批件，其纯度更高，杂质控制在很低水平，已可以满足自来水消毒安全需要。常见的次氯酸钠商品溶液有效氯含量 8-12%，但在储存中有效成分会逐渐挥发分解直至降低到7%左右后保持稳定，故在使用该工艺时一次储备量不可过大。
成品次钠优点： 1 ）使用简单方便；
2 ）设备投资少；
3 ）具有持续消毒能力；
成品次钠缺点：1 ）化工下游产品，杂质较多，产品质量不稳定，受化工企业多少远近影响，存在采购风险；
2）
消毒会产生有机消毒副产物，如 三卤甲烷 ( THMs)、卤代乙酸 (HAAs)、卤代乙腈 (HANs)、卤化氰 ( XCN s)、卤代苦碱、卤代乙醛 ( HATs)、卤代酚 (HHB s)、卤代酮 ( HKs)、卤硝基甲烷类 ( HNMs)、卤代羟基呋喃类 ( CHFs) 等，简称 DBPs，已知有 700多种；
3）
储存使用会产生无机消毒副产物氯酸盐，随着温度升高、储存时间增长，氯酸盐产生量越大，目前国内各大水务公司均有相关的研究数据；
4）
不能杀灭新型病毒及两虫；
5）
预氧化效果受水质 pH、氨氮影响较大；
6）
消毒成本较高；
7）
有效氯含量 5%以上属于危化品，购买、运输、储存、使用管理不便；
2、次氯酸钠发生器
次氯酸钠发生器的生成过程可以通过化学方程式表达如下：
其总反应表达如下：
NaCl + H2O → NaOCl + H2↑
电极反应：
阳极： 2Cl- - 2e → Cl2
阴极： 2H+ + 2e → H2
溶液反应： 2NaOH + Cl2 → NaCl + NaOCl + H2O
次氯酸钠发生器一般将电解吸收后产生的溶液以 0.8% ± 0.05%浓度保存在大型储罐中，和成品次氯酸钠溶液以相同方式投加。
次氯酸钠发生器优点： 1 ）原料易购；
2 ）具有持续消毒能力；
3 ）排氢系统不出现异常情况下，使用安全；
次氯酸钠发生器缺点：1 ）产品浓度低，纯度低，有效氯含量0.8%左右；
2 ）消毒会产生有机消毒副产物，如 三卤甲烷 ( THMs)、卤代乙酸 (HAAs)、卤代乙腈 (HANs)、卤化氰 ( XCN s)、卤代苦碱、卤代乙醛 ( HATs)、卤代酚 (HHB s)、卤代酮 ( HKs)、卤硝基甲烷类 ( HNMs)、卤代羟基呋喃类 ( CHFs) 等，简称 DBPs，已知有 700多种；
3 ）电解、储存使用会产生无机消毒副产物氯酸盐，随着温度升高、储存时间增长，氯酸盐产生量越大；
4 ）不能杀灭新型病毒及两虫；
5 ）预氧化效果受水质pH、氨氮影响较大；
6 ）消毒成本较高；
7 ）设备由溶盐系统、电源系统、电解系统、排氢系统、储存系统、投加系统、控制系统、软水系统等八大系统组成，占地大、投资大、操作维护管理困难；
8 ）电极使用寿命目前约为5年，寿命期到一般都需要更换新的电极，电极造价较高，后续使用成本高；
9 ）大水厂人工强度较大，每天需要溶盐两吨以上；
三、三种消毒工艺对比分析
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比较项目 |
二氧化氯发生器 |
商品次氯酸钠 |
次氯酸钠发生器 |
|
消毒作用机理 |
氧化作用 |
氯化作用 |
氯化作用 |
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消毒作用电极电势（注1） |
1.95 |
1
.36
|
1.36 |
|
消毒副产物 |
1、
亚氯酸盐 1 种 （高纯设备）； |
1 、 致癌、致畸、致突三致物质，如三氯甲烷、卤乙酸等； 目前已知的 700多种；
1、
氯酸盐 |
1、
致癌、致畸、致突三致物质，如三氯甲烷、卤乙酸等；
目前已知的700多种；
2、
氯酸盐 |
|
副产物毒性 |
亚氯酸盐溶液 200ppm以下实际无毒水溶液 |
2B 级致癌物质 |
2B 级致癌物质 |
|
副产物控制 |
易控、可去除 |
难控、无法去除 |
难控、无法去除 |
|
生产副产物 |
可做到基本无，现有技术已经完全可以把未反应完的原材料可通过残液自动分离系统彻底去除，确保只有消毒液进入水体 ； |
氯酸盐（储存过程中自身歧化产生，产生量和原液浓度、储存时间、温度正相关） |
氯酸盐（电解过程中产生，和电解温度正相关，储存时还会在歧化部分） ； |
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杀菌速度 |
5min 后≥99% |
5min 后≥75%，30min后≥ 99% |
5min 后≥75%，30min后≥ 99% |
|
管网中持续杀菌时间 |
≥ 12h |
≥ 8h |
≥ 8h |
|
灭两虫效果（注2） |
较好灭活效果 |
常规条件难以灭活 |
常规条件难以灭活 |
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生产安全管理 |
绿安消（复合氯酸钠、复合硫酸氢钠）人体皮肤可直接触摸，几乎无安全隐患 |
10% 商品溶液运到现场后到稀释至有效氯5%以下溶液，性质比较稳定，几乎无安全隐患 |
电解过程中持续产生氢气（易爆易爆气体），需妥善管理
|
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环保排放管理 |
无废渣、废液、废气产生 |
无废渣、废液、废气产生 |
系统运行 2- 3 个月需用酸清洗电解槽（提高使用寿命和效率），清洗后的废液参照危废排放，氢气需当废气处理 |
|
操作人员劳动强度 |
无，液体直接使用 |
无，液体直接使用 |
主要搬运固体食盐到稀释系统，120
万吨水预处理 每天用盐 几吨重
， 人员劳动强度过大 |
|
设备投资 |
小 |
小 |
大 |
|
维护管理难易程度 |
小 |
中 |
大 |
|
吨水综合运行成本 |
小 |
中 |
大 |
|
占地面积 |
小 |
中 |
大 |
|
设备组成
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原料储存系统、发生器主机 、投加系统 |
原料储存装置、投加装置、投加控制系统等
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溶盐系统、软化水系统、整流电源系统、电解电极总成系统、存储装置系统、排氢系统、投加系统、酸洗系统、自动控制系统等 |
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未知风险 |
设备简单、成熟稳定，市面已 有 二十 年以上 的使用 历史 |
设备及药剂简单、行政管理非常成熟，市面已使用几十年时间
|
设备系统繁多，后续维护 修理专业要求较高 ，目前 市场品牌较多，发生器使用时间 3年左右，检修频率
有待市场检定 |
鉴于氯系消毒剂消毒会存在大量的致癌、致畸、致突的氯代三致物质，且一旦形成就无法去除，目前国内以氯系消毒剂作为预氧化使用或者深度处理使用的非常少。 二氧化氯 作为 新型 消毒剂，目前新型制备 工艺可采用含氯酸钠复配成分与含硫酸氢钠复配成分（简称绿安消）作为原材料，均不 直接使用易燃、易爆、易制毒危险化学品，无需办理备案登记手续，液体原料，使用简单方便 。 解决了 传统工艺以盐酸、硫酸、氯酸钠为反应原料，原料涉及到易制毒、易制爆危化品 问题，以及转化率纯度低等问题 。
且产生的消毒副产物亚氯酸盐可以通过投加亚铁类絮凝剂进行简单去除，降低消毒副产物的同时，辅助净水。高纯二氧化氯预氧化与亚铁类絮凝剂组合使用，去除亚氯酸盐后不产生任何化学副产品，是目前最有前景的预氧化处理工艺。
五、推荐方案
为了使二氧化氯的优越性得到充分发挥，在我国二氧化氯专家的带领下，经过科研人员 十几年的不断创新，四川齐力绿源科技有限公司 开发成功了制备二氧化氯的新工艺 ——GAHJ法 ，以绿安消（复合氯酸钠）和活化剂（复合硫酸氢钠）为原料，这种方法高纯环保、安全可靠、简单方便、性价比高，其各项技术经济指标处于国内先进水平。GAHJ法 的诞生，结束了使用固体氯酸钠、固体亚氯酸钠、浓硫酸、盐酸制备二氧化氯的历史。这种国内首创、行业领先的GAHJ法 是二氧化氯行业的一次重大创新，深受广大客户的赞赏和青睐！经使用证明，它具有其它方法不可比拟的优势：
★ 使用安全： 不使用固体氯酸钠、固体亚氯酸钠、硫酸、盐酸制备二氧化氯，消除了固体氯酸钠、固体亚氯酸钠、硫酸、盐酸在运输、储存、使用过程中的安全隐患。
★ 使用简便： 免去了原料下车、搬运、溶解、稀释、抽吸等繁琐的工作。全自动运行，使用简单，维护方便，对操作人员的技能要求不高。
★ 使用效果好： 二氧化氯收率达到 85 % 以上，用量少，消毒效果好。
★ 节能环保: 采用 NR
节能加热技术，比其它加热方式节能 30%以上。残液自动分离处理，达标排放，对环境无污染。
★ 使用成本低： 原料转化率达到 95
%以上，消毒成本降低 15%
。
★ 管理难度低：由于采用复合氯酸钠与复合硫酸氢钠全自动制备二氧化氯，管理、操作、维护非常简单。
★ 无须办理危化品或易制毒品备案登记手续。
