第10章 消毒.docx

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第10章消毒

第10章消毒

本章提要：

介绍氯消毒，臭氧消毒、紫外线消毒等水消毒的基本原理与方法，消毒设备和工艺。

消毒分为化学消毒和物理消毒两大类型。

化学消毒是通过消毒剂与水中的致病微生物机体发生化学反应而灭活的过程。

氯消毒是应用最早和最广泛的化学消毒方法，加氯点和余氯是影响氯消毒效果的两个重要因素，氯气溶于水中产生的次氯酸是导致细菌死亡的直接原因。

物理消毒法是通过紫外线照射、辐射、加热等方式杀灭水中致病微生物的过程，消毒效果好但费用高，往往在特定场合或配合化学消毒法使用。

本章重点：

水的常用消毒方法、消毒机理及应用。

本章难点：

氯消毒。

10.1概述

水中微生物往往会粘附在悬浮颗粒上，给水处理中的混凝、沉淀和过滤单元在去除悬浮物、降低水的浊度的同时，也去除了大部分微生物。

为了防止饮用水传播疾病，对于生活饮用水，消毒过程必不可少，它是用水安全、卫生的最后保障。

消毒并非把水中微生物全部消灭，主要是消除水中致病的微生物，包括病菌、病毒及原生动物胞囊等。

水的消毒方法较多，包括氯消毒，臭氧消毒、紫外线消毒及某些重金属离子消毒等。

氯消毒历史悠久、经济有效、使用方便，是目前应用最广泛消毒方法。

自20世纪70年代发现受污染原水经氯消毒后会产生三卤甲烷等有害健康的消毒副产物以来，各国便开始重视其它消毒方法与消毒剂的研发。

近年，二氧化氯消毒日益受到重视，但对于不受有机物污染或在消毒前已预先去除消毒副产物的前驱物的水源来说，氯消毒仍是安全、有效、经济方便的消毒方法。

除氯以外，其它各种消毒剂的副产物以及残留于水中的消毒剂本身对人体健康的影响，仍需要深入研究。

10.2氯消毒

10.2.1氯的性质

氯气是一种有刺激性气味的黄色气体，密度为3.2kg／m3，极易被压缩成琥珀色的液氯。

液氯密度为1460kg/m3（0℃，0.1MPa），常温常压下，液氯极易汽化，沸点为-34.5℃。

1kg液氯可气化成0.31m3氯气。

液氯气化时需要吸热（约2900J/kg），常采用淋水管喷水降温处理。

氯气与水接触发生歧化反应，生成盐酸和次氯酸，次氯酸是弱酸，在水中能发生离解：

Cl2+H2O→HOCl+HCl

HOCl→H++OCl-

上述反应受温度和pH值的影响，HOCl与OCl-的相对比例取决于温度和pH值。

其平衡常数为K

K=[H+][OCl-]/[HOCl]

10.2.2氯的消毒过程

1.氯消毒机理

一般认为，氯消毒过程中起消毒作用的主要是次氯酸HOCl，当HOCl分子到达细菌内部时，与机体发生氧化作用而使细菌死亡。

虽然OCl-也具有氧化性，由于静电斥力难于接近带负电的细菌，消毒作用有限。

生产实践表明，pH值越低则消毒作用越强，说明HOCl是起消毒作用的主要成分。

多数受污染的水源中含有一定量的氨氮，加氯后会发生如下反应：

NH3+HOCl→NH2C1+H2O

NH2C1+HOCl→NHCl2+H2O

NHCl2+HOCl→NCl3+H2O

因此，在水中同时存在次氯酸（HOCl）、一氯胺（NH2C1）、二氯胺（NHCl2）和三氯胺（NCl3），上述反应的平衡状态以及各成分的比例取决于氯与氨的相对浓度、pH值和温度。

在不同比例的混合物中，其消毒效果是不同的。

或者说，消毒的主要作用来自于次氯酸，氯胺的消毒作用来自于上述反应中维持平衡所不断释放出来的次氯酸。

因此，氯胺的消毒效果缓慢而持续。

有实验证明，用氯消毒，5min内可灭菌99%以上；相同条件下，用氯胺消毒时，5min内仅达60%，需要将水与氯胺的接触时间延长到十几小时，才能达到99%的灭菌效果。

当水中所含的氯以氯胺的形式存在时，称为化合性氯。

氯消毒分为自由性氯消毒和化合性氯消毒两大类。

自由性氯的消毒效果比化合性氯高得多，但化合性氯持续消毒效果好。

2.折点加氯法

加氯量可分为需氯量和余氯两部分。

需氯量指用于灭活水中微生物、氧化有机物和无机还原性物质等所消耗的氯量。

当水中余氯为游离性余氯时，消毒过程迅速，并能同时除臭和脱色，但有氯味残留；当余氯为化合性氯时，消毒作用缓慢而持久，氯味较轻。

加氯量与剩余氯量间的关系如下：

1）若水中不存在消耗氯的微生物、有机物和还原性物质，则所有加入水中的氯都不被消耗，即加氯量等于剩余氯量。

如图10－1中的虚线①。

2）天然水中存在微生物、有机物以及还原性无机物等。

加氯后，水中的部分氯被消耗（即需氯量），氯的投加量减去消耗量即得到余氯，如图10－1中的实线②。

在生产实践中，水中往往含有大量可与氯反应的物质，使加氯量、余氯的关系变得非常复杂。

为了控制加氯量，在生产中常常需要测量曲线②，特别是当水中含有氨和氮化合物时。

如图10－2，当起始的需氯量OA满足以后，随着加氯量增加，剩余氯也增加（曲线AH段），超过H点加氯量后，虽然加氯量增加，余氯量反而下降，如HB段，H点称为峰

图10－1加氯量与余氯量的关系

图10－2折点加氯示意图

点。

此后，随着加氯量的增加，余氯量又上升，如BC段，B点称为折点。

AHBC与斜虚线间的纵坐标b值表示需氯量；曲线AHBC的纵坐标值a表示余氯量。

曲线可分为四个区域：

在第一区域，即OA段，表示水中杂质把氯耗尽，余氯量为零，需氯量为b1，这时消毒效果不能保证。

在第二区域，即曲线AH。

加氯后，氯与氨反应，有余氯存在，所以有一定消毒效果，但余氯为化合性氯，其主要成分为一氯胺。

在第三区域，即HB段，仍然产生化合性余氯，加氯量继续增加，发生下列氧化还原反应

2NH2Cl+HOCl→N2↑+3HCl+H2O

反应结果使氯胺氧化成一些不起消毒作用化合物，余氯反而逐渐减少，最后到达折点B。

第四区域，即曲线BC段。

至此，消耗氯的物质已经基本反应完全，余氯基本为游离性余氯，该区消毒效果最好。

从整个曲线看，到达峰点H时，余氯最高，但这是化合性余氯而非自由性余氯。

到达折点时，余氯最低。

如继续加氯，余氯增加，此时所增加的氯是自由性余氯。

加氯量超过折点需要量时称为折点氯化。

上述曲线的测定，应结合生产实际进行。

考虑到消毒效果和经济性，当水中的氨含量较低时，可以将加氯量控制在折点以后。

当水中氨含量较高时，加氯量可控制在折点以前。

加氯消毒实践表明，当原水游离氨在0.5mg/L以上时，峰点以前的化合性余氯量已够消毒，加氯量可控制在峰点以前；当原水游离氨含量围范为0.3～0.5mg/L时，加氯量难以掌握，控制在峰点以前，往往化合性余氯减少，有时达不到要求，控制在折点后又不经济。

10.2.3加氯点的确定

加氯点主要从加氯效果，卫生要求以及设备维护来确定，大致情况如下：

1）多数情况是在过滤后的清水中加氯，加氯点是在过滤水到清水池的管道上，或清水池的进口处，以保证氯与水的充分接触，这样加氯量少，效果也较好。

2）过滤之前加氯，或与混凝剂同时加氯，可以氧化水中的有机物，对污染较严重的原水或色度较高的水，能提高混凝效果，降低色度和去除铁锰等杂质。

尤其对采用硫酸亚铁作混凝剂时，加氯可促使亚铁氧化为三价铁。

还可改善处理构筑物的工作条件，防止沉淀池底部的污泥腐败，防止青苔滋长或微生物在滤料层生长，延长滤池的工作周期。

对于污染较严重的原水，加氯点放在滤池前为好，也可以采用二次加氯，滤前、滤后各一次。

3）在配水管网很长的情况下，要在管网中途补加氯，加氯点设在中途加压水泵站内。

4）循环冷却水系统的加氯点通常有两处，一是循环水泵的吸入口，二是冷却塔水池底部。

由于冷却塔水池是微生物重要的滋长地，此处加氯，杀菌的效果最好。

10.2.4加氯设备、加氯间和氯库

人工操作的加氯设备主要包括加氯机、氯瓶、磅秤等。

近年来，水厂的加氯自动化设备发展很快，特别是新建的大、中型水厂，大多数采用自动检测和自动加氯技术。

因此，加氯设备除了加氯机（自动）和氯瓶外，还相应设置了自动检测（如余氯自动连续检测）和自动控制装置。

一般通过加氯机将氯瓶的氯安全、准确地输送到加氯点。

加氯机型号很多，可根据需氯量，操作要求等选用。

手动加氯机配相应的自动检测和自动控制设备，能随流量、氯压等变化自动调节加氯量，保证出水质量。

氯瓶内应该保持一定的余压防止潮气进入氯瓶。

但是，实际运行中发现，正压加氯存在漏氯和加氯不稳定的问题，致使加氯机运转不正常，严重影响余氯合格率，且设备腐蚀较快。

既污染环境，又威胁人身安全。

当前，国内外普遍采用真空加氯机，它可以保证系统不产生正压，减轻了漏氯和加氯不稳定的问题。

除加氯机漏氯外，气源间也有可能发生漏氯。

如阀门泄漏，气源间大小阀门经长时间使用，杂质沉积关闭不严；真空调节阀前是正压操作，易出现漏点；氯气瓶针形阀慢性泄漏。

氯气瓶表体泄漏最为危险，在几分钟内就能使瓶内氯气大量泄出，一旦发生，后果严重。

图10－3加氯机及相关阀门

为了解决氯气泄漏对环境的污染和人体的危害，可在气源间设置氯气吸收装置。

氯气吸收系统是将泄漏至厂房的氯气，用风机送入吸收系统，经化学物质吸收而转化为其它物质，避免氯气直接排入大气，污染环境。

碱性吸收剂有NaOH、NaCO3、Ca（OH）2等，但常选用的吸收剂为碱性强、吸收率高的NaOH。

NaOH与Cl2的反应如下

2NaOH+Cl2→NaClO+NaCl+H2O

氯气吸收需要备有足够的氢氧化钠，避免氯气过量而逸出到空气中。

吸收系统分为正压氯吸收系统和负压氯吸收系统两种。

加氯间是安置加氯设备的操作间，氯库是储备氯瓶的仓库，设计时要给予足够重视。

加氯间、氯库的设计请参阅相关设计规范与手册。

10.3氯胺消毒和漂白粉消毒

10.3.1氯胺消毒

从前节可知，氯胺消毒作用缓慢，杀菌能力比自由氯弱。

氯胺消毒的优点是当水中含有酚等有机物时，它不会产生氯臭和氯酚臭，同时大大减少THMS产生的可能；能较长时间保持水中余氯，适用于供水管网较长的情况。

但因杀菌能力较弱，单独采用氯胺消毒的水厂很少，通常作为辅助消毒剂以抑制管网中细菌繁殖，提高给水管网水质的生物稳定性。

人工投加的氨可以是液氨、硫酸铵或氯化铵，水中存在的氨也可利用。

硫酸铵或氯化铵应先配成溶液，再投加到水中。

液氨的投加方法和液氯相似，氯和氨的投加比例视水质而易，一般采用氯：

氨＝3～6：

1。

以防止氯臭为主要目的时，氯和氨之比应小些；当以杀菌和维持余氯为主要目的时，氯和氨之比应大些。

采用氯胺消毒时，一般先加氨，待其与水充分混合后再加氯，这样可减少氯臭。

特别当水中含酚时，这种投加顺序可避免产生氯酚恶臭。

但当管网较长，主要目的是为了维持管网余氯量时，可先加氯后加氨。

以地下水为水源的水厂，可采用进厂水加氯消毒，出厂水加氨减臭并稳定余氯，氯和氨液也可同时投加。

有资料认为，氯和氨同时投加与先加氨后加氯相比可降低三卤甲烷、卤乙酸等有害副产物的生成。

10.3.2漂白粉消毒

漂白粉由氯气和石灰加工而成，分子式可为CaOCl2，有效氯约30%。

漂白精分子式为Ca（OCl）2，有效氯约60%。

两者均为白色粉末，有氯的气味，易受光、热和潮气作用而分解使有效氯降低，故必须放在阴凉干燥和通风良好的地方。

漂白粉加入水中后发生反应，生成HOCl

2CaOCl2+2Cl2

2HOCl+Ca（OH）2+CaCl2

漂白粉消毒一般用于小水厂或临时性给水设施，消毒原理与氯气相同。

漂白粉需配成溶液加注，溶解时先调成糊状物，然后再加水配成浓度为1.0%～2.0%（以有效氯计）的溶液。

当在过滤后水中投加时，溶液必须经过4～24h澄清，以避免杂质带进清水中；若加入浑水中，则配制后可立即使用。

10.4二氧化氯消毒

10.4.1二氧化氯的理化性质

二氧化氯是深绿色的气体，臭味与氯相同，比氯更加刺激、更毒。

其沸点为11℃，熔点为-59℃，易溶于水，溶解度是氯的5倍，不与水发生化学反应。

它在常温条件下既能压缩成液体，又极易挥发，在光线照射下将发生光化学分解。

二氧化氯易爆炸，温度提高、曝露在光线下或与某些有机物接触摩擦，都可能引起爆炸。

液体二氧化氯比气体更易爆炸。

空气中ClO2含量体积分数大于10%或水中ClO2含量体积分数大于30%时都将发生爆炸。

因此，工业上采用空气或惰性气体来冲淡二氧化氯气体，使其含量小于8%～10%；溶于水时，水中的ClO2浓度应小于6～8mg/L。

由于二氧化氯具有易挥发、易爆炸的特性，故不宜贮存，应采取现制现用。

ClO2是一种强氧化剂，能将水中的S2-、SO32-、S2O32-、NO2-和CN-等还原性酸根氧化去除。

水中一些还原状态的金属离子Fe2+、Mn2+、Ni2+等也能被其氧化。

对水中残存有机物的氧化，ClO2比C12要优越。

ClO2以氧化反应为主，而C12以亲电取代为主。

被ClO2氧化的有机物多降解为含氧基团（羧酸）为主的产物，无氯代产物出现。

如对水中的酚，ClO2可将其氧化成醌式支链酸；而经C12反应后，则产生臭味很强的氯酚。

ClO2的强氧化性还表现在它对稠环化合物的氧化降解上。

如ClO2可将致癌物3、4—苯并芘氧化成无致癌作用的醌式结构。

此外，灰黄霉素、腐植酸也可被其氧化降解，且其降解产物不以氯仿出现，这是传统的氯消毒方法所不能实现的。

10.4.2二氧化氯的消毒作用

ClO2是一种强氧化剂，但二氧化氯不与氨氮化合物等耗氯物反应，因此具有较高的余氯，杀菌消毒作用比氯更强。

如果二氧化氯合成时不出现自由氯，则二氧化氯加入水中将不会产生有机氯化物。

当pH＝6.5时，氯的灭菌效率比二氧化氯高，但随着pH值的升高，二氧化氯的灭菌效率很快超过氯。

而且，在较大的pH值范围内，二氧化氯具有氧化能力，氧化能力为自由氯的2倍，能比氯更快地氧化锰、铁，除去氯酚、藻类等引起的臭味，具有强烈的漂白能力，可去除色度等。

但在设计与使用时应该注意以下几点：

1）二氧化氯的投加量与原水水质和投加用途有关，约为0.1~1.5mg/L。

仅用作消毒时，一般投加量为0.1~0.3mg/L；当兼用作除臭时，一般投加量为0.6~1.3mg/L；当兼用作前处理、氧化有机物和锰、铁时，投加量约为1.0~1.5mg/L。

必须保证管网末端余氯的浓度不小于0.05mg/L。

2）投加浓度必须控制在防爆浓度以下，二氧化氯水溶液浓度可采用6～8mg/L。

3）必须设置安全防爆措施。

制取设备要能自动地校正氯水溶液的pH值，使ClO2产量最大。

氯和次氯酸离子的残留量最小，制取设备能够调节产量的变化，适应供水量和投加量的变化。

凡与氧化剂接触处应使用惰性材料，每种药剂应设置单独的房间，以及监测和报警装置，并要有排除和容纳溢流或渗漏药剂的措施。

应设有从C1O2制取过程中析出气体的收集和中和的措施；在工作区内要有通风装置和空气的传感、报警装置；在药剂贮藏室的门外应设置防护用具；要有冲洗药剂贮存池和混合池的措施。

为了观察反应，需在反应器上设置透明的玻璃窗口，在进出管线上设置流量监测设备。

采用软水，以免钙积聚在设备上；要有现场测试设备，经常检测药剂溶液的浓度；要定期地停止运转，仔细地检查系统中各部件；避免制成的C1O2溶液与空气接触，以防在空气中达到爆炸浓度。

10.4.3二氧化氯的制取

二氧化氯是高效、低毒的杀菌消毒剂，被世界卫生组织列为A1级产品，在发达国家得到了广泛应用。

二氧化氯用于饮用水处理，除对一般的细菌有杀灭作用外，对孢子、甲型和乙型肝炎病毒等也有很好的灭活效果，杀菌效果不受pH值的影响，特别适于碱性水处理系统，如浓度为2×10~6mol/L稳定性二氧化氯在30s内能够全部杀死水中的大肠杆菌，且不产生三氯甲烷，不会产生有机氯致癌物。

二氧化氯的氧化性强于氯气，能除去工业废水中的氰化物、酚类、硫化物和恶臭物质，二氧化氯还可除臭、除味、脱色、除铁、除锰等。

对于工业冷却水，二氧化氯的日投加量约为氯气投加量的几十至几百分之一，总的成本二氧化氯较氯气更经济。

二氧化氯取代氯气作为合成氨厂冷却水的杀生剂可以实现更好的经济效益。

但液态或气态的二氧化氯都不稳定，易挥发、爆炸，使其应用受到限制。

上世纪80年代，国际上出现了二氧化氯的新型产品——稳定性二氧化氯，它无色、味、毒，无腐蚀性，难燃、不挥发。

近年还相继开发了固体稳定性二氧化氯。

稳定性二氧化氯投加方式和测试系统与氯相同。

10.4.3.2ClO2的制备

ClO2的制备方法主要分为电解法和化学法两大类。

在规模的生产中，应用最广泛的还是化学法。

电解法以低廉的食盐为原料在隔膜电解槽装置内电解获得ClO2混合液，但由于电解法生产的ClO2纯度低，产气量不稳定，一次性设备投资大，对电极隔膜的材质要求较高、电耗高，推广使用困难。

在饮用水消毒中，也常用电解饱和食盐溶液制取二氧化氯，但反应中产生氯气、臭氧、氢气等。

化学法是以氯酸钠或亚氯酸钠为原料，通过氧化还原反应产生ClO2，根据反应原料和工艺特点不同，化学法生产ClO2有十几种方法。

化学法也存在氯酸盐还原法工艺较复杂、亚氯酸钠氧化法使用费用较高，所生成的气体中大多含有氯气，难以直接用稳定液吸收等问题，目前以甲醇为还原剂的ClO2制备过程在工业上应用最广泛，其商品主要有R8、SVP-甲醇、SVP-LITE和Solvay。

化学氧化法主要集中在以NaClO2为原料发生ClO2。

包括酸化法、Cl2氧化法、过硫酸根离子（S2O82-）氧化法、电化学法和有机物或过渡金属（如Fe3+）氧化法等，其中大多数利用氧化过程，以氯氧化法居多。

用氧化剂Cl2或HClO氧化NaClO2或在酸性介质中使NaClO2自身发生氧化还原反应生成ClO2。

氯氧化法的特点是一次性投资少，操作简便，易控制，制取的ClO2纯度高，副产物少。

但反应速度慢、耗酸量大、成本较高，对设备条件要求苛刻，只适于实验室和小规模生产。

NaClO2昂贵，决定了ClO2的生产成本一般为氯酸盐法的3倍左右。

国外多数水厂采用此法产生ClO2，反应式为：

Cl2+2NaClO2→2ClO2↑+2NaCl

或2NaClO2+HClO+HCl→2ClO2↑+2NaCl+H2O

酸化法。

酸化法主要采用盐酸或硫酸/NaClO2体系发生ClO2。

NaClO2在酸性条件下，ClO2-以可测量的速率稳定地分解成ClO2、ClO3-和Cl-，反应式为：

5NaClO2+4HCl→4ClO2↑+5NaCl+2H2O

让盐酸或硫酸与亚氯酸钠NaClO2溶液在空气（或氯气）流下反应并吹出，由水射器将生成的ClO2送至消毒系统。

工艺简单，操作方便，但反应速率慢，产生的废酸多，产生定量的Cl2，影响ClO2的纯度，给ClO2的应用带来了麻烦。

但可通过催化剂增加ClO2的产率，也有用苯、四氯化碳有机溶剂提取ClO2，提取率比传统方法高15%。

用NaClO2与强酸性及还原性有机酸制取ClO2，在90~95℃下反应30min，产率>90%，产品质量分数达98%~99%。

过硫酸盐氧化法。

采用过硫酸钠/NaClO2体系发生ClO2，用过硫酸钠和亚氯酸钠为原料已生产出液体的和固体片剂及粉状产品。

过硫酸钠与亚氯酸钠溶液反应生成ClO2：

2NaClO2+Na2S2O8→2ClO2↑+2Na2SO4

用片剂和粉剂现场配制或发生ClO2操作容易，片剂只要溶于水即可。

由于片剂等效比率，无需测定剂量。

在实际消毒系统中，只要用定量的片剂溶于定体积的水中，可获得目的浓度的ClO2溶液。

10.4.3.2稳定性ClO2产品的制备

上世纪70年代初，美国成功开发了无色、无味、无腐蚀性的稳定性ClO2。

它便于储存和运输，是一种选择性较强的安全氧化剂，使用遍及欧美和亚洲。

利用氯酸盐或亚氯酸盐经酸化生产高纯度的二氧化氯气体，经空气或惰性气体稀释后，通入稳定剂溶液中吸收，可制备稳定性二氧化氯。

是在ClO2的基础上经过特殊加工制成的化合物或混合物。

其工艺流程：

原料混合→酸化→ClO2吸收→成品→储存。

常见的稳定性ClO2产品有液态和固态两种。

液态稳定ClO2是用硫酸钠或过碳酸钠、硼酸盐、过硼酸盐等惰性溶液为吸收剂直接吸收制得，含ClO2质量分数>2%。

用于固态稳定性ClO2产品的吸附剂，要具有较高的吸附能力、较大的比表面和较小的粒径，常用的吸附剂有硅胶、硅酸钙、硅藻土、滑石粉、分子筛、活性炭等。

吸附剂的pH最好在8.5~9.0，以避免吸附的溶液过早分解，释放出ClO2。

pH对二氧化氯溶液的稳定性影响较大，pH越大，溶液的稳定性越好。

液态稳定性二氧化氯可分碱性和中性两种制剂。

1.碱性条件下稳定性二氧化氯溶液的制备

碱性稳定性二氧化氯水溶液的主要制备原料均为氯酸钠。

以甲醇为还原剂制备稳定性ClO2溶液。

其生产装置包括反应器、冷凝器、吸收和负压产生装置。

以氯酸钠为氧化剂，甲醇为还原剂，在浓度为26%～33%的硫酸介质中进行反应，连续滴加甲醇，生成的二氧化氯用1%～3%的NaOH溶液（5%～8%的Na2CO3溶液）与0.5%～1.5%的H2O2进行稳定和吸收。

该装置由水力喷射器产生99.3～100.5kPa的负压，保证反应器和吸收装置在负压条件下运行，控制吸收液温度在30℃以下，可制成pH为8.2～9.2、ClO2含量在2.0%以上的稳定性二氧化氯水溶液。

以盐酸为还原剂制备稳定性二氧化氯溶液。

生产装置包括发生器、纯化器、吸收塔、水射器和残留罐。

以氯酸钠为氧化剂，亚氯酸钠为纯化剂。

将氯酸钠配制成25%～40%的水溶液，并与盐酸（NaClO3/HCl=1/0.7～1.4）在负压条件下向二氧化氯反应器中加料，将发生器中生成的二氧化氯和氯气的混合气体在负压条件下通过浓度为20%～40%的NaClO2水溶液进行纯化。

将纯化的二氧化氯气体用NaOH溶液或Na2CO3溶液与H2O2混合溶液进行吸收。

在残液罐和纯化器顶部设有防爆塞，保证生产安全。

为保证生产过程的连续性，残液罐和纯化器与ClO2的发生器的连接采用二级并联方式。

该工艺具有生产连续化、无残留液排放、不污染环境、设备投资少、占地面积少和二氧化氯浓度高等优点。

2．中性条件下稳定性二氧化氯溶液的制备

使用碱性的稳定性二氧化氯溶液时，需加酸化剂进行激活，获得高效杀菌、除臭和漂白效能。

中性稳定性二氧化氯溶液的稳定性略差，但可直接使用，无需活化。

根据生产原料其制备方法可分为三种。

以亚氯酸盐制备稳定性二氧化氯溶液。

在常温常压下，将NaOAc和适量的HOAc、NaClO2溶于水中，充分混合均匀即可获得中性长效型二氧化氯水溶液。

使用时，可用水将本品稀释到所需浓度（pH控制在6～8，ClO2含量控制在10-5～10-1mg/L，产品稳定性一年以上），用于浸泡、淋洗、泼洒等需要消毒、除臭、防霉、保鲜的对象，还可用于口腔含漱、消炎、除臭以及通过喷雾方式对空气和环境进行消毒、杀菌和除臭。

以氯酸盐制备稳定性二氧化氯溶液。

制备的原料包括主剂氯酸盐（4%～6%）、乙酸、柠檬酸、酒石酸、乳酸和硼酸等酸化剂（2%～3%）、亚硫酸盐还原剂（3%～10%）和可溶性弱酸强碱盐、过氧酸盐等复合控制剂（5%～16%）及水。

制备步骤：

将主剂和还原剂及部分水按计量投入混合槽，升温至50～55℃，启动搅拌，进行混合溶解15～20min，降至室温，获得混溶物A；将复合控制剂和部分水按计量投入另一混合槽，升温50～55℃，启动搅拌，进行混合溶解15～20min，降至室温，获得混溶物B；将酸化剂和部分水按计量投入溶解槽中，升温40～60℃，启动搅拌，进行混合溶解15～20min，降至室温，获得混溶物C；将混溶物A和按计量剩余水投入反应器内，搅拌，在维持25～30℃的情况下，投入混溶物B，反应20min，缓慢地加入混溶物C，将C加完后，继续搅拌10～30min，卸料、包装，即获得稳定二氧化氯的缓释水溶液产品，使用时不需添加任何助剂。

工艺简便、反应温和、容易控制和操作、无三废排放、工艺清洁。

以氯化钠制备稳定性二氧化氯溶液。

由15～60份的氯化钠溶液，0.1～0.5份pH为3.3～4.0的盐酸溶液，0.1～1.0份Na2CO3和0.1～0.5份Na2HPO4的混合溶液三部分组成。

三种组分混合即得到pH为6.5～7.5的